Rutschmechanismen bei Hochgeschwindigkeitskugellagern
Rutscharten und -mechanismen bei Kugellagern
Bei Schrägkugellagern ist die Bewegung der Kugeln in den Laufbahnen mit Differenzialgleiten , Rotationsgleiten und Kreiselgleiten verbunden .
Unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen verändern Zentrifugalkräfte und Kreiselmomente die Balldynamik erheblich, was zu vier unterschiedlichen Schleudermodi führt:
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Schleudermodus |
Physikalischer Mechanismus |
Richtungsfunktion |
Wichtige Einflussfaktoren |
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1) Gyroskopisches Gleiten |
Das Kreiselmoment übersteigt das Reibungsdrehmoment, wodurch die Kugel entlang der Hauptachse gleitet. |
Senkrecht zur Walzrichtung |
Geschwindigkeit, Kontaktwinkel, Schmierung |
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2) Ziehen und Schieben |
Eine verringerte Kontaktbelastung zwischen Kugel und Innenring unter der Zentrifugalkraft führt zu axialem Schlupf. |
Entlang der Nebenachse der Kontaktellipse |
Fliehkraft, Vorspannung, Viskosität |
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3) Rollendes Gleiten |
Erhöhte Spin-/Gyroskopkomponenten reduzieren die Orbitalgeschwindigkeit. |
Gekoppelte Roll-Dreh-Bewegung |
Dynamischer Luftwiderstandsbeiwert, Lastschwankung |
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4) Vorübergehendes Gleiten |
Plötzliche Lastverschiebungen oder Käfigkollisionen führen zu kurzzeitigem Schlupf. |
Multidirektional |
Stoßbelastungen, Beschleunigung, Käfigspiel |
Thermisch-mechanische Kopplung : Durch Schleudern entsteht ein scherbedingter Temperaturanstieg im Ölfilm, der Viskosität und Filmdicke verringert. Dies kann zu Metallkontakt, Riefenbildung in der Laufbahn, vorzeitigem Verschleiß und sogar zum Festfressen des Systems führen.