Was sind Hochgeschwindigkeitslager?

1. Was sind Hochgeschwindigkeitslager?

Hochgeschwindigkeitslager sind Wälzlager, bei denen das Produkt aus Teilkreisdurchmesser ( Dpw ) und Drehzahl (n) ( Dpw × n ) größer ist als (1 × 10⁶ mm·U/min) . In der Praxis können ihre ( Dpw × n )-Werte bis zu (3 × 10⁶ mm·U/min) erreichen .

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2. Für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignete Lager

Die folgenden Lagertypen und ihre ( Dpw × n ) Werte unter verschiedenen l

Als Schmiermethoden werden empfohlen:

Lagertyp	Ölstrahlschmierung	Ölnebelschmierung	Öl-Luft-Schmierung
Rillenkugellager	1,5 × 10⁶	1,05 × 10⁶	1,56 × 10⁶
Schrägkugellager (15°)	1,5 × 10⁶	1,1 × 10⁶	1,56 × 10⁶
Zylinderrollenlager	1,3 × 10⁶	0,85 × 10⁶	1,17 × 10⁶
Flexibles Rollenlager	1,5 × 10⁶	—	—
Präzisions-Keramikkugellager	2 × 10⁶	—	2 × 10⁶

Wichtige Überlegungen zur Verwendung von Hochgeschwindigkeitslagern:

1. Zentrifugalkraft von Wälzkörpern (Stahlkugeln) Bei hohen Drehzahlen erhöht sich die Zentrifugalkraft der Wälzkörper im Lager, was die Schmier- und Reibungsleistung des Lagers beeinträchtigen kann. Daher ist es notwendig, die Zentrifugalkraft der Stahlkugel genau zu berechnen.
   

D: Stahlkugeldurchmesser (mm)

nm: Kugelgeschwindigkeit oder Käfiggeschwindigkeit (U/min)

dm: Achsabstand (Hälfte der Summe aus Außen- und Innendurchmesser des Lagers) (mm)

Bei Hochgeschwindigkeits-Schrägkugellagern verringert sich aufgrund der durch die Hochgeschwindigkeitsrotation der Wälzkörper erzeugten Zentrifugalkraft der Kontaktwinkel am Außenring (ao), während sich der Kontaktwinkel am Innenring (ai) vergrößert.

2. Kreiseldrehmoment

         Bei Lagern mit einem Kontaktwinkel größer als Null wirkt auf den Wälzkörper ein Trägheitsdrehmoment, wenn er sich um zwei sich schneidende Achsen (Drehachse und Rotationsachse) dreht. Dieses Trägheitsdrehmoment wird als Kreiseldrehmoment bezeichnet.

Unter dem Einfluss des Kreiseldrehmoments neigt die Stahlkugel dazu, innerhalb der Axialebene eine Drehbewegung um ihre eigene Achse auszuführen. Diese Drehbewegung wird als Kreiseldrehung oder Kreiselselbstrotation bezeichnet.

Bei der Kreiselbewegung handelt es sich um eine Gleitbewegung der Stahlkugel relativ zur Laufbahn, die Reibung und Wärmeentwicklung erhöht. Unter normalen Betriebsbedingungen ist eine Kreiselbewegung der Stahlkugeln in Lagern nicht zulässig.

Um das Auftreten eines Kreiseldralls zu verhindern, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:

1. Reduzieren Sie das Kreiseldrehmoment durch die Gestaltung der Lagerstruktur.
2. Erhöhen Sie die Kontaktlast durch axiale Vorspannung.
3. Erhöhen Sie den Reibungskoeffizienten in der Kontaktzone.

Diese Methoden tragen dazu bei, die Kreiseldrehung zu eliminieren und die Leistung und Lebensdauer des Lagers zu verbessern.

Berechnung des Kreiseldrehmoments (Kugellager)