Bei der Lagerauswahl sind sieben Faktoren zu berücksichtigen.
Alle Arten von Wälzlagern haben unterschiedliche Eigenschaften und eignen sich für unterschiedliche Einsatzzwecke aller Arten von Maschinen.
Im Allgemeinen werden Axiallager und Schrägkugellager verwendet, wenn Axiallasten getragen werden. Bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen werden normalerweise Kugellager verwendet. Bei schweren Radiallasten werden Rollenlager verwendet.
1. Der vom Lager eingenommene Raum und die Position der Maschine
Bei der Konstruktion von Maschinen wird im Allgemeinen zuerst die Größe der Welle bestimmt und dann das Wälzlager entsprechend der Wellengröße ausgewählt. Normalerweise werden für kleine Wellen Kugellager und für große Wellen Rollenlager ausgewählt. Wenn das Lager jedoch in Richtung des Durchmessers der Maschine begrenzt ist, werden Nadellager, ultraleichte und ultraleichte Serien der Kugel- oder Rollenlager ausgewählt. Wenn das Lager in der axialen Position der Maschine begrenzt ist, können schmale oder extraschmale Serien der Kugel- oder Rollenlager ausgewählt werden.
2. Größe, Richtung und Art der Belastung des Lagers
Die Belastung ist der wichtigste Faktor bei der Auswahl von Lagern. Rollenlager werden verwendet, um schwereren Belastungen standzuhalten, Kugellager werden verwendet, um leichteren oder mittleren Belastungen standzuhalten, und Lager aus aufgekohltem Kohlenstoffstahl oder bainitischem Härten können Stoß- und Vibrationsbelastungen standhalten.
In Bezug auf die Lastrichtung können bei der Aufnahme reiner Radiallasten Rillenkugellager, Zylinderrollenlager oder Nadellager verwendet werden. Bei der Aufnahme kleiner reiner Axiallasten kann das Axialkugellager gewählt werden; bei der Aufnahme großer reiner Axiallasten kann das Axialrollenlager verwendet werden. Wenn ein Lager eine kombinierte Radial- und Axiallast aufnimmt, wird im Allgemeinen ein Schrägkugellager oder ein Kegelrollenlager verwendet.
3. Selbstausrichtende Leistung von Lagern
Wenn die Mittellinie der Welle von der Mittellinie des Lagersitzes abweicht, ein Winkelfehler auftritt oder die Steifigkeit der Welle aufgrund des großen Abstands zwischen den beiden Wellenstützen gering ist und sie durch Kraft leicht gebogen oder gekippt werden kann, können selbstausrichtende Kugel- oder selbstausrichtende Rollenlager mit guter Selbstausrichtungsleistung sowie externe Kugellager ausgewählt werden. Diese Art von Lager kann normal weiterarbeiten, wenn die Welle leicht geneigt oder gebogen ist.
Die Qualität der Selbstausrichtungsleistung des Lagers hängt von der zulässigen unterschiedlichen Koaxialität ab. Je höher der Wert der unterschiedlichen Koaxialität, desto besser die Selbstausrichtungsleistung.
4. Steifigkeit der Lager
Die Steifigkeit des Lagers bezieht sich auf die Größe der Kraft, die das Lager benötigt, um eine Verformung der Einheit zu erzeugen. Die elastische Verformung von Wälzlagern ist sehr gering und kann bei den meisten Maschinen nicht berücksichtigt werden. Bei einigen Maschinen, wie z. B. Werkzeugmaschinenspindeln, ist die Lagersteifigkeit jedoch ein wichtiger Faktor. Im Allgemeinen sollten Zylinderrollenlager oder Kegelrollenlager gewählt werden. Da bei diesen beiden Lagerarten die Wälzkörper und Laufbahnen unter Last punktuellen Kontakt haben, ist die Steifigkeit gering.
Darüber hinaus können alle Arten von Lagern vorgespannt werden, um die Steifigkeit der Stütze zu erhöhen. Um beispielsweise die Vibration der Welle zu verhindern und die Steifigkeit der Stütze zu erhöhen, wird bei der Installation häufig vorab eine gewisse Axialkraft angewendet, damit die Lager sich gegenseitig zusammendrücken. Die Vorspannung darf jedoch nicht zu groß sein, da sonst die Lagerreibung zunimmt, die Temperatur zunimmt und die Lebensdauer der Lager beeinträchtigt wird.
5. Drehzahl der Lager
Jedes Lagermodell hat seine eigene Grenzdrehzahl, die durch physikalische Eigenschaften wie Größe, Typ und Struktur bestimmt wird. Wird diese Grenze überschritten, steigt die Lagertemperatur, das Schmiermittel trocknet aus und das Lager kann sogar stecken bleiben. Die Praxis hat gezeigt, dass es besser ist, unter der Bedingung einer Grenzdrehzahl von 90 % zu arbeiten.
Die Endgeschwindigkeit von fettgeschmierten Lagern ist niedriger als die von ölgeschmierten Lagern. Es ist zu beachten, dass bei fettgeschmierten Lagern die Grenzgeschwindigkeit im Allgemeinen nur 80 % der Grenzgeschwindigkeit des Lagers beträgt, wenn ein hochwertiges Ölsystem mit sich wiederholendem Zyklus verwendet wird. Bei Ölnebelschmiersystemen ist die Grenzgeschwindigkeit jedoch im Allgemeinen 50 % höher als bei demselben Basisschmiersystem. Auch das Design und die Struktur des Käfigs wirken sich auf die Endgeschwindigkeit des Lagers aus.
6. Lagerschwimmen und axiale Verschiebung
Normalerweise wird eine Welle von zwei Lagern getragen, die einen bestimmten Abstand voneinander haben. Um sich an die Einflüsse unterschiedlicher Wärmeausdehnungsgrade von Welle und Gehäuse anzupassen, sollte ein Lager beim Einbau in axialer Richtung fixiert werden und das andere Lager sollte auf der Welle schwimmen können (d. h. schwimmend gelagert sein), um ein Verklemmen durch Dehnung oder Kontraktion der Welle zu verhindern.
7. Einfach zu installierende und zu demontierende Lager
Bei der Auswahl des Lagertyps muss auch die einfache Montage und Demontage berücksichtigt werden, insbesondere die Montage und Demontage großer und extragroßer Lager.
Lager sind ein wichtiger Bestandteil mechanischer Geräte.
Durch eine sinnvolle Auswahl sowie den richtigen Betrieb und die richtige Wartung können Leistung und Lebensdauer von Lagern und Geräten effektiv verbessert werden.