Kugellager, wer kennt sich aus ?

Kugellager, wer kennt sich aus ?

Beitragvon Bernd » Fr 20. Nov 2009, 16:34

Hallo Leute

Gestern abend habe ich mich mal etwas näher mit dem Thema Kugellager auseinander gesetzt.

Grundsätzlich kenne ich jetzt die Eigenschaften der verschiedenen Lagertypen und deren Eignung
für Windräder, zumindest bilde ich mir das ein. :)
Einige Probleme habe ich noch mit der Berechnung der "Belastbarkeit". Da gibt es doch ziemlich
merkwürdige Formeln in die die Werte für radiale und axiale Belastungen zusammen fliessen
und daraus wird dann wieder ein neuer Wert gebildet.

Ich würde mich freuen wenn sich hier jemand findet der mir/uns das mal etwas praktisch erklären
kann. Das Fachchinesisch in Wikipedia oder bei den Lagerherstellern ist doch recht schwierig
zu verstehen.
Schön wäre ein praktisches Beispiel mit einer gegebenen Achslast und an Hand dieser Werte mal ein
Beispiel rechnen.

Grüsse

Bernd
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Re: Kugellager, wer kennt sich aus ?

Beitragvon Bernd » Sa 21. Nov 2009, 08:58

Hier ein Link der Grundlagen vermittelt.

http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.p ... lagerungen

Grüsse

Bernd
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Re: Kugellager, wer kennt sich aus ?

Beitragvon homatec » Mo 23. Nov 2009, 21:35

Hallo Bernd,

du hast recht Kugellager ist eine eigene Wissenschaft für sich.
Zum Basten sollte fast jedes Achslager eine Autos gehen, wenn es um ernhafte Leistungen geht.
empfehlen kann ich hier in Süddeutschland die Fa.Reiff in Reutlingen.
http://www.reiff-gruppe.de
Die haben etliche Hersteller (INA, SKF, FAF...)am Lager und Top Beratung im Verkauf.
Ein recht heikles Thema ist neben der Belastung auch der Außeneinsatz. Zu allerletzt ein Blitzschlag.

Grüße
Rainer
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Re: Kugellager, wer kennt sich aus ?

Beitragvon windsau » Mo 7. Dez 2009, 20:42

Unter Distrelec.de erfahrt man u.a. die tech. Daten über SKF Kugellager. Einfach das Stichwort eingeben: Rillenkugellager, Flanschlager etc.
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Re: Kugellager, wer kennt sich aus ?

Beitragvon Wolkenstuermer » Mo 5. Apr 2010, 12:37

Hi Bernd,
deine Frage ist zwar schon etwas älter, aber auf dem Gebiet kenne ich mich aus. Habe das jedenfalls alles lang und breit im Studium gehabt, ist nur schon ein wenig her. Das war eigentlich gar nicht so wild. Wenn ich deine Frage recht verstehe, dann bezog die sich vor allem auf die folgende Formel:

P=X Fr+Y Fa

P ist die Lagerbelastung, entweder war die für die einzelnen Lager direkt tabelliert oder du musst daraus noch So ermitteln und damit in den Tabellen nachgucken ob dein Lager das ab kann. Diesen Wert möchtest du jedenfalls ermitteln.
Die Belastungen auf das Lager können in axialer Richtung (Index a) oder in radialer Richtung (Index r) wirken. Diese Kräfte (Index F für Force) kann man sich auch als Vektoren vorstellen, wobei ihre Länge der Stärke der Kraft entspricht. Diese beiden kann man nun zu einer Resultierenden zusammenfassen (Vektoraddition). Die Lagertypen können jedoch unterschiedliche Belasungen unterschiedlich gut ab. Ein reines Radiallager kann axiale Belastungen so gut wie gar nicht ab und umgekehrt. Deshalb müssen die Faktoren X und Y noch mit einbezogen werden, die für jeden Lagertyp unterschiedlich sind, wenn ich mich recht entsinne. Am Ende bekommst du jeweils deine Lagerbelastung heraus und vergleichst die errechnete mit der tabellierten. Ist die die errechnete größer als die zulässige Belastung, so weißt du, dass du einen anderen Lagertyp auswählen musst. Mehr ist das nicht. Soweit verstanden?

Grundsätzlich sei dazu noch gesagt, dass diese Formeln die Zusammenhänge vereinfachend darstellen und die Ergebnisse mit guter Näherung stimmen aber nicht hundertprozentig der Realität entsprechen. Da wird deshalb oft noch mit irre großen Sicherheitsfaktoren gearbeitet. Ich hoffe das stimmt so halbwegs, was ich da geschrieben habe. Das war das, was ich gerade dazu im Kopf hatte. Habe gerade keine Lust in den dicken Ordnern zu suchen. Wenn du mehr darüber wissen willst, das Standardwerk dazu nennt sich Roloff Matek. Habe ich deine Frage damit halbwegs beantwortet?

Viele Grüße,
Philip
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Re: Kugellager, wer kennt sich aus ?

Beitragvon Wolkenstuermer » Mo 5. Apr 2010, 13:54

Hmh,
irgendwie konnte ich es doch nicht ganz sein lassen und hab die alten Ordner mal hervor geholt. Also die Formel für Po ist korrekt und die Erklärung dazu auch. Die Werte vergleicht man jedoch ein wenig anders. Und zwar anhand folgender Formel:

Po< Po,zul= Co/So

Das < ist hierbei ein kleiner gleich. Dies lässt sich jedoch mit dieser Tastatur nicht ohne weiteres eingeben. Man vergleicht also das errechnete Po mit Po,zul (also der zulässigen Lagerbelastung). Dieses Po,zul erhält man, indem man die statische Tragzahl Co durch die statische Tragsicherheit So teilt. Co findet man in den Katalogen der Kugellagerhersteller und So ist tabelliert. Diese Tabelle sollte in den Katalogen auch abgebildet sein. In meinem Skript steht jedenfalls eine drin, die sich auf SKF bezieht. Diese Tabelle ist nach zwei Kriterien skaliert, zum einen der Betriebsweise von ruhig, erschütterungsfrei bis stark stoßbelastet und von geringen Anforderungen an die Laufruhe bis hin zu hohen. Bei normaler Laufruhe und ruhiger oder normaler Betriebsweise beträgt der Wert für ein Kugellager 1. Ist es stark stoßbelastet, liegt der Wert bei 1,5.

Mit diesen Angaben kann ich jedenfalls Po,zul ermitteln und mit meinem Po vergleichen. Die Werte für X und Y sind laut Skript auch in den Wälzlgerkatalogen gegeben.

Bernd du wolltest am liebsten noch ein kleines Beispiel gerechnet haben, oder?

Ich gehe einfach mal davon aus, du willst das ganze in einen Rotor mit vertikaler Achse einbauen... ;-)
Dann entspricht dein Fa der Gewichtskraft Fg=m*g (Masse mal Gravitationskonstante). Nehmen wir hier für Fa einfach mal 1kN, das entspricht in etwa einem Gewicht von 100kg, wenn ich nicht vollkommen daneben liege und wieder Mal nen Komma falsch verschoben habe. Fr ist die Kraft die der Wind auf das Windrad ausübt. Kann man sicherlich auch überschlägig abschätzen, ich nehme hier einfach mal Fr=2,5 kN. Für die Faktoren X und nehmen wir 0,44 und 1,47.

Damit ergibt sich folgendes Po:

Po= X*Fr+Y*Fa
= 0,44*2,5kN+1,47*1kN
=2,57kN

Gehen wir damit nun in das Datenblatt eines Kugellagerherstellers und suchen uns das Co raus. (Eigentlich müssten dort auch X und Y gegeben sein, sind es aber nicht, deshalb die oben angegebenen Werte aus ner anderen Rechnung). Nehmen wir doch mal das folgende Datenblatt:

https://www.distrelec.com/distrelec/dat ... /YAR_d.pdf

Und dort das erste Lager mit d=12mm, damit ergibt sich ein Co von 4,75 kN. Wenn wir jetzt von einer normalen Betriebsweise und normalen Anforderungen an die Laufruhe ausgehen, dann ist So laut meiner Tabelle =1 (Ich denke von diesen Bedingungen kann bei unseren Rotoren generell ausgegangen werden und So ist damit für uns immer 1, vorrausgesetzt wir setzen ein Kugellager ein. Bei einem Rollenlager wäre es 1,5) Damit wäre im Beispiel Po,zul=Co=4,75kN

Und damit ist

Po<Po,zul da 2,57kN<4,75kN.

Die Bedingung ist also erfüllt und unser Lager ist den Belastungen mehr als gewachsen.

So ich denke, das reicht fürs erste. Eine Anmerkung noch, diese Formel berücksichtigt nur die statischen Lasten, normaler Weise sind jedoch die dynamischen größer und damit ausschlaggebend. Dafür gelten jedoch andere Formeln und das Ganze ist etwas komplizierter. Darauf möchte ich jetzt jedoch nicht näher eingehen, das würde den Rahmen sprengen. Bei den Werten kann man davon ausgehen, dass das Lager auch mit den dynamischen Lasten fertig wird. Wir wollen da ja denke ich eh nur mal grob überschlägig gucken ob das passt und dafür langt der statische Fall und die gegebenen Formeln.

So genug gelabert.

Viele Grüße,
Philip
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Re: Kugellager, wer kennt sich aus ?

Beitragvon Bernd » So 11. Apr 2010, 00:29

Hallo Philip und vielen Dank für deine Ausführungen, die ich erst eben entdeckt hatte.
Ich musste selber erstmal nachgucken was ich in dem Thread überhaupt gefragt hatte . :)

Grüsse

Bernd
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