Was ist ein Lager?
Ein Lager (englisch: Bearing) ist ein mechanisches Bauteil zur präzisen und reibungslosen Lagerung eines rotierenden Körpers, z. B. einer Welle. Wenn eine Welle gedreht wird, stehen die Welle und die tragende Struktur oder Halterung miteinander in Kontakt, was unweigerlich zu einem Widerstand durch Reibung und Reibungswärme führt, was einen Verlust an Rotationsenergie zur Folge hat. Um den Energieverlust und die Wärmeentwicklung aufgrund dieser Reibung zu verhindern, werden Lager verwendet.
Je nach Aufbau gibt es zwei Arten von Lagern: Wälzlager und Gleitlager. Der Unterschied besteht darin, dass Wälzlager mit Wälzkörpern arbeiten und Gleitlager mit einem Ölfilm.
Es gibt auch zwei Arten von Lagern, Radiallager und Axiallager, je nach Richtung der auf das Lager wirkenden Last.
Radiallager werden verwendet, wenn die Last in Richtung der Wellenmitte auf das Lager einwirkt.
Axiallager werden verwendet, wenn die Last auf das Lager in Richtung senkrecht zur Mittellinie der Welle einwirkt.
Anwendungen von Lagern
Lager werden in einer Vielzahl von Produkten verwendet, darunter Maschinen, die industrielle Wellen drehen, Autos, Flugzeuge und Schienenfahrzeuge sowie im täglichen Leben in Haushaltsgeräten.
Bekannte Beispiele sind Autos und Motorräder, in denen mehr als 100 Lager in verschiedenen Größen verwendet werden. Vor allem Motoren haben viele rotierende Teile, und Lager sind wichtig, um Energieverluste zu verringern.
Lager werden für zwei Hauptzwecke verwendet:
- um die Rotation zu unterstützen und die genaue Position der Welle beizubehalten,
- zur Verringerung der durch die Drehung verursachten Reibung und zur Aufrechterhaltung eines reibungslosen Betriebs.
Lager werden in so vielen anderen Situationen eingesetzt, dass es schwierig ist, sie alle aufzulisten. Wälzlager sind heutzutage nicht mehr wegzudenken und tragen wesentlich dazu bei, den Verbrauch von Öl und anderen Ressourcen, die durch Reibungsverluste entstehen, zu reduzieren.
Arten und Merkmale von Lagern
Im Folgenden werden der Aufbau und die Merkmale der einzelnen Lagerarten beschrieben. Es gibt zwei Arten von Lagern: Radiallager und Axiallager, je nachdem, in welche Richtung die Last einwirkt. Jede Lagerart verfügt über selbstausrichtende Lager, die bei einer gewissen Durchbiegung der Welle eingesetzt werden.
1. Wälzlager
Typische Wälzlager bestehen aus einem Innenring, der in Kontakt mit der Welle steht, Wälzkörpern wie Kugeln und Rollen, einem Käfig, der die Wälzkörper hält, und einem Außenring, der in Kontakt mit dem Außengehäuse steht. Es gibt zwei Arten von Wälzlagern: Kugellager und Rollenlager.
1) Kugellager
Bei dieser Art von Lagern werden kugelförmige Kugeln als Wälzkörper verwendet. Sie werden als Lager für relativ hohe Geschwindigkeiten und niedrige Lasten verwendet. Es gibt verschiedene Arten von Kugellagern mit unterschiedlichen Strukturen und Verwendungsmethoden, wie z. B. Rillenkugellager, Schrägkugellager, Pendelkugellager und Axialkugellager.
2) Rollenlager
Dieser Lagertyp verwendet Zylinder, Kegel- oder Nadelrollen als Wälzkörper. Sie werden als Lager für relativ große Lasten verwendet. Es gibt mehrere Arten von Rollenlagern mit unterschiedlichen Strukturen und Verwendungsmethoden: Rollenlager (Zylinderrollenlager), Kegelrollenlager (Kegelrollenlager), Pendelrollenlager (Pendelrollenlager) und Axial-Pendelrollenlager (Axial-Pendelrollenlager).
3) Nadellager
Dies ist eine Art von Rollenlager, das sich durch nadelartige dünne Rollen auszeichnet. Es gibt zwei Arten von Nadellagern: Radiallager und Axiallager.
2. Gleitlager
Gleitlager haben keine Wälzkörper wie Kugeln oder Rollen im Lager und werden durch zylindrische Bearbeitung von ölimprägniertem Metall oder Harz mit geringem Reibungswiderstand hergestellt. Sie werden allgemein als Metall oder Buchsen bezeichnet. Je nach Form gibt es verschiedene Typen wie Metall, Buchse (Flachlager) und Flansch Metall, Flanschbuchse (Flachflanschlager).
Metallbuchsen (Flachlager) werden für kleine bis mittlere Belastungen verwendet und als Verschleißteil regelmäßig ausgetauscht. Außer bei Typen, die bereits mit Fett (Schmiermittel) gefüllt sind, muss das einzufüllende Öl (Schmiermittel) ordnungsgemäß verwaltet werden, einschließlich regelmäßiger Inspektion und Austausch.
Je nach Passung auf der Welle (unterschiedliche Direktheit der Befestigung aufgrund der Größe des Spalts zwischen Lager und Welle oder Gehäuse) muss das Lager angewärmt und auf der Welle fest montiert werden.
Gleitlager werden für hohe Belastungen eingesetzt und können bei guten Betriebsbedingungen und guter Wartung dauerhaft verwendet werden, da durch den Ölfilm kein Metallkontakt zwischen Lager und Welle entsteht. Sie sollten jedoch bei Verschleiß oder Beschädigung ausgetauscht werden.