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Lagerhalter


Lagerhalter halten die Kugeln gleichmäßig um die Laufbahn herum, verhindern einen Kugel-Kugel-Kontakt und ermöglichen so höhere Geschwindigkeiten. Sie helfen auch, Fett um die Kugeln und Laufbahnen zu halten. Für eine höhere Genauigkeit und um zusätzliche Reibung zu vermeiden, ist es wichtig, dass der Lagerhalter nicht zu viel radiale Bewegung erlaubt. Dazu wird der Lagerkäfig entweder von den Kugeln oder einem der Ringe geführt. Kugellagerkäfige werden durch eine der verfügbaren Flächen zwischen Innen- und Außenring geführt. Es gibt Innensteg-Reiter, bei denen die Bohrung des Halters gleitet oder durch den Außendurchmesser geführt wird. des Innenrings, Außenlandreithalter, bei denen der O.D. des Halters gleitet oder von der Bohrung des Außenrings geführt wird, und kugelgelagerte Halter, bei denen die Halter keinen der Ringe berühren und vollständig von den Kugeln geführt werden. In den folgenden Abschnitten finden Sie Informationen zur Führung der einzelnen Käfigtypen.


Metallkrone/-band


Dieser Standardlagerhalter wird aus Kohlenstoffstahl für Chromlager und Edelstahl AISI304 oder AISI430 für rostfreie Lager hergestellt. Diese wurden oft aus Messing hergestellt, das auch eine hohe Temperaturbeständigkeit bot, aber dies ist aufgrund der höheren Messingkosten und der Fortschritte in der Stahltechnologie viel seltener.


Bei höheren Temperaturen wird meist Edelstahl empfohlen. Der Kronenkäfig und der Bandkäfig erfüllen die gleiche Funktion, aber der Kronenkäfig wird hauptsächlich bei kleineren Miniaturlagern und Dünnringlagern verwendet, bei denen der Platz begrenzt ist. Stahlkäfige werden bei schwierigen Betriebsbedingungen und bei starken Vibrationen bevorzugt.
• Gut für niedrige bis mittlere Geschwindigkeiten
• Kann je nach Stahlsorte höheren Temperaturen standhalten (siehe Abschnitt „Lagermaterial“)
• Kronentyp – Innenring geführt
• Farbbandtyp – hauptsächlich kugelgeführt


Nylonkrone (TW)


Dieser geformte Kunststofflagerkäfig hat bessere Gleiteigenschaften als der Stahlkäfig und erzeugt weniger Laufdrehmomentschwankungen. Es kann die maximale Geschwindigkeit um bis zu 60 Prozent erhöhen, wird daher im Allgemeinen in Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet und weist gute geräuscharme Eigenschaften auf. Dieser Lagerhalter ist nicht für Tieftemperaturanwendungen geeignet, da er unterhalb von etwa 35°C an Elastizität verliert. Bei Vakuumanwendungen kann es spröde werden.


• Hohe Geschwindigkeit und geringe Geräuschentwicklung
• Max. Temperaturbereich ca. -35 bis +110°C
• Kugelgeführt


Phenolkrone (TP == THA oder THB)


Dieser Lagerhalter wird auch für Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet. Einteilige, einteilige Krone aus Phenolharz. Diese Halter haben eine hohe Steifigkeit und Notlaufeigenschaften. Kann mit Öl vakuumimprägniert werden. Diese werden in Hochgeschwindigkeits-Rillenkugellagern verwendet. Die Bezeichnung „A“ steht für den geführten Außenring und die Bezeichnung „B“ für den geführten Innenring. Im Allgemeinen teurer, hat es Vorteile gegenüber dem synthetischen Typ, wie z. B. die Saugfähigkeit, die es ermöglicht, für eine lange Lebensdauer mit Öl vakuumimprägniert zu werden.

• Gute Ölrückhaltung.
• Kann gut mit geringfügiger Schmierung arbeiten
• Maximale Temperatur ca. 140°C
• Innenring geführt


Vollkomplement (F/B)


Ein vollrolliges (oder vollkugeliges) Lager enthält zusätzliche Kugeln und hat keinen Lagerhalter. Es wird wegen seiner höheren radialen Tragfähigkeit verwendet, obwohl die axiale Tragfähigkeit sehr gering ist. Diese Lager können nur bei niedrigen Drehzahlen verwendet werden und das Lagerdrehmoment wird aufgrund der Kugel-Kugel-Reibung erhöht. Eine Ausnahme bildet ein vollrolliges Hybridlager (Keramikkugeln), das für sehr hohe Drehzahlen verwendet werden kann. Verbesserte Stahl- und Härtetechniken haben die Tragfähigkeiten von Lagern mit Käfigen erhöht und vollrollige Lager sind jetzt viel weniger verbreitet.


• Höhere radiale Belastbarkeit
• Nur niedrige Geschwindigkeit (außer bei Keramikkugeln)
• Geringe axiale Belastung
• Erhöhtes Lagerdrehmoment


Sonderwerkstoffe für Kugellagerkäfige:


Phenolharz – Retainer werden aufgrund ihrer Fähigkeit, Ölschmierstoffe zu absorbieren, aus Phenolmaterialien auf Leinen- und/oder Papierbasis hergestellt. Während des Lagerbetriebs werden die Schmierstoffe aufgrund von G-Kräften aus den Käfigen geleitet oder herausgedrückt, wodurch die Wälz- und Gleitelemente mit zusätzlichem Schmierstoff versorgt werden. Die phenolischen Materialien werden aus Leinen- oder Papierbögen hergestellt, die mit einem Phenyl-Formaldehyd-Harz beschichtet sind und unter hoher Hitze, Spannung und Druck zu Rohren gewalzt werden.

Phenolrohre für Kugellagerkäfige sollten mit weniger Zug und Druck geformt werden als die Rohre, die für den strukturellen Endverbrauch hergestellt werden. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass die Papier- und Leinenfasern nicht vollständig mit dem Harz gefüllt sind, wodurch frisches Papier oder Leinen zum Absorbieren und als Reservoir für Ölschmiermittel verfügbar bleibt. Die Halter werden dann aus den Rohren herausgearbeitet.

Vakuumimprägnierung – Vor dem Einbau in das Lager werden die Käfige sorgfältig gereinigt und zusammen mit einem Behälter mit dem Ölschmierstoff in eine Vakuumkammer gelegt. Ein starkes Vakuum wird angelegt und die Kammer wird auf ungefähr 1.200°F erhitzt. Das Vakuum und die Hitze entziehen den Haltern jegliche Luft und Feuchtigkeit und entgasen das Öl. Während ein Vakuum aufrechterhalten wird, werden die Halter mit dem entgasten Öl bedeckt. Der Behälter wird dann auf Atmosphärendruck gebracht, wodurch das Öl in die Frischpapier- oder Leinenmaterialien gedrückt wird. Die Halter werden dann zu Lagern zusammengebaut. Einige Kunden verlangen, dass die Lager geringen Zentrifugalkräften ausgesetzt werden müssen, um überschüssiges Oberflächenöl zu entfernen.

Käfige oder Käfige können auch aus Opferfestschmierstoffen hergestellt werden: Kugellagerkäfige aus Teflon, PGM oder Salox M sind extrem teuer und werden nur in sehr speziellen teuren Geräten verwendet. Normalerweise werden sie in harten Vakuum- und Weltraumanwendungen verwendet. Sowohl PGM- als auch Teflon-Halterungen wurden häufig in drehmomentempfindlichen Anwendungen mit niedriger Drehzahl, wie z. B. Durchflussmessern, verwendet.


Materialien für TxA, TxB, TxHB und TxHA:


TNH = Synthetisch. Guter Lauf und Drehmoment. 1-teilig geformte mittlere Geschwindigkeiten. Temperaturbereich -30°C BIS 80°C
T9NH = Synthetisch geformte Glasfaser verstärkt. Höhere Geschwindigkeit als „TNH“. Mehr Stärke. Temperaturbereich -30°C BIS 120°C plus.
THB = Phenolisch auf Leinenbasis
T1HB = Phenolharz auf Papierbasis (für Anlaufdrehmoment besser als Leinen)
T3HB = Vespol SP3 (harte Vakuumanwendungen)
T4HB = Torlon 4301. 12% Graphit, 3% PTFE
T7HB = Torlon 4203
T8HB = reines PTFE (verwendet mit Keramiklagern in stark korrosiven Umgebungen)
T9HB = PA 6.6 MIT 25% Glasfasern


Richtig konstruierte Kugellagerhalterungen:


Definitionen: Bei zweiteiligen Stahlbandhaltern sind Laschen (Ohren) die Vorsprünge an der männlichen Hälfte eines Bandhalters, der über die weibliche Hälfte geklammert wird, um sie zusammenzuhalten.

Kugeltasche: Der Teil des Halters, der die Kugel umgibt und positioniert. Das diametrale Spiel zwischen der Kugel und den Kugeltaschen kann bei Miniatur- und Instrumentenlagern bis zu 0,0035 Zoll betragen und bei größeren Lagern bis zu 0,010 Zoll betragen.

Schlitz: Bei Käfigen vom Kronentyp ist der Schlitz die Öffnung, durch die die Kugel (während der Lagermontage) läuft, bevor sie in die Kugeltasche eintritt.

Bei richtig konstruierten Haltern berührt die Kugel die Kugeltasche genau auf dem Teilkreis der Kugeln. Sollte eine Berührung oberhalb oder unterhalb des Teilkreises erfolgen, können Sie statisch ein Hängenbleiben des Halters und dynamisch laufende Drehmomentspitzen erleben.

Das einzige Mal, dass die Oberflächenbeschaffenheit bei Retainern zum Problem wird, ist, wenn Sie einen Landriding Retainer haben. Die Oberfläche des Halters, die das Land berührt, sollte geschliffen werden. Retainer sollten richtig entgratet werden.

Geprägte Kugeltasche: Bei metallischen Kronenkugellagerkäfigen: Eine überdimensionierte Kugel wird durch die blanke Kugeltasche gezogen, um eine sphärische Oberfläche für den Kontakt der Kugeln zu bilden. Der Halter wird dann gehärtet, damit der Halter in das Lager eingerastet werden kann, ohne die Ohren dauerhaft zu verformen.

Loose Clinch (Crimp): Die Farbbandhalter sollten locker geklammert werden, damit die Kugeln die beiden Halterhälften ausrichten können. Der lose Clinch sorgt für weniger Geräusche sowie ein geringeres Läufer- und Anlaufdrehmoment.


Leistungsprobleme der Kugellagerhalterung


Hooping: Ist das Phänomen, wenn der Halter wie ein Hula-Hoop wackelt und Drehmomentspitzen in der rotierenden Baugruppe verursacht. Der Käfig sollte in einer echten Umfangsebene konzentrisch zum Teilkreisdurchmesser der Kugeln laufen.

Hängenbleiben (Aufwickeln): Wenn eine axiale Last auf statische Lager ausgeübt wird, deren Wellenachse sich in einem horizontalen Modus befindet, fallen die Kugeln nach unten in eine Position, in der sie vor dem Aufbringen der Last ungleich beabstandet sind. Bei axialer Belastung werden die Kugeln zwischen Innen- und Außenlaufbahn gequetscht. Jetzt, da die Kugeln sicher in ungleich beabstandeten Positionen gehalten werden, verursachen sie ein Festklemmen des Halters. Diese Bindung wird als „Retainer Hang-up“ bezeichnet. Sobald die Lagerdrehung beginnt, wird der Käfig belastet und einige der Kugeln können rutschen und Schäden verursachen, die zu einem vorzeitigen Lagerausfall führen.

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