Montage
Wälzlagermontageverfahren haben erheblichen Einfluss auf die Lagergenauigkeit, -lebensdauer und -leistung. Die Lagereigenschaften sollten vor der Montage eingehend betrachtet werden. Konstrukteure sollten Verfahren zur Handhabung von Wälzlagern umfassend untersuchen und es sollten Standards hinsichtlich der folgenden Punkte festgelegt werden:
- Reinigung von Wälzlagern und Anschlussteilen
- Überprüfung der Maße und Oberflächenbeschaffenheit von Anschlussteilen
- Montage
- Kontrolle nach der Montage
- Schmiermittelversorgung
Wälzlager sollten erst unmittelbar vor ihrem Einbau ausgepackt werden. Wenn Fettschmierung verwendet wird, sollte Befettung der Lager ohne vorherige Reinigung durchgeführt werden. Auch bei Ölschmierung ist eine Reinigung der Wälzlager nicht erforderlich. Wälzlager für Instrumente oder den Betrieb bei hohen Drehzahlen müssen jedoch zunächst mit sauberem, filtriertem Öl gereinigt werden, um das Korrosionsschutzmittel zu entfernen. Nachdem die Lager mit filtriertem Öl gereinigt wurden, sollten sie vorbeugend vor Korrosion geschützt werden.
Vorgeschmierte Wälzlager müssen ohne Reinigung verwendet werden. Montageverfahren sind von der Lagerbauart und der Passungsart abhängig. Da Wälzlager üblicherweise auf einer rotierenden Welle montiert werden, muss der Innenring häufig mit einer Presspassung montiert werden. Wälzlager mit zylindrischer Bohrung werden üblicherweise durch Aufpressen auf die Welle (Presspassung) oder durch vorheriges Erwärmen und ein entsprechendes Aufweiten ihres Durchmessers montiert, bevor sie wieder abkühlen und sich zusammenziehen (Schrumpfpassung). Wälzlager mit kegeliger Bohrung können direkt auf einer konischen Welle oder mit einer Spann- oder Abziehhülse auf einer Zylinderwelle montiert werden.
Wälzlager werden in der Regel mit einer Spielpassung im Gehäuse montiert. Wenn der Außenring jedoch über eine feste Passung verfügt, kann eine Presse eingesetzt werden. Wälzlager können mit einer festen Passung montiert werden, indem sie zunächst mit Trockeneis gekühlt werden. Da hierbei Luftfeuchte auf der Oberfläche des Wälzlagers kondensiert, muss in diesem Fall eine vorbeugende Rostschutzbehandlung erfolgen.
Montage von Wälzlagern mit zylindrischer Bohrung
Presspassungen
Presspassungen werden bei kleinen Wälzlagern häufig verwendet. Dabei wird ein Montagewerkzeug, wie in Abb. 1 dargestellt, am Innenring angesetzt und das Lager wird langsam auf die Welle gepresst, bis die Seite des Innenrings an der Schulter der Welle anliegt. Das Montagewerkzeug darf beim Herstellen einer Presspassung nicht am Außenring angesetzt werden, da dies zu Lagerschäden führen kann.
Es wird empfohlen, im Passungsbereich Öl auf die Wellenoberfläche aufzutragen, um das Einführen zu erleichtern. Die Montage mit einem Hammer sollte nur bei kleinen Kugellagern mit weniger festen Passungen durchgeführt werden, wenn keine Presse zur Verfügung steht. Dieses Verfahren sollte bei festen Passungen und mittleren bis großen Wälzlagern nicht angewendet werden. Wenn ein Hammer verwendet wird, muss immer ein Montagewerkzeug auf den Innenring gelegt werden.
Wenn sowohl der Innen- als auch der Außenring eines nicht teilbaren Lagers, z. B. eines Rillenkugellagers, eine feste Passung benötigt, wird, wie in Abb. 2 dargestellt, auf beide Ringe ein Montagewerkzeug gelegt und beide Ringe werden gleichzeitig mit einer Schnecken- oder Hydraulikpresse montiert. Ein Montagewerkzeug wie das abgebildete sollte bei der Montage von Pendelkugellagern immer eingesetzt werden, da der Außenring beweglich ist.
Bei teilbaren Wälzlagern wie Zylinderrollenlagern oder Kegelrollenlagern können Innen- und Außenring getrennt montiert werden. Innen- und Außenringe, die zuvor getrennt montiert wurden, sollten sorgfältig ausgerichtet werden. Achtloses oder gewaltsames Arbeiten kann Kratzer an Wälzkontaktflächen verursachen.
Schrumpfpassungen
Da Presspassungen bei großen Wälzlagern große Kräfte erfordern, werden häufig Schrumpfpassungen hergestellt. Dazu werden die Wälzlager zunächst erwärmt, um sie vor der Montage aufzuweiten. Bei diesem Verfahren muss keine übermäßige Kraft auf die Lager aufgebracht werden und es erfordert einen geringeren Zeitaufwand. Die Aufweitung des Innenrings bei diversen Temperaturunterschieden und Wälzlagergrößen ist in Abb. 3 dargestellt.
Bei der Herstellung von Schrumpfpassungen sind folgende Punkte zu beachten:
(a) Erwärmen Sie Wälzlager nicht über 120 ℃.
(b) Legen Sie die Wälzlager auf ein Drahtgeflecht oder hängen Sie sie in einen Öltank, um einen direkten Kontakt mit dem Tankboden zu vermeiden.
(c) Erwärmen Sie die Wälzlager auf eine Temperatur, die 20 ℃ bis 30 ℃ über der niedrigsten Temperatur liegt, die zum Montieren ohne Übermaß erforderlich ist, da sich der Innenring während der Montage etwas abkühlt.
(d) Nach der Montage schrumpfen die Wälzlager sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, während sie abkühlen. Drücken Sie das Wälzlager daher fest gegen die Wellenschulter, um jeglichen Abstand zwischen dem Lager und der Schulter zu vermeiden.
NSK Induktions-Anwärmgeräte für Wälzlager
Wälzlager-Anwärmgeräte von NSK, die Wälzlager durch elektromagnetische Induktion erwärmen, sind eine häufig verwendete Alternative zur Erwärmung in Öl. Wälzlager-Anwärmgeräte von NSK erzeugen durch Elektrizität (Wechselstrom) in einer Spule ein Magnetfeld, das eine Spannung im Wälzlager induziert und so ohne Flammen oder Öl Wärme erzeugt. So wird in kurzer Zeit eine gleichmäßige Erwärmung und damit eine effiziente und saubere Schrumpfpassung ermöglicht.
Induktions-Anwärmausrüstung von NSK ist insbesondere bei relativ häufiger Montage und Demontage hilfreich, z. B. bei Walzenzapfenlagern in Walzwerken und Zylinderrollenlagern in den Achsen von Schienenfahrzeugen.
Montage von Wälzlagern mit kegeliger Bohrung
Wälzlager mit kegeliger Bohrung werden direkt auf konischen Wellen oder mit Spann- bzw. Abziehhülsen (Abb. 4 und 5) auf Zylinderwellen montiert. Große Pendelrollenlager werden häufig mit hydraulischem Druck montiert. Abb. 6 zeigt ein Lagermontageverfahren mit einer Hülse und einer hydraulischen Mutter, während Abb. 7 ein Lagermontageverfahren zeigt, bei dem Löcher in die Hülse gebohrt werden, durch die druckbeaufschlagtes Öl in den Lagersitz geleitet wird. Während sich das Wälzlager radial ausdehnt, wird die Hülse axial mit Justierstiften eingeführt.
Pendelrollenlager sollten unter Berücksichtigung der in Tabelle 1 aufgeführten Verringerung ihrer radialen Lagerluft und Einschiebemaße montiert werden. Die radiale Lagerluft wird mit Abstandslehren gemessen. Bei dieser in Abb. 8 dargestellten Messung muss die Lagerluft bei beiden Wälzkörperreihen gleichzeitig gemessen werden, und diese beiden Werte sollten durch Anpassung der relativen Position des Innen- und Außenrings in etwa gleich gehalten werden.
Bei der Montage eines Großlagers auf einer Welle kann es beim Außenring durch sein Eigengewicht zu einer ovalen Verformung kommen. Bei einer Messung der Lagerluft im untersten Bereich des verformten Lagers kann der Messwert über dem tatsächlichen Wert liegen. Wenn auf diese Weise ein falscher Wert für die radiale Lagerluft ermittelt wird und die Werte aus Tabelle 1 angewendet werden, kann die feste Passung zu eng und die tatsächliche Restlagerluft zu gering ausfallen. In diesem Fall kann, wie in Abb. 9 dargestellt, an den Punkten a, b und c die Hälfte der Gesamtlagerluft als Restlagerluft angenommen werden. Dabei befinden sich die Punkte a und b auf einer horizontalen Linie, die durch die Lagermitte verläuft, während sich c an der untersten Position des Lagers befindet.
Wird ein Pendelkugellager mithilfe einer Spannhülse auf einer Welle montiert, muss sichergestellt werden, dass die Restlagerluft nicht zu gering ist. Für eine einfache Ausrichtung des Außenrings ist ausreichend Lagerluft vorzusehen.
Tabelle 1 – Montage von Pendelrollenlagern mit kegeliger Bohrung
Anmerkungen
Die Werte für die Verringerung der radialen Lagerluft sind für Lager mit CN-Lagerluft zutreffend. Bei Lagern mit C3-Lagerluft sollten die aufgeführten Maximalwerte zur Verringerung der radialen Lagerluft herangezogen werden.
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