Wälzlager Flashcards
Was ist Tribologie?
Die Lehre von Reibung, Schmierung und Verschleiß.
Aus welchen Komponenten besteht ein tribologisches System im Allgemeinen?
- Grundkörper.
- Gegenkörper.
- Zwischenstoff.
- Umgebungsmedium.
Welche Reibungsmechanismen sind in der Tribologie maßgebend?
- Deformation.
- Adhäsion.
Wie definiert sich das Coulombsche Reibungsgesetz?
μ = FR/FN = tanρ
Welche Reibungsarten werden unterschieden?
- Gleitreibung.
- Rollreibung.
- Bohren.
Welche Reibungszustände unterscheidet man?
- Festkörperreibung.
- Flüssigkeitsreibung.
- Gasreibung.
- Mischreibung.
Nennen Sie die wichtigsten Funktionen von Tribosystemen und geben Sie jeweils ein Beispiel ein!
- Kraftübertragung zwischen zwei relativ
zueinander bewegten Körpern (Gleitlager, Wälzlager; Gelenke; Führungen
Rad/Schiene, Reifen/Straße). - Bewegungshemmung (Reibungsbremse, Stoßdämpfer).
- Energieübertragung (Getriebe, Riementrieb, Kupplung).
- Informationsübertragung (Steuergetriebe, Nocken/Stößel).
- Abdichtung (Stopfbuchsendichtung, Gleitringdichtung).
Nennen Sie Beispiele für Antifriktionspaarungen!
(Niedrige Reibung)
- Gleit- und Wälzlager.
- Gleit- und Wälzführungen.
- Gewinde- und Kugelumlauf-Spindeln.
- Zahnräder und Ketten.
- Kolben/Zylinder.
- Nocken/Stößel.
- Gleitringdichtung.
Nennen Sie Beispiele für Friktionspaarungen!
(Hohe Reibung)
- Rad/Fahrbahn-Kontakt.
- Reibradgetriebe..
- Reibungskupplungen.
- Reibungsbremsen.
- Riemengetriebe.
- Pressverbindungen.
- Befestigungsschrauben.
Nennen Sie die Funktionen von Lager im Allgemein!
- Reibungsarmes Führen eines bewegten Maschinenteils relativ zu einem anderen.
- Kraftübertragung senkrecht zu den relativ zueinander bewegten Oberflächen.
- Als reibungsmindernde Elemente wirken:
bei Wälzlagern die Wälzkörper (rollende Reibung),
bei Gleitlagern die Schmierfilme.
Nach welchen Kriterien Können die Lager eingeteilt werden?
- Funktionsweise.
- Bewegungsart.
- Lastrichtung relativ zur Drehachse.
- Charakteristische Betriebsbedingungen.
- Axiale Führung und Axialkraftübertragung.
Welche möglichen Lageranordnungen bei weifacher Lagerung einer Welle gibt es? Nennen Sie jeweils die Vor- und Nachteile dieser Anordnung!
= Fest-Los-Lagerung:
+ stets statisch bestimmt.
+ ungehinderte elastische und thermische Axialbeweglichkeit ergibt:
1) größte Betriebssicherheit und 2) genaueste Führung.
= Stützlagerung: \+ konstruktiv einfach - Gefahren: 1) Verspannung (Überbeanspruchung). 2) unzulässiges Axialspiel.
Nennen Sie die Bauformen von Wälzkörper!
- Kugel.
- Zylinder.
- Nadel.
- Kegelrolle
- Symmetrische Tonnenrolle
- Asymmetrische Tonnenrolle.
Was bestimmt der Druckwinkel bei einem Wälzlager?
Den Lagertyp:
- Radiallager α ≤ 45°
- Axiallager α > 45°
Welche Funktionen erfüllen die Käfge der Wälzlager?
- Gleichmäßige Verteillung der Wälzkörper über dem Umfang.
- Verhinderung direkter, gegnseitiger Berühung der Wälzkörper.
- Fixierung der Wälzkörper im Lager.
Aus Welchen Werkstoffen werden Ringe und Wälzkörper gefertigt?
Genormte, durchhäartende Wälzlagerstähle.
Welche Anforderungen werden an diese Werkstoffe gestellt?
- Hohe Reinheit.
- Feinheit.
- Gleichmäßigkeit des Gefüges.
Aus welchen Werkstoffen werden die Lagerkäfige gefertigt?
- Stahl- oder Messigblech.
- Leichtmetall.
- Pressmessing.
- Kunststoffe.
Worauf beziehen sich die im Lagerkatalog enthaltenen Toleranzangaben?
- Maßgenauigkeit für:
1. mittlerer Bohrungsdurchmesser d.
2. mittlerer Außendurchmesser D.
3. Nennbreite B. - Formgenauigkeit.
Durch welche 3 Parameter wird die Laufgenauigkeit eines Wälzkörpers bestimmt?
- Radialschlag.
- Axialschlag.
- Seitenschlag.
Wie ist due sogenannte Lagerluft definiert?
Die radiale Lagerluft ist das Maß, um das sich der Innenring gegenüber dem Außenring in radialer Richtung ohne Belastung von einer Grenzstellung bis zur diametrak gegenüberliegenden verschieben lässt.
Wodurch ergibt sich bei der Auslegung von Wälzlagern maßgeblich
die gesuchte Lagergröße?
- Auftretende Belastung.
- Geforderte Betriebssicherheit.
- Lebensdauer.
Welche Beanspruchungsarten werden bei Wälzlagern berücksichtigt?
- Statische Beanspruchung.
- Dynamische Beanspruchung.
Wann liegt bei einem Lager statische Beanspruchung vor?
- Stillstand des Lagers.
- Sehr langsamer Umlauf.
- langsame Schwenkbewegungen.
- Wenn das Lager während eines Bruchteils einer Umdrehung eine Stoßbelastung aufnehmen muss.
Wann ist ein Wälzlager dynamisch belastet?
Umlauf unter Last.
Wie ist die nominelle Lebensdauer definiert?
Anzahl Umdrehungen, die 90% einer genügend großen Anzahl offensichtlich gleicher Lager erreichen oder überschreiten, bevor die ersten Anzeichen einer Werkstoffermüdung auftreten.
Wie ist die dynamische Tragzahl C definiert?
Radiale bzw. axial zentrisch wirkende Belastung unveränderlische Größe und Richtung, bei der eine genügend große Anzahl offensichtlich gleicher Lager eine nominelle Lebensdauer von L10 = 10^6 Umdrehungen erreicht.
Wie ist die äquivalente dynamische Lagerbelastung P definiert?
Radiale bzw. axial zentrisch wirkende Belastung unveränderlische Größe und Richtung, welche die gleiche Lebensdauer ergeben würde wie jene, die das Lager unter den tätsachlich vorliegenden Beanspruchungsverhältnissen erreicht.
Wie definiert sich die Lebensdauer L10 in 10^6 Umdrehungen für 10%-ige Ausfallwahrscheilichkeit? Wie lautet diese Formel bei Radlagerungen?
- Allgemein: L10h = L10(10^6/60Pi).
- Radlagerung; L10s = L10(PiDR/1000).
Durch Welche Kriterien wird die erforderliche nominelle Lebensdauer einer Lagerung bestimmt?
- Verwendungszweck der Maschine.
- Einsatzbedingungen.
- Folgen eines Lagerschadens.
Wie definiert sich die wirksame dynamische Tragzahl?
CT = fT*C
Von welchen Faktoren hängt die höchszusatzlässige Drehzahl ab?
- Lagerart und -größe.
- Belastung.
- Schmiermittel.
- Schmierungsart.
- Kühlung.
- Käfigausführung.
- Genauigkeit und Lagerluft.
Was sind die Haupteinflussgrößen für die Lagerreibung?
- Lageart und -größe.
- Belastung und Betriebsdrehzahl.
- Schmierstoffeigenschaften und -menge.
Welche Reibungsarten treten im Wälzlager auf?
- Roll-, Gleit- und Bohrreibung in den Wälzkontakten.
- Gleiten der Wälzkörper an Käfig und Borden.
- Gleiten des Käfigs an den Borden.
- Gleitreibung schleifender Dichtung.
- Schmierstoffreibung.
- Widerstand durch Fremdkörper.
Wie definiert sich das Reibmoment?
M = µ.F.d/2
Nennen SIe wichtige betriebsbedingte Anforderungen bei der Gestaltung von Wälzlagern!
- Sichere Aufnahme aller Belastungen.
- Anpassung der Lager an die Maximaldrehzahl.
- Ausreichende Lebensdauer.
- Zulässigen Temperaturbereich einhalten.
- Geringe Reibung.
- Hohe Laufgenauigkeit.
- Hohe Lagersteifigkeit.
- Geringer Wartungsaufwand.
Nennen Sie konstruktionsbedingte Anforderungen bei der Gestaltung von Wälzlagern!
- Einschränkungen hinsichtlich des Bauraumes.
- Winkelbeweglichkeit zum Ausgleich von Schiefstellungen bzw. Innen- und Außenring.
- Hinreichende Winkelsteifigkeit bei Radlagerungen.
- Sicherer Ein- und Ausbau.
Nennen Sie wirtschaftliche Anforderungen bei der Gestaltung von Wälzlagern!
- Niedriger Preis für die Gesamtlagerung.
- Kurze Lieferzeit.
Für welche Aufgaben ist die Radialrillenkugellager geeignet? Wo liegen ihre Vorteile?
- Radial- und Axiallasten.
- Hohe Drehzahl.
+ Unempfindlich
+ Preisgünstig.
Für welche Aufgaben ist die Zylinderrollenlager geeignet? Wo liegt ihr Vorteil?
- Als Los- oder axiales Führungslager
+ Große radial Tragfähigkeit.
Welche Lager sollten bei großen Axialkräften eingesetzt werden? Nennen Sie einige Beispiele!
- Axiallager:
- Axial-Rillenkugellager.
- Axial-Zylinderrollen- und -Nadellager.
- Axial-Pendelrollenlager.
Nennen Sie Maßnahmen zur Erhöhung der Winkelbeweglichkeit von Wälzlagern!
- Einsatz winkelbeweglicher Lager.
- Winkelbewegliche Gehäusekonstruktion.
- Einsatz angestellter Lager in X-Anordnung.
Nennen Sie 2 Lager mit hoher Winkelbeweglichlkeit!
- Pendelkugellager.
- Pendelrollenlager.
Nennen Sie Anforderungen und Lösungen an winkelbewegliche Gehäusekonstruktionen!
- Anforderungen:
- Hohe radiale Steifigkeit und Tragfähigkeit.
- Relativ hohe Drehzahlen.
- Lösung:
- Achtreihige Zylinderrollenlager (Sonderlager).
- Winkeleinstellung über kugelige Pfannen.
Wann ist eine hohe radiale, axiale oder Winkelsteifigkeit erforderlich?
- Hohe laufgenauigkeit.
- Vermeidung einer stärkeren Absenkung der kritischen Drehzahlen.
Nennen Sie Beispiele für Lagerungen mit hoher Steifigkeit!
- Hohe Winkelsteifigkeit: Lager in O-Anordnung.
- Hohe radiale Steifigkeit: Rollenlager mit konischer Bohrung.
Nennen Sie Kriterien für Passungswahl bei Wälzlagern!
- Umlaufverhältnis.
- Art und Größe der Belastung.
- Lagerluft.
- Temperaturverhältnis.
- Anforderungen an die Laufgenauigkeit.
- Werkstoff, Ausführung und Oberflächengüte der Gegenstücke.
- Ein- und Ausbaumöglichkeit.
- Verschiebbarkeit von Loslagern.
Welche Aufgabe hat die Schmierung der Wälzlager?
Vermeidung von:
- Trockener Reibung (metallischen Kontakt).
- Erwärmung des Lagers und Zerstörung des Lagers.
Welche Auswahlkriterien kommen bei der Wahl des Schmierverfharens in Frage?
- Betriebsbedingungen der Wälzlager.
- Lauf-, Geräusch-, Reibungs- und Temperaturverhalten der Lager.
- Sicherheit gegen Verschleiß, Ermüdung, Korrosion und eindringende Medien.
- Kosten für Installation und Wartung des Schmiersystems.
Nennen Sie Vor- und Nachteile der Fettschmierung!
+ Sehr geringer konstruktiver Aufwand.
+ Hohe Gebrauchsdauer.
+ Notlaufeigenschaften.
- Nicht geeignet für höhere Drehzahlen.
- Nicht geeignet für höhere Temperaturen
(T≤ 120°C).
Welche Art der Abdichtung kommt bei Fettschmierung zum Einsatz?
- Radialwellendichtringe.
- Labyrinthdichtung.
- Zusätzliche Deck- oder Dichtscheiben.
Nennen Sie Anwendungsbereiche für Ölschmierung bei Wälzlagern!
- Höhere Drehzahlen.
- Höhere Betriebstemperaturen (T≥120°C).
- Bei zu kurzen Fristen für Fettschmierung.
- Benachbarte Maschinenelemente bedürfen Ölschmierung.
Welche Arten der Ölschmierung gibt es?
- Tauchschmierung.
- Umlaufschmierung.
- Minimalmengenschmierung.
Nennen sie Vorteile der Ölnebel- bzw. Öl-Luft-Schmierung!
- Kühlung des Lagers durch Druckluft.
- Erschwerten Eindringen von Verunreinigungen durch Überdruck im Gehäuse.
Nennen Sie die Haupt- und Nebenfunktionen von Wälzpaarungen!
- Übertragung von Kräften senkrecht zur zweier Körper.
- Vermindern von Reibungskräften durch Rollen/Wälzen.
- Umsetzen einer Dreh- in eine Translationsbewegung.
- Drehmomentübertragung zweischen nicht koaxialen Wellen.
Welche Voraussetzung müssen getroffen werden,um die Beanspruchung von Wälzpaarungen zu berechnen?
- Homogen-isotrope Körper aus linear-elasrischem Werkstoff.
- Nur Normalspannungen in der Druckfläche.
- Druckfläche im Vergleich zy Körperabmessungen sehr klein.
- Vollkommen glatte Oberfläche.
- Trockene, schmiermittelfrei Berühungsfläche.
Welche Folgen hat die sogennante Kantenpressung? Und mit welchen Mitteln kann Abhilfe geschafft werden?
- Starke Herabsetzung der Tragfähigkeit bei dynamischer Belastung.
- Abhilfe: Balligschleifen (“Bombieren”) des küren Zylinders.
Welche Ursache hat die Grübchen-Bildung? Und wie tritt diese in Erscheinung?
- Ursache: Überschreiten der größtzulässigen Schubspannung.
Erscheinung: Werkstoffausbrüche (Rissbildung und Rissfortpflanzung).
Mit welchem Verfahren wird die Ermittlung der statischen Beanspruchung vollzogen?
Durchversuche (Kugel-Ebene oder Rolle-Ebene).
Welche Faktoren üben einen Einfluss auf die statische Tragfähigkeit aus?
- Oberflächenrauigkeit.
- Zusätzliche Schubspannungen infolge Reibung.
- Kontaktart (Punkt- und Linienberührung).
Wie nennt man die dynamischen Lebensdauerkennwerte von dynamischen Beanspruchungen?
Wöhlerkurven.
Nennen Sie wesentlichen Zusatzeinflüsse bei gehärteten Wälzpaarungen!
- Gefügestruktur.
- Eigenspannungen.
- Dicke der Härteschicht.
- Randentkohlung.
Wie lautet die Hauptfunktion von Gleitpaarungen?
Übertragung von Kräften senkrecht zweier Körper, die tangential zueinander gleiten.
Nennen Sie die Haupaufgaben von Schmierstoffen!
- Verminderung von Reibung, Erwärmung und Verschleiß.
- Verbesserung des Wirkungsgrades.
- Abfuhr von Wärme und von Verschleißpartikeln.
- Abdichtung gegen Eintritt von Fremdstoffen (Schmutz, Feuchtigkeit)
- Schutz vor Korrosion.
Nennen Sie die Hauptanforderungen an Schmierstoff!
- Benetzung der Gleitstellen.
- Haften an den Werkstoffen.
- Ausreichende innere Reibung.
- Chemische Inaktivität gegenüber Lager- und Gehäusematerialen.
Welche Gruppen lassen sich Schmierstoffe je nach Aggregatzustand einordnen? Nenne Sie je ein Beispiel!
- Schmierflüssigkeiten (Mineralöl, Wasser, Emulsionen).
- Schmierfette.
- Feste Schmierstoffe (Graphit, MoS2, WoS2).
- Gleifähige Kunststoffe (Teflon-Beschichtungen)
- Gase (Luft).
Definieren SIe die Viskosität!
Widerstand (innere Reibung), den eine Flüssigkeit einer Bewegung entgegensetzt.
Welche beiden Arten von Viskosität unterscheidet man?
- Dynamische Viskosität.
- Kinematische Viskosität.
Wie definiert sich die Couette-Strömung?
τ = η. U/h
Welche Einflussparameter für die Viskosität gibt es?
- Temperaturabhängigkeit.
- Druckabhängigkeit.
- Fließgrenze (Temperatur, bei der das Öl zu erstarren beginnt).
Was bezeichnet der Flammpunkt bei Mineralölen?
Temperatur, bei der sich der Öldampf entflammt.
Welche Stoffe wirken alterungsfördernd auf Mineralöle? Durch welch Maßnahmen kann die Alterungsbeständigkeit gefördert werden?
- Metalle (insbes. Kupfer) wirken alterungsfördernd.
- Verbessurung des Alterungsverhaltens
durch Raffinationsgrad und Alterungsschutzstoffe.
In welche Gruppen können Mineralöle nach Herstellungsart klassifiziert werden?
- Destillate.
- Raffinate.
