PENDELROLLENLAGER
Was ist ein Pendelrollenlager?
Das Pendelrollenlager hat zweireihige Rollen, der Außenring hat eine gemeinsame sphärische Laufbahn (der Mittelpunkt des Kugelradius fällt mit der Mitte des Lagers zusammen) und der Innenring hat zwei Laufbahnen, die in einem Winkel relativ zur Lagerachse geneigt sind. Die Rolle ist trommelförmig (kugelförmige Endfläche) und kann den Winkel zwischen Innen- und Außenring adaptiv anpassen. Aufgrund der Eigenschaften dieser Struktur verfügt sie über eine automatische Selbstausrichtung, sodass sie nicht so leicht durch den Winkel zwischen der Welle und dem Lagergehäusesitz oder die Wellenbiegung beeinflusst wird, und eignet sich für Fälle, in denen der Winkelfehler durch Installationsfehler oder Wellendurchbiegung verursacht wird. Dieses Lager hält nicht nur radialen Belastungen stand, sondern hält auch bidirektionalen axialen Belastungen stand.
Herstellungsprozess von Pendelrollenlagern
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Rohstoffaufbereitung
Stahlauswahl: Verwenden Sie hauptsächlich hoch{0}reinen Lagerstahl mit hohem-Kohlenstoffgehalt an Chrom (z. B. GCr15/52100, SAE 52100), der einen extrem niedrigen Gehalt an Verunreinigungen (nicht-metallische Einschlüsse) und eine gleichmäßige Karbidverteilung erfordert. Für den Innenring, den Außenring, die Rolle und den Käfig können unterschiedliche Stahlsorten oder -spezifikationen verwendet werden.
Schneiden: Schneiden von Stangen oder Rohren in Ringe (für Drehringe) und Stangen (für Rollen) entsprechend der erforderlichen Größe
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Drehen
Grobes Drehen von Ringen: Vordrehen des Ringmaterials, um den größten Teil des Überschusses zu entfernen und die Grundform des Rings zu bilden (Innen- und Außendurchmesser, Stirnflächen, vorläufiges Nutprofil). In der Regel kommt eine CNC-Drehmaschine oder ein Drehautomat zum Einsatz.
Fertigdrehen der Ringe: Es wird ein präziseres Drehen durchgeführt, um eine Form zu erreichen, die der endgültigen Größe nahekommt, sodass genaue Bearbeitungszugaben für die anschließende Wärmebehandlung und das Schleifen verbleiben. Zu den wichtigsten Abmessungen gehören die Nutposition, die Rippenhöhe usw.
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Wärmebehandlung
Dies ist der Kernprozess, der die Leistung und Lebensdauer des Lagers bestimmt.
Abschrecken: Erhitzen Sie die gedrehten Ring- und Rollenrohlinge über die kritische Temperatur (normalerweise etwa 830 -860 Grad), um die Struktur vollständig austenitisiert zu machen, und kühlen Sie sie dann schnell in einem Öl- oder Salzbad ab (abschrecken), um eine martensitische Struktur mit hoher Härte zu erhalten.
Temperieren: Erhitzen Sie die abgeschreckten Teile erneut auf eine relativ niedrige Temperatur (normalerweise 150–180 Grad), halten Sie sie eine Zeit lang warm und kühlen Sie sie dann ab. Der Zweck besteht darin, Abschreckspannungen zu beseitigen, die Zähigkeit zu verbessern, die Struktur und Größe zu stabilisieren und die erforderliche Härte und mechanischen Eigenschaften zu erreichen (Ring- und Rollenhärte erfordern normalerweise HRC 58–64).
Notiz: Es ist wichtig, die Heiztemperatur, die Haltezeit, die Abkühlgeschwindigkeit und die Atmosphäre genau zu kontrollieren (um Entkohlung und Oxidation zu verhindern). Zu den häufig verwendeten Geräten gehören Gitterbandöfen, Rollenherdöfen, Mehrzwecköfen usw.
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Schleifen
Dies ist ein Schlüsselprozess, um die endgültige hochpräzise Größe und Form zu erhalten.
Endenschleifen:Zunächst werden die beiden Stirnflächen plan geschliffen, um eine genaue Referenz für das anschließende Schleifen zu bieten.
Außen-/Innenschleifen:Schleifen Sie den Außendurchmesser des Außenrings und den Innendurchmesser des Innenrings auf die genaue Größe und Rundheitsanforderungen.
Laufbahnschleifen:Dies ist der kritischste Schleifprozess für Pendelrollenlager.
Außenringlaufbahn:Schleifen Sie die sphärische Außenlaufbahn. Es ist eine spezielle CNC-Schleifmaschine erforderlich, und die Form und Bearbeitung der Schleifscheibe sowie die Bewegungsbahn der Werkzeugmaschine müssen präzise gesteuert werden, um das präzise sphärische Profil und die genaue Position zu erhalten.
Innenringlaufbahn:Schleifen Sie zwei symmetrische (normalerweise) logarithmische Profillaufbahnen. Außerdem ist eine hochpräzise CNC-Schleifmaschine erforderlich.
Rippenschleifen:Schleifen Sie die Rippen (Führungsrollen) auf beiden Seiten des Innenrings, um deren Winkel, Höhe und Oberflächengüte sicherzustellen.
Walzenschleifen:Schleifen Sie den wärmebehandelten Walzenrohling in das endgültige sphärische Profil (mit symmetrischen sphärischen Endflächen an beiden Enden). Es ist eine hochpräzise Walzenschleifmaschine erforderlich.
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Superfinishen / Honen
Zweck: Durch Schleifen die geometrische Genauigkeit (Rundheit, Welligkeit) der Arbeitsfläche von Laufbahn und Rolle weiter verbessern, die Oberflächenrauheit verringern (Ra-Wert kann unter 0,05 Mikrometer liegen) und die Mikromorphologie der Oberfläche verbessern (Bildung eines Kreuznetzmusters, das die Bildung eines Ölfilms begünstigt).
Prozess: Verwenden Sie feinkörnigen Ölstein, um unter geringem Druck und hochfrequenten Vibrationen Mikroschneiden und Polieren auf der Laufbahn und der Rollenoberfläche durchzuführen.
Wirkung: Reduziert die Vibrationsgeräusche des Lagers erheblich und verbessert die Rotationsgenauigkeit und Ermüdungslebensdauer.
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Käfigherstellung
Materialien: Gestanzter Stahl (normal), bearbeitetes Messing, Polymer (Nylon, PEEK usw.).
Verfahren:
Gestanzter Stahlkäfig: Stanzen von Stahlplatten → Umformen → Formen → Entgraten → Oberflächenbehandlung (z. B. Phosphatieren, Verzinken).
Bearbeiteter Messingkäfig: Stangendrehen → Bohren (Taschenloch) → Entgraten → Reinigen.
Polymerkäfig: Spritzguss → De-Anguss → Inspektion.
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Montage
Reinigung:Reinigen Sie alle Teile (Ringe, Rollen und Käfige) gründlich, um Verunreinigungen wie Schleifrückstände und Rostschutzöl zu entfernen.
Sortieren/Zuordnen:Gruppieren oder passen Sie die Laufbahnen des Innen- und Außenrings genau an, basierend auf den tatsächlichen Abmessungen und der Rollengröße, um das erforderliche Radialspiel zu erreichen.
Montage:Montieren Sie den Innenring, die Rollen (normalerweise durch den Käfig geführt und getrennt) und den Außenring. Bei Pendelrollenlagern erfordert der Zusammenbau Fachwissen und Spezialwerkzeuge, insbesondere beim Einsetzen der Rollen.
Nieten/Verriegeln:Bei Käfigen, die mit Nieten oder Sicherungsringen gesichert sind, stellen Nieten oder der Einbau von Sicherungsvorrichtungen sicher, dass der Käfig während des Lagerbetriebs nicht herausfällt.
Freigabeprüfung:Überprüfen Sie die montierten Lager vor Ort-oder führen Sie eine vollständige Inspektion durch, um sicherzustellen, dass das Radialspiel den Standardanforderungen entspricht.
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Reinigung und Rostschutz
Endreinigung: Entfernen Sie eventuell bei der Montage entstandene Verunreinigungen und Öle.
Trocknen: Trocknen Sie die Lager gründlich.
Rostschutz: Tragen Sie Rostschutzöl oder -fett auf, um Rost während der Lagerung und des Transports zu verhindern.
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Qualitätsprüfung und Verpackung
Umfassende Inspektion:Fertige Lager werden strengen Tests unterzogen, die in der Regel Folgendes umfassen:
Maßgenauigkeit:Innendurchmesser, Außendurchmesser, Breite, Einbauhöhe, Radialspiel usw.
Rotationsgenauigkeit:Radialschlag und Axialschlag.
Rotationsflexibilität:Überprüft die gleichmäßige Drehung und jegliches Hängenbleiben oder Geräusche.
Aussehensqualität:Oberflächenfehler (Kratzer, Beulen, Rost usw.).
Vibration und Lärm:Zur Messung der Vibrationsbeschleunigung (oder -geschwindigkeit) und des Geräuschpegels des rotierenden Lagers werden spezielle Instrumente verwendet.
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Sonderwünsche
Besondere Anforderungen:wie Sauberkeit (für bestimmte Anwendungen) und Restmagnetismus.
Markierung:Modell, Marke, Produktionschargennummer und andere Informationen sind auf den Lagern eingraviert oder mit einem Laser-markiert.
Verpackung:Abhängig von den Kundenanforderungen und den Versandmethoden werden geeignete Verpackungsmaterialien (Innenverpackungen wie rostfreies Papier oder Kunststofffolien; Außenverpackungen wie Papierkartons oder Holzkisten) verwendet, um den Schutz vor Beschädigungen und Verunreinigungen während des Transports zu gewährleisten.
Verschiedene Arten von Pendelrollenlagern
Pendelrollenlager vom Typ CC
CA-Pendelrollenlager
Pendelrollenlager Typ MB
Pendelrollenlager Typ E
Pendelrollenlager vom Typ E1
MA-Lager für Vibrationssieb
Zylinderrollenlager
BS/SB abgedichtetes Pendelrollenlager
Vollrolliges Zylinderrollenlager
Struktur und Funktionsprinzip: Kerndesign der automatischen Zentrierung
Die Kernstruktur eines Pendelrollenlagers besteht aus einem Innenring mit doppelter Laufbahn, einem sphärischen Außenring und trommelförmigen Rollen. Der Krümmungsmittelpunkt der Außenringlaufbahn fällt mit der Mitte des Lagers zusammen und bildet so eine einzigartige sphärische Geometrie. Wenn sich die Welle oder der Lagersitz aufgrund einer Belastung verbiegt (z. B. eine Durchbiegung von weniger als oder gleich 2,5 Grad), kann sich der Innenring mit der Welle durchbiegen, während die Rollen ihre Winkel innerhalb der sphärischen Laufbahn des Außenrings adaptiv anpassen, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
Trommelwalzen:
Vergrößern Sie die Kontaktfläche mit der Laufbahn und verbessern Sie so die radiale Belastbarkeit.
Optimierte Käfige:
Erhältlich aus gestanztem Stahl (hohe Steifigkeit), Kupferlegierung (hohe{0}}Temperaturbeständigkeit) oder Nylon (Geräusch- und Reibungsreduzierung). Beispielsweise verwenden Hochgeschwindigkeits-Schienenlager glasfaserverstärkte Nylonkäfige, die sowohl Festigkeit als auch Sicherheit bieten.
Variationen der Innenbohrung:
Zylindrische Bohrungen nehmen Standardwellen auf, während konische Bohrungen (Kegel 1:12 oder 1:30) Adapterhülsen aufnehmen, was die Installation vereinfacht und eine Spieleinstellung ermöglicht.
Vorteile und Einschränkungen
Hervorragende Fähigkeit zur Selbstausrichtung-: Toleriert eine Wellenfehlausrichtung von 1 Grad bis 2,5 Grad, löst Fehlausrichtungsprobleme, die durch Installationsfehler, lange Wellendurchbiegung oder Fundamentsetzungen verursacht werden, und verhindert Lagerfresser.
Hohe Tragfähigkeit-:Das Trommelrollendesign erhöht die radiale Belastbarkeit im Vergleich zu Kugellagern erheblich und hält gleichzeitig bidirektionalen axialen Belastungen stand. Dadurch eignet es sich besonders für Stoßbelastungsszenarien wie Bergbaubrecher und Walzwerke.
Geringe Wartungskosten:Das geteilte Design (wie das US-amerikanische ICAN-Produkt) ermöglicht den direkten Austausch an komplexen Standorten, wodurch eine vollständige Demontage der Maschine entfällt und Ausfallzeiten reduziert werden.
Geschwindigkeitsbegrenzung:Aufgrund der großen Masse und der hohen Trägheit der Rollen neigen diese bei hohen Drehzahlen zur Erwärmung, was bei einer herkömmlichen Bauweise zu einer maximalen Drehzahl von ca. 600 U/min führt. Verbesserungen wie Kupferkäfiglager vom Typ CA- können die Drehzahl erhöhen, sind aber immer noch niedriger als Zylinderrollenlager.
Präzisionskompromiss:Axiales Spiel kann durch eine eingeschränkte Selbst-ausrichtung verursacht werden, was bei Präzisionsanwendungen wie Walzwerken leicht zu Walzenzapfenverschleiß und ungleichmäßiger Endproduktdicke führen kann.
Schwache axiale Belastung:Die bidirektionale axiale Belastbarkeit beruht hauptsächlich auf radialen Belastungen und beträgt nur 20–40 % der radialen Belastbarkeit, sodass der Einsatz von Axiallagern erforderlich ist.
Anwendungsbereiche
Schwerindustrie und Rohstoffgewinnung
Bergbaumaschinen:Brecher- und Vibrationssiebe arbeiten über längere Zeiträume in staubigen Umgebungen und verlassen sich auf ihre Selbstausrichtungsfähigkeiten, um Wellenverformungen auszugleichen und Erzstoßbelastungen standzuhalten.
Metallurgische Walzwerke:Frühe Walzenzapfen von Walzwerken verwendeten zwei-reihige selbstausrichtende Lager-, diese wurden jedoch aufgrund ihrer begrenzten Präzision nach und nach durch vier-zylindrische Lager ersetzt. Sie werden jedoch immer noch in Bereichen eingesetzt, die nicht direkt mit dem Abrollen zu tun haben, beispielsweise in Lagersitzen von Getrieben.
Spezialausrüstung und neue Bereiche
Maschinen zur Papierherstellung:Die Lager der Trocknerzylinder dehnen sich aufgrund der Hitze leicht aus und verbiegen sich leicht. Die Selbstausrichtungsfunktion sorgt für eine kontinuierliche Produktion.
Hochgeschwindigkeits-Schienenlager:Abgedichtete Pendelrollenlager verwenden Labyrinthdichtungen und Nylonkäfige, um die Fettaustritts- und Geräuschprobleme herkömmlicher Konstruktionen zu beseitigen und gleichzeitig Unfälle durch „heiße Ablagerungen“ durch Käfigbruch zu verhindern
Windkraft und große Pumpen:Lange Hauptwellensysteme nutzen selbstausrichtende Funktionen, um die Durchbiegung der Windlast auszugleichen und so die Verarbeitungskosten für die Stützstruktur zu senken.
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