So wählen Sie das richtige Pendelrollenlager für Hochleistungsgeräte aus

Alle sechs Wochen verlor ein 1,6 km langes Überlandförderband in einer Kupfermine in Chile sein Umlenkrollenlager. Das ursprüngliche Rillenkugellager lief bei einer gemessenen Radiallast von 320 kN mit 180 U/min, und die Welle befand sich am Antriebsende um 1,4 Grad außerhalb der Linie. Bei dem Ersatz handelt es sich um ein 22320-Pendelrollenlager, und die Position läuft nun seit zwei Jahren ununterbrochen mit dem gleichen Schmierplan. Diese Entscheidungssequenz wird in diesem Leitfaden dokumentiert und folgt der Auswahlpraxis, die die Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company auf ihr Pendelrollenlagersortiment anwendet, von der kompakten 21300-Serie bis zur schweren 24100-Serie.

2 Grad Spiel für Wellenversatz in Standardserien

10/3 Lebensdauerexponent, der für Wälzlager in L10-Berechnungen verwendet wird

60-80 % Eine Presspassung geht als Reduzierung des Lagerspiels verloren

Beginnen Sie mit dem Lastprofil, nicht mit der Seriennummer

Die Radiallast bestimmt die Lagergröße; Die Schockstufe bestimmt die Serie. Ein Pendelrollenlager ist ein zweireihiges Wälzlager mit tonnenförmigen Rollen, die auf einer kugelförmigen Außenlaufbahn laufen, wodurch die Welle mit einem Winkelversatz von bis zu etwa 2 Grad betrieben werden kann und gleichzeitig schwere kombinierte radiale und axiale Belastungen in beide Richtungen trägt.

Berechnen Sie die äquivalente dynamische Lagerbelastung P, bevor Sie einen Katalog öffnen. Für eine kombinierte Radiallast Fr und Axiallast Fa verwenden Sie die Standardgleichung P = X x Fr Y x Fa, wobei X und Y die für jede Lagerserie veröffentlichten Faktoren sind. Dann multiplizieren Sie die Dauerlast mit einem Betriebsfaktor, bevor Sie sie mit der dynamischen Tragzahl C vergleichen: Verwenden Sie 1,5–2,0 für Förderbänder, Ventilatoren und Getriebe und 2,0–3,0 für Brecher, Siebe und Pressen. Gerade bei Vibrationssieben sind Lager Spitzenbeschleunigungen von 4-5 g ausgesetzt, die bei einer statischen Belastungsberechnung nie sichtbar werden.

Faustregel: Wenn der Betriebsfaktor über 2 steigt oder die Spitzenbeschleunigung 4 g überschreitet, behandeln Sie die Auswahl nicht mehr als Lastproblem, sondern als Stoßproblem. Die Auswahl der Serie ist wichtiger als die Berechnung der Bohrungsgröße.

Sobald P bekannt ist, ergibt sich die Grundnennlebensdauer aus L10 = (C/P)^(10/3) Millionen Umdrehungen. Der 10/3-Exponent ist die Weibull-Steigung für Rollenelemente mit Linienkontakt und niedriger als der für Kugellager verwendete Exponent 3, sodass Rollenlager empfindlicher auf kleine Laständerungen reagieren. Die folgende Tabelle zeigt, warum die Serienauswahl wichtig ist: Dies sind Richtwerte für die dynamische Tragzahl für vier Pendelrollenlagerserien auf derselben 100-mm-Welle.

Dynamische Radiallastzahl C für 100-mm-Bohrungsserien, typische E-Klasse-Varianten.

Für Standardförderbetrieb und mäßige Stöße, gängige Praxis in Bau- und Bergbauausrüstung Der Einstieg erfolgt mit der Serie 22200, die das beste Verhältnis von Tragfähigkeit zu Umschlaggröße bietet.

22200 Series Spherical Roller Bearing for Heavy Industrial Use

Pendelrollenlager der Serie 22200 für den schweren industriellen Einsatz Diese Serie bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Tragfähigkeit zu Größe und ist damit eine praktische erste Wahl für Förder- und Bergbaumaschinen. Sein selbstausrichtendes Design bewältigt Fehlausrichtungen und moderate axiale Belastungen in beide Richtungen. Produkt anzeigen →

Passen Sie Geschwindigkeit, Temperatur und Käfigdesign an

Die Grenzgeschwindigkeit eines Pendelrollenlagers wird durch die Käfiggeometrie und die Rollenmasse bestimmt, nicht allein durch den Bohrungsdurchmesser. Ein 22220 schmiert bis zu etwa 2.400 U/min, ein 23120 erreicht etwa 2.800 U/min und ein 22320 stoppt bei etwa 1.800 U/min, weil seine größeren Rollen eine höhere Zentrifugalkraft erzeugen.

Wenn die Betriebsgeschwindigkeit etwa 70 % der Grenzgeschwindigkeit überschreitet, wechseln Sie vom Standardkäfig aus gepresstem Stahl zu einem Käfig aus bearbeitetem Messing. Messing läuft kühler, übersteht geringfügige Schmierung besser und verträgt die höheren Temperaturen in Stahlwerken und Zementwerken.

Schnellcheck bei 100 mm Bohrung: 22220, 2.400 U/min; 23120, 2.800 U/min; 22320, 1.800 U/min. Wenn Ihre Aufgabe über einem dieser Werte liegt, überdenken Sie die Serie oder wechseln Sie zur Ölschmierung.

Die Temperatur legt die zweite Grenze fest. Standardlager arbeiten bei -30 °C bis 120 °C; Bei wärmestabilisierten Ringen laufen die gleichen Lager bis 200 °C, allerdings muss die gewählte Lagerluft geöffnet werden, um den Dehnungsunterschied zwischen Welle, Ring und Gehäuse aufzufangen. Für große rotierende Wellen in Lüftern, Pumpen und Generatoren, bei denen die Geschwindigkeit wichtiger ist als die Endlast, ist die Serie 23000 der richtige Ausgangspunkt.

23000 Series Spherical Roller Bearing for High-Speed Rotating Shafts

Pendelrollenlager der Serie 23000 für rotierende Wellen mit hoher Drehzahl Dieses Lager wurde für große Wellen in Lüftern, Pumpen und Generatoren entwickelt und priorisiert die Geschwindigkeit gegenüber der Höchstlast. Es richtet sich selbst aus, um Wellendurchbiegungen auszugleichen, und hält hohen Radiallasten unter anspruchsvollen Bedingungen stand. Produkt anzeigen →

Stellen Sie das Lagerspiel und die Schmierung richtig ein

Pendelrollenlager fallen häufiger aufgrund von falschem Spiel und schlechter Schmierung aus als aufgrund purer Überlastung. Wählen Sie das radiale Innenspiel aus, bevor Sie die Passung bestätigen. Eine enge Wellenpassung verbraucht 60–80 % des Pressspiels des montierten Spiels, und der Bediener kann den Verlust erst erkennen, wenn das Gehäuse heiß läuft.

CN-Klasse: die Standardeinstellung für Dauermaschinen mit leichter bis normaler Ausstattung, wie z. B. Elektromotoren und Ventilatoren.
Klasse C3: bevorzugt für induktionsmontierte Lager, Pressen und alle Stellen mit einem Temperaturgefälle über 10 °C zwischen Innen- und Außenring.
Klasse C4: reserviert für Brennöfen, Trockner und andere Bereiche mit hoher Hitze, bei denen der Außenring heißer wird als die Welle.

Viskositätsverhältnisregel (Kappa >= 2): Halten Sie die tatsächliche Betriebsviskosität des Fetts oder Öls mindestens doppelt so hoch wie die für die Lagergröße und -geschwindigkeit erforderliche Mindestviskosität. Wenn Kappa = 1 unterschritten wird, beginnen die Rollen an der Kante des Metall-zu-Metall-Kontakts zu laufen, was sich zunächst als Rutschverschleiß an den Rollenenden bemerkbar macht.

Wählen Sie für die Fettschmierung ein Fett, dessen Grundölviskosität der Geschwindigkeit und Temperatur entspricht: typischerweise ISO VG 220 für ein Lager mit 80–150 mm Bohrung, das bei 60–90 °C läuft, und ISO VG 320–460 für Umlaufölsysteme in Walzwerken und schweren Pressen. Die Nachschmierintervalle reichen von etwa 500 Stunden bei kontinuierlichem Hochleistungsbetrieb bis zu 4.000 Stunden bei leicht belasteten, sauberen Positionen.

Vergleichen Sie Serien zu Bohrung, Last und Geschwindigkeit miteinander

Die gleiche Bohrungsgröße kann fast die doppelte Last tragen, wenn Sie von einer Serie 22200 auf eine Serie 22300 umsteigen. Frieren Sie daher die Serie niemals ein, bevor der Wellendurchmesser und die Gehäuseanordnung festgelegt sind. Der folgende Vergleich ist die Auswahltabelle, die für die meisten Positionen in der Schwerindustrie verwendet wird.

Tabelle: Pendelrollenlagerserien im Vergleich bei 100 mm Bohrung. Bei den Last- und Geschwindigkeitswerten handelt es sich um Richtwerte im Katalogtyp und nicht um einen Ersatz für die Bewertungstabellen des Herstellers.
Serie	Rollendesign	Cr, 100 mm Bohrung	Geschwindigkeitsbegrenzung	Typische Schwerlastposition
22200	Standardmäßig zweireihig	ca. 285 kN	2.400 U/min	Förderer, Ventilatoren, Getriebe
22300	Übergroße Rollen im gleichen Außendurchmesser	ca. 540 kN	1.800 U/min	Brecher, Siebe, Pressen
23000	Schlanke Rollen, höhere Geschwindigkeit	ca. 345-485 kN	2.800 U/min	Pumpen, Turbinen, Großmotoren
23200	Verbreitertes 23000-Profil	ca. 520 kN	2.000 U/min	Schwere Vibrationsmaschinen
24000/24100	Extrabreite, riesige Rollen	über 600 kN	1.200-1.500 U/min	Walzwerke, Öfen, Seilscheiben

Auswahlverknüpfung: Für den Vibrationsbetrieb ist die Serie 22300 erforderlich, für den Hochgeschwindigkeitsrotationsbetrieb die 23000-Familie und für große, langsam laufende Öfen und Mühlen sind die Serien 24000 und 24100 erforderlich.

Wenn der entscheidende Faktor die Stoß- und Vibrationsfestigkeit ist, ist die Serie 22300 die übliche Antwort. Seine übergroßen Walzen verteilen die Kontaktspannung auf eine größere Fläche, was genau den Anforderungen eines Brechkopfes oder eines Vibrationssiebdecks entspricht. Für die größten Öfen und Mühlen sind die Serien 24000 und 24100 die einzig praktische Lösung.

22300 Series Spherical Roller Bearing for Shock and Vibration

Pendelrollenlager der Serie 22300 für Stöße und Vibrationen Mit übergroßen Walzen, die die Kontaktspannung verteilen, eignet sich diese Serie für Brechköpfe und Vibrationssiebe. Es widersteht Stoßbelastungen und Fehlausrichtungen und reduziert gleichzeitig Reibung und Wärmeentwicklung in rauen Umgebungen. Produkt anzeigen →

Überprüfen Sie die Passform und überwachen Sie die Anzeichen von Problemen

Ein Lager ist nur so zuverlässig wie der Wellensitz, der Gehäusesitz und die Schmierung, die es umgibt. Messen Sie vor der Montage beide Sitze auf Rundheit und Konizität: Eine Abweichung über IT5/2 am Wellenzapfen führt zu einer Verformung des Innenrings und zeigt sich innerhalb der ersten Betriebsstunde als heiße Stelle.

Verwenden Sie eine Presspassung am rotierenden Ring: Wählen Sie für einen rotierenden Innenring eine Wellentoleranz von p6 oder r6; Bei einem rotierenden Außenring sollte die Gehäusepassung K7 oder M7 sein. Mit einem Induktionsheizgerät montieren und niemals auf die Ringfläche hämmern. Notieren Sie das Innenspiel vor und nach der Montage und stellen Sie sicher, dass die Reduzierung den erwarteten 60–80 % der Presspassung entspricht. Nach der ersten Stunde sollte sich die Gehäusetemperatur im Bereich von 60–90 °C einpendeln; Ein Anstieg über 100 °C bedeutet, dass die Luftklasse oder der Schmierstoff falsch ist.

Abblättern auf einer Seite der Laufbahn: Fehlausrichtung oder verzerrte Gehäusebohrung.
Schleifspuren an den Rollen: unzureichende Belastung oder zu geringer Radialsitz.
Fressen am Wellensitz: lockerer Sitz oder gebogene Welle.
Dunkles, trockenes Fett am Käfig: Das Nachschmierintervall ist zu lang.

Definiere P Äquivalente Belastung mit Betriebsfaktor.

Legen Sie die Geschwindigkeitsbegrenzung fest Grenzgeschwindigkeit und Käfigmaterial prüfen.

Wählen Sie den Freiraum CN, C3 oder C4 gegen Stöße und Hitze.

Passt bestätigen p6/r6 Welle, K7/M7 Gehäuse.

Kommission Spiel notieren, Temperatur prüfen, Schmierung prüfen.

Weg mit dem geringsten Risiko: Wählen Sie für heiße Positionen C3. für Schock wählen Sie 22300; für hohe Geschwindigkeit wählen Sie 23000; Überprüfen Sie vor der Inbetriebnahme für jede Position das Viskositätsverhältnis. Die detaillierte Auswahlroutine, einschließlich Grenzgeschwindigkeits- und Lastfälle, wird in unserer separaten Beschreibung beschrieben Leitfaden zur Auswahl von Pendelrollenlagern .

Häufig gestellte Fragen

Klare Antworten auf die Fragen, die am häufigsten auftauchen, wenn Pendelrollenlager für schwere Industrieanlagen spezifiziert werden.

Was ist der Unterschied zwischen der 22200- und der 22300-Serie?

Beide Serien decken den gleichen Wellendurchmesserbereich ab, ein 22300-Lager verwendet jedoch deutlich größere Rollen. Bei einer Bohrung von 100 mm hat der 22320 eine dynamische Tragzahl von etwa 540 kN, während der 22220 bei etwa 285 kN liegt. Wählen Sie 22300 für Brecher, Siebe und Pressen; Wählen Sie 22200 für Förderbänder und Ventilatoren.

Wie viel Axiallast verträgt ein Pendelrollenlager?

Pendelrollenlager nehmen kombinierte Belastungen in beiden Axialrichtungen auf. Bei mäßiger Radiallast beträgt die nutzbare Axiallast etwa ein Drittel der dynamischen Radiallast. Überprüfen Sie darüber hinaus die X- und Y-Faktoren aus dem Katalog, da sich das Verhältnis von Axial- zu Radiallast direkt auf die äquivalente Last P auswirkt.

Wie viel Fehlausrichtung ist akzeptabel?

Standardserien tolerieren einen statischen Winkelversatz zwischen Welle und Gehäusemittellinie von bis zu 2 Grad, und einige Designs der Leichtserie erreichen 3 Grad. Dieser Zuschlag deckt Wellendurchbiegung und Montagefehler ab, nicht jedoch eine verbogene Welle oder ein sich setzendes Fundament. Überprüfen Sie das Tragbild nach dem ersten Lauf, wenn die Anwendung nahe am Limit ist.

Wie oft sollte das Lager nachgeschmiert werden?

Ein fettgeschmiertes Pendelrollenlager an einer Förderbandtrommel mit 180 U/min muss normalerweise alle 1.000–2.000 Betriebsstunden nachgeschmiert werden, und bei jeder Nachschmierung sollten 10–15 % des Fettvolumens entfernt werden. Heiße, langsame Walzen in Öfen müssen möglicherweise alle 500 Stunden nachgefettet werden, während der Einsatz sauberer Ventilatoren bis zu 4.000 Stunden dauern kann. Ölgeschmierte Systeme lassen sich am besten durch regelmäßige Ölanalysen verwalten.