Design und Funktion von Kugellagern

A Kugellager ist ein Beispiel für ein nicht rotierendes Wälzelement. Diese Art von Lagern ist in allen Arten von Maschinen weit verbreitet, einschließlich Autos, Zügen, Motoren usw. Diese Lager haben ein unterschiedliches Design und unterschiedliche Anwendungen. Der Hauptvorteil dieser Lager besteht darin, dass sie sehr leicht und flexibel sind, aber auch ein hohes Drehmoment bieten. Der andere große Vorteil der Kugellager besteht darin, dass sie großen Drehmomentkräften und hohen Belastungen standhalten können, was bedeutet, dass sie für Hochleistungsanwendungen und Anwendungen mit hohem Drehmoment in Hochleistungsmaschinen eingesetzt werden können.

Unter bestimmten Umständen müssen möglicherweise zwei Bälle gleichzeitig gedreht werden. Bei der Konstruktion solcher Lager zieht ein Kugellager ein anderes Kugellager an sich heran oder ein Lager gleitet zwischen einem Kugelsatz, während ein anderes um eine Spindel gedreht wird. Im Allgemeinen gilt: Je größer der Kugelsatz ist, desto geringer ist die Reibung in der Mitte der Sitzstange, während die Reibung in der Mitte der Sitzstange umso höher ist, je kleiner die Größe des Kugelsatzes ist. Um einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb und eine gute Energieeinsparung zu gewährleisten, empfiehlt es sich daher, Kugeln unterschiedlicher Größe zu verwenden.

Kugellagerkonstruktionen bestehen aus einem Rotor, der fest auf einer Welle oder einem Kurbelarm montiert ist. Die Welle und der Kurbelarm bestehen vorzugsweise aus Stahl, um bessere Schubbelastungen zu ermöglichen. Dann umfasst das Design eine Reihe von Kugeln unterschiedlicher Form und Größe, die in einer köcherähnlichen Struktur angeordnet sind. Das Design des Kugellagers kann eines der folgenden sein:

Für Hochgeschwindigkeitsbetrieb und Energieeffizienz sind die meisten Kugellager mit einem einzigen Köcherzapfen ausgestattet. Diese Anordnung reduziert die Energiemenge, die durch Wärmeleitung verschwendet wird. Dadurch wird die Wärmemenge reduziert und die Reibung erhöht. Anschließend werden die Köcher in konische Fräser eingesetzt, die zur Übertragung der Rotationskräfte dienen. Die auf die Köcher ausgeübte Kraft wird in erster Linie benötigt, um die Rollen zu bewegen. Somit kann die im Betrieb erzeugte Rotationskraft dazu beitragen, Energieverschwendung zu reduzieren.

Ein sekundärer Mechanismus, der bei der Herstellung vieler Kugellagerkonstruktionen zum Einsatz kommt, ist das Vorhandensein radial beweglicher Rollen. Die Rollen werden mit Hilfe einer Reihe von Getrieben montiert, die die radiale Bewegung der Rollen unterstützen. Die erforderliche Anzahl solcher Rollen hängt vom Gewicht der auszuführenden Struktur, der Art der Wälzkörper und der Art des Lagers ab.

Die Zahl 19 ist eine der bekanntesten Designfiguren in der Geschichte der Kugellagerkonstruktion. Die Zahl 19 bezieht sich auf das Hauptgetriebegehäuse, das sich an der Nabe oder dem hin- und hergehenden Element befindet. Die Figur 19 besteht aus einem zylindrischen Außengehäuse und einer Reihe kreisförmiger Innenringe. Der Innenring ist um eine zylindrische Innenwelle herum angebracht, die als Wellendichtung bezeichnet wird. daher der Begriff „Kugellagerreaktionskräfte“.