Stahlkugellager und ihre Bedeutung

A Kugellager , auch Dreharmlager genannt, ist eine Art nicht rotierendes Rollarmlager, bei dem Kugeln an den Innen- und Außenbögen eingesetzt werden, um die inneren Lagerflächen voneinander getrennt zu halten. Die Lagerrollen befinden sich innerhalb der Rollarme, während sich die Rollen des Kugellagers häufig außerhalb des Lagergehäuses befinden. Der äußere Rollarm des Lagergehäuses hat Kontakt mit einem Satz rotierender Spindeln, während die innere Lageroberfläche Kontakt mit einem Magneten oder einer Stromquelle hat. Aufgrund der Konstruktionsweise der Kugellageranordnung können die Kugeln unterschiedlicher Größe entweder miteinander oder mit mehreren anderen Kugeln gleichzeitig in Kontakt kommen. Dies kann zu Reibung im Lager führen. Daher werden in Hochleistungsmotoren häufig Kugellager eingebaut, um solche Probleme zu vermeiden.

Ein Kugellager verwendet keine beweglichen Teile, daher ist die erzeugte Reibung ausschließlich auf die rollenden Kugeln selbst zurückzuführen. Damit sich die Kugeln unterschiedlicher Größe drehen können, müssen sie alle Teile des Lagergehäuses gleichzeitig berühren können, was die Reibung erheblich erhöht. Die Kugeln drehen sich um zwei verschiedene Achsen, wobei jede Achse einen unterschiedlichen Drehimpuls hat. Aufgrund des Drehimpulses bewegen sich die Kugeln in einem zufälligen Muster, weshalb sie dazu neigen, auf den Rollenbahnen auf und ab zu laufen.

Die von Kugellagern erzeugte Reibung hängt sowohl von ihrer Konstruktion als auch von den Materialien ab, aus denen sie hergestellt sind. Aus diesem Grund sind Kunststoff und Polycarbonat in der Regel effizienter bei der Erzeugung hoher Reibungswerte. Während Kugellager aus Polycarbonat tendenziell eine geringere Reibung aufweisen als Kunststoff, können sie dennoch gut mit Kunststoffen funktionieren, die einen niedrigeren Schmelzpunkt haben. Kunststoffkugellager sind in der Regel auch langlebig und stabil, sodass sie für einige der gewichtsempfindlicheren Geräte verwendet werden können.

Es gibt zwei Haupttypen von Kugellagerkonstruktionen: Axiallasten und Radiallasten. Eine Axiallast entsteht durch zwei Kugeln, die sich in die gleiche Richtung bewegen. Radiale Belastungen ähneln denen der axialen Belastung eines Lagers, sie entstehen jedoch durch eine axiale Belastung, die sich in eine andere Richtung ausbreitet. Die häufigste Radiallast in Industrieanlagen wird von den Rotoren einer Maschine erzeugt. Sie werden eingesetzt, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, wenn ein Wälzlager gedreht werden muss. Manchmal werden sie auch verwendet, um das Gewicht anderer, schwererer Komponenten auszugleichen.

Ein häufiges Problem, das bei Stahlkugellagern auftreten kann, ist die Bildung von Rost. Rost entsteht häufig durch unsachgemäße Pflege, insbesondere bei der Reinigung. Es kann auch durch die bei der Verarbeitung entstehende Hitze sowie durch das in einigen Maschinen verwendete Öl verursacht werden. Bei unsachgemäßer Wartung kann es außerdem zu Korrosion durch Rostpartikel kommen.

Stahlkugellager sind in der Regel deutlich kostengünstiger in der Herstellung. Dies liegt daran, dass für ihre Herstellung nicht annähernd so viele Maschinen erforderlich sind. Ihre größte Einschränkung besteht darin, dass sie keine nennenswerte seitliche oder axiale Reibung erzeugen können. Radiale und axiale Reibung sind für einen reibungsloseren und sichereren Betrieb erforderlich und können das Risiko von Ermüdungsausfällen in Maschinen verringern. Leider ist es aufgrund der Kosten von Stahlkugeln oft nicht praktikabel, mehr als ein paar davon in einer Maschine zu installieren. Aufgrund möglicher Verunreinigungen ist es außerdem sehr schwierig, ein Kugellager zu einer Konstruktion hinzuzufügen, die bereits Kugeln oder einen Käfig enthält.