Wälzlager Flashcards

1
Q

Was ist Tribologie?

A

Die Lehre von Reibung, Schmierung und Verschleiß.

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2
Q

Aus welchen Komponenten besteht ein tribologisches System im Allgemeinen?

A
  • Grundkörper.
  • Gegenkörper.
  • Zwischenstoff.
  • Umgebungsmedium.
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3
Q

Welche Reibungsmechanismen sind in der Tribologie maßgebend?

A
  • Deformation.

- Adhäsion.

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4
Q

Wie definiert sich das Coulombsche Reibungsgesetz?

A

μ = FR/FN = tanρ

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5
Q

Welche Reibungsarten werden unterschieden?

A
  • Gleitreibung.
  • Rollreibung.
  • Bohren.
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6
Q

Welche Reibungszustände unterscheidet man?

A
  • Festkörperreibung.
  • Flüssigkeitsreibung.
  • Gasreibung.
  • Mischreibung.
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7
Q

Nennen Sie die wichtigsten Funktionen von Tribosystemen und geben Sie jeweils ein Beispiel ein!

A
  • 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).
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8
Q

Nennen Sie Beispiele für Antifriktionspaarungen!

A

(Niedrige Reibung)

  • Gleit- und Wälzlager.
  • Gleit- und Wälzführungen.
  • Gewinde- und Kugelumlauf-Spindeln.
  • Zahnräder und Ketten.
  • Kolben/Zylinder.
  • Nocken/Stößel.
  • Gleitringdichtung.
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9
Q

Nennen Sie Beispiele für Friktionspaarungen!

A

(Hohe Reibung)

  • Rad/Fahrbahn-Kontakt.
  • Reibradgetriebe..
  • Reibungskupplungen.
  • Reibungsbremsen.
  • Riemengetriebe.
  • Pressverbindungen.
  • Befestigungsschrauben.
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10
Q

Nennen Sie die Funktionen von Lager im Allgemein!

A
  • 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.
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11
Q

Nach welchen Kriterien Können die Lager eingeteilt werden?

A
  • Funktionsweise.
  • Bewegungsart.
  • Lastrichtung relativ zur Drehachse.
  • Charakteristische Betriebsbedingungen.
  • Axiale Führung und Axialkraftübertragung.
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12
Q

Welche möglichen Lageranordnungen bei weifacher Lagerung einer Welle gibt es? Nennen Sie jeweils die Vor- und Nachteile dieser Anordnung!

A

= 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.
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13
Q

Nennen Sie die Bauformen von Wälzkörper!

A
  • Kugel.
  • Zylinder.
  • Nadel.
  • Kegelrolle
  • Symmetrische Tonnenrolle
  • Asymmetrische Tonnenrolle.
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14
Q

Was bestimmt der Druckwinkel bei einem Wälzlager?

A

Den Lagertyp:

  • Radiallager α ≤ 45°
  • Axiallager α > 45°
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15
Q

Welche Funktionen erfüllen die Käfge der Wälzlager?

A
  • Gleichmäßige Verteillung der Wälzkörper über dem Umfang.
  • Verhinderung direkter, gegnseitiger Berühung der Wälzkörper.
  • Fixierung der Wälzkörper im Lager.
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16
Q

Aus Welchen Werkstoffen werden Ringe und Wälzkörper gefertigt?

A

Genormte, durchhäartende Wälzlagerstähle.

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17
Q

Welche Anforderungen werden an diese Werkstoffe gestellt?

A
  • Hohe Reinheit.
  • Feinheit.
  • Gleichmäßigkeit des Gefüges.
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18
Q

Aus welchen Werkstoffen werden die Lagerkäfige gefertigt?

A
  • Stahl- oder Messigblech.
  • Leichtmetall.
  • Pressmessing.
  • Kunststoffe.
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19
Q

Worauf beziehen sich die im Lagerkatalog enthaltenen Toleranzangaben?

A
  • Maßgenauigkeit für:
    1. mittlerer Bohrungsdurchmesser d.
    2. mittlerer Außendurchmesser D.
    3. Nennbreite B.
  • Formgenauigkeit.
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20
Q

Durch welche 3 Parameter wird die Laufgenauigkeit eines Wälzkörpers bestimmt?

A
  • Radialschlag.
  • Axialschlag.
  • Seitenschlag.
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21
Q

Wie ist due sogenannte Lagerluft definiert?

A

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.

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22
Q

Wodurch ergibt sich bei der Auslegung von Wälzlagern maßgeblich
die gesuchte Lagergröße?

A
  • Auftretende Belastung.
  • Geforderte Betriebssicherheit.
  • Lebensdauer.
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23
Q

Welche Beanspruchungsarten werden bei Wälzlagern berücksichtigt?

A
  • Statische Beanspruchung.

- Dynamische Beanspruchung.

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24
Q

Wann liegt bei einem Lager statische Beanspruchung vor?

A
  • Stillstand des Lagers.
  • Sehr langsamer Umlauf.
  • langsame Schwenkbewegungen.
  • Wenn das Lager während eines Bruchteils einer Umdrehung eine Stoßbelastung aufnehmen muss.
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25
Q

Wann ist ein Wälzlager dynamisch belastet?

A

Umlauf unter Last.

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26
Q

Wie ist die nominelle Lebensdauer definiert?

A

Anzahl Umdrehungen, die 90% einer genügend großen Anzahl offensichtlich gleicher Lager erreichen oder überschreiten, bevor die ersten Anzeichen einer Werkstoffermüdung auftreten.

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27
Q

Wie ist die dynamische Tragzahl C definiert?

A

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.

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28
Q

Wie ist die äquivalente dynamische Lagerbelastung P definiert?

A

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.

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29
Q

Wie definiert sich die Lebensdauer L10 in 10^6 Umdrehungen für 10%-ige Ausfallwahrscheilichkeit? Wie lautet diese Formel bei Radlagerungen?

A
  • Allgemein: L10h = L10(10^6/60Pi).

- Radlagerung; L10s = L10(PiDR/1000).

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30
Q

Durch Welche Kriterien wird die erforderliche nominelle Lebensdauer einer Lagerung bestimmt?

A
  • Verwendungszweck der Maschine.
  • Einsatzbedingungen.
  • Folgen eines Lagerschadens.
31
Q

Wie definiert sich die wirksame dynamische Tragzahl?

A

CT = fT*C

32
Q

Von welchen Faktoren hängt die höchszusatzlässige Drehzahl ab?

A
  • Lagerart und -größe.
  • Belastung.
  • Schmiermittel.
  • Schmierungsart.
  • Kühlung.
  • Käfigausführung.
  • Genauigkeit und Lagerluft.
33
Q

Was sind die Haupteinflussgrößen für die Lagerreibung?

A
  • Lageart und -größe.
  • Belastung und Betriebsdrehzahl.
  • Schmierstoffeigenschaften und -menge.
34
Q

Welche Reibungsarten treten im Wälzlager auf?

A
  • 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.
35
Q

Wie definiert sich das Reibmoment?

A

M = µ.F.d/2

36
Q

Nennen SIe wichtige betriebsbedingte Anforderungen bei der Gestaltung von Wälzlagern!

A
  • Sichere Aufnahme aller Belastungen.
  • Anpassung der Lager an die Maximaldrehzahl.
  • Ausreichende Lebensdauer.
  • Zulässigen Temperaturbereich einhalten.
  • Geringe Reibung.
  • Hohe Laufgenauigkeit.
  • Hohe Lagersteifigkeit.
  • Geringer Wartungsaufwand.
37
Q

Nennen Sie konstruktionsbedingte Anforderungen bei der Gestaltung von Wälzlagern!

A
  • Einschränkungen hinsichtlich des Bauraumes.
  • Winkelbeweglichkeit zum Ausgleich von Schiefstellungen bzw. Innen- und Außenring.
  • Hinreichende Winkelsteifigkeit bei Radlagerungen.
  • Sicherer Ein- und Ausbau.
38
Q

Nennen Sie wirtschaftliche Anforderungen bei der Gestaltung von Wälzlagern!

A
  • Niedriger Preis für die Gesamtlagerung.

- Kurze Lieferzeit.

39
Q

Für welche Aufgaben ist die Radialrillenkugellager geeignet? Wo liegen ihre Vorteile?

A
  • Radial- und Axiallasten.
  • Hohe Drehzahl.

+ Unempfindlich
+ Preisgünstig.

40
Q

Für welche Aufgaben ist die Zylinderrollenlager geeignet? Wo liegt ihr Vorteil?

A
  • Als Los- oder axiales Führungslager

+ Große radial Tragfähigkeit.

41
Q

Welche Lager sollten bei großen Axialkräften eingesetzt werden? Nennen Sie einige Beispiele!

A
  • Axiallager:
  • Axial-Rillenkugellager.
  • Axial-Zylinderrollen- und -Nadellager.
  • Axial-Pendelrollenlager.
42
Q

Nennen Sie Maßnahmen zur Erhöhung der Winkelbeweglichkeit von Wälzlagern!

A
  • Einsatz winkelbeweglicher Lager.
  • Winkelbewegliche Gehäusekonstruktion.
  • Einsatz angestellter Lager in X-Anordnung.
43
Q

Nennen Sie 2 Lager mit hoher Winkelbeweglichlkeit!

A
  • Pendelkugellager.

- Pendelrollenlager.

44
Q

Nennen Sie Anforderungen und Lösungen an winkelbewegliche Gehäusekonstruktionen!

A
  • Anforderungen:
  • Hohe radiale Steifigkeit und Tragfähigkeit.
  • Relativ hohe Drehzahlen.
  • Lösung:
  • Achtreihige Zylinderrollenlager (Sonderlager).
  • Winkeleinstellung über kugelige Pfannen.
45
Q

Wann ist eine hohe radiale, axiale oder Winkelsteifigkeit erforderlich?

A
  • Hohe laufgenauigkeit.

- Vermeidung einer stärkeren Absenkung der kritischen Drehzahlen.

46
Q

Nennen Sie Beispiele für Lagerungen mit hoher Steifigkeit!

A
  • Hohe Winkelsteifigkeit: Lager in O-Anordnung.

- Hohe radiale Steifigkeit: Rollenlager mit konischer Bohrung.

47
Q

Nennen Sie Kriterien für Passungswahl bei Wälzlagern!

A
  • Umlaufverhältnis.
  • Art und Größe der Belastung.
  • Lagerluft.
  • Temperaturverhältnis.
  • Anforderungen an die Laufgenauigkeit.
  • Werkstoff, Ausführung und Oberflächengüte der Gegenstücke.
  • Ein- und Ausbaumöglichkeit.
  • Verschiebbarkeit von Loslagern.
48
Q

Welche Aufgabe hat die Schmierung der Wälzlager?

A

Vermeidung von:

  • Trockener Reibung (metallischen Kontakt).
  • Erwärmung des Lagers und Zerstörung des Lagers.
49
Q

Welche Auswahlkriterien kommen bei der Wahl des Schmierverfharens in Frage?

A
  • 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.
50
Q

Nennen Sie Vor- und Nachteile der Fettschmierung!

A

+ Sehr geringer konstruktiver Aufwand.
+ Hohe Gebrauchsdauer.
+ Notlaufeigenschaften.

  • Nicht geeignet für höhere Drehzahlen.
  • Nicht geeignet für höhere Temperaturen
    (T≤ 120°C).
51
Q

Welche Art der Abdichtung kommt bei Fettschmierung zum Einsatz?

A
  • Radialwellendichtringe.
  • Labyrinthdichtung.
  • Zusätzliche Deck- oder Dichtscheiben.
52
Q

Nennen Sie Anwendungsbereiche für Ölschmierung bei Wälzlagern!

A
  • Höhere Drehzahlen.
  • Höhere Betriebstemperaturen (T≥120°C).
  • Bei zu kurzen Fristen für Fettschmierung.
  • Benachbarte Maschinenelemente bedürfen Ölschmierung.
53
Q

Welche Arten der Ölschmierung gibt es?

A
  • Tauchschmierung.
  • Umlaufschmierung.
  • Minimalmengenschmierung.
54
Q

Nennen sie Vorteile der Ölnebel- bzw. Öl-Luft-Schmierung!

A
  • Kühlung des Lagers durch Druckluft.

- Erschwerten Eindringen von Verunreinigungen durch Überdruck im Gehäuse.

55
Q

Nennen Sie die Haupt- und Nebenfunktionen von Wälzpaarungen!

A
  • Übertragung von Kräften senkrecht zur zweier Körper.
  • Vermindern von Reibungskräften durch Rollen/Wälzen.
  • Umsetzen einer Dreh- in eine Translationsbewegung.
  • Drehmomentübertragung zweischen nicht koaxialen Wellen.
56
Q

Welche Voraussetzung müssen getroffen werden,um die Beanspruchung von Wälzpaarungen zu berechnen?

A
  • 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.
57
Q

Welche Folgen hat die sogennante Kantenpressung? Und mit welchen Mitteln kann Abhilfe geschafft werden?

A
  • Starke Herabsetzung der Tragfähigkeit bei dynamischer Belastung.
  • Abhilfe: Balligschleifen (“Bombieren”) des küren Zylinders.
58
Q

Welche Ursache hat die Grübchen-Bildung? Und wie tritt diese in Erscheinung?

A
  • Ursache: Überschreiten der größtzulässigen Schubspannung.

Erscheinung: Werkstoffausbrüche (Rissbildung und Rissfortpflanzung).

59
Q

Mit welchem Verfahren wird die Ermittlung der statischen Beanspruchung vollzogen?

A

Durchversuche (Kugel-Ebene oder Rolle-Ebene).

60
Q

Welche Faktoren üben einen Einfluss auf die statische Tragfähigkeit aus?

A
  • Oberflächenrauigkeit.
  • Zusätzliche Schubspannungen infolge Reibung.
  • Kontaktart (Punkt- und Linienberührung).
61
Q

Wie nennt man die dynamischen Lebensdauerkennwerte von dynamischen Beanspruchungen?

A

Wöhlerkurven.

62
Q

Nennen Sie wesentlichen Zusatzeinflüsse bei gehärteten Wälzpaarungen!

A
  • Gefügestruktur.
  • Eigenspannungen.
  • Dicke der Härteschicht.
  • Randentkohlung.
63
Q

Wie lautet die Hauptfunktion von Gleitpaarungen?

A

Übertragung von Kräften senkrecht zweier Körper, die tangential zueinander gleiten.

64
Q

Nennen Sie die Haupaufgaben von Schmierstoffen!

A
  • 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.
65
Q

Nennen Sie die Hauptanforderungen an Schmierstoff!

A
  • Benetzung der Gleitstellen.
  • Haften an den Werkstoffen.
  • Ausreichende innere Reibung.
  • Chemische Inaktivität gegenüber Lager- und Gehäusematerialen.
66
Q

Welche Gruppen lassen sich Schmierstoffe je nach Aggregatzustand einordnen? Nenne Sie je ein Beispiel!

A
  • Schmierflüssigkeiten (Mineralöl, Wasser, Emulsionen).
  • Schmierfette.
  • Feste Schmierstoffe (Graphit, MoS2, WoS2).
  • Gleifähige Kunststoffe (Teflon-Beschichtungen)
  • Gase (Luft).
67
Q

Definieren SIe die Viskosität!

A

Widerstand (innere Reibung), den eine Flüssigkeit einer Bewegung entgegensetzt.

68
Q

Welche beiden Arten von Viskosität unterscheidet man?

A
  • Dynamische Viskosität.

- Kinematische Viskosität.

69
Q

Wie definiert sich die Couette-Strömung?

A

τ = η. U/h

70
Q

Welche Einflussparameter für die Viskosität gibt es?

A
  • Temperaturabhängigkeit.
  • Druckabhängigkeit.
  • Fließgrenze (Temperatur, bei der das Öl zu erstarren beginnt).
71
Q

Was bezeichnet der Flammpunkt bei Mineralölen?

A

Temperatur, bei der sich der Öldampf entflammt.

72
Q

Welche Stoffe wirken alterungsfördernd auf Mineralöle? Durch welch Maßnahmen kann die Alterungsbeständigkeit gefördert werden?

A
  • Metalle (insbes. Kupfer) wirken alterungsfördernd.
  • Verbessurung des Alterungsverhaltens
    durch Raffinationsgrad und Alterungsschutzstoffe.
73
Q

In welche Gruppen können Mineralöle nach Herstellungsart klassifiziert werden?

A
  • Destillate.

- Raffinate.