Anwendungen von Kegelrollenlagern in Getrieben

Der Zahneingriff (insbesondere bei Schrägverzahnungen, Kegelradgetrieben und Spiralkegelradgetrieben) erzeugt folgende Kräfte und Anforderungen:

• Radiale Belastung (primär)
• Axiale Belastung (kritisch, muss zuverlässig aufgenommen werden)
• Stoßbelastung, Wechselbeanspruchung und Schwingungen
• Notwendigkeit der präzisen axialen Positionierung, der Steuerung des Zahnradspiels und der Verbesserung der Übertragungssteifigkeit

Kegelrollenlager sind aufgrund der folgenden Vorteile perfekt auf diese Anforderungen abgestimmt:

1. Kombinierte Tragfähigkeit: Eine einzelne Reihe kann sowohl radiale als auch unidirektionale axiale Belastungen aufnehmen; der paarweise Einbau (DB/DF/DT) ermöglicht die Aufnahme von bidirektionalen axialen Belastungen.
2. Linienkontakt: Die Tragfähigkeit ist deutlich höher als bei Kugellagern, bei gleichzeitiger Stoßfestigkeit und langer Lebensdauer.
3. Vorspannung/einstellbares Spiel: Durch Einstellung bei der Montage lassen sich Nullspiel oder minimale Vorspannung erzielen, was die Steifigkeit des Wellensystems erheblich verbessert, Vibrationen reduziert und die Genauigkeit des Zahneingriffs gewährleistet.
4. Hohe Steifigkeit: Die Verformung der Welle während des Betriebs ist zu verhindern, der Zahneingriff bleibt gleichmäßig und die Geräuschentwicklung sowie das Risiko von Lochfraß sind zu senken.

Typische Einbauarten (Standard für Getriebe)

Einreihige Kegelrollenlager müssen paarweise verwendet werden (um zusätzliche Axialkräfte auszugleichen) und lassen sich in drei klassische Anordnungen einteilen:

• Back-to-Back (DB) 

Vergrößerter Kontaktwinkel, hervorragende Beständigkeit gegen Kippmomente und höchste Steifigkeit

Anwendung: Auslegergetriebe, hochbelastbare Antriebs-/Abtriebswellen, Kegelradpaare

• Face-to-Face (DF) 

Reduzierter Kontaktwinkel, ermöglicht leichte Winkelversätze und einfachere Montage

Anwendung: Wellen mit allgemeiner Koaxialität und kurzer Spannweite

• Tandem (DT) 

Unidirektionale Anordnung, erhöht die einseitige axiale Tragfähigkeit erheblich

Anwendung: Szenarien mit hohen axialen Belastungen (z. B. Hochgeschwindigkeits- und Hochübersetzungsgetriebe)

Typische Anwendungen in Getriebemechanismen

1. Getriebe für Automobil- und Baumaschinen (am weitesten verbreitet)

1) Getriebe/Getriebekasten: Vorgelegewelle, Abtriebswelle, Rückwärtswelle (Schrägverzahnungen erzeugen starke Axialkräfte)

2) Achsantrieb/Untersetzungsgetriebe:

• Antriebsritzelwelle (Ritzel): 2 Sätze Kegelrollenlager in DB (hohe Belastung + Axialbelastung + freitragend)
• Differential: Lagerung für linke und rechte Halbwellenräder

3) Verteilergetriebe, Raduntersetzungsgetriebe

2. Industrielle Untersetzungsgetriebe/Getriebekasten

• Hochbelastbare Untersetzungsgetriebe (Metallurgie, Bergbau, Zement, Walzwerke)
• Planetengetriebe: Lagerung für Sonnenräder und Planetenträger
• Getriebe für Extruder, Brecher, Kräne
• Spindelstock/Getriebekasten der Werkzeugmaschinen: Hauptwelle, Vorschubwellen (hohe Präzision + Steifigkeit)

3. Schienenverkehr/Windkraft

• Getriebekasten der Hochgeschwindigkeitsbahn/U-Bahn: Fahrmotor – Getriebekasten – Achse
• Getriebekasten der Windkraftanlagen: Hochgeschwindigkeitsstufe, Planetengetriebestufen, Abtriebsstufen (hohe Belastung + Stoßbelastung + Teillast)

4. Landmaschinen/Schwermaschinen

• Mähdrescher, Getriebekasten für Traktoren
• Fahr- und Drehgetriebe für Baumaschinen (Lader, Bagger)

Wichtige Punkte bei der Auswahl und Montage (für Getriebe)

1. Paarungsprinzip

• Einreihige Lager müssen mit dem gleichen Modell und der gleichen Präzision gepaart werden
• Bevorzugen Sie DB (Back-to-Back): Optimal für Steifigkeit, Positionierung und Ausrichtung

2. Vorspannung und Spiel

1) Obligatorische Kontrolle von Vorspannung/Spiel in Getriebe:

• Geringe Belastung/hohe Drehzahl: Minimales Spiel
• Hohe Belastung/Stoßbelastung: Geringe Vorspannung
• Präzisionsgetriebe: Nullspiel/moderate Vorspannung

2) Über die Dicke der Dichtung, das Drehmoment der Sicherungsmutter und den axialen Anpressdruck lassen sich die präzise Einstellung erreichen.

3. Schmierung und Abdichtung

• Ölschmierung wird üblicherweise in Getriebekasten verwendet (gemeinsam mit den Zahnrädern)
• Kegelrollenlager reagieren empfindlich auf die Schmierung: Stellen Sie einen ausreichenden Ölfilm mit Verschmutzungsbeständigkeit und Verschmutzungsschutz sicher

4. Drehzahlgrenze

• Die Drehzahlgrenze liegt unter der von Kugellagern/Zylinderrollenlagern
• Bevorzugen Sie Schrägkugellager oder zweireihige Kegelrollenlager für Hochgeschwindigkeitsanwendungen