Analyse des Aufbaus und der Funktion von Lagern: Vergleich zwischen Gleitlagern und Wälzlagern

Aufbau und Funktion von Gleitlagern
Gleitlager erfüllen, wie der Name schon sagt, Stütz- und Drehfunktionen durch relatives Gleiten zwischen dem Zapfen (d. h. dem Bauteil, das die Welle trägt) und der Lagerbuchse. Seine Grundstruktur besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: dem Zapfen, der Lagerbuchse und der reibungsarmen Materialschicht auf der Innenfläche der Lagerbuchse – der Lagerbuchse.

Lagerzapfen: Als direkt auf der Welle montiertes Bauteil stehen Material und Präzision des Lagerzapfens in direktem Zusammenhang mit der Verschleißfestigkeit und Laufstabilität des Lagers. Es besteht normalerweise aus hochfestem, hochhartem legiertem Stahl oder Edelstahl, um eine gute Dimensionsstabilität und Ermüdungsbeständigkeit im Langzeitbetrieb zu gewährleisten.
Lagerbuchse: Die Lagerbuchse ist das Bauteil im Motorgleitlager das direkt mit dem Lagerzapfen in Kontakt steht, und bei seiner Konstruktion müssen eine gute Schmierleistung und Verschleißfestigkeit berücksichtigt werden. Zu den gängigen Materialien für Lagerbuchsen gehören Bronze, Gusseisen, Babbitt-Legierung usw. Diese Materialien weisen nicht nur eine ausreichende Festigkeit und Härte auf, sondern können bei guten Schmierungsbedingungen auch den Reibungsverlust reduzieren.
Lagerauskleidung: Um die Verschleißfestigkeit zu verbessern und die Lebensdauer der Lagerbuchse zu verlängern, wird üblicherweise eine Schicht aus reibungsarmem Material, d. h. die Lagerauskleidung, auf die Innenfläche der Lagerbuchse gegossen. Bei dieser Materialschicht handelt es sich meist um selbstschmierende Materialien wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphit usw., die den Reibungskoeffizienten, den Energieverbrauch und den Verschleiß bei Trockenreibung oder Grenzschmierungsbedingungen wirksam reduzieren können.
Gleitlager werden aufgrund ihrer einfachen Struktur, großen Belastbarkeit und starken Anpassungsfähigkeit häufig bei schweren Lasten, niedrigen Geschwindigkeiten und Stoßbelastungen eingesetzt. Ihre Nachteile wie großer Reibungswiderstand, hoher Stromverbrauch und die Notwendigkeit einer guten Schmiersystemunterstützung sind jedoch nicht zu vernachlässigen.

Aufbau und Funktion von Wälzlagern
Im Gegensatz dazu reduzieren Wälzlager die Reibung und erreichen eine effiziente Rotation, indem sie die Wälzkörper (z. B. Kugeln und Rollen) zwischen dem Innen- und Außenring rollen. Seine Grundstruktur besteht aus vier Teilen: Innenring, Außenring, Wälzkörper und schützendem Positionierungsrahmen.

Innenring und Außenring: Der Innenring ist auf der Welle befestigt und der Außenring ist auf dem Lagersitz oder Gehäuse montiert, die zusammen die Bewegungsbahn des Wälzkörpers bilden. Die Materialien der Innen- und Außenringe bestehen überwiegend aus kohlenstoffreichem Chrom-Lagerstahl, um eine ausreichende Härte und Verschleißfestigkeit zu gewährleisten.
Wälzkörper: Es ist die Kernkomponente des Wälzlagers, die durch ihre Rollbewegung Lasten überträgt und die Reibung verringert. Zu den gängigen Wälzkörpern zählen Kugellager und Rollenlager. Kugellager eignen sich für Hochgeschwindigkeits- und Leichtlastanwendungen, während Rollenlager eher für Hochlast- und Niedriggeschwindigkeitsanwendungen geeignet sind.
Schützender Positionierungsrahmen: Wird verwendet, um den Abstand zwischen den Wälzkörpern aufrechtzuerhalten, um zu verhindern, dass diese sich gegenseitig berühren oder zwischen den Innen- und Außenringen hängen bleiben. Außerdem hilft er dabei, die korrekte Bewegungsbahn der Wälzkörper zu steuern.
Wälzlager werden aufgrund ihrer Vorteile wie geringem Reibungswiderstand, flexiblem Anlauf und einfacher Wartung häufig in mechanischen Hochgeschwindigkeits-, Hochpräzisions- und Leichtlastgeräten eingesetzt. Allerdings sind ihre Herstellungskosten relativ hoch und sie stellen auch bestimmte Anforderungen an die Einbaugenauigkeit und Schmierbedingungen.