Verfasst von Martin Ahner

Lagerungselemente – Grundlagen zu Wälzlagern und Gleitlagern

Lagerungselemente sind zentrale Bestandteile technischer Systeme. Sie ermöglichen die Führung beweglicher Bauteile, nehmen Kräfte auf und reduzieren Reibung zwischen sich relativ bewegenden Komponenten. Je nach Anforderung kommen unterschiedliche Lagerarten zum Einsatz – insbesondere Wälzlager oder Gleitlager.

Wälzlager – Funktionsprinzip

Wälzlager ermöglichen eine überwiegend rollende Bewegung mit nur geringem Gleitanteil. Zwischen Innen- und Außenring befinden sich Wälzkörper (z. B. Kugeln oder Rollen), die die Relativbewegung übertragen. Dieses Prinzip reduziert Reibung deutlich im Vergleich zu reinen Gleitbewegungen

Anwendungsbespiel von Wälzlager

Wälzlager können eine rollende Bewegung mit nur geringem Gleitanteil ausführen. Ein simples Beispiel ist die Verwendung bei einem Rad eines Fahrrads

Hier sehen Sie wie das Wälzlager die rollende Bewegung ausführt

Verschiedene Arten von Wälzlagern

Es gibt verschiedene Arten von Wälzlagern. Das Bekannteste ist wohl das Kugellager. Wir unterscheiden neben dem Kugellager das Zylinderrollenlager, Nadellager, Kegelrollenlager und das Tonnenlager als Standardbauformen.

Ein weiterer Einflussfaktor zur Unterscheidung verschiedener Wälzlager ist der Druckwinkel. Anhand der Größe des Druckwinkels Alpha können wir auch Radiallager von Axiallagern unterscheiden.

 (Radiallager)Druckwinkel α: 0 - 45°                           (Axiallager)Druckwinkel α: 45 - 90°            

Cuscinetti radenti - principio di funzionamento e applicazioni

Anche i cuscinetti radenti assorbono carichi e guidano il movimento dei componenti mobili. Il movimento è di tipo radente, in cui l'elemento supportato ruota all'interno del cuscinetto.

Qui è mostrato un esempio di utilizzo di cuscinetti radenti in una stampante 3D. I cuscinetti radenti sono utilizzati anche in altre guide e articolazioni e vengono spesso impiegati nei motori a combustione interna, sugli alberi a gomiti o a camme.

Per consentire il corretto scorrimento del corpo, viene inserito un mezzo di scorrimento tra il cuscinetto e l'albero supportato. Sapete quali mezzi possono essere utilizzato? 

• Il gas viene utilizzato come mezzo intermedio per separare le superfici di scorrimento a temperature estremamente basse (applicazioni a bassa temperatura).
• Se i cuscinetti radenti idrodinamici devono rilasciare olio durante la rotazione per consentire la lubrificazione, vengono impregnati di olio.
• I lubrificanti solidi vengono impiegati quando, ad esempio, il vuoto, le alte temperature o le forze centrifughe rendono impossibile l'uso della lubrificazione a olio. Spesso si utilizzano grafite, disolfuro di molibdeno oppure PFTE (Teflon).
• Un campo magnetico viene utilizzato dove non devono verificarsi usura e sporcizia (ad esempio, nelle camere bianche).

Cuscinetti a secco

I cuscinetti a secco possono essere realizzati con un'ampia varietà di materiali. Se sono costituiti da un solo materiale, si parla di cuscinetti massicci; se sono costituiti da due o più materiali, si tratta di cuscinetti compositi. Oltre che in plastica, leghe di alluminio o bronzo, possono essere realizzati ad esempio anche in metallo bianco, ceramica o carbone artificiale. Nella scelta del materiale occorre tenere conto di una serie di requisiti.

Naturalmente, il materiale deve avere buone proprietà di scorrimento e caratteristiche di rodaggio favorevoli. Inoltre, deve avere un'elevata resistenza meccanica e una buona resistenza all'usura.