Zusätzlich zu den voreingestellten Lagerspielkomponenten hat Timken fünf gängige Methoden zur automatischen Einstellung des Lagerspiels entwickelt (SET-RIGHT, ACRO-SET, PROJECTA-SET, TORQUE-SET und CLAMP-SET), die auch manuell justiert werden können. Tabelle 1 – „Vergleich der Methoden zur Einstellung des Lagerspiels von Kegelrollenlagern“ – veranschaulicht die verschiedenen Eigenschaften dieser Methoden. Die erste Zeile vergleicht die Fähigkeit der einzelnen Methoden, den Einstellbereich des Lagerspiels sinnvoll zu steuern. Diese Werte dienen lediglich der Veranschaulichung der allgemeinen Eigenschaften der einzelnen Methoden zur Spieleinstellung, unabhängig davon, ob das Spiel auf Vorspannung oder axiales Spiel eingestellt wird. Beispielsweise kann die erwartete Spieländerung (hohe Wahrscheinlichkeit, 6σ) in der Spalte SET-RIGHT aufgrund spezifischer Lager- und Gehäuse-/Wellentoleranzen typischerweise zwischen minimal 0,20 mm und maximal 0,36 mm liegen. Der Spielbereich kann zwischen axialem Spiel und Vorspannung aufgeteilt werden, um die Leistung des Lagers bzw. der Anwendung zu optimieren. Siehe Abbildung 5 – „Anwendung des automatischen Verfahrens zur Einstellung des Lagerspiels“. Diese Abbildung verwendet einen typischen allradgetriebenen landwirtschaftlichen Traktor als Beispiel, um die allgemeine Anwendung des Verfahrens zur Einstellung des Lagerspiels von Kegelrollenlagern zu veranschaulichen.
In den folgenden Kapiteln dieses Moduls werden wir die spezifischen Definitionen, Theorien und formalen Prozesse der einzelnen Methodenanwendungen detailliert erläutern. Die SET-RIGHT-Methode erreicht das erforderliche Lagerspiel durch Kontrolle der Toleranzen des Lagers und des Montagesystems, ohne dass das TIMKEN-Kegelrollenlager manuell nachjustiert werden muss. Wir nutzen Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik, um den Einfluss dieser Toleranzen auf das Lagerspiel vorherzusagen. Generell erfordert die SET-RIGHT-Methode eine engere Kontrolle der Bearbeitungstoleranzen von Welle und Lagergehäuse sowie die strikte Einhaltung der kritischen Lagertoleranzen (mithilfe von Genauigkeitsklassen und -codes). Diese Methode geht davon aus, dass jede Komponente der Baugruppe kritische Toleranzen aufweist und innerhalb eines bestimmten Bereichs kontrolliert werden muss. Die Wahrscheinlichkeitsrechnung zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine Komponente der Baugruppe eine geringe Toleranz oder eine Kombination großer Toleranzen aufweist, sehr gering ist. Gemäß der Normalverteilung der Toleranzen (Abbildung 6) tendiert die Überlagerung aller Teilegrößen nach statistischen Regeln dazu, im mittleren Bereich der möglichen Toleranzen zu liegen. Ziel der SET-RIGHT-Methode ist es, nur die wichtigsten Toleranzen zu kontrollieren, die das Lagerspiel beeinflussen. Diese Toleranzen können rein lagerintern sein oder bestimmte Montagekomponenten betreffen (z. B. die Breiten A und B in Abbildung 1 oder Abbildung 7 sowie den Wellenaußendurchmesser und den Lagergehäuseinnendurchmesser). Dadurch liegt das Lagerspiel mit hoher Wahrscheinlichkeit innerhalb der mit der SET-RIGHT-Methode zulässigen Toleranzen. Abbildung 6. Normalverteilte Häufigkeitskurve Variable, x 0,135 % 2,135 % 0,135 % 2,135 % 100 % Variable Arithmetik Mittelwert 13,6 % 13,6 % 6s 68,26 %sss s 68,26 % 95,46 % 99,73 % x Abbildung 5. Anwendungshäufigkeit der automatischen Lagerspieleinstellungsmethode Häufigkeit von Vorderrad-Motoruntersetzungsgetriebe Hinterrad-Nebenabtrieb Hinterachs-Mittelgelenkgetriebe Axiallüfter und Wasserpumpe Eingangswelle Zwischenwelle Nebenabtrieb Kupplungswelle Pumpenantrieb Hauptuntersetzungsgetriebe Hauptuntersetzungsdifferential Eingangswelle Zwischenwelle Ausgangswelle Differential Planetenuntersetzungsgetriebe (Seitenansicht) Achsschenkel Lenkmechanismus Kegelrollenlagerspiel Einstellmethode SET-RIGHT-Methode PROJECTA-SET-Methode TORQUE-SET-Methode CLAMP-SET-Methode CRO-SET-Methode Voreingestellter Spielkomponentenbereich (normalerweise beträgt die Wahrscheinlichkeitszuverlässigkeit 99,73 % oder 6σ, aber in der Produktion mit höherer Leistung ist manchmal erforderlich) 99,994 % oder 8σ). Bei der SET-RIGHT-Methode ist keine Justierung erforderlich. Es müssen lediglich die Maschinenteile montiert und eingespannt werden.
Alle Abmessungen, die das Lagerspiel einer Baugruppe beeinflussen, wie Lagertoleranzen, Wellenaußendurchmesser, Wellenlänge, Lagergehäuselänge und Lagergehäuseinnendurchmesser, werden bei der Berechnung von Wahrscheinlichkeitsbereichen als unabhängige Variablen betrachtet. Im Beispiel in Abbildung 7 sind sowohl der Innen- als auch der Außenring konventionell dicht montiert, und die Endkappe ist einfach an einem Ende der Welle geklemmt. s = (1316 x 10⁻⁶)¹/² = 0,036 mm; 3s = 3 x 0,036 = 0,108 mm (0,0043 Zoll); 6s = 6 x 0,036 = 0,216 mm (0,0085 Zoll). 99,73 % der Baugruppe (Wahrscheinlichkeitsbereich) haben ein mögliches Intervall von 0,654 mm (0,0257 Zoll). Für 100 % der Baugruppe (beispielsweise) wird 0,108 mm (0,0043 Zoll) als durchschnittliches Lagerspiel gewählt. Bei 99,73 % der Baugruppe liegt der mögliche Lagerspielbereich zwischen null und 0,216 mm (0,0085 Zoll). †Zwei unabhängige Innenringe entsprechen einer unabhängigen axialen Variablen, daher ist der axiale Koeffizient doppelt. Nach Berechnung des Wahrscheinlichkeitsbereichs muss die Nennlänge der axialen Abmessung ermittelt werden, um das erforderliche Lagerspiel zu erzielen. In diesem Beispiel sind alle Abmessungen außer der Wellenlänge bekannt. Im Folgenden wird die Berechnung der Nennlänge der Welle zur Erzielung des korrekten Lagerspiels erläutert. Berechnung der Wellenlänge (Berechnung der Nennmaße): B = A + 2C + 2D + 2E + F[ [2wobei: A = durchschnittliche Gehäusebreite zwischen den Außenringen = 13,000 mm (0,5118 Zoll) B = durchschnittliche Wellenlänge (TBD) C = durchschnittliche Lagerbreite vor dem Einbau = 21,550 mm (0,8484 Zoll) D = Erhöhte Lagerbreite aufgrund der durchschnittlichen Passung des Innenrings* = 0,050 mm (0,0020 Zoll) E = Erhöhte Lagerbreite aufgrund der durchschnittlichen Passung des Außenrings* = 0,076 mm (0,0030 Zoll) F = (erforderliches) durchschnittliches Lagerspiel = 0,108 mm (0,0043 Zoll) * Umgerechnet in die äquivalente axiale Toleranz. Informationen zur Abstimmung von Innen- und Außenring finden Sie im Kapitel „Timken® Kegelrollenlager-Produktkatalog“ des Leitfadens.
Veröffentlichungsdatum: 28. Juni 2020