text.skipToContent text.skipToNavigation
.page-nlmServicePage #LieferungPremiumGrid {display: none;}
SV
Välj språk
  1. Startsida
  2. ACADEMY
  3. norelem Training
  4. Basic training
    5. Lagerelement - Grunderna för rullager och glidlager

Written by Martin Ahner

    

You will learn:
What are rolling and plain bearings?

How do rolling and plain bearings function and what are they use for?

What types of°rolling and plain bearings are there?

What advantages and disadvantages do rolling and plain bearings have?

    

Bearing elements - Rolling bearing and plain bearing basics

Bearing elements are central components of technical systems. They enable the guidance of moving components, absorb forces and reduce friction between components moving relative to one another. Different types of bearings are used depending on the requirements - in particular rolling or plain bearings.

Bearing elements

Lagerungselemente

    

Bearings fulfil three basic tasks:
Guidance for moving elements

Absorbing forces between components moving relative to each other

Reduction of frictional forces

Rolling bearings - functioning principle

Rolling bearings enable predominantly rolling motions with very little sliding. Rolling elements (balls or rollers) that transmit the relative movement, are located between an inner and outer ring. This principle significantly reduces friction compared to pure glide motions

Applications for rolling bearings

Walzläger bei einem Rad eines Fahrrads

Rolling bearings can perform a rolling motion with little gliding involved.°A simple example is their use on bicycle wheels

   

Wälzlager

Here you can see how the rolling bearing performs the rolling motion

What does a rolling bearing consist of?

  • Rolling elements: The rolling elements are the central elements of the bearing. They are positioned in a rolling element cage. In short, this is known as a roller cage.
  • Bearing outer race: The roller cage runs in a track in an outer ring raceway.
  • Bearing inner race: The bearing inner race supports the inner part of the roller cage. This also enables the guidance, as with the outer race.
  • Roller cage: The rolling elements are contained and separated within a cage to prevent friction caused by relative movement against one another.

   

Wälzlager Aufbau

Different types of rolling bearings

Kugellager   Nadellager   Kegelrollenlager   Tonnenlager   

There are different types of rolling bearings. The best known is probably the ball bearing. In addition to ball bearings, we differentiate between cylindrical roller bearings, needle roller bearings, tapered roller bearings and barrel bearings as standard designs.

    

Rolling bearings are categorised according to:
Type of rolling elements

Arrangement of inner and outer race

Application sector

Thrust angle (α)

° ° ° ° ° ° °°

Another influencing factor for differentiating between various rolling bearings is the thrust angle. We can also distinguish between axial bearings and radial bearings based on the thrust angle (alpha).

                  Radiallage                                         Axiallager                                            

°(Radial bearing)thrust angle°α: 0 - 45°(Axial bearing)             thrust angle°α: 45 - 90°

Druckwinkel 

    

Bearing-specific code consisting of letters and numbers

A standard helps to identify the correct rolling bearing - DIN 623. Codes for naming the bearings are standardised here. The codes are composed of the prefix, the basic character and the suffix.

Bearing-specific code°for tapered roller bearings:

°Prefix: Which individual parts of complete bearings (rings, cages) were used?

°Basic symbol: Which bearing series and bore code are involved?

°Suffix: What other information is known (seals, cage design, tolerances, etc.)?

  

The prefix provides information about the single parts and materials used. By tapered roller bearings the HR stands for a reinforced version (increased permissible load).

The basic symbol 313 08 indicates that it is a tapered roller bearing in width series 1 and diameter series 3 and has a bore code 08.

In this example the suffix describes that the tapered roller bearing has a thrust angle and raceway diameter according to DIN ISO 355.

Advantages and disadvantages of rolling bearings

Rolling bearings are frequently used standard components. This is why they're also cost-effective, widely available and can be easily installed and replaced. Despite requiring little lubrication and are easy to lubricate, they have a long service life. Additionally, they have no minimum speed and combined loading is possible.°

Although rolling bearings have no minimum speed, the maximum speed is limited to prevent overheating. Furthermore, it should be taken into account that rolling bearings may cause vibrations in the system. They are also highly susceptible to shocks and very large or very small sizing are only achieved with difficulty.

Plain bearings - functioning principle and applications

Plain bearings also absorb forces and guide the motion of moving bodies. This motion is a sliding motion where the supported element rotates in the plain bearing.

Gleitlager bei einem 3D-Drucker

As an example, here you can see plain bearings being used in a 3D printer. Plain bearings are also used in other guides and joints and are often used on crankshafts or camshafts in combustion engines.

  

Further applications can be found by:
Guides and joints

Internal combustion engines (crankshafts and camshafts)

Pumps and generators

Rolling mills and presses

Gas turbines

° °

An intermediate medium is used between the bearing and the shaft to enable the body in motion to slide smoothly. Do you know what can be used here? 

  • Gas is used as an intermediate medium to separate sliding surfaces where the application is subjected to extremely low temperatures.
  • When hydrodynamic plain bearings are required to release oil during rotation to enable lubrication, they're saturated with oil.
  • Thick (greases) and solid lubricants are used when e.g. a vacuum, high temperatures or centrifugal forces make the use of oil lubrications impossible. Graphite, molybdenum disulphide or a PFTE (Teflon) is often used.
  • Magnetic fields are used where wear and dirt are not permitted (e.g. clean rooms).

Konstruktioner och material för glidlager

Vid konstruktion av glidlager skiljer vi mellan delade och odelade lager. De kan också ha tjocka eller tunna väggar.

Delat lager: Endast en glidlagerbussning används

Odelat lager: Två eller flera lagerskålar används

Tjocka väggar: Glidlager med tjocka väggar behåller sin form och möjliggör uppfylld funktion även utan eller endast lågt tryck

Tunna väggar: Glidlager med tunna väggar är beroende av tillräckligt tryck mellan hus och lager

Obs: Precis som med rullager skiljer vi mellan radiella och axiella lager

Torra lager

Torra lager kan tillverkas av en mängd olika material. Om de består av endast ett material är de solida lager; om två eller flera material sammanfogas är de kompositlager. Förutom av plast, aluminiumlegeringar eller brons kan de även tillverkas av t.ex. vitmetaller, keramik eller konstgjort kol. Ett antal krav bör beaktas vid val av material.

   

Material i glidlager
Plast

Aluminiumlegeringar

Brons

Vitmetaller

Keramik

Konstgjort kol

Naturligtvis ska materialet ha goda glidegenskaper och gynnsamma inkörningsegenskaper. De ska också ha hög hållfasthet och inte slitas ut snabbt.

   

Trockenlager

Hydrodynamiska och hydrostatiska glidlager

Det finns också hydrodynamiska och hydrostatiska glidlager. En viskös smörjfilm används, som helt skiljer den lagermonterade axeln från glidlagret. Denna användning rekommenderas för frekventa uppstartsprocesser, eftersom smörjningen förhindrar friktion.

hydrostatische Gleitlager

Obs: I hydrodynamiska glidlager genereras inte smörjfilmen av axelns rotation, utan separat via en aktiverad pump.

Fördelar och nackdelar med glidlager

Precis som rullager är glidlager mycket enkla till sin konstruktion och montering. De behöver bara lite plats och är mycket okänsliga för stötar

Fördelar:

  • Enkel design
  • Sparar plats
  • Stöttålig
  • Tyst gång
  • Lämplig för mycket stora konstruktioner

Nackdelar:

  • Högre andel friktion med otillräcklig smörjning
  • Slitage vid uppstart möjligt
  • Högre krav på smörjning och underhåll i vissa fall

Sammanfattning

Rull- och glidlager används för att styra rörliga delar. Typen av rörelse beror på dess struktur. Rullager kan styra rullande rörelser; i glidlager glider den monterade axeln runt sin axel.

För att utforma lagren korrekt bör du känna till belastningen under drift och se till att det finns tillräcklig smörjning och renlighet. Rull- och glidlager skiljer sig åt i sina fördelar och nackdelar. Gemensamt för dem är att de är billiga och har en enkel design, vilket gör dem lätta att installera.

   

Du vet att:
Rull- och glidlager används för att styra rörliga delar.

Rullager kan styra rullande rörelser; i glidlager glider den monterade axeln runt sin axel.

För att kunna utforma lagren på rätt sätt bör du känna till belastningen under drift och säkerställa tillräcklig smörjning och renlighet.

Rull- och glidlager är kostnadseffektiva och enkla till sin konstruktion. Detta gör dem lätta att installera.