Maschinenelemente: Achsen, Wellen, Lager und Kupplungen

Achsen: Funktion und Beanspruchung

Achsen dienen dazu, rotierende Körper zu unterstützen, ohne sich selbst zu drehen. Sie sind hauptsächlich auf Biegung beansprucht.

Wellen: Kraftübertragung und Bauformen

Wellen sind Maschinenteile, die stets mit den sie unterstützenden Organen rotieren. Sie übertragen Kraft und sind auf Torsion und Biegung beansprucht. Wellen können massiv oder hohl sein; bei einer Nut muss der Durchmesser entsprechend angepasst werden.

Lager und Stützpunkte für Wellen und Achsen

Sowohl Achsen als auch Wellen benötigen Stützpunkte, um ihr Gewicht während der Rotation zu tragen und eine Verschiebung zu vermeiden. Lager sind die Komponenten, die Wellen und Achsen unterstützen.

Lager: Grundlagen und Typen

Gleitlager

Gleitlager sind die am häufigsten verwendeten Lagertypen. Dazu gehören horizontale und vertikale Radiallager. Axiallager werden nur für kleine Lasten verwendet, insbesondere wenn die Achse vertikal ist.

Radial-Gleitlager

Es gibt verschiedene Ausführungen dieser Lager, die radiale Kräfte aufnehmen.

Axial-Gleitlager

Diese werden verwendet, um das Gewicht einer vertikalen Welle zu tragen. Das Lager besteht oft aus einer gehärteten Stahlplatte, die als Anlaufplatte oder Gleitstein bezeichnet wird und auf einem Drehzapfen ruht.

Wälzlager

Wälzlager werden für die Aufnahme von Lasten verwendet. Kleinere Wälzlager sind oft Kugellager, während für größere Lasten Rollenlager zum Einsatz kommen. Lager werden sowohl für statische als auch für dynamische Lasten ausgelegt.

Lastarten bei Wälzlagern

Dynamische Last

Das Lager dreht sich ständig unter Belastung.

Statische Last

Das Lager befindet sich in Ruhe unter Belastung.

Schmierung und Wartung von Wälzlagern

Lager werden regelmäßig mit Fett und Öl geschmiert, um Reibung und Verschleiß zu minimieren.

Lagergehäuse und Montage von Wälzlagern

Die Befestigung eines Lagers erfordert eine präzise Bearbeitung des Lagergehäuses, um einen bestimmten Druck und eine korrekte Ausrichtung aufrechtzuerhalten. Flache Stützen werden oft auf nicht-motorisierten Komponenten montiert und sind nicht zwingend auf die Achsen ausgerichtet. In solchen Fällen werden häufig Kugel- oder Rollenlager verwendet, die geringe Fluchtungsfehler ausgleichen können.

Spezielle Lagerkomponenten und -typen

Zapfen und Lagerhälften

Dies sind Teile der Wellen, die radiale und axiale Lager aufnehmen.

Anlaufringe

Sie dienen dazu, axiale Verschiebungen der Welle zu verhindern.

Gemischte Schublager (Axial-Radiallager)

Diese Lager unterstützen sowohl Axialschub als auch radiale Lasten. Sie können so ausgelegt sein, dass sie Stöße in zwei Richtungen aufnehmen.

Kupplungen: Arten und Funktionen

Kupplungen übertragen koaxiale Bewegung zwischen Wellen.

Starre Kupplungen

Werden verwendet, um Wellen dauerhaft und spielfrei miteinander zu verbinden.

Muffenkupplung

Eine einfache Form der starren Kupplung zur Übertragung von Drehmoment.

Reibschlusskupplung

Verbindet Wellen durch Reibschluss, der durch Anziehen von Schrauben erzeugt wird.

Scheibenkupplung

Eine weitere Art der starren Kupplung, die ähnlich wie Reibschlusskupplungen funktioniert, oft mit Scheiben zur Drehmomentübertragung.

Elastische Kupplungen

Werden verwendet, um Wellen zu verbinden, deren Achsen nicht perfekt ausgerichtet sind oder die leichte Verlagerungen und Stöße ausgleichen müssen.

Schaltbare Kupplungen

Diese Kupplungen ermöglichen es, die Verbindung zwischen Wellen nach Belieben zu trennen oder herzustellen, auch während des Betriebs.