51101 Axial-Rillenkugellager für Axialbelastung für Auto / Präzisionsinstrumente

51101 Axial-Kugellager: Axiallast für Hydraulik-, Automobil- und Präzisionsinstrumente

I. Produktübersicht

Das 51101 Axial-Kugellager ist ein hochpräzises mechanisches Bauteil, das für Maschinen entwickelt wurde, die eine effiziente Axiallastaufnahme benötigen. Als Kernmitglied der 511er-Serie (einreihiges Axial-Kugellager) weist es kompakte Abmessungsparameter auf: einen Innendurchmesser (d) von 12 mm, einen Außendurchmesser (D) von 26 mm und eine Breite (T) von 9 mm. Im Gegensatz zu Kegelrollenlagern, die kombinierte Lasten aufnehmen, ist dieses Lager auf die Axiallastübertragung spezialisiert — es kann keine Radiallasten aufnehmen, was es ideal für Anwendungen macht, bei denen Maschinen hauptsächlich Axialkräften ausgesetzt sind (z. B. vertikale Wellen, Hydraulikzylinder). Seine kompakte Struktur ermöglicht den Einbau in Umgebungen mit begrenztem Platzangebot, während strenge Ausrichtungsanforderungen während der Montage einen stabilen Betrieb und eine lange Lebensdauer gewährleisten.

II. Konstruktionsaufbau

2.1 Wälzkörper

Das 51101 Lager verwendet hochpräzise Kugeln als Wälzkörper, die typischerweise aus hochkohlenstoffhaltigem Chromlagerstahl (GCr15) bestehen. Nach dem Härten und Anlassen bei niedriger Temperatur erreichen die Kugeln eine Oberflächenhärte von HRC58-64, was eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit gewährleistet. Der Herstellungsprozess unterliegt strengen Qualitätsstandards: Die Maßtoleranz wird innerhalb der Klasse P0-P4 kontrolliert, und die Oberflächenrauheit (Ra) ≤0,08 μm. Die Kugelform ermöglicht einen Punktkontakt mit den Laufbahnen, wodurch die Reibung während der Axiallastübertragung reduziert und eine reibungslose Drehung auch bei moderaten Drehzahlen gewährleistet wird.

2.2 Laufbahnen (Scheiben)

Das Lager besteht aus zwei präzisionsgefertigten Scheiben: einer Wellenscheibe (innere Scheibe, auf der Welle montiert) und einer Gehäusescheibe (äußere Scheibe, im Gehäuse montiert). Beide Scheiben weisen auf ihren Kontaktflächen eine kreisförmige Nut (Laufbahn) auf, die der Krümmung der Kugeln angepasst ist und eine stabile Lastübertragung gewährleistet. Die Laufbahnen werden aufgekohlt (Einsatzhärtetiefe 1,0-2,0 mm), gehärtet und angelassen, was zu einer Oberflächenhärte von HRC58-64 und einer hohen Ermüdungsfestigkeit führt. Diese Konstruktion ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Axialkräfte über die Kugel-Laufbahn-Kontaktpunkte, wodurch lokale Spannungskonzentrationen vermieden und die Lebensdauer des Lagers verlängert wird.

2.3 Käfig

Ein leichter, aber langlebiger Käfig wird verwendet, um die Kugeln zu trennen und zu führen, wodurch Kollisionen und Reibung zwischen benachbarten Kugeln während des Betriebs verhindert werden. Der Käfig besteht typischerweise aus kohlenstoffarmem Stahl (08F) oder technischem Kunststoff (Nylon 66 für korrosionsanfällige Szenarien). Bei Stahlkäfigen wird eine Oberflächenphosphatierung angewendet, um die Verschleißfestigkeit und den Rostschutz zu erhöhen; Kunststoffkäfige bieten weniger Reibung und einen leiseren Betrieb, was für Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Drehzahl geeignet ist. Die präzisionsgefertigten Taschen des Käfigs gewährleisten eine gleichmäßige Anordnung der Kugeln, wodurch eine stabile Axiallastverteilung aufrechterhalten und die Gesamtzuverlässigkeit des Lagers verbessert wird.

III. Leistungsmerkmale

3.1 Axiallasttragfähigkeit

Das 51101 Axial-Kugellager ist für die Aufnahme von Axiallasten in einer Richtung optimiert. Seine grundlegende dynamische Tragzahl (Ca) beträgt etwa 10,5 kN, und die grundlegende statische Tragzahl (C0a) liegt bei etwa 15,2 kN (Werte variieren je nach Hersteller). Es kann kontinuierlichen Axiallasten von bis zu 10 kN und kurzzeitigen Stoßaxiallasten von bis zu 15 kN standhalten, wodurch es sich für leichte bis mittelschwere Anwendungen wie kleine Hydraulikmotorwellen, vertikale Pumpenendkappen und Präzisionsinstrumentenspindeln eignet. Hinweis: Es kann keine Radiallasten aufnehmen — selbst kleine Radialkräfte (über 5 % der Axiallast) führen zu ungleichmäßiger Kugelbeanspruchung und beschleunigtem Verschleiß.

3.2 Drehzahlverträglichkeit

Aufgrund seiner Punktkontaktkonstruktion und des Fokus auf Axiallasten eignet sich das 51101 Lager für den Betrieb bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen. Seine Referenzdrehzahl (Fett-Schmierung) beträgt etwa 6000 U/min, und die Grenzdrehzahl (Ölbadschmierung) erreicht bis zu 8000 U/min. Hochgeschwindigkeitsbetrieb (über 8000 U/min) kann zu kugelbedingtem Rutschen durch Zentrifugalkraft führen, wodurch Reibung und Temperatur (über 90 °C) erhöht werden. Für Hochgeschwindigkeitsszenarien werden zusätzliche Kühlmaßnahmen (z. B. Ölmistschmierung) und eine Präzisionsauswuchtung der Welle empfohlen, um die Leistung aufrechtzuerhalten.

3.3 Ausrichtungsempfindlichkeit und -minderung

Das 51101 Lager reagiert sehr empfindlich auf eine axiale Fehlausrichtung zwischen Welle und Gehäuse. Bereits 0,1° Fehlausrichtung kann zu ungleichmäßigem Kontakt zwischen den Kugeln und den Laufbahnen führen, was zu erhöhten Vibrationen, Geräuschen und einer verkürzten Lebensdauer führt. Zu den Minderungsmaßnahmen gehören: 1) Verwendung von Präzisionsbearbeitung, um sicherzustellen, dass die Stirnflächen von Welle und Gehäuse senkrecht sind (Senkrechtheitstoleranz ≤0,01 mm); 2) Verwendung einer Spielpassung (H7/h6) zwischen der Wellenscheibe und der Welle sowie zwischen der Gehäusescheibe und dem Gehäuse, um eine geringfügige axiale Einstellung zu ermöglichen; 3) In Anwendungen, die zu geringfügiger Fehlausrichtung neigen (z. B. vibrierende Geräte), die Verwendung von selbstausrichtenden Scheiben, um axiale Abweichungen auszugleichen.

IV. Anwendungsbereiche

4.1 Industriemaschinen

In industriellen Umgebungen wird das 51101 Lager häufig verwendet in: 1) Kleinen Hydraulik-/Pneumatikzylindern — unterstützt den Axialschub durch Kolbenbewegung; 2) Vertikalpumpen und -lüftern — bewältigt Axiallasten durch Laufrad- oder Lüfterradrotation; 3) Präzisionsgetrieben (Leichtbau) — nimmt Axialschub durch Zahneingriff auf; 4) Druckmaschinen — verwendet in Rollenendwellen, um die axiale Positionierung und die reibungslose Drehung aufrechtzuerhalten.

4.2 Automobil- und Motorradindustrie

In Automobil- und Motorradanwendungen wird es hauptsächlich verwendet in: 1) Motorradkupplungssystemen — unterstützt den Axialschub durch Kupplungsein- und -auskuppeln; 2) Kleinen Automobil-Zusatzkomponenten (z. B. Elektrofahrmotoren, Scheibenwischermotoren) — bewältigt Axiallasten durch Motorrotor-Bewegung; 3) Klimakompressoren für Kraftfahrzeuge — hält die axiale Stabilität der Kompressorwelle während des Betriebs aufrecht.

4.3 Präzisionsinstrumente und elektrische Geräte

Die kompakte Größe und hohe Präzision des 51101 Lagers machen es geeignet für: 1) Präzisionsmessinstrumente (z. B. Messschieber, Messuhren) — gewährleistet die reibungslose Axialbewegung interner Komponenten; 2) Kleine Elektromotoren (500 W-2 kW) — unterstützt den Axialschub vom Motorrotor; 3) Haushaltsgeräte (z. B. Waschmaschinenablaufpumpen, Luftreinigerlüfter) — bewältigt leichte Axiallasten auf engstem Raum.

V. Abmessungen und Spezifikationsparameter

VI. Wartungspunkte

6.1 Schmiermanagement

Die richtige Schmierung ist entscheidend für die Reduzierung der Reibung und die Verlängerung der Lebensdauer: 1) Fettschmierung: Verwenden Sie Lithiumfett NLGI 2 und füllen Sie 1/2-2/3 des Innenraums des Lagers (gewährleistet vollen Kontakt zwischen Kugeln und Laufbahnen); 2) Hochtemperaturumgebungen: Wechseln Sie zu synthetischem Polyharnstofffett (Betriebstemperatur -20 °C bis 180 °C); 3) Ölschmierung: Verwenden Sie Industrieöl ISO VG 32-68 für Anwendungen mit mittlerer Drehzahl. Schmierintervalle: Alle 2-3 Monate für den Normalbetrieb; alle 1 Monat für staubige/vibrationsreiche Umgebungen.

6.2 Regelmäßige Inspektion

Häufige Inspektionen verhindern vorzeitigen Ausfall: 1) Sichtprüfungen: Achten Sie auf Laufbahn-Pitting, Kugelabplatzungen oder Käfigverformungen; 2) Schwingungsüberwachung: Normale Schwingung ≤1,8 mm/s; Überschreitung von 3,0 mm/s weist auf Fehlausrichtung oder Verschleiß hin; 3) Temperaturüberwachung: Normale Betriebstemperatur ≤80 °C; über 90 °C deutet auf Schmierstoffabbau oder Kugelrutschen hin. Führen Sie bei Präzisionsinstrumenten monatliche Ultraschallprüfungen durch, um interne Defekte zu erkennen.

6.3 Installationsvorkehrungen

1. Sauberkeit: Sorgen Sie für eine staubfreie Umgebung — Verunreinigungen können unter Axiallasten zu schnellem Verschleiß führen;
2. Werkzeuge: Verwenden Sie Lager-Montagehülsen, um die Scheiben einzupressen, und vermeiden Sie das Hämmern (verhindert Laufbahnverformung);
3. Passungen: Wellenscheibe-Welle (H7/h6) Spielpassung, Gehäusescheibe-Gehäuse (H7/h6) Spielpassung;
4. Ausrichtung: Verwenden Sie eine Messuhr, um den Axialschlag (≤0,02 mm) und die Senkrechtheit (≤0,01 mm) zwischen den Stirnflächen von Welle und Gehäuse zu überprüfen.

6.4 Lagerungsüberlegungen

Lagern Sie in einem sauberen, trockenen Lager (Temperatur 5-25 °C, Luftfeuchtigkeit ≤50 %): 1) Verpackung: In der originalen, versiegelten Rostschutzverpackung aufbewahren; beschädigte Verpackung erfordert Vakuumversiegelung mit Rostschutzfolie; 2) Platzierung: Horizontal auf flachen Regalen lagern, max. Stapelhöhe 2 Lagen (vermeidet Scheibenverformung); 3) Inspektion: Alle 3 Monate prüfen — wenn Rost gefunden wird, mit Kerosin reinigen, mit Druckluft trocknen, Rostschutzöl auftragen und neu verpacken.