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Auslegung der Presspassung für die Montage

Die bevorzugte Montageart bei Gleitlagern ist die Übermaßpassung, da sie einfach und effektiv ist.  Weiter unten finden Sie eine Methode zur Berechnung der Einpresskraft sowie eine Methode zur Abschätzung des Innendurchmessers des installierten Gleitlagers.

 

 

Designanforderung zur Presspassung von Gleitlagern
Benötigte Werkzeuge:
  • Dornpresse zum Aufbringen der benötigten Kraft  

  • Montagedorn zum Führen des Gleitlagers in das Gehäuse 

  • Haltevorrichtung, um ggf. Gehäusebohrung und Gleitlager auszurichten und zu halten 

  • Steuerungen zur Veränderung von Drehzahl und Richtung des Montagedorns

Berechnungen zur Ermittlung der benötigten Einpresskraft auf Basis von:

  • Gleitlager- und Gehäuseabmessungen
    • Gleitlager: Gut-/Ausschusslehrringdurchmesser, Nenn-Innendurchmesser, Breite
    • Gehäuse: Min./Max. Bohrungsinnendurchmesser, Nenn-Außendurchmesser, Breite
  • Werkstoffeigenschaften von Gleitlager und Gehäuse
    • Elastizitätsmodul E für Gleitlager- und Gehäusewerkstoff
    • Poissonzahl ν für Gleitlager- und Gehäusewerkstoff
  • Angenommener Reibungskoeffizient an der Kontaktfläche zwischen Lager und Gehäusebohrung.
     

Bestimmung der Einpresskraft eines Gleitlagers in das Gehäuse

  • Bestimmen Sie zunächst den Pressdruck p 

  Pressure interference fit formula

Wobei: 

δ = diametrale Übermaßpassung  

d = Nenndurchmesser der Kontaktfläche zwischen Gleitlageraußendurchmesser und Gehäusebohung

do = Außendurchmesser Gehäuse  

di = Innendurchmesser Gleitlager 

Eo and Ei = Elastizitätsmodule für Gehäuse und Gleitlager

νo und νi = Poissonzahlen für Gehäuse und Gleitlager

  • Berechnen Sie dann die Reibungskraft F

F = p × A × μ

p = errechnete Pressdruck an der Kontaktfläche

A = Kontaktfläche zwischen Gleitlager / Gehäuse 

μ = Reibungskoeffizient an der Kontaktfläche Gleitlager / Gehäuse. 

Bei den Metall-Polymer Gleitlagern von GGB sollte die Bronzestruktur innen und die Polymerschichten an der Berechnung des Pressdrucks berücksichtigt werden. Passen Sie dazu den Innendurchmesser folgendermaßen an: 

  • Bei Metall-Polymer Gleitlagern auf PTFE-Basis gilt der Innendurchmesser des Gleitlagers di = dnom + 0.6 mm, wobei dnom = Nenn-Innendurchmesser des Gleitlagers ist. 
  • Bei Metall-Polymer Gleitlagern auf Thermoplast-Basis gilt der Innendurchmesser des Gleitlagers  di = dnom + 1.2 mm, wobei dnom = Nenn-Innendurchmesser des Gleitlagers ist. 
  • Bei Metall-Polymer Gleitlagern von GGB kann der Außendurchmesser der Gleitlager mit den spezifizierten Gut-/Ausschusslehrringen definiert werden. 

Anhand des für die maximale Reibungskraft errechneten Werts wir die benötigte Kapazität der Dornpresse für due Montage des Gleitlagers bestimmt. Die maximale Reibungskraft basiert auf der maximalen Übermaßpassung δmax = maximaler Außendurchmesser des Gleitlagers - minimale Gehäusebohrung. 

 

Abschätzung des Innendurchmessers des montierten Gleitlagers

Ein weiterer Grund zur Berechnung des Pressdrucks an der Kontaktfläche p ist die elastische Ausdehnung des Gehäuses aufgrund der Übermaßpassung des Gleitlagers und infolgedessen den Innendurchmesser des montierten Gleitlagers abschätzen zu können. Diese Vorgehensweise ist vor allem sinnvoll, wenn das Gehäuse einen relativ dünnen Querschnitt und/oder ein geringes Elastizitätsmodul im Verhältnis zum Gleitlagerwerkstoff hat /z.B. bei einem in ein Kunststoffgehäuse eingepresstes Metall-Gleitlager). 

estimate the elastic expansion of the housing due to the interference fit with the sleeve bearing and consequently estimating the installed bearing ID

​wobei: 

Δd = geschätzte elastische Ausdehnung der Gehäusebohrung 

p = errechneter Kontaktflächendruck, berechnen Sie sowohl pmax und pmin 

d = Nenndurchmesser der Kontaktfläche zwischen Gleitlageraußendurchmesser und Gehäusebohrung

Eo = Elastizitätsmodul des Gehäuses

do = Außendurchmesser des Gehäuses

Mit der oben aufgeführten vereinfachten Herangehensweise erhalten Sie die geschätzte elastische Ausdehnung des gehäuses, anhand deren der min./max. Innendurchmesser errechnet werden kann. Die Methode kann jedoch nicht die Finite-Elemente-Analyse oder andere Designprogramme ersetzen. 

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