Metall-Polymer-Verbundgleitbuchsen, wartungsarm
Merkmale
Wartungsarme Gleitbuchsen werden für drehende, oszillierende und lineare Bewegungen eingesetzt. Diese Gleitlager sind Lager für kleinste radiale oder axiale Bauräume. Sie werden aus einem Bandabschnitt gerollt und haben über die ganze Lagerbreite eine Stoßfuge.
ACHTUNG
Sollen die Gleitlager im Bereich Aerospace oder in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt werden, bitte beim Ingenieurdienst von Schaeffler rückfragen!
Wartungsarmes Gleitlagermaterial
Für wartungsarme Metall-Polymer-Verbundgleitlager von Schaeffler wird das Gleitmaterial E50 verwendet. Basis der Gleitschicht ist Polyoxymethylen POM.
Bei dem dreischichtigen Werkstoff ist auf einem Stahlrücken eine poröse Zinn-Bronze-Zwischenschicht aufgesintert, deren Poren mit der darüber liegenden Gleitschicht gefüllt sind, siehe Tabelle und ➤ Bild.
Gleit- und Zwischenschicht
E50
Chemisches Element | Massenanteil | Schichtdicke | ||
|---|---|---|---|---|
w | ||||
% | mm | |||
Zwischenschicht | Gleit-schicht | Zwischenschicht | Gleit-schicht | |
Polyoxymethylen POM | ‒ | 99,6 – 99,8 | 0,15 – 0,5 | 0,2 – 0,5 |
Füllstoffe | max. 0,95 | max. 0,4 | ||
Zinn Sn | 10 – 12 | ‒ | ||
Kupfer Cu | Rest | ‒ | ||
Wartungsarmes Gleitlagermaterial E50
Oberflächenschutz
Das Gleitlagermaterial hat standardmäßig als Oberflächenschutz eine Zinnschicht.
Beständigkeit des Gleitlagermaterials
Die Beständigkeit des Materials E50 hängt von den chemischen Eigenschaften der einzelnen Schichten ab:
- Das Material E50 ist gegenüber vielen Schmierfetten beständig.
- Die verzinnte Stahloberfläche schützt in den meisten Fällen ausreichend vor Korrosion.
ACHTUNG
Gegen saure (pH ＜ 5) und alkalische Medien (pH ＞ 9) ist das Material E50 nicht beständig!
Technische Daten für E50
Die Gleitschicht E50 ist ein wartungs- und verschleißarmer Werkstoff mit guten Dämpfungseigenschaften und langen Nachschmierintervallen. Er kann bei drehenden und oszillierenden Bewegungen und für langhubige Linearbewegungen eingesetzt werden, ist wenig empfindlich bei Kantenbelastung und unempfindlich gegen Stöße.
Das wartungsarme Gleitlagermaterial E50 hat folgende mechanische und physikalische Eigenschaften, siehe Tabelle.
Eigenschaften von E50
Eigenschaften | Belastung | ||
|---|---|---|---|
Maximaler pv-Wert | pv | 3 N/mm2 · m/s | |
Zulässige spezifische Lagerbelastung | statisch | pmax | 140 N/mm2 |
rotierend, oszillierend | 70 N/mm2 | ||
Zulässige Gleitgeschwindigkeit | vmax | 2,5 m/s | |
Zulässige Betriebstemperatur | ϑ | –40 °C bis +110 °C | |
Wärmeausdehnungskoeffizient | Stahlrücken | αSt | 11 · 10–6 K–1 |
Wärmeleitzahl | Stahlrücken | λSt | ＜4 Wm–1K–1 |
Reibungskoeffizient | μ | 0,02 bis 0,2 | |
Abdichtung
Die Gleitlager sind nicht abgedichtet, sie können aber durch vorgeschaltete Dichtungen gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützt werden.
Schmierung
Das wartungsarme Gleitlagermaterial E50 hat Schmiertaschen. Die Schmiertaschen speichern den Schmierstoff, wodurch in den meisten Fällen eine Erstschmierung ausreichend ist.
Die Gebrauchsdauer erhöht sich, wenn regelmäßig nachgeschmiert wird.
Gleitlagerbuchsen aus E50 sind mit einer Schmierbohrung versehen.
Schmierfette
Wartungsarme Gleitlager aus E50 müssen mit geeignetem Fett oder Öl geschmiert werden.
Lithiumverseifte Fette auf Mineralölbasis sind gut geeignet.
Fettzusätze wie Molybdändisulfid, Zinksulfid oder andere Festschmierstoffe sind ungünstig, weil sie den Verschleiß erhöhen. Fette dürfen maximal 5% MoS2 enthalten.
Betriebstemperatur
Die zulässige Betriebstemperatur für wartungsarme Gleitlager liegt zwischen –40 °C und +110 °C.
Nachsetzzeichen
Nachsetzzeichen der lieferbaren Ausführungen, siehe Tabelle.
Lieferbare Ausführungen
Nachsetzzeichen | Beschreibung | Ausführung |
|---|---|---|
E50 | wartungsarme Gleitschicht, | Standard |
Konstruktions- und Sicherheitshinweise
Zusätzlich zu den hier beschriebenen Konstruktions- und Sicherheitshinweisen sind die Hinweise in den Technischen Grundlagen zu beachten:
- Theoretisches Lagerspiel bei Metall-Polymer-Verbundgleitbuchsen
- Gestaltung der Lagerung
- Empfohlene Einbautoleranzen
- Fluchtungsfehler bei Gleitbuchsen sowie Kantenbelastung bei Metall-Polymer-Verbundgleitbuchsen
- Einpressen der Buchsen.
ACHTUNG
Gleitbuchsen nicht für räumliche Einstellbewegungen einsetzen! Eine Schiefstellung der Welle reduziert die Gebrauchsdauer!
Reibung
Die charakteristischen Reibungskoeffizienten, die Berechnung des Lagerreibmoments sowie der typische Verschleißverlauf sind in den technischen Grundlagen angegeben.
Dimensionierung und Lebensdauer
Die Dimensionierung der Gleitbuchsen ist in den Technischen Grundlagen zusammengefasst.
Abhängig davon, ob das Lager dynamisch oder statisch belastet wird, sind zu prüfen:
- Statische Tragsicherheit S0
- Maximal zulässige spezifische Lagerbelastung p
- Maximal zulässige Gleitgeschwindigkeit v
- Maximale spezifische Reibenergie pv.
ACHTUNG
Die Lebensdauer lässt sich unter Einhaltung des Gültigkeitsbereiches berechnen.
Gestaltung der Gegenlaufflächen
Welle und Gegenlauffläche der Lagerung müssen entsprechend folgender Vorgaben ausgeführt werden.
Die Wellen oder Teile der Gegenlaufflächen sind anzufasen und alle scharfen Kanten sind zu verrunden. Dies ermöglicht eine einfachere Montage und verhindert Beschädigungen an der Gleitschicht.
Maßnahmen
Die Gegenlauffläche ist grundsätzlich breiter auszuführen als das Lager, damit sich keine Absätze in der Gleitschicht bilden.
Die optimale Gebrauchsdauer wird erreicht bei einer Rautiefe der Gegenlauffläche von Rz 2 bis Rz 3:
- Bei Schmierung der Gleitschicht E50.
ACHTUNG
Sehr kleine Rautiefen erhöhen die Gebrauchsdauer nicht, größere Rautiefen senken sie deutlich!
Oberflächengüte
Geschliffene oder gezogene Oberflächen sind als Gegenlauffläche zu bevorzugen. Feingedrehte oder feingedreht rollierte Oberflächen, auch mit Rz 2 bis Rz 3, können größeren Verschleiß verursachen, da beim Feindrehen wendelförmige Fertigungsrillen entstehen.
Sphäroguss GGG hat ein offenes Oberflächengefüge und ist deshalb auf Rz 2 oder besser zu schleifen.
Der Drehsinn von Gusswellen in der Anwendung sollte dem Drehsinn der Schleifscheibe entsprechen, da in der entgegengesetzten Drehrichtung mit größerem Verschleiß zu rechnen ist, ➤ Bild.
Schleifen einer Gusswelle
in der Anwendung ·
beim Schleifen
Wärmeabfuhr
Auf eine einwandfreie Wärmeabfuhr ist zu achten:
- Liegt mediengeschmierter Betrieb vor, so transportiert überwiegend die Schmierflüssigkeit die Wärme ab.
- Bei wartungsarmen Gleitlagern wird die Wärme durch das Gehäuse und die Welle abgeführt.
Schutz gegen Korrosion
Eine Korrosion der Gegenlauffläche wird durch Abdichtung oder Verwendung von korrosionsbeständigem Stahl verhindert. Alternativ lassen sich geeignete Oberflächenbehandlungen durchführen.
Bei der Gleitschicht E50 wirkt zusätzlich der Schmierstoff gegen Korrosion.
Tribokorrosion
Aufgrund der standardmäßigen Zinnschicht tritt zwischen dem Stahlrücken des Gleitlagermaterials und dem Gehäuse nur selten Tribokorrosion auf. In solchen Fällen wirken galvanische Schutzschichten verzögernd.
Elektrochemische Kontaktkorrosion
Unter ungünstigen Bedingungen können sich galvanische Zellen (Lokalelemente) bilden, die die Gebrauchsdauer durch Korrosion des Stahles senken. Dies sollte bereits bei der Konstruktion geprüft und durch Versuche geklärt werden. Im Zweifel bitte beim Ingenieurdienst von Schaeffler rückfragen.
Bearbeiten der Gleitlager
Metall-Polymer-Verbundgleitlager lassen sich spanend und spanlos bearbeiten, zum Beispiel kürzen, bohren oder biegen.
Vorgehensweise:
- Die Gleitlager von der Gleitschicht-Seite her trennen, denn der Grat, der beim Trennen entsteht, stört an der Lauffläche
- Lagerelemente anschließend reinigen
- Blanke Stahlflächen wie Schnittkanten vor Korrosion mit Öl oder galvanischen Schutzschichten schützen.
ACHTUNG
Beim Galvanisieren mit hohen Stromdichten oder langen Beschichtungszeiten sind die Gleitschichten abzudecken, damit Ablagerungen verhindert werden!
Die Bearbeitungstemperatur darf +110 °C bei der Gleitschicht E50 nicht überschreiten!
Alternative Verbindungstechniken
Wenn der Presssitz der Buchse nicht ausreicht kann die Buchse durch zusätzliches Verkleben gesichert werden.
ACHTUNG
Klebstoff darf nicht auf die Einlauf- oder Gleitschicht gelangen!
Bei der Verwendung von Klebstoff ist immer Auskunft bei den Klebstoffherstellern einzuholen, besonders zu Klebstoffwahl, Oberflächenvorbereitung, Aushärtung, Festigkeit, Temperaturbereich und Dehnungsverhalten!
Tabellen
der Abmaße und Wanddicken
Die Abmaße der Buchsen sind in der ISO 3547 festgelegt.
Abmaße
des Außendurchmessers
Die Abmaße für den Außendurchmesser Do entsprechen ISO 3547-1, Tabelle 7, siehe Tabelle.
Abmaße
Toleranzen in mm
Do | E50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
Abmaß | |||||
mm | oberes | unteres | |||
| Do ≦ | 10 | +0,055 | +0,025 | |
10 | ＜ | Do ≦ | 18 | +0,065 | +0,030 |
18 | ＜ | Do ≦ | 30 | +0,075 | +0,035 |
30 | ＜ | Do ≦ | 50 | +0,085 | +0,045 |
50 | ＜ | Do ≦ | 80 | +0,100 | +0,055 |
80 | ＜ | Do ≦ | 120 | +0,120 | +0,070 |
120 | ＜ | Do ≦ | 180 | +0,170 | +0,100 |
180 | ＜ | Do ≦ | 305 | +0,255 | +0,125 |
Wanddicke
bei Gleitschicht E50
Die Nennmaße und Grenzabmaße für die Wanddicke s3 für Buchsen mit Gleitschicht E50 bei Innendurchmesser Di entsprechen ISO 3547-1, Tabelle 5, Reihe D, siehe Tabelle.
Wanddicke
Toleranzen in mm
Di | s3 | E50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Abmaß | ||||||
mm | mm | oberes | unteres | |||
8 | ≦ | Di ＜ | 20 | 1 | –0,020 | –0,045 |
20 | ≦ | Di ＜ | 28 | 1,5 | –0,025 | –0,055 |
28 | ≦ | Di ＜ | 45 | 2 | –0,030 | –0,065 |
45 | ≦ | Di | 2,5 | –0,040 | –0,085 | |
Fasen und Fasentoleranzen
Die Toleranzen und Abmessungen der Außenfase f und Kantenbruch innen Fi für Buchsen mit metrischen Abmessungen entsprechen ISO 3547-1.
Die Verformung der Fasen durch das Rundbiegen ist zulässig.
Außenfase und Kantenbruch innen
