Frage Zetor - Vorderachslager sanieren...

[Joachim]

Hallo,

ich bin für meine "dämlichen" Fragen ja nun schon bekannt deshalb hier gleich die nächste, vielleicht nicht uninteressante.

Es gibt für die NICHT-Allrad Zetor der Baureihen 5011-7011, 5211-7211, ... zwei verschiedene Versionen der Achsansätze vorn.

1. Einmal die Normale, wo der Achsschenkel mit 4 Schrauben am Achsschenkelbolzen gehalten wird und wo normal Reifen der Größe 6.00-X oder 6.50-X auf der gewölbten Felge montiert werden.
2. Und dann die verstärkten Achsansätze, wo die Achsschenkel mit je 6 Schrauben gehalten werden und Reifen der Größe 7.50 - X auf die glatte Felge montiert werden.

Soweit so gut - nun sind aber noch weitere Unterschiede, so zB. eben auch das Traglager des Achsschenkelbolzens. Bei den normalen Achsansätzen (nachfolgen AA abgekürzt) sind es Axialkugellager der Größe 51108 und bei den verstärkten AA sind sie etwas größer - 51109 ist da genannt.

Nun hab ich mal bei SKF geschaut, was so ein Lager kann und was nicht - hier mal die nakten Zahlen zum:
(d = Wellendurchmesser, D = Lageraußendurchmesser, H = Höhe, C = dynamische Tragzahl in KN, Co = statische Tragzahl in KN

SKF 51108

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Quelle: www.skf.com
also 2,6 to dynamische Traglast

SKF 51109

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Quelle: www.skf.com
also 2,7 to dynamische Traglast

​

Ok, also kommt die erhöhte Traglast dann eher vom 5 mm dickeren Achsschenkelbolzen und dem stabilerem Achsschenkel und dessen Befestigung selbst. Soweit so gut. Die passenden Lager hatte ich mir schon vor 2 Jahren aus CZ mit gebracht...

Jetzt hatte ich aber noch in Erinnerung, das eigentlich Axial-Zylinderrollenlager "besser" seien, als die Axialkugellager - also auch das mal noch fix bei www.SKF.com recherchiert:

Passend für die verstärkten AA wäre:

SKF 81109 TN

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Quelle: www.skf.com
also 4,59 to dynamische Traglast

​

Aha - die können bei gleicher Dimension also das doppelte tragen.

Nun kommt die womöglich interessante Frage - abgesehen vom sicherlich höheren Preis des Axial-Zylinderrollenlagers, würde dieses mir höhere Standzeiten versprechen - speziell beim Vorderachse verschleißenden Frontladereinsatz?
Ich mein, es wird ja potenziell weniger beansprucht und sollte somit geringeren Verschleiß zeigen...

ich mein ich erinnere nur zu ungern an diese Bilder:
http://www.zetor-forum.de/forum/threads/teile-für-vorderachse-5211.1080/#post-9588

Das möchte man in Zeiten doch leicht steigender ET-Preise und sicher sinkender Lagerware was AA angeht vermeiden.

 

[Seanten]

Hallo,

generell würde ich Kugellagern nehmen.
Nach deiner Frontlader Rechnung hast du ~30kN was die Forderachse tragen darf. Die Kugellager können schon 53kN ab. Wie das mit der Berechnung bei Stößen ist weiß ich leider nicht.

Ich bin aber auch am überlegen ob die Zylinderrollenlager sinnvoller wären. Zudem halten die Rollenlager 90kN aus, das ist schon nützlich wenn der Frontlager Stöße kriegt.

Was mich stören würde ist die Beschaffung/Preis. Die Kugellager sind Standart, die Rollenlager nicht. Zudem ist der Preisunterschied recht hoch.
So ein Achsschenkel kann man ja aufscheißen xD.

Hab hier mal den Rechner von SFK bemüht. Alles ohne Gewähr.
Input parameters
Fa
Axial load 15 kN 1,5t Last pro Rad
ni
Rotational speed of the shaft washer 20 r/min
Operating temperature
Bearing housing washer 20 °C
ηc specification method
Simplified guidelines
ηc
Factor for contamination level 0 Verschnutzungsgrad=0. Also immer schön Fett rein xD
Viscosity calculation input type
Viscosity input at 40 °C and 100 °C
Viscosity at 40 °C
96 mm2/s
Viscosity at 100 °C
10.5 mm2/s

Bearing life : 81109 TN (Zylinder)
Result
L10mh
SKF rating life 3250 hour
aSKF
SKF life modification factor aSKF 0.1
κ
Viscosity ratio 0.69
P
Equivalent dynamic bearing load 15 kN
ηc
Factor for contamination level 0
ν1
Required kinematic viscosity for κ=1 477.7 mm2/s
L10h
Basic rating life 32500 hour
C/P
Load ratio 3

Bearing life : 51109 (Kugel)
Warning
The bearing load is high ( C/P=1.8 ). Please contact SKF Application Engineering.
Result
L10mh
SKF rating life 460 hour
aSKF
SKF life modification factor aSKF 0.1
κ
Viscosity ratio 0.69
P
Equivalent dynamic bearing load 15 kN
ηc
Factor for contamination level 0
ν1
Required kinematic viscosity for κ=1 477.7 mm2/s
L10h
Basic rating life 4590 hour
C/P
Load ratio 1.8

Danach solltest du die Rollenlage nehmen.

Hoffe es hat dir bei der Entscheidung geholfen. Sonst mal direkt bei SFK nachfragen, die haben damit Erfahrung xD.

 

[Joachim]

Ah, den Rechner hatte ich übersehen. Ja wenn man die zu erwartende theoretische Lebenzeit sieht... Die Rollenlager kosten etwa 34 Euro das Stück. grad mal gegooglet.



Kann ja Montag mal bei der Stamag nach fragen was die verlangen.


Schmieren ist dann auch noch so ein Thema - billiges Standard Fett oder was spezielles?

 

[Joachim]

Muss auch sagen, ich denk wenn man den Platz hätte, wären da unten Schrägrollenlager vielleicht auch nicht verkehrt, die müssten dann doch noch etwas "Last" von den unteren Buchsen nehmen, weil radial und axial geführt... Aber die sind alle zu groß oder zu klein.

 

[ralle89]

Hallo Joachim,

das siehst du vollkommen richtig, Zylinderrollenlager halten länger und können größere Lasten ertragen. Nachteil ist das sie im Gegensatz zu Rillenkugellagern keine radialen Kräfte aufnehmen können, sondern nur Axiale Kräfte, das stört bei der Vorderachse aber nicht, weil du ja die beiden Gleitlagerbuchsen hast, die verhindern ja schon eine radiale Verschiebung. Lässt sich auch einfach erklären: Rillenkugellager im Regelfall Punktberührung, Zylinderrollenlager Linienberührung, also eine geringe Flächenpressung. Entscheident für die Lebensdauer ist die dyn. Tragzahl Cdyn, die Drehzahl n und die Lagerbelastung P. Zur Berechnung nimmt man die L10 /L10 h Formel, so wie im SKF-Tool auch. Der Lebensdauerexponent p für Rollenlager:
p = 10/3 für Kugellager: p = 3
hier von INA mal was zur L10 Formel: http://medias.schaeffler.de/medias/de!hp.tg.cat/tg_hr*ST4_102027403


Diese L10h Formel ist zwar eher für Lager die wirklich ständig drehen gedacht und nicht für quasi ständig statisch arbeitende Lager, aber mit 20 u/min habt ihr ja auch tief angesetzt. Die Formel ist zum Beispiel dafür geeignet, Lager so auszulegen, dass sie nach der Garantie kaputt gehen und wird auch leider oft nur so ausgelegt Mit den errechneten Betriebsstunden kannst du dir ja mit zum Beispiel mit abgelesenen 100 Mh/Jahr ausrechnen wieviele Jahre die dann halten

 

[Joachim]

Moin,

oh von dem Link bekommt man einen dicken Kopf - das muss ich mir zum Abend noch mal in Ruhe angehen. Schön das man hier auch mal abseits der Standard Ersatzteile diskutieren kann und so möglicherweise auch bessere Alternativen findet.


Auf Grund des Aufbaus der unteren Achsschenkelbolzenlagerung bleibt die Frage nach einem Schrägrollenlager ...
Schauen wir uns mal den Aufbau der Unteren Lagerung an:

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Welche Aufgabe hat das Drehteil "Ring" (6) im Bild? Ich nehme mal an der O-Ring (32) sitzt in dessen umlaufender Nut - richtig? Dann könnte man doch zumindest bei diesem Teil Platz in der Höhe für ein Schrägrollenlager gewinnen. Oder lieg ich da Falsch?​

Ein Schrägrollenlager mit passendem Wellendurchmesser wäre zB.:

SKF 32009 X/Q 45x75x20 mit einer dynamischen Traglast von 58,3 KN (5,9 t)​

Das ist aber außen zu groß und 6mm zu hoch. DIe fehlende Höhe bekommt man vermutlich aus dem Ring (6) aber der Außendurchmesser würde es erforderlich machen den unteren Teil des Achsschenkels abzutrennen und einen im Durchmesser größeren "Ring" anzuschweißen... ergo - wohl zu viel Aufwand.

Zusammenfassend kann man bis hier her also fest halten:

• In der Serie mit den Standard Lagern, ist bei den verstärkten Achsansätzen im Grunde nur der Achsschenkelbolzen und der Achsschenkel selbst incl. der Lagerdimensionen einer höheren Belastung angepasst worden.
• Bei Frontladereinsatz wäre es im Reparaturfall zu überdenken, das man statt der serienmäßigen Axialkugellager auf Axial-Zylinderrollenlager wegen der zu erwartenden höheren Lebensdauer auf Grund der deutlich höheren dynamischen Belastbarkeit setzt. Den rund doppelt so hohen Preis muss man dabei mit einkalkulieren.
• Der Einsatz eines Schrägrollenlagers fällt aus, weil damit ein Umbau nötig wäre der den vertretbaren Rahmen sprengt.

Nächster Halt - Gleitlagerbuchsen des Achsschenkelbolzens ...
Von denen hab ich nun 2 Versionen zu liegen. Einmal mit gelochtem PTFE Band innen und einmal Ganzmetallausführung.

 

[Joachim]

Nachtrag - diese, also die verstärkten Achsansätze wurden bis mind. 2003 so weiter gebaut. Also bis zum Zetor 7321 hat man es bei den Axialkugellagern belassen und nicht auf Axial-Zylinderollenlager umgestellt. Die Frage hier ist, ob der Preis oder der technische Sinn entschieden hat.

 

[ralle89]

Hallo Joachim,

mein Vater schümpft eh immer über die Zetor Vorderachsen (alles zu schwach ausgelegt), die Gleitlager sind ja genauso Murks, da müsste man sich auch mal was anderes Überlegen. Kerola fallen ja aus wenn man von 65 auf 75mm gehen muss wenn ich mir deine Bilder ansehe. Man hätte den Lagersitzt ja sonst auf ner CNC Fräse ausfräsen können. Aber nochmal ne Frage: wie ist das Lager denn eigentlich fest? So wie ich das sehe wird es radial nur durch Nr17 gehalten oder ist das im Gehäuse noch fest? Bei Zyrola darf das Lager ja nicht anfangen radial sich zu bewegen.

Hab mal meine Wälzlagerbibel von Schaeffler/INA aufgeschlagen (kann man übrigens gratis bestellen, auch bei SKF)


Für das 51108 sind Cdyn 27 kN angegeben
Für das 51109 sind Cdyn 28 kN angegeben
Für das 81109 TV sind Cdyn 59 kN angegeben (TV steht für Polyamidkäfig, denke mal TN ist dann aus Metall?

also noch nen bisschen mehr als bei SKF, Schaeffler ist aber auch teurer.

 

[ralle89]

Hier die Seiten zu Zyrola

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[ralle89]

Zu Rikula

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[Joachim]

Die 17 wird nur eingetrieben wie beim Herzbolzen der Vorderachse auch. es sind unten und oben je 2 Buchsen zwischen denen eine Schmierrinne eingearbeitet ist. Das Fett tritt also mittig zwischen diesen Buchsen ein und muss dann nach unten und oben seitlich in die Buchsen eindringen. Weis nicht ob das bei den Buchsen mit PTFE Lochband so ne gute Idee ist - aber man bräuchte sonst auch je 2 Schmiernippel (also 4) allein für die Buchsen.

Das mMn. schlimme dabei - das Altfett der unteren Buchse wird dann incl. möglichem Abrieb in das Rikula bzw. Zyrola gedrückt ... auch wieder suboptimal.

Soweit ich das bisher sehen konnte wird der Lager und Ring-Kram so wie auf der Zeichnung nur "reingestapelt" und durch den Auflagedruck gehalten. Ich mein man muss es ja auch wieder raus bekommen. Aber optimal ist es nicht.

Wie ist das denn bei anderen Marken oder anderen Zetor Modellen neuerer Bauzeit gelöst???

 

[Seanten]

Die Achsen sehen ähnlich bis gleich aus.
hier mal ein Ausschintt vom Proxima 70-100 2WD

Man könnte natürlich das Führungsrohr neu drehen. Dann gleich unten ein Zyrola und oben ein Nadellager einplanen.
Die Möglichkeiten sind da unbegrenzt xD

 

[Joachim]

Du meinst unten ein Schrärola ( ungehemmter Aküfi ) und drüber und oben Nadellager ... aber der Aufwand ist wohl nicht gerechtfertigt.

Hauptprobleme mit dem Verschleiß wird es geben wenn:
- zu selten und/oder mit zu minderwertiger Fettqualität geschmiert wird
- minderwertige Lager eingebaut wurden
- das Spielmaß des Achsschenkelbolzens nie kontrolliert wird (erhöht sich durch Lagerverschleiß)
- rabiate wiederholte Überbeanspruchungen stattfinden

 

[ralle89]

Wenn die Buchsen gehärtet sind und geschliffen sind könnte man vll sogar Nadellager direkt ohne viel umbauen verwenden ( härte, Oberflächenrauigkeit und rundheit sind entscheidend).die welle ist ja geschliffen. Nachteil wäre das wenn es verschlissen ist ist die buchse auch hin.

 

[Seanten]

Besser wäre ein Nadellager mit Außen- und Innenring. Wenn das mal hin ist hat, man keine Schäden an Hülse und Welle. Und man spart sich das teure Schleifen und Härten. Auch kann man möglicherweise die orginale Welle verwenden.

Worüber man auch nachdenken könnte wäre eine lebenslange Schmierung. Etwa nach dem Solid Oil System von SKF oder so was.
1185

 

[ralle89]

Ja Nadelhülsen gehen natürlich auch Seanten, die Frage ist nur ob da genug Platz für ist, die orignale Buchse ist ja nicht dick. Hat jemand die Maße parat?

 

[Joachim]

Ich mess euch das morgen aus - ich hab ja alles in Neuteilen hier liegen. Interessiert mich ja auch.

Solid Oil ist gut, aber da muss man dann tatsächlich den Achsansatz komplett umbauen, was doch enormen Aufwand bedeutet und ich sag mal, bei zeiten bemerkt, ist die Reparatur ja nun so häufig nicht nötig und auch nicht so schlimm. Schlimm wirds doch nur wenn zuvor zuviel versäumt wurde.

Ich mach mich mal auf Suche nach Explosionszeichnungen anderer Vorderachsen... vielleicht kann man da ja was klauben und für den zetor verwenden. Erschreckend ist freilich das die das System scheinbar tatsächlich bis hin zum aktuellen Proxima beibehalten haben.