Tragfähigkeit und Lebensdauer |
- Ermüdungstheorie als Grundlage
- Dimensionierung von Wälzlagern
- Dynamische Tragfähigkeit und Lebensdauer
- Berechnung der Lebensdauer
- Nominelle Lebensdauer
- Dynamische Lagerbelastung
- Erweiterte modifizierte Lebensdauer
- Erforderliche Mindestbelastung
- Äquivalente Betriebswerte
- Anhaltswerte für die Dimensionierung
- Statische Tragfähigkeit
- Statische Lagerbelastung
- Gebrauchsdauer
Ermüdungstheorie als Grundlage |
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Grundlage der in Siehe nominelle Lebensdauer führt. |
Zeitgemäße Lager hoher Qualität ╳ Begriff und Definition: DIN 55 350 T11 und DIN ISO 8402. können jedoch bei günstigen Betriebsbedingungen die errechneten Werte der nominellen Lebensdauer ╳ Siehe nominelle Lebensdauer erheblich übertreffen. Ioannides und Harris haben dazu ein Modell für die Ermüdung ╳ Gefügeveränderung mit Abblätterung der Oberfläche als äußeres Merkmal, hervorgerufen durch eine große Anzahl von Überrollungen unter Belastung. im Wälzkontakt entwickelt, das die Theorie von Lundberg und Palmgren erweitert und die Leistungsfähigkeit moderner Lager besser beschreibt. |
Das Verfahren der „Erweiterten Berechnung der modifizierten Lebensdauer“ berücksichtigt die folgenden Einflüsse: |
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Die Einflüsse, besonders die der Verunreinigungen, sind sehr komplex. Für eine genaue Beurteilung ist sehr viel Erfahrung notwendig. Zur weiterführenden Beratung bitte deshalb bei Schaeffler rückfragen. |
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Die Tabellen und Diagramme in diesem Kapitel stellen nur Anhaltswerte dar. |
Dimensionierung von Wälzlagern |
Dimensionierung von Wälzlagern |
Die erforderliche Größe eines Wälzlagers ist abhängig von den Anforderungen an seine: |
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Dynamische Tragfähigkeit und Lebensdauer |
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Das Maß für die dynamische Tragfähigkeit sind die dynamischen Tragzahlen. Die dynamischen Tragzahlen basieren auf |
Die dynamischen Tragzahlen für Wälzlager ╳ |
Das Ermüdungsverhalten des Werkstoffs bestimmt die dynamische Tragfähigkeit des Wälzlagers. |
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Die dynamische Tragfähigkeit wird beschrieben durch die dynamische Tragzahl und die nominelle Lebensdauer. |
Die Ermüdungslebensdauer hängt ab von: |
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Für umlaufende Wälzlager ╳ |
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Die dynamische |
Berechnung der Lebensdauer |
Verfahren zur Berechnung der Lebensdauer ╳ |
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Nominelle Lebensdauer |
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Die nominelle Lebensdauer ╳ |
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Dynamische äquivalente ╳
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Die nominelle Lebensdauer L10 nach Last, die zum Beispiel von einer Reibstelle zu tragen ist. Auch Beanspruchung aus Druck und/oder Wärme. Siehe Druckfläche konstanter Richtung und Größe definiert. Bei Radiallagern ist das eine rein radiale, bei Axiallagern eine rein axiale Belastung. |
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Sind die Belastung ╳ |
Äquivalente Betriebswerte bei veränderlicher Belastung ╳ |
Dynamische äquivalente ╳
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Dynamische äquivalente ╳ |
Die dynamische äquivalente ╳ |
Dynamische äquivalente ╳ |
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Die Berechnung nach |
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Für Radial-Nadellager gilt |
Dynamische äquivalente ╳ |
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Dynamische äquivalente ╳
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Axial-Rillenkugellager, Axial-Zylinderrollenlager, Axial-Nadellager und Axial‑Kegelrollenlager mit dem Nenndruckwinkel |
Dynamische äquivalente ╳ |
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Axial-Schrägkugellager, Axial-Pendelrollenlager und Axial-Kegelrollenlager mit dem Nenndruckwinkel |
Dynamische äquivalente ╳ |
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Erweiterte modifizierte Lebensdauer |
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Die Berechnung der erweiterten modifizierten Lebensdauer Lnm war erstmals in |
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Die erweiterte modifizierte Lebensdauer Lnm wird nach |
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Ermüdungsgrenzbelastung Cu |
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Die Gefügeveränderung mit Abblätterung der Oberfläche als äußeres Merkmal, hervorgerufen durch eine große Anzahl von Überrollungen unter Belastung. im Werkstoff auftritt. Die Verminderung von Reibung und Verschleiß durch Schmierstoff. Siehe auch Schmierverfahren Schmierungszustand Umlaufschmierung Schmierungstechnik Dauerschmierung hydrodynamische Schmierung Schmierstoff-Wechselfrist Schmierstoffwechsel Schmierstoff Schmierpaste Schmieröl Schmiermittel Schmierfette Schmieren Schmierfilm Schmieranlage oder Verschmutzung des Schmierstoffs kann der Werkstoff auch bei Belastungen deutlich unterhalb der |
Lebensdauerbeiwert a1 |
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Die Werte für den Lebensdauerbeiwert a1 wurden in |
Tabelle 1 Lebensdauerbeiwert a1 |
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Lebensdauerbeiwert aISO |
Das genormte Rechenverfahren für den |
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Nach |
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Für praktische Betrachtungen ist der Lebensdauerbeiwert auf |
Der Lebensdauerbeiwert aISO kann – abhängig von der Lagerbauart – aus |
Bild 1 Cu = Ermüdungsgrenzbelastung eC = Verunreinigungsbeiwert P = Dynamische äquivalente ╳ Siehe Statisch äquivalente Belastung Lagerbelastung κ = Parameter für den Schmierungszustand ╳ Klassifizierung der Trennung und/oder Berührung geschmierter Reibkörper. (Viskositätsverhältnis) |
Bild 2 Cu = Ermüdungsgrenzbelastung eC = Verunreinigungsbeiwert P = Dynamische äquivalente ╳ Siehe Statisch äquivalente Belastung Lagerbelastung κ = Parameter für den Schmierungszustand ╳ Klassifizierung der Trennung und/oder Berührung geschmierter Reibkörper. (Viskositätsverhältnis) |
Bild 3 Cu = Ermüdungsgrenzbelastung eC = Verunreinigungsbeiwert P = Dynamische äquivalente ╳ Siehe Statisch äquivalente Belastung Lagerbelastung κ = Parameter für den Schmierungszustand ╳ Klassifizierung der Trennung und/oder Berührung geschmierter Reibkörper. (Viskositätsverhältnis) |
Bild 4 Cu = Ermüdungsgrenzbelastung eC = Verunreinigungsbeiwert P = Dynamische äquivalente ╳ Siehe Statisch äquivalente Belastung Lagerbelastung κ = Parameter für den Schmierungszustand ╳ Klassifizierung der Trennung und/oder Berührung geschmierter Reibkörper. (Viskositätsverhältnis) |
Viskositätsverhältnis κ |
Das Viskositätsverhältnis κ ist ein Maß für die Güte der Schmierfilmbildung |
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Die |
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Die Nennviskosität des Öls bei |
Bei hochbelasteten Lagern mit größeren Gleitanteilen kann die Temperatur im Kontaktbereich der Rollkörper ╳ |
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Die Berücksichtigung der EP-Additive zur Berechnung der erweiterten modifizierten |
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Die Bezugsviskosität ν1 berechnet sich für |
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Nach |
Bild 5 dM = Mittlerer Lagerdurchmesser; n = Betriebsdrehzahl |
Bild 6 ϑ = Betriebstemperatur ν40 = Viskosität bei |
Lebensdauerbeiwert bei Verunreinigung |
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Der Lebensdauerbeiwert für Verunreinigung eC berücksichtigt den Einfluss von Verunreinigungen im Schmierspalt auf die Lebensdauer |
Die verminderte Lebensdauer ╳ |
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Komplexe Wechselwirkungen zwischen diesen Einflussgrößen lassen nur grobe Anhaltswerte zu. Die Tabellenwerte gelten für Verunreinigungen durch feste Partikel Ungewollte Änderung der Maße und/oder Oberflächen an Werkstoffen durch Reibungskräfte. ausfallen. Die Gebrauchsdauer ╳ Unter Gebrauchsdauer wird die tatsächlich erreichte Lebensdauer verstanden. Die Gebrauchsdauer kann von der errechneten Lebensdauer abweichen. liegt dann weit unter der berechneten Lebensdauer. |
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Tabelle 2 Anhaltswerte für den Verunreinigungsbeiwert eC |
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Erforderliche Mindestbelastung |
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Um Schäden ╳ Verlust notwendiger oder erwünschter Eigenschaften eines Gerätes, einer Maschine oder Anlage oder deren Elemente. durch Schlupf zu vermeiden, ist eine radiale oder axiale Mindestbelastung der Lager erforderlich |
Tabelle 3 Empfohlene radiale und axiale Mindestbelastung der Wälzlager |
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Tabelle 4 Beiwert ka für Axial-Zylinderrollenlager |
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Tabelle 5 Beiwert ka für Axial-Pendelrollenlager |
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Äquivalente Betriebswerte |
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Die Lebensdauer-Gleichungen setzen voraus, dass die |
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Die hier berechneten Betriebswerte berücksichtigen schon die Siehe nominelle Lebensdauer nicht mehr berücksichtigt werden. |
Veränderliche Belastung ╳
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Veränderliche Belastung ╳ |
Verändern sich Belastung ╳ |
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Stufenweise Veränderung |
Verändern sich Belastung ╳ |
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Veränderliche Belastung ╳
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Veränderliche Belastung ╳ |
Beschreibt die Funktion F die Veränderung der Belastung ╳ |
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Stufenweise veränderliche Belastung ╳
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Stufenweise veränderliche Belastung ╳ |
Verändert sich die Belastung ╳ |
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Konstante Belastung ╳
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Konstante Belastung ╳ |
Verändert sich die Drehzahl bei konstanter Belastung, gilt |
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Konstante Belastung ╳
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Konstante Belastung ╳ |
Verändert sich die Drehzahl stufenweise, so gilt |
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Oszillierende Bewegung |
Die äquivalente ╳ |
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Wenn der Schwenkwinkel kleiner als der doppelte Teilungswinkel der Wälzkörper ╳ Siehe Rollkörper ist, besteht die Gefahr der Riffelbildung. |
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Bild 7 φs = Schwenkwinkel des Lagers φa = Schwenkwinkel, bei dem jeder Punkt der Außenlaufbahn überrollt wird |
Anhaltswerte für die Dimensionierung |
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Die Werte für die empfohlene Lebensdauer ╳ |
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Lager nicht überdimensionieren, da sonst die erforderliche Mindestbelastung nicht eingehalten werden kann. Empfohlene Mindestbelastung |
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Tabelle 6 Kraftfahrzeuge |
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Tabelle 7 Schienenfahrzeuge |
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Tabelle 8 Schiffbau |
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Tabelle 9 Landmaschinen |
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Tabelle 10 Baumaschinen |
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Tabelle 11 Elektromotoren |
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Tabelle 12 Elektromotoren |
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Tabelle 13 Walzwerke, Hütteneinrichtungen |
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Tabelle 14 Werkzeugmaschinen |
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Tabelle 15 Holzbearbeitungsmaschinen |
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Tabelle 16 Getriebe im allgemeinen Maschinenbau |
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Tabelle 17 Fördertechnik |
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Tabelle 18 Pumpen, Gebläse, Kompressoren |
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Tabelle 19 Zentrifugen, Rührwerke |
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Tabelle 20 Textilmaschinen |
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Tabelle 21 Kunststoffverarbeitung |
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Tabelle 22 Brecher, Mühlen, Siebe |
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Tabelle 23 Papier- und Druckmaschinen |
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Statische Tragfähigkeit |
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Bei hoher, ruhender oder stoßartiger Last können an den Laufbahnen und Wälzkörpern plastische Verformungen entstehen. Diese Verformungen, bezogen auf die noch zulässigen Geräusche beim Lagerlauf, begrenzen die statische Tragfähigkeit des Wälzlagers. |
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Wälzlager ohne oder mit selten auftretender Drehbewegung werden nach der statischen |
Diese ist nach |
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Die statische |
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Diese Belastung ╳ |
Statische Tragsicherheit |
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Zusätzlich zur Dimensionierung nach der Ermüdungslebensdauer ist eine Überprüfung der statischen Tragsicherheit sinnvoll. Anhaltswerte und im Betrieb auftretende Stoßbelastungen nach |
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Richtwerte für die statische Tragsicherheit |
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Richtwerte für die erforderliche statische Tragsicherheit S0 sind in |
Tabelle 24 Statische Tragsicherheit S0 für Kugel- und Rollenlager – Richtwerte |
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Statische äquivalente ╳
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Statische äquivalente ╳ |
Die statische äquivalente ╳ |
P0 verursacht die gleiche Beanspruchung ╳ |
Statische äquivalente ╳ |
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Die Berechnung ist nicht anwendbar für Radial-Nadellager sowie Axial-Nadellager und Axial-Zylinderrollenlager. Bei diesen Lagern sind kombinierte Belastungen nicht zulässig. |
Bei Radial-Nadellagern und bei allen Radial-Zylinderrollenlagern gilt: |
Gebrauchsdauer |
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Die Gebrauchsdauer ╳ Unter Gebrauchsdauer wird die tatsächlich erreichte Lebensdauer verstanden. Die Gebrauchsdauer kann von der errechneten Lebensdauer abweichen. ist die erreichte Lebensdauer ╳ Siehe nominelle Lebensdauer des Lagers. Sie kann deutlich von der errechneten Lebensdauer ╳ Siehe nominelle Lebensdauer abweichen. |
Mögliche Ursachen sind Verschleiß ╳ |
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Wegen der Vielfalt der möglichen Einbau- und Betriebsverhältnisse kann die Gebrauchsdauer ╳ |