ZU DEN KURSEN!

Maschinenelemente 2 - Elastische Verformung und Flächenpressung

Kursangebot | Maschinenelemente 2 | Elastische Verformung und Flächenpressung

Maschinenelemente 2

Elastische Verformung und Flächenpressung

Inhaltsverzeichnis

Elastische und auch plastische Verformungen treten infolge einer angreifenden Last an den Kontaktstellen der Wälzkörper auf. Wie sich dies bildlich dargestellt, zeigt die nächste Abbildung:

Abplattung
Abplattung, bzw. Annäherung beider Körper

Sie sehen den Kontaktbereich, bzw. die Kontaktzone, zwischen dem Wälzkörper und dem Innenring des Lagers.

Schadensablauf

Durch das gegenseitige Abwälzen entstehen, wie bereits erwähnt Elastische Verformungen und im sehr ungünstigen Fall auch plastische Verformungen.  

Dabei gilt:

  • Bei Kugeln: Punktberührung wird zur Flächenberührung.
  • Bei Rollen: Linienberührung wird auch zur Flächenberührung.

Beide Änderungen treten infolge der Abplattung auf. Die Abplattung selbst entsteht, weil sich beiden Kontaktpartner aufeinander zubewegen. 

Da sich der Wälzkörper immer um 360° dreht und unsere(r) betrachtete(r) Punkt/Linie mit jeder Umdrehung erneut belastet wird, spricht man von einer wiederkehrenden Druckbeanspruchung. Daraus folgt:

Methode

Wiederkehrende Druckbeanspruchung $\rightarrow $ Dynamischen Spannungen. 

Diese können dann zu einer Ermüdung der Kontaktstellen der Kontaktpartner und letztlich zu einer Dauerfestigkeitsschädigung führen.

Methode

Eine Dauerfestigkeitsschädigung bezeichnet man in den meisten Fälllen als Pitting. Pitting beschreibt das Herausbrechen von kleinen Oberflächenteilen. 

Diese kleinen Oberflächenlöcher, sorgen im Betrieb für Geräuschemissionen, weshalb ein Austausch des beschädigten Lagers in fast allen Fällen noch rechtzeitig erfolgen kann. 

Methode

Wie viele Drehungen, bzw. Überrollungen ein Wälzlager verträgt, lässt sich aus empirischen Daten ablesen. In Herstellerkatalogen finden Sie entsprechende Angaben zur Lebensdauer einer Wälzlagers. Darin enthalten u.a. die zulässige Kraft.

Für eine manuelle oder computerunterstützte Berechnung werden folgenden Zustände angenommen:

  • Werkstoff ist homogen und isotrop
  • Entstehende Druckflächen sind eben
  • Ausschließlich Normalkräfte an den Druckflächen
  • Keine Tangentialkräfte
  • Ausschließlich elastische Verformungen.
  • Es gilt das Hookesche Gesetz

Eine Berechnungsmöglichkeit für die Berührung fester elastischer Körper ermöglicht die Hertzsche Theorie: