Dynamische Beanspruchung

Soll ein Wälzlager ausgelegt werden, so orientiert man sich in erster Linie nicht an der statischen, sondern der dynamischen Belastung. Hauptuntersuchungsgegenstand ist dabei die Zahl der zulässigen Überrollungen. Letzteres meint die Beanspruchung des umlaufenden Lagers. Ein weiteres Untersuchungskriterium ist die Ermüdungsrechnung, die jedoch in Versuchen gezeigt hat, dass eine starke Streuung der Lebensdauer bei Wälzlagern auftritt. Die Ursache findet sich im Gitterbau der Werkstoffe, wo Anrisse bei kleinsten Werkstofffehlern auftreten können.

Ähnlich wie in anderen Teilbereichen des Maschinenbaus nutzt man bei dynamischen Beanspruchungen Berechnungen, die auf empirisch ermittelten Werten beruhen. 

Dynamische Tragzahl

Wie bereits im statischen Fall geschehen, definieren wir nun auch eine Tragzahl für den dynamsichen Beanspruchungsfall. 

Leider ist die Tragzahl kein Garant für die tatsächliche Beständigkeit des Lagers, da es sich nicht um Grenzwerte, sondern um statistische Werte handelt und je nach Streueung der Werte auch schon mit einem früheren Versagen gerechnet werden sollte. 

Dennoch eignet sich die Tragzahl, um Ansätze zur Berechnung der Lebensdauer eines Wälzlagers aufzustellen. Besonders die Wöhlerlinie für Wälzlager kann verwendet werden. Nachfolgend siehst du eine solche Linie.

Wöhlerlinie für Wälzlager

Auf der vertikalen Achse, ist die Kraft $ F $ aufgetragen und auf der horizontalen Achse die Anzahl der Umdrehungen $ N $.  Die dynamische Tragzahl $ C $ liegt bei einer Umdrehungsanzahl von $ N = 10^6 $.

Aus den Werten auf der Geraden lässt sich folgender Ansatz formulieren:

Der Exponent $ p $ beschreibt die Steigung der Geraden, der im Falle eines Kugellagers anders ausfällt als bei einem Rollenlager. 

Kuggellager $\rightarrow $ Punktberührung $ \rightarrow  p = 3 $

Rollenlager $\rightarrow $ Linienberührung $ \rightarrow p = 3,3\overline{3} $