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Soll nun ein Wälzlager ausgelegt werden, so orientiert man sich in erster Linie nicht an der statischen, sondern an 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.
Merke
Methode
Dynamische Tragzahl
Wie bereits im statischen Fall geschehen, definieren wir nun auch eine Tragzahl für den dynamsichen Beanspruchungsfall.
Merke
Die Werte für
Leider ist die Tragzahl kein Garant für die tatsächliche Beständigkeit des Lagers, da es sich nicht um Grenzwerte, sondern eigentlich um statistische Werte handelt und je nach Streuung der Werte auch schon mit einem früheren Versagen gerechnet werden sollte.
Dennoch eignet sich die Tragzahl
Besonders die Wöhlerlinie für Wälzlager kann dazu genutzt werden. Nachfolgend siehst du eine solche Linie für ein Wälzlager ganz allegemein:
Auf der vertikalen Achse ist die Kraft
Beispiel
Nominelle Lebensdauer
nominelle Lebensdauer in Umdrehungen
Aus den Werten aus der Wöhlerkurve lässt sich folgender Ansatz für die Berechnung einer nominellen Lebenssdauer ermitteln.
Methode
= nominelle Lebensdauer in Umdrehungen = dynamische Tragzahl des eingesetzten Lagers = dynamisch äquivalente Lagerbelastung in kN
Das Ergebnis dieser Berechnung ist jedoch etwas schwer nachvollziehbar, wer rechnet schon in
Deshalb ist es sinnvoll diese Berechnung so umzuwandeln, dass man ein Ergebnis in Betriebsstunden (h) erhält, indem man auch die Drehzahl n mit berücksichtigt. Dies ist sicherlich viel besser verständlich.
Durch eine erforderlich Einheitenumrechnung müssen dabei aber die in die Formel einzusetzenden Werte genau den in entsprechenden Einheiten entsprechen.
nominelle Lebensdauer in Umdrehungen
Methode
= nominelle Lebensdauer in Betriebsstunden (h) = dynamische Tragzahl des eingesetzten Lagers in kN = dynamisch äquivalente Lagerbelastung in kN = Drehzahl des Lagers in = Exponent der Lagerart (siehe nachfolgenden Hinweis)
Der Exponent
- Kuggellager:
Punktberührung - Rollenlager:
Linienberührung
Bestimmung von P zur Berechnung der Lagerlebensdauer
Zur Bestimmung der dynamischen äquivalenten Belastung
Methode
= Radialfaktor, der die Höhe der im Lager wirkenden radialen Kraft berücksichtigt = Axialfaktor, der die Höhe der im Lager wirkenden axialen axialen Kraft berücksichtigt = radiale Kraft, die im Lager wirkt = axiale Kraft, die im Lager wirkt.
Bestimmung des Radialfaktors für einzelne Lagerarten
Rillenkugellager
Schrägkugellager
Schrägkugellager, paarweise in X- oder O-Anordnung
Pendelkugellager
Der Wert
Pendelrollenlager
Kegelrollenlager
Für Lagerarten, die ausschließlich für die Aufnahme von Radialkräften geeignet sind (Rollenlager, Nadellager) ist
Für Lagerarten, die ausschließlich für die Aufnahme von Axiallasten geeignet sind (Axialrollenlager) ist
Bestimmung des Radialfaktors für einzelne Lagerarten
Für einzelne Rillenkugellager, Schrägkugellager sowie einreihige Pendelrollenlager findet Ihr einigeb Richtwerte für den Axialfaktor
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