Dynamische Entsprechungsradialbelastung
Die konstante ortsfeste Belastung unter dem Einfluss, unter dem ein Rollenlager dieselbe Lebensdauer hat, die unter tatsächlichen Belastungsbedingungen erreicht wird. Die dynamische Entsprechungsradialbelastung für Radialkugellager, Schrägkugellager und Radialrollenlager bestimmt sich bei konstanter radialer und axialer Belastung nach folgender Formel:
P r = (X F r + Y F a ). f d
Die dynamische Entsprechungsradialbelastung für Radialrollenlager mit α = 0 bestimmt sich bei ausschließlich radialer Belastung nach folgender Formel:
P r = F r f d
Dynamische Entsprechungsaxialbelastung
Die konstante zentrische Axialbelastung unter dem Einfluss, unter dem ein Rollenlager dieselbe Lebensdauer hat, die unter tatsächlichen Belastungsbedingungen erreicht wird. Die dynamische Entsprechungsaxialbelastung für Axialkugellager und Axial-Zylinderrollenlager mit α ≠ 0 wird wie folgt berechnet:
P a = (X F r + Y F a ). f d
Axialkugellager und Rollenlager mit α = 90 Grad können nur Axialbelastungen tragen. Die dynamische Entsprechungsaxialbelastung für derartige Lager bestimmt sich nach folgender Formel:
P a = F a f d
Statische Entsprechungsradialbelastung
Ortsfeste Radialbelastung, die dieselbe Kontaktspannung in der Mitte des am schwersten belasteten rollenden Element-/Laufbahnkontakts verursacht, wie der Kontakt, der unter den tatsächlichen Belastungsbedingungen auftritt. Die statische Entsprechungsradialbelastung für Radialkugellager, Schrägkugellager und Radialrollenlager ist der größere der beiden Werte aus folgenden Formeln:
P 0r = X 0 F r + Y 0 F a
P 0r = F r
Statische Entsprechungsaxialbelastung
Statische zentrische Axialbelastung, die dieselbe Kontaktspannung in der Mitte des am schwersten belasteten rollenden Element-/Laufbahnkontakts verursachen würde, wie der Kontakt, der unter den tatsächlichen Belastungsbedingungen auftritt. Die statische Entsprechungsaxialbelastung für Axial-Rillenkugellager und Axial-Zylinderrollenlager bestimmt sich nach folgender Formel:
P 0a = X 0 F r + Y 0 F a
Resultierende Vergleichsbelastung
Wenn die Lagerbelastung konstant ist, bestimmt sich die Vergleichsbelastung dem Lagertyp entsprechend nach folgender Formal:
P = P r oder P = P a
Wenn die Lagerbelastung während der Gebrauchsdauer nicht konstant ist, wird die Vergleichsbelastung wie folgt berechnet.
Dabei gilt:
|
i |
Index der Gebrauchsdauer |
|
|
n i |
Gebrauchsdauerumdrehungen |
|
|
t i |
Gebrauchsdauer |
|
|
P i |
Gebrauchsdauer entspricht Radial- oder Axialbelastung (gemäß Lagertyp) |
, Lagerbelastung P
Grundlegende Nenngebrauchsdauer
Die Gebrauchsdauer eines einzelnen Rollenlagers oder einer Gruppe identischer Rollenlager, die unter den gleichen Bedingungen eingesetzt werden, und sich durch 90 % Zuverlässigkeit, modernes und übliches Material und Produktionsqualität bei normalen Betriebsbedingungen auszeichnet. Die grundlegende Nenngebrauchsdauer für Radialkugellager bestimmt sich nach folgender Formel:
|
oder |
|
für die Nenngebrauchsdauer in Stunden |
Die grundlegende Nenngebrauchsdauer für Radialrollenlager bestimmt sich nach folgender Formel:
|
oder |
|
für die Nenngebrauchsdauer in Stunden |
Die grundlegende Nenngebrauchsdauer für Axial-Rillenkugellager bestimmt sich nach folgender Formel:
|
oder |
|
für die Nenngebrauchsdauer in Stunden |
Die grundlegende Nenngebrauchsdauer für Axial-Zylinderrollenlager bestimmt sich nach folgender Formel:
|
oder |
|
für die Nenngebrauchsdauer in Stunden |
Angepasste Nenngebrauchsdauer
Die Nenngebrauchsdauer, die durch Anpassung der grundlegenden Nenngebrauchsdauer für ein entsprechendes Zuverlässigkeitsniveau, spezielle Lagereigenschaften und spezielle Betriebsbedingungen bestimmt wird. Die grundlegende Nenngebrauchsdauer für Radialkugellager bestimmt sich nach folgender Formel:
für die ANSI/AFBMA 9 (ISO 281)-Berechnungsmethode: L nar = L 10r a 1 a 2 a 3 oder L na = L 10 a 1 a 2 a 3 für die Nenngebrauchsdauer in Stunden
für die SKF AG-Berechnungsmethode: L nar = L 10r a 1 a skf f t oder L na = L 10 a 1 a skf f t für die Nenngebrauchsdauer in Stunden
Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient der Zuverlässigkeit, a1
Für eine Gruppe identischer Rollenlager, die unter denselben Bedingungen verwendet werden, der Prozentsatz der Gruppe, bei dem angenommen wird, dass er die angegebene Gebrauchsdauer erreicht oder überschreitet. Die Zuverlässigkeit eines einzelnen Rollenlagers ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Lager eine angegebene Gebrauchsdauer erreicht oder überschreitet. Werte des Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizienten a1 sind in nachfolgender Tabelle angegeben:
|
Zuverlässigkeit [%] |
L na |
a1 |
|---|---|---|
|
90 |
L 10 |
1 |
|
95 |
L 5 |
0.62 |
|
96 |
L 4 |
0.53 |
|
97 |
L 3 |
0.44 |
|
98 |
L 2 |
0.33 |
|
99 |
L 1 |
0.21 |
Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient für spezielle Lagereigenschaften, a2
Die Gebrauchsdauer des Lagers kann sich abhängig von der Materialqualität, der Herstellungstechnologie des Lagers und seiner inneren Konstruktion verlängern oder verkürzen. Für diese Lager-Gebrauchsdauereigenschaften wird der Gebrauchsdauerwert durch den Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizienten für spezielle Lagereigenschaften a2 korrigiert.
Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient für Betriebsbedingungen, a3
Mithilfe dieses Koeffizienten wird der Einfluss der Betriebsbedingungen berücksichtigt, vor allem die Schmierung des Lagers. Die Lagergebrauchsdauer wird vom Phänomen der Ermüdung beeinflusst, die in der Regel unter Oberflächen auftritt, die wiederholt Spannungen ausgesetzt sind. Wenn die Schmierungsbedingungen gut sind, wenn die Oberflächen des rollenden Elements und der Laufbahn durch einen Ölfilm getrennt sind und Oberflächenschäden ignoriert werden können, wird für a 3 1 festgelegt. Wenn die Schmierungsbedingungen nicht gut sind, z. B. wenn das Schmiermittel eine geringe Viskosität aufweist oder die Drehzahl der rollenden Elemente besonders niedrig ist usw., wird a 3 < 1 verwendet.
Wenn die Schmierung jedoch sehr gut ist, kann ein Wert von a 3 > 1 verwendet werden. Wenn die Schmierung nicht gut ist und a 3 < 1 verwendet wird, darf der Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient a2 nicht größer als 1 sein. Wenn Sie der grundlegenden dynamischen Belastungsbewertung entsprechend ein Lager auswählen, sollte für jede Anwendung ein geeigneter Wert für den Zuverlässigkeitskoeffizienten al gewählt werden. Nehmen Sie mithilfe der C/P eine Auswahl vor, die vom Maschinentyp bestimmt wird und auf den tatsächlichen Schmierungsbedingungen, der Temperatur, der Lagerung usw. basiert.
SKF Gebrauchsdauer-Änderungskoeffizient, aSKF
Dieser Faktor stellt das Verhältnis zwischen der Grenzrate der Dauerbelastung (Pu/P), der Schmierungsbedingung (Viskositätsverhältnis) und dem Verschmutzungsniveau im Lager (ηc) dar. Werte für den Koeffizienten aSKF können aus vier Diagrammen abgeleitet werden, abhängig vom Lagertyp, als Funktion von ηc(Pu/P) für SKF Standard- und SKF Explorer-Lager und verschiedener Werte des Viskositätsverhältnisses κ.
Diagramm 1: Koeffizient a SKF für Radialkugellager:
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
Andere SKF Standard-Lager | |
|
SKF Explorer-Lager |
Diagramm 2: Faktor a SKF für Radialrollenlager:
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
|
Andere SKF Standard-Lager | |
|
|
SKF Explorer-Lager |
Diagramm 3: Koeffizient a SKF für Axialkugellager:
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
Diagramm 4: Koeffizient a SKF für Axialrollenlager:
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
|
Andere SKF Standard-Lager | |
|
|
SKF Explorer-Lager |
Temperaturkoeffizient, ft
Die Betriebstemperatur für jedes Lager wird basierend auf seinem Material und seiner Struktur bestimmt. Wird eine spezielle Vergütung durchgeführt, können Lager bei einer Temperatur von über +150 °C verwendet werden. Die zulässige Kontaktspannung verringert sich langsam mit dem Ansteigen der Betriebstemperatur. Die Nenngebrauchsdauer verringert sich entsprechend.
Leistungsverlust durch Reibung
Für κ > 4 verwenden sie die Kurve für κ = 4. Wenn der Wert von η c (P u / P) zu null tendiert, tendiert a SKF zu 0,1 für alle Werte von κ. Die Punktlinie markiert die Position des alten a 23 (κ) Maßstabs, wobei a SKF = a 23 ist.
Die Diagramme enthalten typische Werte und Sicherheitskoeffizienten des Typs, der normalerweise mit Dauerbelastungsgrenzen für andere mechanische Komponenten assoziiert wird. Aufgrund der Vereinfachungen der Formeln für die SKF Nenngebrauchsdauer, ist es nicht sinnvoll, für a SKF Werte über 50 zu verwenden, selbst wenn die Betriebsbedingungen genau festgelegt wurden.
Bedeutung der verwendeten Variablen:
|
C r |
Grundlegende dynamische Radialbelastungsbewertung [poundforce, N] |
|
|
C or |
Grundlegende statische Radialbelastungsbewertung [poundforce, N] |
|
|
C a |
Grundlegende dynamische Axialbelastungsbewertung [poundforce, N] |
|
|
C oa |
Grundlegende statische Axialbelastungsbewertung [poundforce, N] |
|
|
Fa |
Axialbelastung Lager = Axialkomponente der tatsächlichen Lagerbelastung, [poundforce, N] |
|
|
F r |
Radialbelastung Lager = Radialkomponente der tatsächlichen Lagerbelastung, [poundforce, N] |
|
|
n |
Wellenumdrehungen [rpm] |
|
|
L regr |
Erforderliche Nenngebrauchsdauer, in 10 6 Umdrehungen, [Mr] | |
|
L 10r |
Grundlegende Nenngebrauchsdauer, in 10 6 Umdrehungen, [Mr] |
|
|
L nar |
Angepasste Nenngebrauchsdauer, in 10 6 Umdrehungen, [Mr] |
|
|
L reg |
erforderliche Nenngebrauchsdauer, in 10 6 Umdrehungen, [h] | |
|
L 10 |
Grundlegende Nenngebrauchsdauer, in 10 6 Umdrehungen, [h] |
|
|
L na |
Grundlegende Nenngebrauchsdauer, in 10 6 Umdrehungen, [h] |
|
|
P r |
Dynamische Entsprechungsradialbelastung [poundforce, N] |
|
|
P or |
Statische Entsprechungsradialbelastung [poundforce, N] |
|
|
P a |
Dynamische Entsprechungsaxialbelastung [poundforce, N] |
|
|
P oa |
Statische Entsprechungsaxialbelastung [poundforce, N] |
|
|
X |
Koeffizient der dynamischen Radialbelastung | |
|
X 0 |
Koeffizient der statischen Radialbelastung | |
|
Y |
Koeffizient der dynamischen Axialbelastung | |
|
Y 0 |
Koeffizient der statischen Axialbelastung | |
|
R reg |
Erforderliche Zuverlässigkeit, [%] |
|
|
a 1 |
Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient für Zuverlässigkeit |
|
|
a 2 |
Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient für spezielle Lagereigenschaften |
|
|
a 3 |
Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient für Betriebsbedingungen |
|
|
a SKF |
Gebrauchsdauer-Anpassungskoeffizient basierend auf SKF Gebrauchsdauermethode |
|
|
e |
Grenzwert für F a / F r für die Anwendbarkeit verschiedener Werte für die Koeffizienten X und Y |
|
|
P |
Exponent zur Bestimmung der Gebrauchsdauer |
|
| α |
Nennkontaktwinkel des Lagers, in Grad |
|
|
s 0 |
Erforderlicher Faktor für statische Sicherheit |
|
|
s 0c |
Berechneter Faktor für statische Sicherheit |
|
|
f t |
Temperaturkoeffizient |
|
|
f d |
Koeffizient für zusätzliche Kräfte |
|
|
l t |
Typ der Schmierung |
|
|
T |
Maximale Arbeitstemperatur |
|
|
f z |
Leistungsverlust durch Reibung |
|
| μ |
Reibungskoeffizient [MPA, psi] |