Wälzlager Tragzahlen & Lebensdauer
Wenn sich Lager drehen, werden die Innen- und Außenringe sowie die Wälzkörper ständig belastet. Dies führt zu Materialermüdung und schließlich zu Lagerausfall. Die Gesamtzahl der Umdrehungen bis zum Ausfall wird als nominelle Lebensdauer bezeichnet.
Die Lebensdauer einzelner Lager variiert beträchtlich, selbst wenn sie die gleiche Größe, das gleiche Material und die gleiche Wärmebehandlung aufweisen und unter den gleichen Betriebsbedingungen eingesetzt werden.
Statistisch gesehen wird die Gesamtzahl der Umdrehungen, die von 90 % einer ausreichend großen Gruppe scheinbar identischer Lager erreicht oder überschritten wird, bevor die ersten Anzeichen von Materialermüdung auftreten, als nominelle Lebensdauer bezeichnet.
Für detaillierte Informationen zu spezifischen Parametern besuchen Sie unsere Seite über Berechnung der Lagerlebensdauer.
Die dynamische Tragzahl eines Lagers mit rotierendem Innenring und stehendem Außenring ist die Last konstanter Größe und Richtung, die eine ausreichend große Gruppe scheinbar identischer Lager für eine nominelle Lebensdauer von einer Million Umdrehungen aushalten kann.
Radiallager nehmen radiale Lasten auf. Die in den Maßtabellen dieses Katalogs angegebenen Werte für C gelten für Standard-Chromstahl. Für Edelstahl sollten 80 % bis 85 % der Chromstahlwerte verwendet werden.
| Betriebsbedingungen |
NOMINELLE LEBENSDAUER L10h |
| Seltenbetrieb. |
500 |
| Kurzzeitiger oder intermittierender Betrieb. Ausfall hat geringe Auswirkungen auf die Funktion. | 4,000~8,000 |
| Intermittierender Betrieb. Ausfall hat erhebliche Auswirkungen auf die Funktion. | 8,000~12,000 |
| 8 Stunden nicht-kontinuierlicher Betrieb | 12,000~20,000 |
| 8 Stunden kontinuierlicher Betrieb. | 20,000~30,000 |
| 24 Stunden Dauerbetrieb. | 40,000~60,000 |
| 24 Stunden garantierter störungsfreier Betrieb. | 100,000~200,000 |
Die obige Lebensdauerformel ist für den allgemeinen Gebrauch bestimmt. In Fällen, in denen eine Zuverlässigkeit von über 90 % gefordert wird und Einflüsse neben Last und Drehzahl oder Betriebsfrequenz für die nominelle Lebensdauer berücksichtigt werden sollten, bietet ISO 281, 1990 eine erweiterte Lebensdauerformel.:
Wenn eine Zuverlässigkeit von über 90 % gefordert wird, sollte der entsprechende Faktor aus der folgenden Tabelle ausgewählt werden.
| Zuverlässigkeit | a1 |
| 90 | 1.00 |
| 91 | 0.92 |
| 92 | 0.84 |
| 93 | 0.77 |
| 94 | 0.64 |
| 95 | 0.62 |
| 96 | 0.53 |
| 97 | 0.44 |
| 98 | 0.33 |
| 99 | 0.21 |
| (99.6) | (0.10) |
| (99.9) | (0.037) |
Verbesserungen in den Fertigungstechniken für Rohmaterial und für die Wärmebehandlung von Komponenten haben zu einer verlängerten Lebensdauer von Lagern geführt.
Unser Standard-Lagermaterial ist ein hochwertiger, vakuumentgaster Stahl, der zu einer längeren Lebensdauer der Lager führt.
Die in diesem Katalog angegebenen dynamischen Tragzahlen wurden unter Berücksichtigung dieser längeren Lebensdauer ermittelt. Dies führt zu einer Erhöhung der Betriebsdauer in Stunden um einen Faktor von 2,2 und einem Faktor von 1,3 für die Tragfähigkeit. Der Materialfaktor a2=1.
Dies ist ein Anpassungsfaktor, um nicht-konventionellen Betriebsbedingungen hinsichtlich Schmierung, Temperatur und Belastung Rechnung zu tragen.
Unter guten Schmierbedingungen mit einem permanenten Ölfilm zwischen Wälzkörpern und Ringen ist der Faktor a3=1.
Unter ungünstigen Bedingungen (dmn 10.000) muss ein Faktor a3 < 1 gewählt werden. dm = mittlerer Lagerdurchmesser (D + d)/2 , n = Betriebsdrehzahl. Bei Temperaturen über 120 °C treten größere Dimensionsänderungen auf und die Materialhärte verschlechtert sich, was die Lagerlebensdauer beeinträchtigt. Der Betriebsfaktor ft für die Temperatur kann der folgenden Tabelle entnommen werden.:
| LAGERTEMPERATUR | 120 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | |
| TEMPERATURFAKTOR(ft) | 1.00 | 0.90 | 0.85 | 0.75 | 0.65 | 0.60 | 0.52 | 0.45 | |
Wärmestabilisierte Lager, deren Abmessungen oberhalb von 120 °C stabil sind, sind auf Anfrage erhältlich.
Die statische Tragzahl gilt für Lager, bei denen keine oder nur selten Drehbewegungen auftreten.
Die statischen Tragzahlen und Berechnungsverfahren in diesem Katalog basieren auf den in ISO 281 beschriebenen Methoden und auf den ISO-Empfehlungen NR.76, unter Berücksichtigung des aktuellen Stands der Lagertechnik.
Übermäßige statische Belastung verursacht Brinellierung am Kontaktpunkt zwischen Wälzkörper und Laufbahn.
Als Standard für die zulässige statische Belastung ist die statische Tragzahl Cor für Radiallager wie folgt festgelegt:
Maximaler Kontaktdruck am Kontaktpunkt zwischen Wälzkörper und Lagerring von 4200 MPa (428,6 kgf/mm2) und eine bleibende Gesamtverformung des Lagers von ca. 1/10000 des Wälzkörperdurchmessers.
Die statische Tragzahl für Edelstahl beträgt 75-80 % derjenigen für Standard-Lagerstahl.
Die Belastungsbedingungen an Lagern sind üblicherweise eine Kombination aus radialen und axialen Belastungen. Um die äquivalente Radialbelastung mit definierter Kraft und Richtung zu bestimmen, verwenden wir die folgende Formel::
| Cor/Fa | e | Fa/Fr≤e | Fa/Fr>e | ||
| X | Y | X | Y | ||
| 5 | 0.35 | 1 | 0 | 0.56 | 1.26 |
| 10 | 0.29 | 1 | 0 | 0.56 | 1.49 |
| 15 | 0.27 | 1 | 0 | 0.56 | 1.64 |
| 20 | 0.25 | 1 | 0 | 0.56 | 1.76 |
| 25 | 0.24 | 1 | 0 | 0.56 | 1.85 |
| 30 | 0.23 | 1 | 0 | 0.56 | 1.92 |
| 50 | 0.20 | 1 | 0 | 0.56 | 2.13 |
| 70 | 0.19 | 1 | 0 | 0.56 | 2.28 |
Für Kugellager ausgesetzt sowohl radiale und axiale Belastungen, Die statische Radiallast mit definierter Kraft und Richtung wird als äquivalente statische Radiallast bezeichnet.
Der höhere Wert der beiden untenstehenden Formeln sollte verwendet werden.
Die zulässige äquivalente statische Last ist abhängig von der statischen Tragzahl.
Unter Berücksichtigung der Einsatzbedingungen wird die Tragfähigkeit des Lagers begrenzt. Dementsprechend verwenden wir einen Sicherheitsfaktor, der ein experimenteller Wert ist.
| EINSATZBEDINGUNGEN | fs |
| NORMALBETRIEB | 1.0 |
| STOSSBELASTUNG | 1.5 |
| GERÄUSCHARMER UND HOCHPRÄZISER LAUF | 2.0 |
