27. MAI 2016

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Theorie für die Praxis


Konstruktionsmanagement

Wälzlagerauslegung – Bei der Berechnung der Lebensdauer von Wälzlagern spiegelt die dynamische Tragzahl C die realen Verhältnisse nur unzureichend wider. Ein neues Berechnungsmodell von SKF verspricht Abhilfe.
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Ein Problem bei der Wahl des optimalen Wälzlagers für eine spezielle Anwendung ist die Abschätzung der Lebensdauer unter den jeweiligen Einsatzbedingungen und Ansprüchen. Bei einigen Anwendungen steht zum Beispiel ein geringes Reibungsmoment im Fokus; andernorts mag ein niedriger Geräuschpegel entscheidend sein. Häufig steht jedoch die tatsächliche Gebrauchsdauer im Fokus – und die hängt nicht nur von der Qualität des Stahls oder vom Lagerdesign ab. Maßgebliche Faktoren dafür sind außerdem die Schmierung sowie die Dichtwirkung. Das Problem dabei: Die Tragzahl C gibt keinen Aufschluss über diese lebensdauerrelevanten Größen.

Bei einem Elektromotor zum Beispiel werden Lager typischerweise mit geringen bis mittleren Belastungen und hohen Drehzahlen von mehr als 1.000 min-1 betrieben. Die Lager in solchen Motoren fallen heutzutage kaum noch wegen Ermüdung des Stahls aus, sondern weil beispielsweise das Ende der Fettgebrauchsdauer erreicht wird. Um diese Frist zu verlängern und gleichzeitig das Reibungsmoment zu senken, hat der schwedische Wälzlagerspezialist SKF unter anderem energieeffiziente Rillenkugellager der Baureihe E2 entwickelt, deren Reibungsmoment bei solchen Betriebsbedingungen mindestens 30 Prozent unter dem gleichgroßer SKF Explorer-Rillenkugellager liegt. Zugleich erzielen die E2-Lager längere Standzeiten – und das, obwohl sie niedrigere Tragzahlen als ihre Explorer-Pendants aufweisen. Die Ursache dafür ist die geringere Reibung und damit die geringere Erwärmung des Lagers, was die Fettgebrauchsdauer erhöht und die Dichtungsalterung verlangsamt.

Bewährtes als Basis

Entscheidend wichtig für die Lagerkonstruktion sind also die Kenntnis der Anwendungsanforderungen sowie das Verständnis für die verschiedenen Schadensmechanismen: Es geht darum, Wälzlager hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens in der späteren Anwendung zu optimieren. Mit dem neuen Field-Performance-Programm stößt SKF in diese Richtung vor. Bestandteil des Programms ist unter anderem ein innovatives Lebensdauermodell mit der Bezeichnung »SKF Generalized Bearing Life Model«. Es ist eine Weiterentwicklung eines bewährten Modells, das SKF schon vor über 30 Jahren vorgestellt hat und das heute weltweit Verwendung findet. Dieses klassische Modell basiert auf der Werkstoffermüdung in der Tiefe, leitet daraus die Erlebenswahrscheinlichkeit ab und modifiziert diese durch Einflussfaktoren in Abhängigkeit von unzureichender Schmierung und dem Grad der Verunreinigung.


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Ausgabe:
:K 07/2015
Unternehmen:
Bilder:
SKF
SKF

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