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Lebensdauerberechnung bei veränderlichen Betriebsbedingungen

Es gibt eine Vielzahl von Lagerungen, z.B. die von Industriegetrieben, bei denen die Belastung über die Zeit sowohl in der Größe als auch in der Richtung, die Drehzahl, die Betriebstemperatur und die Schmierbedingungen veränderlich sind. In Fällen mit veränderlichen Betriebsbedingungen sind deshalb die einzelnen Betriebsphasen auf eine begrenzte Anzahl von vereinfachten Lastfällen zu reduzieren (Diagramm 1).
Bei kontinuierlich veränderlichen Belastungen können verschiedene Belastungsstufen gebildet werden. Das Belastungsspektrum kann dann auf ein Histogramm mit Intervallen von konstanten Betriebsbedingungen reduziert werden. Hierbei repräsentiert jedes Intervall einen bestimmten Zeitanteil des Betriebes. Hohe und mittlere Belastungen „verbrauchen“ deutlich mehr Lagerlebensdauer als leichte Belastungen. Deshalb ist es wichtig, auch Stoß- und Spitzenbelastungen im Histogramm ausreichend zu berücksichtigen, selbst dann, wenn diese nur relativ selten auftreten und auf nur wenige Umdrehungen begrenzt sind.
Innerhalb eines jeden Intervalls werden für die Lagerbelastung und die übrigen Betriebsbedingungen konstante Mittelwerte festgelegt. Die Anzahl der Betriebsstunden oder Umdrehungen eines jeden Intervalls kennzeichnen deren Anteil am Gesamtlebenszyklus der Lagerung. Wenn also N1 der Anzahl der Umdrehungen während der Lastbedingung P1 entspricht und N die erwartete Anzahl der Umdrehungen nach Ende aller variablen Belastungszyklen ist, wird der Lebenszyklusanteil U1 = N1/N für die Lastbedingung P1 (mit der berechneten Lebensdauer L10m1) verwendet. Unter variablen Betriebsbedingungen kann die Lagerlebensdauer mit folgender Gleichung berechnet werden:

Bearing life

Hierin sind
L10m=Die erweiterte SKF Lebensdauer bei 90 % Erlebenswahrscheinlichkeit, Millionen Umdrehungen
L10m1, L10m2, ...=die anteilige erweiterte SKF Lebensdauer (bei 90%iger Zuverlässigkeit) unter den konstanten Bedingungen 1, 2 … [Millionen Umdrehungen]
U1, U2, ...=Anteil am Gesamtlebensdauerzyklus unter den Betriebsbedingungen 1, 2 …
U1 + U2 + ... Un = 1
Die Lebensdauerberechnung nach dieser Gleichung setzt genauere Kenntnisse über die Betriebsabläufe und jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen voraus. Solche Belastungsdaten können auch aus typischen Betriebsbedingungen abgeleitet werden.
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