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Berechnungsbeispiele

Die folgenden Berechnungsbeispiele veranschaulichen die Verfahren für die Bestimmung der erforderlichen Größe oder nominellen Lebensdauer von Gelenklagern und Gelenkköpfen.
2. Gestänge einer Klappenöffnung - SKF Explorer Stahl/Stahl-Gelenklager

Vorgegebene Daten

Rein radiale Belastung mit wechselnder Richtung Fr = 16 kN
Halber Schwenkwinkel: β = 5° (Bild 1)
Schwenkfrequenz: f = 40 min–1
Maximale Betriebstemperatur: +80 °C


Anforderungen
Das Lager muss ohne Nachschmieren eine Lebensdauer von 7 000 h erreichen.


Berechnung und Auswahl
Da das Lager wechselseitig wirkende Belastungen bei kleinem Schwenkwinkel und ohne Nachschmieren aufnehmen muss, wird ein SKF Explorer Stahl/Stahl-Gelenklager ausgewählt.

Wenn nach einer Überschlagsrechnung ein Richtwert von 2 für das Belastungsverhältnis C/P (Erforderliche Lagergröße) angewandt wird, beträgt die erforderliche dynamische Tragzahl C für das Lager:


C = 2 P = 32 kN


Lager GE 20 ESX-2LS mit einer dynamischen Tragzahl C = 44 kN und einem kugeligem Durchmesser dk = 29 mm; Auswahl aus der Produkttabelle.


Um die der Eignung des Lagers anhand des pv-Diagramms (Diagramm 7) zu bestimmen, wird die spezifische Lagerbelastung für K = 150 Nmm² berechnet (Tabelle 2). 


p = K (P/C) = 150 x (16/44) = 54,5 N/mm2


und die Gleitgeschwindigkeit v (Erforderliche Lagergröße) wird für dk = 29 mm, β = 5° und f = 40 min–1 bestimmt.


v = 5,82 x 10-7 dk β f

   = 5,82 x 10-7 x 29 x 5 x 40

   = 0,0034 m/s


Die Werte für p und v liegen im zulässigen Betriebsbereich I des pv-Diagramms (Diagramm 7) für SKF Explorer Stahl/Stahl-Gelenklager. Zur Berechnung der Lebensdauer werden folgende Werte herangezogen: 


b1=2 (wechselseitig wirkende Belastung)
b2=0,64 (aus Diagramm 8, für T = 80 °C)
b3=1,45 (aus Diagramm 9 für dk = 29 mm)
b5
=1,0 (aus Diagramm 10 für β = 5°)
p
=54,5 N/mm2
v
=0,0034 m/s

Gh = b1 b2 b3 b5 [5 / (p0,6 x v1,6)]

     = 2 x 0,64 x 1,45 x 1 x [5 / (54,50,6 x 0,00341,6]

     = 7.500 Betriebsstunden


Das ausgewählte Lager GE 20 ESX-2LS erfüllt also die Anforderungen.


Hinweis:

Der SKF Bearing Calculator enthält Programme zur schnellen und einfachen Berechnung dieser und vieler anderer Anforderungen. Die Programme lassen sich beliebig oft wiederholen, bis die bestmögliche Lösung gefunden wurde. Der SKF Bearing Calculator ist online unter skf.com/bearingcalculator.

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