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Erforderliche Lagergröße

Zur Bestimmung der erforderlichen Größe eines Gelenklagers oder Gelenkkopfs muss die erforderliche Lebensdauer des Anwendungsfalls bekannt sein. Sie hängt in der Regel von der Art der Maschine, den Betriebsbedingungen und den Anforderungen an die Betriebszuverlässigkeit ab. Zur Bestimmung der erforderlichen Lagergröße wird folgendermaßen vorgegangen:
  1. Für eine erste Überschlagsrechnung kann anhand der in Tabelle 1 angegebenen Richtwerte für das Belastungsverhältnis C/P die erforderliche dynamische Tragzahl C ermittelt werden. Diesen Wert mit der jeweiligen Tragzahl der Lager aus den Produkttabellen vergleichen.
  2. Zur Feststellung, ob die Gleitpaarung des gewählten Lagers oder Gelenkkopfs unter der effektiven Last p und der Gleitgeschwindigkeit v geeignet ist, dienen die pv-Diagramme.
    • für Stahl/Stahl-Gleitpaarung (Diagramm 1)
    • für SKF Explorer Stahl/Stahl-Lager (Diagramm 2)
    • für Stahl/Bronze-Gleitpaarung (Diagramm 3)
    • für Stahl/PTFE-Sinterbronze Gleitpaarung (Diagramm 4)
    • für Stahl/PTFE-Gewebe-Gleitpaarung, metrische Lager (Diagramm 5)
    • für Stahl/PTFE-Gewebe-Gleitpaarung, Lager mit Zollabmessungen (Diagramm 6)
    • für Stahl-/PTFE-FRP Gleitpaarung, Ausführung FS und FBAS (Diagramm 7)
    • für Stahl-/PTFE-FRP Gleitpaarung, Ausführung F (Diagramm 8)
  3. Die für diese Überprüfung benötigten Kenndaten p (spezifische Lagerbelastung) und v (mittlere Gleitgeschwindigkeit) werden nach den Angaben in den folgenden Abschnitten berechnet.
    • Wenn aus dem pv-Diagramm hervorgeht, dass die Lebensdauergleichung verwendet werden kann, mit Schritt 4 fortfahren.
    • Wenn aus dem pv-Diagramm hervorgeht, dass der pv-Bereich überschritten wird, ist ein Lager mit einer höheren Tragfähigkeit auszuwählen.
  4. Die nominelle Lebensdauer berechnen und wie folgt vorgehen:
    • Wenn die berechnete Lebensdauer kürzer ist als die erforderliche Lebensdauer, ist ein größeres Gelenklager bzw. ein größerer Gelenkkopf auszuwählen und die Berechnung zu wiederholen.
    • Wenn die berechnete Lebensdauer länger ist als die erforderliche Lebensdauer, kann das Gelenklager bzw. der Gelenkkopf für den Anwendungsfall verwendet werden.
Die maximale Lager- oder Gelenkkopfgröße wird häufig von den Abmessungen der Anschlussteile vorgegeben. In diesen Fällen ist anhand des pv-Diagramms festzustellen, ob das Produkt geeignet ist.

Spezifische Lagerbelastung

Die Größe der spezifischen Lagerbelastung wird wie folgt bestimmt:

p = K P/C

Hierin sind
p=spezifische Lagerbelastung, N/mm2
K=Spezifischer Belastungsbeiwert abhängig von Bauform und Gleitpaarung (Tabelle 2) [N/mm2]
P=die äquivalente dynamische Lagerbelastung [kN]
C=dynamische Tragzahl [kN]

Mittlere Gleitgeschwindigkeit

Die mittlere Gleitgeschwindigkeit einer konstanten Bewegung wird wie folgt ermittelt:

v = 5,82 × 10-7 dm β f

Hierin sind
v=die mittlere Gleitgeschwindigkeit [m/s].
Bei stoßweisem (nicht kontinuierlichem) Betrieb ist die mittlere Gleitgeschwindigkeit für einen Betriebszyklus zu bestimmen.
dm=
Mittlerer Durchmesser des Innenrings [mm]
  • Metrische Radial-Gelenklager und Gelenkköpfe dm = dk
  • für Schräg-Gelenklager dm = 0,9 dk
  • für Axial-Gelenklager dm = 0,7 dk
  • dk = Durchmesser der Innenringlaufbahn [mm], siehe die zugehörige Produkttabelle
β=Halber Schwenkwinkel (Bild 1) [Grad, °], für Rotation β = 90°
f=Schwenkfrequenz [min-1], oder Drehzahl [min-1]
Bei intermittierender Bewegung wird meist der Oszillationswinkel pro Zeit angegeben. In diesem Fall wird die mittlere Gleitgeschwindigkeit wie folgt berechnet:

v = 8,73 × 10-6 dm 4β / t

Hierin sind
β=Halber Schwenkwinkel (Bild 1) [Grad, °]
t=Dauer einer vollständigen Schwingung [s]
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