Lagergröße

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Die Größe eines Lagers muss so bemessen sein, dass es robust genug ist, um unter bestimmten Betriebsbedingungen die gewünschte/erforderliche Gebrauchsdauer zu erreichen.

Ein Lager kann als System von Komponenten angesehen werden: Laufbahnen, Wälzkörper, Käfig, Dichtungen (falls vorhanden) und Schmierstoff (Bild 1). Die Leistungsfähigkeit jeder einzelnen Komponente hat einen bestimmten bzw. entscheidenden Anteil an der Leistung und Gebrauchsdauer des Lagers (Diagramm 1). Folgende Einflussfaktoren sind zu berücksichtigen:

  • Die Ermüdung der metallischen Oberflächen im Wälzkontakt (RCF) an Wälzkörpern und Laufbahnen – sie ist in den meisten Anwendungsfällen der entscheidende Faktor für die Lebensdauer eines Lagers

  • Die permanenten Verformungen von Wälzkörpern und Laufbahnen aufgrund hoher auf das Lager wirkender Lasten, wenn es stillsteht oder langsam oszilliert, oder hoher, auf das Lager wirkender Spitzenbelastungen, wenn es sich dreht

  • Käfigart oder Käfigwerkstoff – sie können die Betriebsdrehzahl, die zulässige Beschleunigung oder Temperatur begrenzen1)

  • Umfangsgeschwindigkeiten an der Dichtlippe von Berührungsdichtlippen – sie kann die maximal zulässige Drehzahl bestimmen, die sich auf die Betriebstemperatur und damit auf die Lebensdauer auswirkt

  • Schmierstofflebensdauer – die Schmierstofflebensdauer sollte mindestens der Lagerlebensdauer entsprechen, denn wenn der Schmierstoff altert, führt die daraus resultierende Mangelschmierung zu einer raschen Reduzierung der Lagergebrauchsdauer
Die Betriebsbedingungen der Anwendung entscheiden darüber, welche(r) dieser Faktoren sich am stärksten auf die Leistung und die Gebrauchsdauer des Lagers auswirken.
Dieser Abschnitt enthält Empfehlungen zur Bestimmung der erforderlichen Lagergröße.
Der Effekt der Wälzermüdung oder der permanenten Verformung von Wälzkörpern und Laufbahnen steht in direkter Verbindung mit der Lagergröße. Auswirkungen von Käfigart und -werkstoff hängen dagegen nicht mit der Lagergröße in zusammen. In abgedichteten Lagern haben die Auswirkungen von Schmierstoff und Dichtung nur indirekt mit der Lagergröße zu tun.

Daher werden zur Bestimmung der geeigneten Lagergröße in erster Linie diese beiden Kriterien herangezogen:

  • Wahl der Größe anhand der Lebensdauer: Dies basiert auf der erforderlichen Lagerlebensdauer, wobei die möglichen Effekte der Wälzermüdung berücksichtigt werden, und erfordert die Berechnung der nominellen Lebensdauer L10, oder erweiterte SKF Lebensdauer L10m, für das Lager.

  • Wahl der Größe anhand der statischen Belastung: Dies basiert auf der statischen Tragfähigkeit, die das Lager aufnehmen kann, wobei die möglichen Effekte der permanenten Verformung berücksichtigt werden, und erfordert die Berechnung des statischen Sicherheitsfaktors s0 für das Lager.
Diagramm 2 zeigt diese Auswahlkriterien und die damit in Zusammenhang stehenden Lagerzahlen und den statischen Sicherheitsfaktor, die in den jeweiligen Unterabschnitten ausführlich beschrieben werden.

Welches Auswahlkriterium verwendet werden sollte, richtet sich nach den Betriebsbedingungen des Lagers:

  • Für Anwendungen, in denen die Lager unter typischen Betriebsbedingungen laufen – d. h. bei normalen Drehzahlen, guten Schmierbedingungen und ohne hohe oder Spitzenbelastungen – empfiehlt sich Wahl der Größe anhand der Lebensdauer.

  • Für Anwendungen, in denen die Lager bei sehr niedrigen Drehzahlen laufen oder unter stationären Bedingungen, bei starker Mangelschmierung oder bei gelegentlichen Spitzenbelastungen eingesetzt werden, ist Wahl der Größe anhand der statischen Belastung zurate zu ziehen.
Es gibt Anwendungsfälle, in denen beide Auswahlkriterien erwogen werden müssen, z. B. bei Lagern die im Betrieb gelegentlichen Spitzenbelastungen ausgesetzt. Außerdem ist in Anwendungen mit leichten Lagerbelastungen die Erforderliche Mindestbelastung zu berücksichtigen.
Nach der Bestimmung der Lagergröße und vor dem nächsten Schritt sind die Punkte unter Checkliste nach Bestimmung der Lagergröße zu kontrollieren.
Auf sonstige Eigenschaften der Lagerkomponenten, wie Festigkeit und Eignung, wird an anderer Stelle im Lagerauswahlprozess sowie in den Produktabschnitten eingegangen. Dabei werden auch Aspekte wie Schmierung und Lagerausführung berücksichtigt. Wenn Sie zusätzlich zur Lagergröße auch diese Eigenschaften berücksichtigen, erzielen Sie die beste Lagerleistungsfähigkeit.
  1. 1)Für Lagerarten, die üblicherweise in Anwendungen mit schwierigen Bedingungen eingesetzt werden, sind häufig spezielle Käfigausführungen verfügbar.
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