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Berechnungsbeispiel

Zwei gepaarte PTFE-Composite-Gleitlager werden im Gestänge des Verriegelungssystems einer Straßenbahntür eingesetzt.
Welche Gleitlager können unter den gegebenen Betriebsbedingungen verwendet werden und welche nominelle Lebensdauer ist möglich?
Konstruktionsdaten: 
  • Bolzendurchmesser d = 20 mm 
  • Oberflächenrauheit des Bolzens Ra = 0,4 μm
Betriebsdaten: 
  • Radialbelastung am Gestänge: 
    • beim Schließen 0,8 kN pro Gleitlager 
    • nach dem Verriegeln der geschlossenen Tür steigt die statische Lagerbelastung auf 15 kN pro Gleitlager 
  • halber Schwenkwinkel b = 90° (Bild 1)
  • Schwenkfrequenz f = 10 min–1 
  • Betriebstemperatur t = 30 °C
Anhand der Konstruktionseigenschaften werden zwei PTFE-Composite-Gleitlager PCM 202325 E mit jeweils einer dynamischen Tragzahl C = 39 kN gewählt.

Um die Eignung der Lagergröße zu bestimmen (Diagramm 1), wird die spezifische Lagerbelastung p anhand des spezifischen Belastungsfaktors K = 80 für PTFE-Composite berechnet mithilfe von

p = K F/C
= 80 x 0,8/39 = 1,64 N/mm2


Die Gleitgeschwindigkeit wird berechnet mithilfe von

v = 5,82 x 10–7 d b f
= 5,82 x 10–7 x 20 x90 x 10 = 0,01 m/s

Diese Werte liegen im Bereich I des pv-Diagramms für PTFE-Composite-Lager (Diagramm 1).

Des Weiteren werden die Faktoren wie folgt angewandt:

  • Minimallastfaktor c1 = 1,3 (Diagramm 2)
  • Drehzahlkennwert c2 = 1 (Diagramm 3)
  • Temperaturfaktor c3 = 1 (Diagramm 4)
  • Oberflächenrauheitsbeiwert c4 = 0,6 (Diagramm 5)
  • Faktor für die Art der Belastung c5 = 1,5 (bei drehender Last)
  • Exponent n = 1 (PTFE-Composite-Werkstoff) 
  • pv-Wert = 0,025 angewandt als
    Produkt pv = 1,64 x 0,1 = 0,0164, weniger als der Grenzwert von 0,025 für PTFE-Composite-Werkstoffe

Bei Verwendung des Werkstoff- und Lagertypfaktors KM = 480 für PTFE-Composite-Gleitlager lässt sich die nominelle Lebensdauer für das gewählte Gleitlager wie folgt berechnen:


Gh = c1 c2 c3 c4 c5 KM/(p v)n
Gh = 1,3 x 1 x 1 x 0,6 x 1,5 x 480/0,0251 = 22 500 Betriebsstunden

Bei einer Frequenz f = 10 min–1 werden etwa 13,5 Millionen Arbeitszyklen erzielt.
Die statische Lagerbelastung von 15 kN liegt innerhalb der dynamischen Lagerbelastung von C = 39 kN und weit unter der statischen Tragzahl von C0 = 120 kN.
Die gewählten Gleitlager erfüllen also die Anforderungen
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