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Thermischer Gleichgewichtszustand

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

Die Betriebstemperatur eines Lagers ist die Beharrungstemperatur, die sich bei einen Gleichgewicht zwischen erzeugter und abgeführter Wärme ergibt.
Wenn das Belastungsverhältnis C/P > 10 ist, die Drehzahl unter 50 % der Grenzdrehzahl nlimliegt und keine ausgeprägte äußere Wärmezufuhr erfolgt, reicht die Kühlung über die Umgebungsluft und das Fundament normalerweise aus, um eine Betriebstemperatur von weit unter 100 °C zu erzielen. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, ist eine detailliertere Analyse durchzuführen, da eine zusätzliche Wärmeabfuhr erforderlich sein kann.

Erzeugte Wärmemenge

Die erzeugte Wärmemenge ist die Summe aus:
  • der vom Lager erzeugten Wärmemenge infolge des kombinierten Reibungsverlusts von Lager und Dichtung
  • der dem Lager zugeführten Fremdwärmemenge von Umbauteilen und/oder Prozessabläufen

Reibungswärme des Lagers (Leistungsverlust)

Der Laufwiderstand eines Lagers setzt sich hauptsächlich zusammen aus der Roll- und Gleitreibung im Lager sowie der Reibung von Berührungsdichtungen und den Schmierstoffströmungsverlusten.  → Lagerreibungsmoment, Anlaufreibungsmoment und Leistungsverlust

Fremdwärme von Umbauteilen und Prozessabläufen

Vielfach werden die Lager aufgrund ihrer Anordnung auch mit Fremdwärme beaufschlagt, die von:
  • Werkzeugen, Zahnrädern oder Wellendichtungen herrühren kann.
  • Prozessabläufen generiert wird, wie z. B. in einer von heißem Dampf durchströmten Hohlwelle.

Diese Fremdwärme beeinflusst die Betriebstemperatur der Lager und muss der im Lager selbst erzeugten Reibungswärme zugerechnet werden. Beispielhafte Lagerstellen sind gegeben in:

  • Trockenzylinder in Papiermaschinen
  • Kalanderwalzen in Kunststofffolien-Maschinen
  • Kompressoren
  • Heißgasgebläse
Die Fremdwärme-Zufuhr von Umbauteilen oder infolge von Prozessabläufen kann beträchtlich sein und lässt sich in der Regel nur schwer abschätzen. Grundsätzlich sollten die Lager, soweit als möglich, gegen die Zufuhr zusätzlicher Fremdwärme geschützt werden.

Abgeführte Wärmemenge

Die abgeführte Wärmemenge ist die Summe aus:
  • der über die Welle, das Gehäuse und den Umgebungsluftstrom (z. B. Kühlwirkung unter kalten Bedingungen) abgeführten Wärmemenge und
  • der über den Schmierstoff oder das Schmierverfahren aus dem Lager abgeführte Wärmemenge.
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