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Allgemeine Technische Grundlagen für Linear-Wälzlager
Lebensdauer
Als Lebensdauer eines Linearwälzlagers wird die Lauf-
strecke (oder Anzahl Betriebsstunden / Anzahl Hübe bei
konstanter Hublänge und Hubfrequenz) bezeichnet, die
das Lager erreicht, bis sich erste Anzeichen von Werkstof-
fermüdungen (Abblätterungen) an einer Laufbahn oder ei-
nem Wälzkörper bemerkbar machen.
Es ist jedoch sowohl im Laborversuch als auch in der
Praxis zu beobachten, daß die Lebensdauer von offen-
sichtlich gleichen Lagern unter völlig gleichen Betriebsbe-
dingungen unterschiedlich ist. Die Berechnung der erfor-
derlichen Lagergröße bedingt deshalb eine eindeutige sta-
tistische
Festlegung des Begriffes Lebensdauer. Alle Angaben
über die dynamische Trag- fähigkeit von SKF Linearwälzla-
gern beruht auf der nominellen Lebensdauer, unter der in
Übereinstimmung mit der in ISO festgelegten Definition die
Lebensdauer verstanden wird, die von 90% einer größeren
Menge offensichtlich gleicher Lager erreicht oder über-
schritten wird. Der überwiegende Teil der Lager erreicht ei-
ne höhere Lebensdauer, die Hälfte etwa das Fünffache der
nominellen Lebensdauer.
Gebrauchsdauer
Neben dem Begriff der Lebensdauer wird auch der Begriff
„Gebrauchsdauer" verwendet. Darunter wird der Zeitraum
verstanden, in dem ein bestimmtes Linearwälzlager in ei-
nem bestimmten Anwendungsfall funktionsfähig bleibt. Die
Gebrauchsdauer eines Lagers hängt demnach nicht not-
wendigerweise von der Ermüdung, sondern auch von Ver-
schleiß, Korrosion, Versagen der Dichtung, Fettschmierfrist
(Fett-Gebrauchsdauer) usw. ab. Die Gebrauchsdauer kann
normalerweise nur durch praxisnahe Versuche zahlen-
mäßig bestimmt werden.
Nominelle Lebensdauer L
Die nominelle Lebensdauer ist die mit 90% Erlebenswahr-
scheinlichkeit erreichbare, rechnerische Lebensdauer für
ein einzelnes Linearwälzlager oder einer Gruppe von offen-
sichtlich gleichen, unter gleichen Bedingungen laufenden
Linearwälzlagern.
Gesamtlebensdauer L
ges
Haben i Wälzelemente eines Aggregates als Einzelelemen-
te eine nominelle Lebensdauer Li, so erreichen sie eine Ge-
samtlebensdauer von:
β
β
β
1 / L
= 1 / L
+ 1 / L
ges
1
2
Hat man die äquivalenten dynamischen Belastungen der
einzelnen Wälzelemente bereits berechnet, so wird für i
gleiche Wälzelemente mit der dynamische Tragzahl C:
L
= C
p
/ [∑ P
(β* p)
]
(1/β)
ges
i
Der Exponent β der zweiparametrische Weibull-Verteilung
wird meist zu 10/9 gesetzt, manchmal findet man bei Rol-
lenlagern auch β = 9/8; dabei ist p der Lebensdauerexpo-
nent
(p = 3 für Kugellager, p = 10/3 für Rollenlager).
12
β
+ ... + 1 / L
i
Dynamische Tragzahl C
Die dynamische Tragzahl ist die in Größe und Richtung un-
veränderliche Radiallast, die ein Linearwälzlager gemäß
ISO-Definition theoretisch für eine nominelle Lebensdauer
von 100 000 m zurückgelegte Strecke aufnehmen kann.
Die Angabe der dynamischen Tragzahl setzt voraus, daß
der einfache Hub des Linearwälzlagers bei Elementen mit
theoretisch unbegrenztem Hub, wie Linearkugellager oder
Profilschienen-Führungen mindestens der Baulänge bzw.
bei Elementen mit begrenztem Hub, wie z.B. Präzisions-
Schienenführungen, der Käfiglänge entspricht. Eine untere
Schranke für die Gültigkeit der dynamischen Tragzahl er-
gibt sich bei der sog. oszillierenden Bewegung, wenn der
Hub kleiner wird als der Wälzkörperabstand, wenn also
Laufbahnteile zwischen den Wälzkörpern nicht mehr über-
rollt werden und damit eine Schmierfilmerneuerung nicht
mehr stattfindet.
Der Einfluß einer kürzeren Hublänge wird bei der Ermitt-
lung der nominellen Lebensdauer L mit dem Beiwert f
faßt.
p
L = f
· (C / P)
s
Einfluß der Hublänge (Beiwert f
Umfangreiche Lebensdaueruntersuchungen und Erfahrun-
gen aus der Praxis haben gezeigt, daß bei kurzen Hublän-
gen die Lebensdauer der Wellen/Schienen niedriger ist als
die der Linearwälzlager. Dies gilt insbesonders bei Linear-
kugellagern, wo die Tragfähigkeit der Welle als Schienen-
element bestimmend ist.
In Abhängigkeit vom einfachen Hub l
Wälzelementes l
ergeben sich für Linearkugellager die
t
f
-Werte gemäß nachfolgender Tabelle 2.
S
Tabelle 2.1: Beiwert f
l
/l
(Gültig für Linearkugellager)
S
t
l
/ l
f
(2.3)
S
t
S,Kugel
1,0
1,00
0,9
0,91
0,8
0,82
0,7
0,73
0,6
0,63
0,5
0,54
(2.4)
0,4
0,44
0,3
0,34
0,2
0,23
0,1
0,13
)
s
zur Traglänge des
S
als Funktion des Verhältnisses
S
er-
s
(2.5)
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