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Allgemeine Technische Grundlagen für Linear-Wälzlager
Zulässige maximale Belastung
In ISO 14728 Teil 1, in der die Berechnungverfahren zur dy-
namischen Tragzahl und der nominellen Lebensdauer ge-
geben sind, ist festgelegt, daß die Berechnung der Le-
bensdauer nur dann Gültigkeit hat, wenn die äquivalente
dynamische Belastung von Linearwälzlagern den Wert
0,5C nicht überschreitet. Höhere Belastungen führen zu
Abweichungen von der üblichen Beanspruchungsvertei-
lung im Lager, die sich negativ auf die Lebensdauer aus-
wirken können. Wo solche Bedingungen vorliegen, sollte
der Anwender SKF um Empfehlungen und Berechnung der
Lebensdauerwerte bitten.
ISO 14728 Teil 2 gibt Auskunft über die Berechnung der
statischen Tragzahlen und statischen Sicherheiten von
Linear-Wälzelementen.
Erforderliche Mindestbelastung
Um den schlupffreien Betrieb eines Linearwälzlagers si-
cherzustellen, muß eine bestimmte Mindestbelastung auf
das Linearwälzlager wirken. Als allgemeine Richtlinie gilt
eine Mindestbelastung von P = 0,02 C. Die Mindestbela-
stung ist von besonderer Bedeutung bei Linearwälzlagern,
die mit hohen Verfahrgeschwindigkeiten oder hohen Be-
schleunigungen betrieben werden. Hierbei können die
Massenkräfte der Kugeln sowie die Reibung im Schmier-
stoff die Abrollverhältnisse im Lager nachteilig beeinflussen
und schädliche Gleitbewegungen zwischen Kugeln und
Laufbahnen hervorrufen.
Zulässige Betriebstemperaturen
Der zulässige Temperatur-Anwendungsbereich der SKF-
Linearwälzlager liegt zwischen -20 °C und +80 °C. Dieser
Temperaturbereich ist bedingt durch den Werkstoff für Kä-
fig und Dichtungen und gilt für den Dauerbetrieb. Kurzzei-
tig sind auch höhere bzw. niedrigere Temperaturen zu-
lässig.
Bei Führungen mit metallischen Käfigen und ohne bzw.
hitzestabilen elastischen Dichtungen können höhere Tem-
peraturen zugelassen werden, falls geeinete Schmierstoffe
verwendet werden.
Zulässige Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
Die zulässigen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
sind im wesentliche von den Kontaktkräften zwischen
Wälzkörpern/Wälzelementen und Laufbahnen bestimmt.
Unter den üblichen Betriebsbedingungen, insbesonders
unter Einbehaltung der Mindestbelastung, sind für die ein-
zelnen Bauarten zulässige Geschwindigkeits- und Be-
schleunigungswerte festgelegt.Höhere Werte für Ge-
schwindigkeit und Beschleunigung sind in Abhängigkeit
von Lagerbauart, Lagergröße, Belastung, Schmierstoff und
Lagervorspannung möglich.
Überschreiten Geschwindigkeit und Beschleunigung die
angegebenen Richtwerte, empfiehlt es sich, bei SKF rück-
zufragen. Solche Einsatzfälle erfordern in der Regel beson-
dere konstruktive Maßnahmen bei der Gestaltung der
Schienenführungen.
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Zulässiger Mindesthub
Beim Einsatz von Linearwälzlagern, insbesonders Präzisi-
ons-Schienenführungen, treten neben den üblichen An-
wendungen auch Betriebszustände auf, bei denen kurze
Hübe bei hohen Hubfrequenzen gefordert werden. Unter
derartigen Bedingungen treten im Wälzkontakt Betriebszu-
stände auf, die eine einwandfreie Funktion der Wälzlage-
rung unter tribologischen Gesichtspunkten nicht gewähr-
leisten. Bei einem längeren Betrieb der Führung unter der-
artigen Bedingungen ist ein erhöhter Verschleiß der Lauf-
bahnen im Wälzkontakt zu beobachten, der zu Tribokorro-
sion im Wälzkörperabstand führt. Als generelle Richtlinie
sollte deshalb ein Mindesthub von s = D
durchmesser) eingehalten werden. Sollten kürzere Hübe
gefahren werden, ist der Einsatz von Gleitführungen vorzu-
sehen bzw. zu empfehlen. (Siehe hierzu auch unter „Effek-
tive dynamische Tragzahl C
ge f
")
s
Stillstand
Wenn Linearwälzlager während längerer Stillstandszeiten
durch von außen auf die Lagerung wirkende Kräfte zu
Schwingungen angeregt werden, kommt es aufgrund von
Mikrobewegungen in den Berührungsflächen zwischen
Wälzkörper und Laufbahnen zu Oberflächen- schäden, die
sich später im Betrieb in einer deutlichen Zunahme des
Laufgeräusches bemerkbar machen und zu einem vorzeiti-
gen Lagerausfall infolge Werkstoffermüdung führen kön-
nen. Derartige Beschädigungen durch Stillstandserschüt-
terungen müssen unbedingt vermieden werden, indem
man z.B. Lagerungen gegen fremderregte Schwingungen
isoliert oder beim Transport durch geeignete Maßnahmen
entlastet.
Reibung
Die Reibung in Linearführungen hängt außer von der Bela-
stung von einer Reihe weiterer Faktoren ab, vor allem von
Lagerart und -größe, von der Verfahrgeschwindigkeit und
den Eigenschaften des Schmierstoffes sowie von der
Schmierstoffmenge.
Der gesamte Laufwiderstand eines Linearwälzlagers
bzw. einer Schienenführung setzt sich zusammen aus der
Roll- und Gleitreibung in den Wälzkontakten, in den
Berührungsflächen zwischen den Wälzkörpern und dem
Käfig sowie in den Führungsflächen der Umlenkzonen für
die Wälzkörper, aus der Schmierstoffreibung und aus der
Gleitreibung der schleifenden Dichtungen bei abgedichte-
ten Lagern. Bei Lagern mit Dichtscheiben (schleifende Ein-
fach- und Doppellippen-Dichtungen beidseitig) sind die
Reibungswerte höher, da zu der Reibung im Lager noch
die schleifenden Dichtungen hinzukommen.
Bei den Schienenführungen, die mit Abstreifern aus-
gerüstet sind, liegen die Reibungszahlen wesentlich höher,
da zu der Reibung in den Wälzkontakten noch die der
schleifenden Abstreifer hinzukommt. Außerdem ist hierbei
noch mit einer erhöhten Anlaufreibung zu rechnen. Auch
bei der Verwendung von Faltenbälge ist mit einer gewissen
Erhöhung der Reibungskräfte zu rechnen.
Bei leichtbelasteten Linearwälzlagern macht sich der
Einfluß der Schmierung auf das Reibungsverhalten beson-
(Wälzkörper-
w
" und „Beiwert für die Hublän-
eff
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