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Lineargleitlager für Wellenführungen
Technische Grundlagen
Die Eignung von Lineargleitlagern für bestimmte Anwen-
dungsfälle hängt sehr stark von der erzeugten Reiblei-
stung, der Wärmeableitung, dem Verschleißverhalten der
Reibpartner und der Wirksamkeit der verwendeten
Schmierung ab. Weitergehende Aussagen über die Le-
bensdauer und dem Funktionsverhalten im Anwendungs-
fall sind, im Gegensatz zu Linearkugellager, noch mit
großen Unsicherheiten behaftet. Gründe hierfür sind tribo-
logische Grundsatzschwierigkeiten wie Oberflächenfein-
struktur und Auswirkungen von Rauhigkeit und Beschleu-
nigung sowie Inhomogenitäten des Materials, die keine
ausreichenden Hinweise auf den zu erwartenten Verschleiß
geben oder nicht hinreichend korreliert werden können.
Tragfähigkeit
Die dynamische Tragzahl C ist ein Kennwert für die Ausle-
gung von Lineargleitlagern. Sie gibt die in Größe und Rich-
tung konstante Belastung an, für die sich bei Raumtempe-
ratur und kontinuierlicher linearer Bewegung mit einer defi-
nierten Geschwindigkeit eine bestimmte nominelle Ge-
brauchsdauer, ausgedrückt im Gleitweg, ergibt. Tragzahl-
angaben sind stets von der zugrundeliegenden Definition
abhängig. Daher können von verschiedenen Herstellern
angegebene dynamische Tragzahlen nicht ohne weiteres
miteinander verglichen werden.
Die statische Tragzahl C
neargleitlager im Stillstand oder bei gelegentlichen Einstell-
bewegungen belastet werden; daneben ist sie zusätzlich
zu berücksichtigen, wenn auf dynamisch belastete Linear-
gleitlager starke Stöße wirken. Sie gibt die Belastung an,
die ein Lineargleitlager aufnehmen kann, bei der eine defi-
nierte Verformung der Gleitschicht nicht überschritten wird.
Dabei ist vorausgesetzt, daß die das Lager umschließen-
den Bauteile eine ausreichende Steifigkeit aufweisen.
Gebrauchsdauer
Die Gebrauchsdauer eines Lineargleitlagers hängt beim
Betrieb im Misch- oder Trockenreibungsbereich von der
positiven oder negativen Auswirkung der Zunahme der
Oberflächenanpassung, des Lagerspiels und/oder dem
Anstieg der Lagerreibung ab, die durch den fortschreiten-
den Verschleiß der Gleitflächen, plastische Verformungen
des Gleitwerkstoffes bzw. Werkstoffermüdung in der Gleit-
fläche bedingt sind.
Je nach Anwendungsfall und Gleitpaarung kann ein un-
terschiedlich starker Verschleiß oder Reibungsanstieg
zulässig sein. Das bedeutet aber auch, daß bei an sich
gleichen Betriebsbedingungen die in der Praxis erreichbare
Gebrauchsdauer unterschiedlich ist. Sowohl in Versuchen
als auch in der Praxis ist zu beobachten, daß die Ge-
brauchsdauer von offensichtlich gleichen Lagern unter völ-
lig gleichen Betriebsbedingungen sehr unterschiedlich sein
kann.
Alle Angaben über die dynamische Tragfähigkeit von
SKF Lineargleitlagern beruhen auf der nominellen Ge-
brauchsdauer, unter der diejenige Gebrauchsdauer ver-
standen wird, die von der Mehrzahl der Lineargleitlager er-
reicht oder überschritten wird. Das Verfahren für die Be-
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wird angewendet, wenn Li-
0
rechnung der nominellen Gebrauchsdauer wurde in einer
Vielzahl von Laborversuchen empirisch ermittelt. Unter der
effektiven (tatsächlichen) Gebrauchsdauer ist dagegen die
Gebrauchsdauer zu verstehen, die im jeweiligen Einzelfall
von einem Lineargleitlager unter den gegebenen Betriebs-
bedingungen tatsächlich erreicht wird. Sie hängt außer von
der Größe und der Art der Belastung noch von vielen ande-
ren, teilweise nur schwer oder überhaupt nicht erfaßbaren
Einflußfaktoren ab, wie Verschmutzung, Korrosion, hoch-
frequenter Last oder Bewegungszyklen, Stößen usw.
pv-Betriebsbereich
Ist die Lagergröße aufgrund der Abmessungen der Gegen-
stücke, meist ist das der Wellendurchmesser, bereits mehr
oder weniger vorgegeben, dann wird zunächst überprüft,
ob das vorgesehene Lager bei den vorliegenden Betriebs-
bedingungen (Belastung, Gleitgeschwindigkeit) noch ein-
gesetzt werden kann. Die erforderlichen Kenndaten p (spe-
zifische Lagerbelastung) und v (mittlere Gleitgeschwindig-
keit) können dabei wie folgt ermittelt werden, wobei v ent-
weder durch die Antriebsverhältnisse vorgegeben ist oder
bei definiertem Hub und Hubfrequenz bestimmt werden
kann.
v = s · n / 30000
und
p = P / (2 · F
· C
)
w
4
Hierin sind:
C
die Breite der Gleitflächen, mm
4
F
der Bohrungsdurchmesser des Lineargleitlagers, mm
w
P
die äquivalente dynamische Belastung, N
n
die Hubfrequenz, min
von einer Endlage in die andere und zurück)
p
die spezifische Lagerbelastung, N/mm
s
die Hublänge, mm
v
die mittlere Verfahrgeschwindigkeit, m/s
Ergibt die erste Überprüfung, daß die Betriebsdaten un-
terhalb der in Abb. 4.2 „pv-Diagramm für Lineargleitlager"
angegebenen Grenzkurve liegt, kann mit einer ausreichen-
den Gebrauchsdauer der Lineargleitlager gerechnet wer-
den. Werden die Maximalwerte überschritten, muß ein
größeres Lager vorgesehen werden, um durch Reduzierung
der Flächenpressung den zulässigen pv-Wert zu erreichen.
Anwendungsbereiche
Als Gleitwerkstoff wird ein Polyacetal mit einer Einlagerung
von spezifischem Polyethylen verwendet. Diese Kombinati-
on eignet sich besonders für Anwendungen als Gleitlager
und zeichnet sich durch eine sehr gute Verschleißfestigkeit
aus. Die maximal zulässige Druckbelastung liegt bei
14 N/mm
2
. Die Gebrauchstemperatur liegt bei -40 bis
+80 °C bei Dauerbetrieb; kurzfristig können Temperaturen
bis zu +120 °C zugelassen werden. Hierbei ist jedoch zu
beachten, daß die Festigkeit des Kunststoffmaterials von
der Betriebstemperatur abhängig ist und von 100% bei
Raumtemperatur auf ca. 30% bei 100 °C abfällt.
-1
(Anzahl der Hubbewegungen
2
(4.1)
(4.2)
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