Lebensdauerberechnung

Auch wenn die Betriebsbedingungen angemessen sind und die Hochpräzisions-Wälzlager korrekt montiert wurden, kann es zum Ausfall kommen. Die Gebrauchsdauer von Hochpräzisions-Wälzlagern ist durch die unterschiedlichsten Einflüsse begrenzt. Der Zeitraum, in dem das Hochpräzisions-Wälzlager seine Aufgabe zufriedenstellend erfüllt, wird als Lebensdauer bezeichnet. Innerhalb dieses Zeitraums kann es zu Materialermüdung, Vibration, Verunreinigung oder Schmierstoffausfall kommen. 

Nicht berücksichtigt werden hierbei Ursachen, die ohne nennenswerte Vorankündigung den Ausfall des Hochpräzisions-Wälzlagers bewirken können. Hierzu zählen beispielsweise Konstruktionsfehler, unzureichende Wartung, Einbaufehler sowie eine falsche Wälzlagerauslegung.

Ermüdung

Ursächlich für die Ermüdung des Hochpräzisions-Wälzlagerwerkstoffs ist die schwellende Beanspruchung des Materials, wenn Hochpräzisions-Wälzlager unter Last umlaufen. Am Ende der Laufzeit treten in den Laufflächen oder auf den Wälzkörpern „Pittings“ auf, eine fortschreitende Abschälung oder Grübchenbildung im Werkstoff kann die Folge sein. Zahlreiche Faktoren gehen in die Ermüdung des Werkstoffes ein, sodass diese nur statistisch zu erfassen sind. Die Definition eines theoretischen Vergleichswertes „Ermüdungslebensdauer“ bezieht sich daher auf eine sehr große Zahl gleichartiger Wälzlager, die unter gleichen Bedingungen laufen. Die Ermüdungslebensdauer ist erreicht, wenn 10% der Wälzlager ausgefallen sind. Sie kann auf die Anzahl der Umdrehungen oder auf die Laufzeit in Stunden bezogen werden. Neben der Ermüdungslebensdauer ist für das Hochpräzisions- Wälzlager auch die Lebensdauer des Schmierstoffs entscheidend. Hierfür gelten eigene Berechnungsvorschriften. Für permanent überwachte Hochpräzisions-Wälzlager können noch andere Parameter lebensdauerentscheidend sein. Dazu gehören beispielsweise die Temperatur, das Lagergeräusch oder Vibrationen. 

Nominelle Lebensdauer

Rein definitorisch können innerhalb der nominellen Lebensdauer L10 unter gleichartigen Betriebsbedingungen 10% einer großen Anzahl gleichartiger Hochpräzisions-Wälzlager ausfallen. Bei konstanter Drehzahl kann die nominelle Lebensdauer auch als Zeitangabe L10,h erfolgen.

Dynamische Tragzahl

Die dynamische Tragzahl C ist die konstante Beanspruchung eines Hochpräzisions-Wälzlagers mit drehendem Innenring, bei der 1 Million Umdrehungen mit 90%iger Wahrscheinlichkeit erreicht werden. Sie gilt als zentrische nach Größe und Richtung konstante Radialbeanspruchung. Auf der Basis zahlreicher Versuche ist sie eine nach empirischen Regeln rechnerisch zugängliche Kennzahl.

Statische Tragzahl

Die statische Tragfähigkeit eines Hochpräzisions-Wälzlagers ist durch die statische Tragzahl Co beschrieben. Sie ist die Beanspruchung, die das ruhende Hochpräzisions-Wälzlager mit einer bleibenden plastischen Verformung von maximal 1/10.000 des Wälzkörperdurchmessers erträgt.

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