KURZBESCHREIBUNG MDESIGN bearing · 2018-11-19 · MDESIGN bearing - Technische Kurzbeschreibung...

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WISSEN FÜR DIE TECHNIK KURZBESCHREIBUNG MDESIGN bearing

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WISSEN FÜR DIE TECHNIK

KURZBESCHREIBUNG

MDESIGN bearing

MDESIGN bearing - Technische Kurzbeschreibung

Auslegung und Nachrechnung von Wälzlagern

Mit dem vorliegenden Modulen MDESIGN bearing und Wälzlagerberechnung basis können radiale und axiale Wälzlager ausgelegt und nachgerechnet werden. Es werden statische und dynamische Belastungen berücksichtigt, die als stationäre Last oder als Lastkollektiv vorgegeben werden können.

Über die Auswahl Lageranordnung wird zunächst die zu berechnete Anordnung und Kombination der Lager ausgewählt. Folgenden Auswahlmöglichkeiten von Berechnungsvarianten stehen zur Verfügung:

• Einzelnes Lager• 2 Lager in X / O-Anordnung (nur MDESIGN bearing)• Lagersatz bestehend aus i gleichgerichteten gleichen Lagern (nur MDESIGN bearing)• Kombination von gleichen Lagern in X / O-Anordnung (nur MDESIGN bearing)

Die Auswahlmöglichkeit „Lebensdauertyp“ entscheidet, welche Lebensdauer nach der jeweils zugrunde liegenden Norm berechnet werden soll. Folgende Auswahlmöglichkeiten bietet das Modul:

• Nominelle Lebensdauer - DIN 281• Erweiterte Lebensdauer - DIN 281• Nominelle Referenz-Lebensdauer - ISO/TS 16281 bzw. DIN 26281 (nur MDESIGN bearing)• Modifizierte Referenz-Lebensdauer - ISO/TS 16281 bzw. DIN 26281 (nur MDESIGN bearing)

Dabei sind diese nach Berechnungs- und Eingabeumfang aufsteigend angeordnet. Bei der Auswahl einer umfangreicheren Lebensdauerberechnung werden die weniger umfangreichen Lebensdauerberechnungen ebenfalls berechnet.

Erläuterungen zu den Berechnungsgängen:

Nominelle Lebensdauer

Die mit 90% Zuverlässigkeit erreichbare rechnerische Lebensdauer, für Lager aus hochwertigen Werkstoffen mit bewährter Herstellerqualität, die unter üblichen Betriebsbedingungen laufen.

Erweiterte Lebensdauer

Die mit einer vorzugebenen Zuverlässigkeit erreichbare rechnerische Lebensdauer für Lager, unter der Berücksichtigung von Schmierstoffverunreinigungen.

Nominelle Referenz-Lebensdauer

Die mit 90% Zuverlässigkeit erreichbare rechnerische Lebensdauer für Lager, unter der Berücksichtigung von Lagerspiel, Schiefstellungen, Verkippungen der Lagerringe, sowie der inneren Lastverteilung auf die einzelnen Wälzkörper.

Modifizierte Referenz-Lebensdauer

Die mit einer vorzugebenen Zuverlässigkeit erreichbare rechnerische Lebensdauer für Lager, unter der Berücksichtigung von Lagerspiel, Schiefstellungen, Verkippungen der Lagerringe, sowie der inneren Lastverteilung auf die einzelnen Wälzkörper, und Berücksichtigung von Schmierstoffverunreinigungen.

Erweiterte Berechnung: Es werden zusätzlich Temperatureinflüsse berücksichtigt. Dazu wird die Lagerreibung berechnet und der Abfluss der erzeugten Wärme durch Wärmekonvektion und/oder durch Ölkühlung abgeschätzt. Eine Wärmebilanz wird aufgestellt und so eine stationäre Lagertemperatur iterativ berechnet.

Lagerkombinationen: Neben der Berechnung von Lagerstellen, die nur aus einem Lager bestehen, können auch Lagerstellen berechnet werden, die aus einer Kombination mehrerer Lager bestehen. Dabei wird die Berechnung auf die Lagerkombinationen beschränkt, deren gemeinsame Berechnung wegen ihrer gemeinsamen Lastaufnahme und dem Auftreten zusätzlicher innerer Kräfte notwendig ist. Lagerkombinationen, deren Lastaufnahme problemlos zu trennen ist, z.B. ein Radial-Zylinderrollenlager und ein reines Axiallager, können als Einzellager berechnet werden und wurden deshalb nicht als Kombinationen in die Berechnung aufgenommen.

Die Berechnung eines Schräglagerpaares in X- oder O-Anordnung erfolgt, in dem die Tragzahlen, die Radial- und Axialfaktoren auf die eines entsprechenden zweireihigen Lagers umgerechnet werden. Anschließend erfolgt die Berechnung nach den Gleichungen zweireihiger Lager.

Bei der Berechnung einer Lagerkombination von 21 ii + Schräglagern (außer Lagerpaaren) werden zunächst die innerhalb der Kombination wirkenden Axialkräfte ermittelt. Dann werden für beide Teillagersätze separat die statischen Sicherheiten und die Lebensdauern berechnet und anschließend die Gesamtlebensdauer der Kombination.

Bei den Lagerkombinationen ist zu beachten, dass die Berechnung zwar mit beliebig vielen Lagern möglich, aber nur mit wenigen Lagern sinnvoll ist. Da die Lastverteilung wegen der statischen Überbestimmtheit bei größer werdender Anzahl der Lager immer ungleichmäßiger wird, wird das Berechnungsergebnis immer ungenauer und ist dann nur noch eine grobe Schätzung.

Es sind folgende Schräglagerkombinationen 21 ii + üblich: 2+1; 3+1; 2+2. Für die häufigste Schräglagerkombination 1+1 ist die „Lageranordnung = Paar Radial-Schräglager in X- oder O-Anordnung“ auszuwählen.

Berechnungsgrundlage

Die Berechnung basiert auf folgenden Grundlagen:• DIN ISO 76 Ausgabe Januar 2009 (Statische Tragzahlen )• DIN ISO 281 Ausgabe Januar 2009 (Dynamische Tragzahlen und nominelle Lebensdauer)• DIN 623-1 Ausgabe Mai 1993 (Wälzlager; Grundlagen; Bezeichnung, Kennzeichnung)• DIN 623-2 Ausgabe Juni 2000 (Zeichnerische Darstellung von Wälzlagern)• DIN 51 519 Ausgabe August 1998 (ISO-Viskositätsklassen für flüssige Industrie-Schmierstoffe)• ISO/TS 16281 Ausgabe August 1986 (Dynamische Tragzahlen und nominelle Lebensdauer - Berechnung der modifizierten nominellen

Referenz-Lebensdauer für Wälzlager)• DIN 26281 Ausgabe Dezember 2009 (Dynamische Tragzahlen und nominelle Lebensdauer - Berechnung der modifizierten nominellen

Referenz-Lebensdauer für Wälzlager)• DIN 50 150 Ausgabe Dezember 1976 (Umwertungstabelle für Vickers- Rockwell- Brinellhärte und Zugfestigkeit)• ISO 23509 Ausgabe September 2006 (Geometrieermittlung von Kegel- und Hypoidräder)• interaktiver SKF Lagerungskatalog Version 2.0; SKF 2001 Publikation 4702 G (CD-ROM)• INA/FAG - Wälzlagerkatalog Ausgabe September 2006• eCatalog Version 3.0 (Wälzlagerkatalog auf CD-ROM) FAG OEM und Handel AG, Schweinfurt, 2001.

Die Berechnung der äquivalenten Belastungen und der Lebensdauer beruht auf den Gleichungen der DIN ISO 76 bzw. DIN ISO 281 und den Angaben in den Katalogen des jeweiligen Lagerherstellers. Die Berücksichtigung der Temperatureinflüsse und der Lagerreinheit in der erweiterten Lebensdauerberechnung erfolgt nach den Gleichungen und Tabellen der Firmenschrift FAG: „Der Schmierstoff im Wälzlager“. Die Berechnung der Gesamtlebensdauer für instationäre Belastungen erfolgt nach Roloff/Matek S.478 und 480.

Geltungsbereich

Mit dem vorliegenden Folgende Lagertypen können berechnet werden:• Radial-Rillenkugellager, ein- und zweireihig• Schrägkugellager, ein- und zweireihig• Radial-Pendelkugellager, zweireihig• Vierpunktlager• Axial-Rillenkugellager, ein- und zweiseitig wirkend• Axial-Schrägkugellager, ein- und zweiseitig wirkend• Radial- Zylinderrollenlager, ein- und zweireihig• Radial-Kegelrollenlager, einseitig wirkend• Tonnenlager (= Radial-Pendelrollenlager, einreihig)• Radial-Pendelrollenlager, zweireihig• Axial-Zylinderrollenlager, ein- und zweiseitig wirkend• Axial-Pendelrollenlager, einseitig wirkend• Radial-Nadellager

Folgende Lagerkombinationen können berechnet werden:• Ein Paar Radial-Schräglager in X- oder O-Anordnung• Ein Satz Radial-Schräglager in Tandemanordnung bestehend aus i gleichen Lagern• Ein Satz Radial-Lager bestehende aus i gleichen Lagern• Eine Schräglagerkombination bestehend aus zwei Teillagersätzen1 und 2, die in sich als Tandem angeordnet sind, während die beiden

Sätze zueinander in X- oder O-Anordnung ausgerichtet sind

Statisch und dynamisch belastete Lager können berechnet werden. Die Lastkollektive dynamisch instationär belasteter Lager müssen durch eine Anzahl diskreter Lastfälle darstellbar sein.

Außerdem können radiale und axiale Lagerbelastungen berücksichtigt werden. Die Wirkungslinie der axialen Belastung muss mit der Rotationsachse fluchten.

Fluchtungsfehler der Welle sind nur soweit zugelassen, wie der jeweilige Lagertyp diese ohne zusätzliche Schädigung toleriert. Zulässige Fluchtungsfehler sind den jeweiligen Herstellerkatalogen zu entnehmen.

Die geforderte Zuverlässigkeit für die Berechnung der Lebensdauer kann variiert werden im Intervall von

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MDESIGN bearing - Technische Kurzbeschreibung

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