TRAGZAHLEN

Die Bedeutung von Tragzahlen

Bei einem Vergleich von Lagern verschiedener Hersteller betrachtet man die Tragzahlen oft als den maßgeblichen Leistungsparameter [1]. Die dynamische Tragzahl ist auch entscheidend für die Berechnung der nominellen Lagerlebensdauer. Dies lässt sich am einfachsten anhand der Lebensdauergleichung erläutern.

Berechnung nach ISO-Norm

Nach ISO 281 wird die nominelle Lebensdauer eines Radial-Rollenlagers wie folgt berechnet:

L₁₀ = nominelle Lebensdauer (mit 90 %iger Erlebenswahrscheinlichkeit)
C_r = dynamische radiale Tragzahl
P_r = dynamische äquivalente radiale Belastung

Nach ISO 281 wird die dynamische radiale Tragzahl für Radial-Rollenlager wie folgt berechnet:

C_r = dynamische radiale Tragzahl
b_m = Beiwert für Lagerbauart (Wert von 1,1 für Kegelrollenlager)
f_c = Faktor für Werkstoff/Geometrie/Maß
i = Anzahl der Rollenreihen
L_we = effektive Rollenlänge
= Berührungswinkel
Z = Anzahl der Rollen pro Reihe
D_we = mittlerer Rollendurchmesser

Die Bedeutung von f_c als Leistungsfaktor ist klar erkennbar, beispielsweise bewirkt ein Leistungsfaktor von 1,23 eine doppelt so lange nominelle Lebensdauer L₁₀.

Berechnungen nach US-Normen

Manchmal, und zwar insbesondere im nordamerikanischen Markt, begegnet man auch Tragzahlen C₉₀, die auf einer Lebensdauer von 90×10⁶ Umdrehungen basieren:

C₉₀ = dynamische Tragzahl basierend auf 90×106 Umdrehungen
M = Werkstofffaktor (vom Lagerhersteller festgelegt)
H = geometrieabhängiger Faktor (vom Lagerhersteller festgelegt)
i = Anzahl der Rollenreihen
l_eff = effektive Kontaktlänge
= Berührungswinkel
Z = Anzahl der Rollen pro Reihe
D_wo = mittlerer Rollendurchmesser

Dynamische radiale Tragzahl C₁ für eine Lebensdauer von 1×10⁶ Umdrehungen:

Vergleich der Tragzahlen

Aus dem obigen Zusammenhang wird deutlich, dass die Tragzahlen C_r nach ISO nicht direkt mit den Tragzahlen C₁ nach US-Normen vergleichbar sind. Werte von C₁ werden aus den Tragzahlen C₉₀ umgerechnet, und auch wenn sie eine ähnliche Grundstruktur haben, werden in den Gleichungen für C_r und C₉₀ unterschiedliche Faktoren und Exponenten verwendet [6]. Dies führt zu einer unterschiedlichen Gewichtung der einzelnen Geometrieparameter.

Benchmark-Tests

Es wurden umfangreiche Benchmark-Tests mit verschiedenen Ausführungen von Kegelrollenlagern durchgeführt. Die Ergebnisse für das geprüfte Lager vom Typ 32011 X werden nachfolgend erläutert.

Die Benchmark-Tests wurden für zwei Einsatzfälle durchgeführt: saubere und verschmutzte Betriebsbedingungen. Die Tests unter sauberen Bedingungen wurden mit fabrikneuen Lagern und unbenutztem Schmieröl durchgeführt, während bei den Tests unter verschmutzten Bedingungen dem Schmieröl für eine Einlaufphase Schmutzteilchen beigefügt wurden. Nach dieser Einlaufphase wurde das verschmutzte Schmieröl entfernt und die Lager wurden bis zum Lagerausfall mit sauberem Schmieröl betrieben. Die Testbedingungen sind in Tabelle 1 dargestellt.

Bild 1 zeigt einen Vergleich der im Katalog angegebenen Tragzahlen von SKF und zwei anderen Lagerherstellern. Der Referenzwert 100 bezieht sich auf SKF. Im Vergleich zu SKF weisen die beiden anderen Lagerhersteller Tragzahlen aus, die um 17 % bzw. 19 % über denen von SKF liegen.

Testergebnisse

Bild 2 zeigt die unter sauberen Betriebsbedingungen erzielten Benchmark-Testergebnisse.

Bild 3 zeigt die unter verschmutzten Betriebsbedingungen erzielten Benchmark-Testergebnisse.

Ergebnis: Die SKF Kegelrollenlager schnitten trotz der angegebenen niedrigeren Tragzahlen nicht nur in den Testläufen unter sauberen Bedingungen, sondern auch in den Testläufen unter verschmutzten Bedingungen deutlich besser ab als die Wettbewerbslager.

Temperaturtests zur Über­prüfung der Drehzahleignung

Neben den Benchmark-Lebensdauertests wurden mit dem Lagertyp 32011 X auch Drehzahleignungstests durchgeführt. Vor Beginn der Rotation wurde eine rein axiale Belastung von 2,3 kN auf das Prüflager aufgebracht. Dann wurden verschiedene Drehzahlstufen von 2.000 min^-1 bis 9.000 min^-1 in Schritten von 1.000 min^-1 angewandt (Bild 4).

Testergebnisse

• Die SKF Lager liefen in sämtlichen Drehzahlbereichen mit den niedrigsten Temperaturen. Die Temperaturunterschiede nahmen bei höheren Drehzahlen zu. An der höchsten
• Drehzahlgrenze lag die mittlere Temperatur der SKF Lager um 11,5 °C unter der mittleren Lagertemperatur des nächstbesten Wettbewerbslagers (CC 2).
  Bei Drehzahlen ab 4.000 min^-1 liefen die Wettbewerbslager bei zunehmend höheren Durchschnittstemperaturen als die von SKF.

SKF KEGELROLLENLAGER, DAS NEUE ÜBERARBEITETE SORTIMENT UND SKF EXPLORER

Es wurde ein neues überarbeitetes Sortiment eingeführt, das die tatsächliche Lagerleistung von SKF Kegelrollenlagern besser darstellen soll.

Folgendes ist dabei hervorzuheben:

• Ein breites Sortiment an SKF Explorer Lagern (Bild 5) in kleinen und fast allen mittleren Größen, wobei die Lagerpalette weiter vergrößert wird.
• Große Kataloglager bleiben bis auf Weiteres in der SKF Grundausführung. Das Katalogprogramm der Lager mit Zollabmessungen wird erweitert.
• Die von der Industrie bevorzugten Sortimente und kundenspezifischen Produkte (wie CL7C) werden weitergeführt, aber gehören nicht zum Standardkatalogsortiment.