Lebensdauerberechung

Hochleistungskeramiklager haben in kritischen Umgebungsbedingungen, z.B. bei Temperaturen über 300°C Grad, von Natur aus schon eine höhere Lebensdauer als herkömmliche Stahllager. Vor allem beim Einsatz von Keramikwälzkörper aus Si3N4-Keramik bzw. Si3N4-HIP-Keramik in Wälzlagern verlängert sich die Standzeit für drehzahlbeanspruchte Lager erheblich. Die Wärmeausdehnung entwickelt sich durch ein erhöhtes Wärmeaufkommen bei hohen Drehzahlen durch die geringere Wärmeausdehnung des Werkstoffs degressiv. Die Lagerluft verringert sich nicht so stark wie z.B. bei Stahlkugeln. Bei höheren Temperaturen können z.B. die Werkstoffpartner Si3N4 – ZrO2 zu Stahl die Passungsprobleme eliminieren und damit die Lebensdauer und Standzeit verlängern.

Dennoch ist die Gebrauchsdauer von Hochleistungswälzlager durch unterschiedliche Einwirkungen limitiert. Konstruktionsfehler und falsche Wälzlagerauslegung können, wie auch Einbaufehler und unzureichende Wartung, zum Ausfall von Hochleistungslager führen.

Natürlich spielt auch die Zusammensetzung, Beanspruchung und Ermüdung der Werkstoffe eine große Rolle. So können sogar bei unter Last laufende Stahl-Wälzlager Ausbrüche („Pittings“) in den Laufflächen und Wälzkörpern stattfinden und zu Beschädigungen führen. Einen wesentlichen Einfluss können auch die Art und Menge der Befettung, die Betriebstemperatur, die Geräuschentwicklung und Schwingungsfrequenzen von laufenden Hybrid- oder Keramiklagern spielen.

Wir berechnen die Lager-Lebensdauer (Erlebenswahrscheinlichkeit) nach der standardisierten Berechnungsmethode für dynamisch belastete Wälzlager gemäß ISO 281:2007(E). In die Berechnung der nominellen Lebensdauer fließen die Daten der Betriebsdrehzahl, der dynamischen Tragzahl, der äquivalenten dynamischen Lagerbelastung und der Lebensdauerexponent für Kugellager oder Rollenlager ein.