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Abschätzung des Verschleißes
Auch heute noch gibt es keine etablierte Methode zur Bestimmung des Lagerverschleißes durch eine theoretische numerische Lösung, und bei der eigentlichen Konstruktion wird auf empirische oder experimentelle Methoden Wert gelegt, wie z. B. die möglichst genaue Klärung der Betriebsbedingungen und die Beurteilung auf der Grundlage von Ergebnissen aus Einsatzbeispielen an tatsächlichen Maschinen, Prüfstandstests und Gleitversuchen, die diesen Betriebsbedingungen ähneln. Die empirische oder experimentelle Methode wird als wichtig erachtet.
Formel zur Berechnung des geschätzten Verschleißes
Im Allgemeinen ist das Verschleißvolumen Vol proportional zur Belastung F und zum Gleitweg L, wie in Gleichung (1) dargestellt.
Vol=k∙F∙L... (1)
| Vol | Abnutzungsvolumen [mm3] |
|---|---|
| k | Spezifisches Verschleißvolumen, ermittelt durch Prüfstandsversuche, Gleitversuche usw. [mm3/(N-m)] |
| F | Belastung [N]. |
| L | Schiebeabstand [m]. |
Bei der Auslegung von Gleitlagern wird in der Regel die Abnutzung (Tiefe) berücksichtigt. Auch der P-Wert der Flächenpressung [N/mm2], Gleitgeschwindigkeit V-Wert [m/s], PV-Wert [N/mm2∙ m/s] ist ein wichtiger Parameter, der die Reibungseigenschaften bestimmt und oft als Bemessungswert berechnet wird, daher wird Gleichung (1) als P-Wert [N/mm2], V-Wert [m/s] und Reibungszeit T1Gleichung (2) umgewandelt für [hr] wird in unserem Unternehmen als Formel für die Berechnung des geschätzten Verschleißvolumens verwendet. Die Einheit für den spezifischen Verschleiß K ist mm/(N/mm²-m/s-hr). Die nachstehende Tabelle gibt einen Hinweis auf den spezifischen Verschleiß K in Abhängigkeit von den Schmierungsbedingungen.
W1=K∙P∙V∙T1... (2)
| W1 | Geschätzter Verschleiß [mm]. |
|---|---|
| K | Spezifischer Verschleiß [mm/(N/mm)2m/s-hr)] |
| P | Flächenpressung [N/mm2] |
| V | Gleitgeschwindigkeit [m/s]. |
| T1 | Reibungszeit [hr]. |
Tabelle Ungefährer spezifischer Verschleiß K von OILES-Lagern je nach Schmierungsbedingungen
| Bedingungen für die Schmierung | Spezifischer Verschleiß K [mm/(N/mm)2m/s-hr)] |
|---|---|
| schmiermittelfrei |
|
| Regelmäßige Schmierung |
|
| Ölschmierung |
|
Für spezifischen Verschleiß K
Neben der Flächenpressung, der Geschwindigkeit und der Reibungszeit wird die Höhe des Verschleißes durch verschiedene Faktoren beeinflusst, wie z. B. die Form der Bewegung, die Härte des Gegenmaterials, die Oberflächenrauheit, das Spiel, die Reibungswärme, die Umgebungstemperatur, die Umgebungsbedingungen, die Schmierungsbedingungen und das Eindringen von Fremdkörpern. Indem diese Faktoren so genau wie möglich auf die tatsächlichen Maschinenbedingungen abgestimmt werden, können Prüfstands- und Gleitversuche durchgeführt werden, um einen sehr genauen spezifischen Verschleißwert K zu erhalten.
Im Laufe der Jahre haben wir Gleitprüfungsdaten für alle Bedingungen gesammelt, so dass wir Ihnen den entsprechenden spezifischen Verschleißwert K auf der Grundlage Ihrer Ausrüstungsdaten liefern können. Auf Wunsch des Kunden kann auch eine neue Gleitprüfung durchgeführt werden, um einen spezifischen Verschleißwert K zu erhalten.
Formel zur Berechnung der geschätzten Lebenserwartung
Mit Gleichung (3) wird die geschätzte Lebensdauer ermittelt. Zulässiger Verschleiß W2wird aus dem Grenzwert ermittelt, bei dem die Funktion des Geräts aufrechterhalten werden kann, unter Berücksichtigung von Wellenversatz aufgrund von Lagerverschleiß und Interferenzen zwischen der Welle und anderen Gegenstücken und umgebenden Teilen. Bei Verwendung eines zweischichtigen Lagers, das aus einer Gleitschicht und einer Stützschicht besteht, sollte die Dicke der Gleitschicht den zulässigen Verschleiß W2Dies wird der Fall sein.
T2=W2/(K∙P∙V) ... (3)
| T2 | Geschätzte Lebensdauer [h]. |
|---|---|
| W2 | Zulässiger Verschleiß [mm]. |
| K | Spezifischer Verschleiß [mm/(N/mm)2m/s-hr)] |
| P | Flächenpressung [N/mm2] |
| V | Gleitgeschwindigkeit [m/s]. |
Tatsächliche und geschätzte Abnutzungstendenzen
Der tatsächliche Verschleißübergang eines Gleitlagers verschiebt sich vom anfänglichen Verschleißbereich, in dem der Verschleiß schnell voranschreitet, in den Bereich des gleichmäßigen Verschleißes, in dem der Verschleiß langsam voranschreitet, wie in der Abbildung unten dargestellt. Die Reibungszeit in Prüfstandsversuchen und Gleitversuchen ist oft kürzer als die in der realen Anlage, so dass der geschätzte Verschleiß größer ist als der tatsächliche Verschleiß. Aus demselben Grund wird die geschätzte Lebensdauer bis zum Erreichen des zulässigen Verschleißes kürzer berechnet als die Lebensdauer der tatsächlichen Maschine.
Im stationären Verschleißbereich einer Gleitprüfung wird der Verschleiß an zwei Punkten gemessen, und der spezifische Verschleiß, der sich aus der Verschleißzunahme zwischen den beiden Punkten und der Reibungszeit errechnet, kann für eine sehr genaue Abschätzung verwendet werden.
