6000 EN 00_04 Friction Speeds and vibration

Drehzahlen und Schwingungen
Wälzlager können nicht mit beliebig hohen Drehzahlen
umlaufen. Im Allgemeinen ist die Drehzahl
durch die Betriebstemperatur begrenzt, die mit
Rücksicht auf den verwendeten Schmierstoff
oder den Werkstoff der Lagerteile zulässig ist.
Die Drehzahl, die im Hinblick auf diese Betriebstemperatur
erreicht werden kann, hängt von der
im Lager erzeugten Reibungswärme, der dem
Lager von außen zugeführten Wärme und von
der aus dem Lager abgeführten Wärmemenge ab.
Neben der Lagerart und -größe, der inneren
Konstruktion, der Belastung, den Schmierungsverhältnissen
und den Kühlbedingungen spielen
für die zulässige Drehzahl auch die Käfigausführung,
die Genauigkeit und das Betriebsspiel
der Lager eine Rolle.
In den Produkttabellen werden im Allgemeinen
zwei Drehzahlen angegeben: die (thermische)
Referenzdrehzahl und die (kinematische) Grenzdrehzahl.
Referenzdrehzahlen
Die Referenzdrehzahl ist ein Vergleichswert
anhand dessen die zulässige Betriebsdrehzahl
eines Lagers ermittelt werden kann, das mit einem
Schmierstoff bestimmter Viskosität geschmiert
und einer bestimmten Belastung ausgesetzt ist.
Die angegebenen Werte für die Referenzdrehzahlen
entsprechen den Definitionen in
ISO 15312 (die aber keine Festlegungen für
Axiallager enthält). Diese ISO Norm wurde für
Ölschmierung aufgestellt, gilt aber auch für
Fettschmierung.
Die Referenzdrehzahl ist diejenige Drehzahl,
bei der sich unter festgelegten Betriebsbedingungen
ein Wärmegleichgewicht zwischen der
im Lager erzeugten Wärme und der über die
Welle, das Gehäuse und den Schmierstoff abgeführten
Wärmemenge einstellt. Die Betriebsbedingungen
für dieses Wärmegleichgewicht
sind entsprechend ISO 15312:2003
• eine Temperatur von 70 °C, gemessen am
feststehenden Außenring bzw. der feststehenden
Gehäusescheibe des Lagers bei einer
Umgebungstemperatur von 20 °C
• eine konstante radiale Belastung von 5 % der
statischen Tragzahl C 0 bei Radiallagern
• eine konstante axiale Belastung von 2 % der
statischen Tragzahl C 0 bei Axiallagern
• nicht abgedichtete Lager mit normaler Lagerluft
für ölgeschmierte Lager:
• ein Mineralöl ohne EP-Zusätze mit einer
kinematischen Viskosität bei 70 °C Betriebstemperatur
von
n = 12 mm 2 /s (ISO VG 32) für Radiallager
n = 24 mm 2 /s (ISO VG 68) für Axiallager
• eine Ölbadschmierung mit einem Ölstand bis
zur Mitte des Wälzkörpers in der untersten
Position
für fettgeschmierte Lager:
• eine normales Lithiumseifenfett auf Mineralölbasis
mit einer Viskosität von 100 bis 200
mm 2 /s bei 40 °C (z.B. ISO VG 150)
• eine Fettmenge, die ungefähr 30 % des freien
Raums im Lager ausfüllt.
Da bei Fettschmierung anfänglich Temperaturspitzen
auftreten, ist in diesem Fall die Referenztemperatur
70 °C als die Temperatur definiert,
die nach einer Betriebszeit von 10 bis 20
Stunden erreicht wird und nach der sich das
Wärmegleichgewicht unter den definierten
Betriebsbedingungen einstellt.
Bei umlaufendem Außenring kann es erforderlich
sein, die Referenzdrehzahlen zu reduzieren.
Bei bestimmten Lagern, für die keine Referenzdrehzahlen
über das Wärmegleichgewicht
bestimmt werden können, sind in den Produkttabellen
nur Grenzdrehzahlen angegeben. Hierzu
zählen unter anderem die Lager mit Berührungsdichtungen.
Zulässige Betriebsdrehzahl in Abhängigkeit
von Belastung und Ölviskosität
Wenn die Lager höhere Belastungen aufzunehmen
haben oder der Schmierstoff eine höhere
Viskosität aufweist als für die Referenzdrehzahlen
festgelegt, steigt die Reibung und damit
auch die Wärmeentwicklung im Lager an. In
diesem Fall liegt die zulässige Betriebsdrehzahl
unterhalb der Referenzdrehzahl oder aber es
wird eine höhere Betriebstemperatur zugelassen.
Im umgekehrten Fall können niedrigere
Viskositäten höhere Betriebsdrehzahlen ermöglichen.
Der Einfluss von Belastung und kinematischer
Viskosität auf die zulässige Drehzahl kann
ermittelt werden für:
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