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Informatik Praktikum <strong>Gruppenaufgaben</strong> 2/26 Aufgabe 5.1 Lebensdauer eines Rillenkugellagers Schreiben Sie ein Programm DynRKL.exe, mit dem die Dimensionierung eines Rillenkugellagers bei dynamischer Belastung automatisiert wird. Grundlage soll die Berechnung der modifizierten nominellen Lebensdauer nach DIN ISO 281 sein. Die erforderliche Größe eines Wälzlagers hängt ab von den Anforderungen an seine Tragfähigkeit und Belastbarkeit, an die Lebensdauer und an die Betriebssicherheit. Das Maß für die Tragfähigkeit sind die statischen und dynamischen Tragzahlen. Die dynamischen Tragzahlen basieren auf DIN ISO 281, die statischen Tragzahlen auf DIN ISO 76. Für umlaufende Wälzlager gilt die dynamische Tragzahl C. Sie ist bei Radiallagern eine konstante Radiallast und bei Axiallagern eine zentrisch wirkende, konstante Axiallast. Die dynamische Tragzahl C ist die Belastung unveränderlicher Größe und Richtung, bei der eine genügend große Menge gleicher Lager eine nominelle Lebensdauer von einer Million Umdrehungen erreicht. Verfahren zur Berechnung der Lebensdauer sind die nominelle Lebensdauer nach DIN ISO 281, die modifizierte nominelle Lebensdauer nach DIN ISO 281 u. a. Nominelle Lebensdauer: Dabei gilt: • L [10 6 Umdr.] nominelle Lebensdauer in Millionen Umdrehungen, die von 90 % einer genügend großen Menge gleicher Lager erreicht oder überschritten wird, bevor die ersten Anzeichen einer Werkstoffermüdung auftreten • Lh [h] nominelle Lebensdauer in Betriebsstunden entsprechend der Definition für L • C [N] dynamische Tragzahl • P [N] äquivalente Lagerbelastung für Radial- bzw. Axiallager (siehe Äquivalente Lagerbeanspruchung) • p Lebensdauerexponent; für Nadel- und Zylinderrollenlager: p = 10/3für Kugellager: p = 3 • n [min-1] Betriebsdrehzahl (siehe Äquivalente Lagerbeanspruchung) Die modifizierte nominelle Lebensdauer kann berechnet werden, wenn neben Belastung und Drehzahl weitere Einflüsse bekannt sind wie: * besondere Werkstoffeigenschaften * die Schmierung oder * wenn eine von 90 % abweichende Erlebenswahrscheinlichkeit gefordert wird. Modifizierte nominelle Lebensdauer: Dabei gilt: • L na [10 6 Umdr.] modifizierte nominelle Lebensdauer für besondere Werkstoffeigenschaften und Betriebsbedingungen bei einer Erlebenswahrscheinlichkeit von (100 – n) % • L [10 6 Umdr.] nominelle Lebensdauer • a 1 Lebensdauerbeiwert für eine Erlebenswahrscheinlichkeit, die von 90 % abweicht • a 2 Lebensdauerbeiwert für besondere Werkstoffeigenschaften - für Standard-Wälzlagerstähle: a 2 = 1 • a 3 Lebensdauerbeiwert für besondere Betriebsbedingungen - insbesondere für den Schmierungszustand. • Қ Viskositätsverhältnis κ = ν/ν 1
Informatik Praktikum <strong>Gruppenaufgaben</strong> 3/26 Dauerfestigkeit Viskositätenverhältnis: 1) gute Sauberkeit und geeignete Additive 2) Höchste Sauberkeit und geringe Belastung 3) Verunreinigungen im Schmierstoff Ungünstige Betriebsbedingungen Der Lebensdauerbeiwert a 3 hängt ab vom Viskositätsverhältnis κ = ν/ν 1 . ν ist die kinematische Viskosität des Schmierstoffes bei Betriebs-Temperatur und ν1 ist die Bezugsviskosität des Schmierstoffes bei Betriebstemperatur. Bei dieser Viskosität bildet sich ein ausreichender Schmierfilm in der Kontaktzone. Bei Fettschmierung gilt die Viskosität des Grundöls. Geben Sie L h und L hna aus. Der Quelltext soll aus mehreren Modulen und Funktionen aufgebaut sein. Programmieren Sie die Berechnung so, dass bei jeder Abfrage eines Wertes ein Standardwert vorgeschlagen wird, der nur bestätigt werden muss. Gehen Sie dabei von folgenden Standardwerten aus: • Drehzahl 1500/min (konstant) • Tragzahl C = 6950 N (vgl. FAG-Lager 16004 bei http://medias.ina.de/medias/de!hp/ ) • Erlebenswahrscheinlichkeit 95% • Bezugsviskosität 21 mm 2 /s • Schmierstoff Aral Eural Gear68 mit 68 mm 2 /s (Viskosität bei 40°C) • Leichte Verunreinigungen im Schmierstoff Fangen Sie alle möglichen Fehlerquellen ab!
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