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Bild 4 Vergleich nomineller Lebensdauerwerte L h über der Radiallast F r Über den Wälzkontakt werden ausschließlich Radiallasten geleitet. Nur diese bestimmen die nominelle Ermüdungslebensdauer. Zusätzliche Axiallasten hingegen werden über den Bord-Wälzkörper- Gleitkontakt geleitet. Dieser Bordkontakt wird als f ( Axiallast, Drehzahl, Schmierverfahren, Bordgeometrie ) auf Verschleiß gerechnet. Eine Berechnungsmethode nach DIN ISO existiert nicht. Zur Berechnung der Verschleißgrenzlasten müssen die Angaben der Lagerhersteller herangezogen werden [2], [3]. In Bild 4 wird im Vergleich die nominelle Lagerlebensdauer L h über der Radiallast F r dargestellt. Bild 5 zeigt die Abhängigkeit bei zusätzlicher Axiallast in den angegebenen Betriebspunkten. Die in den INA-Wälzlagerkatalogen zur Verfügung gestellten Gleichungen für die Verschleißgrenzlasten basieren auf jahrelangen umfangreichen praktischen und theoretischen Untersuchungen. Als Beispiel dieser Untersuchungen soll im nachfolgenden der Einfluß der Drehzahl, der Radiallast und der Axiallast auf das Reibungsverhalten auszugsweise aufgezeigt werden. 4 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 Nominelle Lebensdauer L h [h] 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 Radiallast Fr [kN] Norminelle Lebensdauer L h [h] 3. Experimentelle Untersuchungen 3.1 Prüfstände INA setzt für die Untersuchungen zum Betriebsverhalten von Zylinderrollenlagern den Großlagerprüfstand (ausführlich in [4] beschrieben) und den neu entwickelten Reibmomentenprüfstand entsprechend Bild 6, ein. Bei der Entwicklung des Prüfstandes standen Untersuchungen zum Reibungsverhalten im Vordergrund, wobei ein besonderer Augenmerk auf die Reibungsentwicklung im Axialkontakt des Zylinderrollenlagers zu richten war. Dies führte zu dem in Bild 6 dargestellten Dreilager-Prüfstand. Das Prüflager sitzt in der als hydrostatische Reibungswaage konstruierten mittigen Lagereinheit, Bild 5 Vergleich nomineller Lebensdauerwerte über dem Verhältnis F a /F r n = 2000 min –1 0 0 0,1 0,2 Lastverhältnis Fa /Fr 0,3 0,5 LSL/ZSL 19 2324 2 2324 NJ 2324 3 2324 wodurch die separate Messung des Prüflagerreibmomentes realisiert wird. Dabei wird die aus dem Reibmoment entstehende Tangentialkraft mittels Hebelarm und Kraftmeßelement gemessen (M R = F t · r). Die Radial- und Axialbelastung wird über Hydraulikzylinder aufgebracht, wobei die Belastungen über Kraftmeßelemente auf DMS-Basis gemessen werden. Die Einleitung der Axiallast erfolgt über die Axialhydrostatik auf die drehende Welle. Im weiten Temperaturbereich werden konstante Viskositäten des Prüflagerschmierstoffes durch leistungsstarke Ölkühler und Ölheizungen garantiert. Der Antrieb erfolgt über einen hochdynamischen umrichtergesteuerten Asynchronmotor bis zu einer Drehzahl von 9000 min–1. Fr = 60 kN n = 2000 min–1 LSL/ZSL 19 2324 2 2324 NJ 2324 3 2324
➁ ➀ ➂ Bild 6 Reibmomentprüfstand ➃ ➄ ➇ 3.2 Durchführung der Versuche An den beschriebenen Prüfständen wurden umfangreiche Meßreihen zum Reibungs- und Temperaturverhalten kombiniert belasteter Radial-Zylinderrollenlager durchgeführt. Hierfür wurde eine Versuchsmatrix erstellt, welche nach erfolgtem Einlauf der Prüflager durchfahren wurde. Als Versuchsträger dienten Prüflager der Baureihen 19 23.. in LSL-, ZSLund SL-Ausführung. Zur Schmierung wurde ein Getriebeöl der ISO VG Klasse 220 verwendet. Die Meßwerte wurden auf einem Meßrechner aufgezeichnet, so daß eine detaillierte Auswertung nachträglich erfolgen konnte. Zur Beurteilung des Reibungsverhaltens von kombiniert belasteten Zylinderrollenlagern sind folgende Meßgrößen von Bedeutung: • Temperatur des Prüflageraußenrings • Temperatur der belasteten Borde • Temperatur des zu- und abfließenden Öles • Öldurchflußmenge durch das Prüflager • Radialbelastung des Prüflagers • Axialbelastung des Prüflagers • Drehzahl der Welle • Reibmoment des Prüflagers. 3.3 Ergebnisse der Untersuchungen 3.3.1 Einfluß der Drehzahl auf das Reibungsverhalten am Beispiel LSL 19 2316 C3 Bild 7 zeigt die charakteristischen Reibmoment-Drehzahlverläufe bei einer konstanten Radiallast für unterschiedliche Axiallasten. Dabei zeigen die Kurvenverläufe die typischen Stribeck Charakteristika mit einem Festkörperreibanteil bei n = 0, einen sich anschließenden Mischreibungsanteil bis zum Reibmomentminimum, den sogenannten Ausklinkpunkt, und einen von der Höhe der Axiallast abhängigen mehr oder weniger ausgeprägten hydrodynamischen Reibungsanteil. Reibmoment MR [Nm] 25 20 15 10 5 ➅ ➆ 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Drehzahl n [min–1] Bild 7 Reibmoment über der Drehzahl – LSL 19 2316 C3 ➀ Hydrostatisches ➄ Biegebalken Gleitlager zur Einleitung zur Reibmomentmessung der Axiallast ➅ Prüflager AMK-Motor DH13-80-4 (luftgekühlt) ➁ Messung der Axiallast mittels Kraftsensor ➂ Schmierung Prüflager ➃ Hydrostatische Reibungswaage 3.3.2 Einfluß von Radial- und Axiallast auf das Reibungsverhalten am Beispiel LSL 19 2316 C3 Bild 7 zeigt weiterhin, daß mit steigender Axiallast auch höhere Reibmomente gemessen werden. Bei weiterer Erhöhung der Axiallasten zeigt die Drehzahlkurve bei niedrigen Drehzahlen ein starkes Ansteigen des Reibmomentes, verursacht durch einen Anstieg des Mischreibungsanteils im Axialkontakt. Bei diesen extrem hohen Axiallasten (F a /F r > 0,5) ist in der Drehzahlkurve mit steigender Drehzahl ein kontinuierliches Absinken des Reibmoments zu beobachten. Das Reibmomenten-Minimum wird für die Kurve (F a /F r = 1, Q = 5 l/min) nicht erreicht. Das Prüflager läuft bei diesen Betriebsbedingungen unter Mischreibungsbedingungen. Dies bedeutet, daß Verschleiß im Axialkontakt auftreten kann. Radiallast F r = 20 kN ➆ Messung des Antriebsmomentes mittels Meßflansch ➇ Messung der Radiallast mittels Kraftsensor Q = 5 l/min F a /F r = 0 F a/F r = 0,5 F a /F r = 1,0 Q = 15 l/min F a/F r = 0 F a /F r = 0,25 Fa /Fr = 0,5 Fa /Fr = 1,0 5
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Seite 3: eine tragzahlmäßige Vorauswahl ge
Seite 7 und 8: Relatives radiallastabhängiges Rei

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