KEM Konstruktion 01-02.2024
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ANTRIEBSTECHNIK » Wälz- & Gleitlager<br />
Ultraschallprüfung zur Vorhersage der Lebensdauer von Wälzlagern<br />
Deutlich genauere Berechnung<br />
der Lebensdauer von Wälzlagern<br />
Nach jahrelanger Forschung und Entwicklung korrigiert NSK die dynamische Tragzahl vieler<br />
Wälzlagerbaureihen jetzt deutlich nach oben. Der äquivalente Wert der Ermüdungslebensdauer<br />
ist nun teilweise doppelt so hoch – ohne konstruktive Veränderungen an den Lagern. Der<br />
Grund dafür: Nach rund sechzig Jahren hat NSK als erstes Unternehmen einen Durchbruch bei<br />
der exakteren Berechnung der Lagerlebensdauer erzielt. Aus Sicht der Endanwender leistet das<br />
einen Beitrag zu höherer Produktivität und verbesserter Nutzung von Ressourcen.<br />
Schaubild des Micro-UT Messverfahrens:<br />
Ultraschallprüfung zum Nachweis nichtmetallischer<br />
Einschlüsse im Wälzlagerstahl<br />
INFO<br />
Details zu NSK-Wälzlagern<br />
für die Antriebstechnik<br />
hier.pro/GXZnp<br />
Selbst Experten mögen überrascht sein, zu erfahren,<br />
dass sich die grundlegenden Formeln zur<br />
Berechnung der Lagerlebensdauer kaum verändert<br />
haben, seit sie 1962 in einem Bericht der “International<br />
Federation of the National Standardizing Associations”<br />
(ISA) – dem Vorgänger der Normungsorganisation<br />
ISO – veröffentlicht wurden.<br />
Jetzt, mehr als sechs Jahrzehnte später, hat NSK neue<br />
Erkenntnisse über die Berechnung und Vorhersage der<br />
Lagerlebensdauer gewonnen – und es ist an der Zeit,<br />
die Bewertungsmethoden für diesen kritischen und<br />
für die Auslegung von Wälzlagern entscheidenden<br />
Parameter zu überdenken.<br />
Berechnete vs. tatsächliche<br />
Lebensdauer bei Wälzlagern<br />
Bild: NSK<br />
Das Projekt begann vor etwa zwanzig<br />
Jahren. Damals stellten NSK-Ingenieure<br />
eine stetig wachsende Diskrepanz<br />
zwischen der laut ISO-Norm berechneten<br />
Lagerlebensdauer und der<br />
tatsächlichen Lagerlebensdauer, die in<br />
Dauertests ermittelt wurde, fest. Deshalb initiierte<br />
NSK eine detailliertere Studie und konnte nachweisen,<br />
dass die Lebensdauer der geprüften Wälzlager<br />
etwa zwanzigmal länger war als die Lebensdauer<br />
gemäß der ISO-Normen.<br />
Heute, im Jahr 2024, kann die tatsächliche Lebensdauer<br />
der NSK-Lager mehr als fünfzigmal länger sein<br />
als nach Norm ermittelt. Eine gewisse Vorsicht ist<br />
sicherlich gut, aber eine längere Lebensdauer der<br />
Wälzlager trägt zur Verbesserung der Produktionseffizienz<br />
bei und schont Ressourcen, weil die Lager seltener<br />
ausgetauscht werden und die Abfallmenge<br />
reduziert wird.<br />
Die NSK-Forschung hat gezeigt, dass bei guter<br />
Schmierung die Zusammensetzung und Qualität, das<br />
heißt die Menge an Verunreinigungen, des Lagerstahls<br />
ein sehr guter Indikator für die Vorhersage der<br />
Lebensdauer eines Lagers ist. Als das Unternehmen<br />
seine Forschung fortsetzte, erkannten die Ingenieure,<br />
dass eine auf der Mechanik von Brüchen und Rissen<br />
im Lager basierende Bewertungsmethode noch aussagekräftigere<br />
Erkenntnisse liefern könnte.<br />
Die Technologieentwicklung begann im Rahmen<br />
eines gemeinsamen Projektes von NSK und der<br />
Universität Kyushu. Das Ergebnis war die Entwicklung<br />
einer quantitativen Bewertungsmethode, mit<br />
der festgestellt wurde, welche Faktoren den Prozess<br />
der Rissausbreitung in einem Wälzlagerstahl<br />
beeinflussen und in welchem Ausmaß. Insbesondere<br />
durch die Kombination der neuen Methode<br />
22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>|Automation » <strong>01</strong>-02 | 2024
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