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#White Papers
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Berechnung der Lebensdauer von Kreuzrollenlagern (bei verschiedenen Lastarten)
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Ein Kreuzrollenlager ist ein Drehlager, bei dem zylindrische Rollen in einem Kreuzmuster angeordnet sind, wobei jede Rolle in einem Winkel von 90 Grad zur benachbarten Rolle ausgerichtet ist
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Durch diese Anordnung können Kreuzrollenlager Radial-, Axial- und Momentbelastungen standhalten, so dass sie bei Anwendungen mit begrenztem Einbauraum häufig Doppellageranordnungen ersetzen können. Und da die Rollen in Linienkontakt mit den Laufbahnen stehen, weisen Kreuzrollenlager eine sehr hohe Steifigkeit und eine minimale Durchbiegung unter Last auf. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Kreuzrollenlager ideal für rotierende Bewegungskomponenten wie z. B. Drehantriebe und Drehkugelführungen.
Berechnung der Lebensdauer von Kreuzrollenlagern
Die voraussichtliche Lebensdauer eines Kreuzrollenlagers wird anhand der Standard-Lebensdauergleichung für Lager berechnet, die Rollen als lasttragende Elemente verwenden:
Siehe die Gleichung hier https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Radial-Bearing-Life-Equation.jpg
L = Lebensdauer des Lagers (Umdrehungen)
C = dynamische Tragzahl (N)
P = aufgebrachte Last (N)
Beachten Sie, dass der Exponent in der Gleichung für die Lagerlebensdauer "10/3" und nicht die typische "3" ist Dies liegt daran, dass bei Kreuzrollenlagern Rollen und nicht Kugeln zur Lastaufnahme verwendet werden.
Berücksichtigung von Axial-, Moment- oder kombinierten Lasten
Die dynamische Tragzahl für ein Kreuzrollenlager gilt für Belastungen in radialer Richtung.
Wenn ein Kreuzrollenlager Axial- und/oder Momentenbelastungen ausgesetzt ist, muss die äquivalente Radialbelastung auf der Grundlage der Kombination aus Radial-, Axial- und Momentenbelastung berechnet werden.
Siehe die Gleichung hier https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Equivalent-Radial-Load-Equation-300x59.jpg
Pr = dynamisch äquivalente Radiallast (N)
X = radialer Lastkoeffizient
Fr = aufgebrachte Radiallast (N)
M = aufgebrachte Momentbelastung (Nm)
Dp = Teilkreisdurchmesser der Rollen (m)
Y = Axialer Belastungskoeffizient
Fa = aufgebrachte Axiallast (N)
Radial- und Axiallastkoeffizienten
Die radialen und axialen Belastungskoeffizienten (X bzw. Y) werden üblicherweise für Drehlager verwendet, um zu berücksichtigen, wie die Lasten im Lager verteilt sind. Ihre Werte ändern sich je nach dem Verhältnis der axialen und radialen Belastung.
Bei Kreuzrollenlagern liegt der Schwellenwert für das Verhältnis von Axial- zu Radiallast bei 1,5. Ab diesem Wert beginnt die Axiallast zu beeinflussen, wie die Rollen in den Laufbahnen laufen, und damit auch, wie die Last auf jede Rolle verteilt wird.
Bei einem Verhältnis von Axial- zu Radiallast von 1,5 oder weniger ist der Radiallastkoeffizient höher als der Axiallastkoeffizient (1,0 gegenüber 0,45), was bedeutet, dass die Radiallast eine größere Rolle bei der Lagerermüdung spielt.
Wenn https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Load-Factor-Equation-1.jpg
Dann X = 1,0
Y = 0.45
Übersteigt das Verhältnis von Axial- zu Radiallast jedoch 1,5, werden die Radial- und Axiallasten mit demselben Lastkoeffizienten (0,67) multipliziert, was bedeutet, dass sie bei der Ermüdung des Lagers eine gleich große Rolle spielen.
Wenn https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Load-Factor-Equation-2.jpg
Dann X = 0,67
Y = 0.67
Lebensdauer auf Basis der äquivalenten Radiallast
Die äquivalente Radiallast kann nun zur Bestimmung der Lebensdauer des Kreuzrollenlagers verwendet werden
https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-Equation.jpg
Faktoren für hohe Temperaturen, Stoß- und Vibrationsbelastungen und oszillierende Bewegungen
Die meisten Hersteller empfehlen auch die Berücksichtigung von Faktoren für Anwendungen mit hohen Temperaturen (typischerweise über 80° C) und für Anwendungen mit mäßigen oder starken Stoßbelastungen.
Siehe die Gleichung hier https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-Equation-with-Factors.jpg
ft = Temperaturfaktor (1,0 bei 80° C und abnehmend mit steigender Temperatur)
fw = Belastungsfaktor (typischerweise 1,0 bis 3,0, abhängig von der erwarteten Schock- und Vibrationsbelastung)
Und wenn die Anwendung oszillierende Bewegungen beinhaltet - wiederholte, partielle Umdrehungen - sollte die Lebensdauer um den Betrag der Oszillation reduziert werden.
Siehe die Gleichung hier https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-with-Oscillation-Equation.jpg
Loc = Lebensdauer des oszillierenden Lagers (Umdrehungen)
θ = Winkel der oszillierenden Bewegung