Berechnungsparameter

Basierend auf ISO 281 und Lagerherstellerstandards









Drehzahl


Std.




Berechnungsergebnisse

Äquivalente dynamische Belastung P:
—
Erforderliche dynamische Tragzahl C:
—
Temperaturfaktor fT:
—
Geschwindigkeitsfaktor fn:
—
Lebensfaktor fL:
—

Empfehlungen zur Lagerauswahl:

Leichte Beanspruchung: Wählen Sie Lager mit C-Bewertung 20-30% über dem berechneten Wert
Normaler Dienst: Wählen Sie Lager mit C-Bewertung 30-50% über dem berechneten Wert
Schwerlast: Wählen Sie ein Lager mit der Bewertung C 50-100% über dem berechneten Wert
Schwere Pflicht: Erwägen Sie Sonderlager oder Mehrfachlageranordnungen

So funktioniert der Rechner

Referenzstandards

Internationale Standards:

  • ISO 281:2007 – Wälzlager – Dynamische Tragzahlen und Lebensdauer
  • ISO/TS 16281 – Methoden zur Berechnung der modifizierten Referenzlebensdauer
  • ANSI/ABMA Std 9 – Tragzahlen und Lebensdauer für Kugellager
  • ANSI/ABMA Std 11 – Tragzahlen und Lebensdauer für Wälzlager

Dynamische Tragzahl

Die dynamische Tragzahl C wird berechnet mit:

C = P × fL / (fT × a1)

wo:

  • C — dynamische Tragzahl (N)
  • P — äquivalente dynamische Lagerbelastung (N)
  • fL — Lebensfaktor
  • fT — Temperaturfaktor
  • a1 — Zuverlässigkeitsfaktor

Äquivalente dynamische Belastung

Für kombinierte radiale und axiale Belastungen:

P = X × Fr + Y × Fa

wobei X und Y Faktoren sind, die vom Fa/Fr-Verhältnis und vom Lagertyp abhängen.

Berechnung des Lebensfaktors

Der Lebensdauerfaktor errechnet sich aus der geforderten Lebensdauer:

fL = (L10h × n × 60 / 10⁶)^(1/p)

wobei p = 3 für Kugellager und p = 10/3 für Rollenlager ist.

Temperatureffekte

Die Betriebstemperatur beeinflusst die Tragfähigkeit:

  • Bis zu 150 °C (302 °F): fT = 1,0
  • 200 °C (392 °F): fT = 0,90
  • 250 °C (482 °F): fT = 0,75
  • 300 °C (572 °F): fT = 0,60

Leitfaden zur Lagertypauswahl

  • Kugellager: Hohe Geschwindigkeiten, mittlere Belastungen, geringe Reibung
  • Zylinderrolle: Hohe Radiallasten, moderate Drehzahlen
  • Pendelrollenlager: Hohe Belastungen, Verlagerungsneigung
  • Kegelrollenlager: Kombinierte Belastungen, hohe Steifigkeit
  • Nadelrolle: Hohe Radiallasten, kompakte Bauweise

Wichtige Überlegungen

  • Berücksichtigen Sie bei kritischen Anwendungen immer Sicherheitsfaktoren
  • Berücksichtigen Sie Stoßbelastungen und Vibrationen
  • Die richtige Schmierung ist für die Erreichung der berechneten Lebensdauer unerlässlich
  • Verunreinigungen können die Lebensdauer der Lager erheblich verkürzen
  • Berücksichtigen Sie die Lageranordnung (fest/schwimmend) hinsichtlich der Wärmeausdehnung

Anwendungsbeispiele und Leitfaden zur Werteauswahl

Beispiel 1: Elektromotorlager

Szenario: 30 kW-Motor mit Riemenantrieb

  • Lagertyp: Kugellager (Rillenkugellager)
  • Radiale Belastung: 2500 N (Riemenspannung)
  • Axiale Belastung: 200 N (geringer Schub)
  • Geschwindigkeit: 1480 U/min
  • Erforderliche Lebensdauer: 40000 Stunden
  • Temperatur: 70°C
  • Verlässlichkeit: 90%
  • Ergebnis: C ≈ 35 kN → Wählen Sie 6309 (C = 52,7 kN)
Beispiel 2: Pumpenwellenlager

Szenario: Kreiselpumpe mit fliegend gelagertem Laufrad

  • Lagertyp: Pendelrollenlager
  • Radiale Belastung: 8000 N (Laufradgewicht + Hydraulik)
  • Axiale Belastung: 3000 N (Schublast)
  • Geschwindigkeit: 2950 U/min
  • Erforderliche Lebensdauer: 50000 Stunden
  • Temperatur: 85 °C
  • Verlässlichkeit: 95%
  • Ergebnis: C ≈ 125 kN → Wähle 22218 (C = 170 kN)
Beispiel 3: Getriebeausgangswelle

Szenario: Industriegetriebe mit hohen Radiallasten

  • Lagertyp: Kegelrollenlager
  • Radiale Belastung: 15000 N
  • Axiale Belastung: 5000 N (Schrägverzahnungsschub)
  • Geschwindigkeit: 150 U/min
  • Erforderliche Lebensdauer: 100000 Stunden
  • Temperatur: 90°C
  • Verlässlichkeit: 98%
  • Ergebnis: C ≈ 220 kN → Wähle 32220 (C = 298 kN)

So wählen Sie Werte aus

Auswahl des Lagertyps
  • Kugellager:
    • Geschwindigkeiten bis zu 20.000 U/min
    • Leichte bis mittlere Belastungen
    • Anforderungen an geringe Reibung
    • Fa/Fr < 0,5 typisch
  • Zylinderrolle:
    • Nur hohe Radiallasten
    • Keine axiale Belastbarkeit (außer NJ, NUP)
    • Ermöglichen Sie eine freie axiale Bewegung
    • Hochgeschwindigkeitsfähigkeit
  • Pendelrollenlager:
    • Sehr schwere Lasten
    • Fehlausrichtung bis zu 2°
    • Kombinierte Ladungen OK
    • Niedrigere Geschwindigkeitsbegrenzungen
  • Kegelrollenlager:
    • Hohe kombinierte Belastungen
    • Hohe Steifigkeit erforderlich
    • Normalerweise gepaart
    • Fa/Fr bis 1,5
Tipps zur Lastberechnung
  • Riemenantriebe: Radiale Belastung = 1,5-2,5 × Riemenspannung
  • Zahnradantriebe: Trennkräfte und dynamische Faktoren berücksichtigen
  • Überhängende Lasten: Momentbelastungen an Lagern berechnen
  • Dynamische Faktoren:
    • Leichter Schock: × 1,2-1,5
    • Mäßiger Schock: × 1,5-2,0
    • Starker Schock: × 2,0–3,0
Lebensdaueranforderungen nach Anwendung
  • 8.000–12.000 Stunden: Haushaltsgeräte, Handwerkzeuge
  • 20.000–30.000 Stunden: Maschinen für den täglichen 8-Stunden-Betrieb
  • 40.000–50.000 Stunden: 16-Stunden-Betrieb täglich
  • 60.000–100.000 Stunden: 24-Stunden-Dauerbetrieb
  • 100.000–200.000 Stunden: Kritische Ausrüstung, keine Ausfälle
Temperaturaspekte
  • Standardlager: -30 °C bis +120 °C
  • Hochtemperaturlager: Bis 200°C mit Spezialfett
  • Stabilisierte Lager: Bis 250°C (Zusatz S1)
  • Sonderlager: Bis 350°C (Zusatz S2, S3)
  • Anmerkung: Höhere Temperaturen erfordern spezielle Schmiermittel
Auswahl des Zuverlässigkeitsfaktors
  • 90% (a1=1.0): Standard-Industrieanwendungen
  • 95% (a1=0,62): Wichtige Ausrüstung
  • 96% (a1=0,53): Kritische Prozesse
  • 97% (a1=0,44): Sicherheitskritisch
  • 98% (a1=0,33): Luft- und Raumfahrt, Medizin
  • 99% (a1=0,21): Ultrakritisch, kein Fehler erlaubt