Erweiterte Lebensdauer

Oft ist es erforderlich weitere Einflüsse und Bedingungen in der Auslegung von Wälzlagern zu berücksichtigen. Dazu bietet DIN ISO 281 eine Modifizierung der Berechnung der Lebensdauer an.

L_na = a₁ · a₂ · a₃ · L₁₀

bzw.

L_nah = a₁ · a₂ · a₃ · L_10h

wobei

a₁ - Lebensdauerbeiwert für die Erlebenswahrscheinlichkeit
a₂ - Lebensdauerbeiwert für besondere Lagerausführungen
a₃ - Lebensdauerbeiwert für Betriebsbedingungen

Lebensdauerbeiwert a₁ für die Erlebenswahrscheinlichkeit

Die Erlebenswahrscheinlichkeit (Zuverlässigkeit) von 90% für die nominelle Lebensdauer bedeutet, dass wahrscheinlich 10% der Lager während der Betriebsdauer ausfallen.

Wenn diese Ausfallrate bei wichtigen Baugruppen nicht toleriert werden kann, besteht die Aufgabe in der Auslegung eine höhere Erlebenswahrscheinlichkeit zugrunde zu legen. Mit dem Lebensdauerbeiwert a₁ kann die nominelle Lebensdauer L₁₀ in eine Lebensdauer mit höherer Erlebenswahrscheinlichkeit bzw. kleinerer Ausfallrate umgerechnet werden.

Nach DIN ISO 281/A2 ist

wobei

S - geforderte Erlebenswahrscheinlichkeit in %
e - Weibull-Exponent. Für Wälzlager ist der Erfahrungswert e=1,5 einzusetzen.

Lebensdauerbeiwerte a₂ und a₃

Die Faktoren a₂ und a₃ sollen weitere Einflüsse berücksichtigen:

Eigenschaften des Lagerwerkstoffs
Wärmebehandlung
Schmierstoffzustand bei Betriebsdrehzahl und Temperatur
Reinheit des Schmiermittels
Hydrodynamische Schmiereffekte

Die Aufzählung zeigt, dass hier alle möglichen Einflüsse berücksichtigt werden können. Genaue Kenntnisse über diese Einflüsse und ihr Zusammenspiel ist bisher nur teilweise bekannt. Hier sollte der Konstrukteur entsprechende Angaben und Erfahrungen vom Lagerhersteller erfagen.

Gelegentlich werden die Faktoren zusammengefaßt:

a₂₃ =a₂ · a₃

Die Wälzlagerpraxis, S. 188 ff [4] liefert eine Beschreibung zur Abschätzung des Lebensdauerbeiwertes a₂₃. Auch die Berechnungssoftware für Maschinenelemente MDESIGN www.mdesign.de der Firma TEDATA berücksichtigt in ihrem Berechnungsmodul Wälzlager, Ausgabe 2002" den Faktor a₂₃ in der erweiterten Lebensdauerberechnung.