Innovatives SKF Berechnungsmodell zur präziseren Bestimmung der Wälzlagerlebensdauer

SKF hat ein innovatives Berechnungsmodell entwickelt, das zusätzliche Einflussfaktoren für die Wälzlagerlebensdauer berücksichtigt und eine realistischere Bestimmung der Lebensdauer ermöglicht. Das neue Modell ist ein echter Meilenstein, der Erstausrüstern und Endanwendern hilft, die tatsächlichen Anwendungsbedingungen genauer in die Wälzlagerauswahl einzubeziehen und dadurch die Lagerlebensdauer zu verlängern. Letztendlich reduziert das Modell somit die Gesamt-Betriebskosten. Das so genannte „SKF Generalized Bearing Life Model“ ist ein entscheidender Bestandteil des brandneuen „SKF EnCompass Field Performance“-Programms.

Im Prinzip basiert das SKF Generalized Bearing Life Model auf dem Lagerlebensdauermodell, das das Unternehmen schon vor über 30 Jahren entwickelt hatte. Inzwischen ist dieses Modell als ISO 281:2007 genormt und wird heute weltweit verwendet.

Das neue Berechnungsmodell von SKF unterscheidet nun zwischen Oberflächen- und Ermüdungsschäden. Es basiert auf tribologischen Modellbetrachtungen und bezieht zusätzliche Parameter wie Schmierstoffeigenschaften, Verunreinigungen und Oberflächenzustand ein. Dank der erweiterten Berücksichtigung derartiger Schadensmechanismen lassen sich Lagerverhalten und Lagerlebensdauer in einem breiteren Betriebsbedingungsbereich realistischer vorhersagen als je zuvor.

SKF Konzernchef Alrik Danielson erklärt: „Mit dem neuen Modell stärken wir unsere Führungsposition in der Wälzlagertechnik und leisten außerdem einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Tribologie-Wissenschaft. Die neuen Erkenntnisse setzen wir produktiv für die Lageroptimierung bei unseren Kunden ein: Mit dem innovativen Modell können wir unsere Kunden bei der Lagerauswahl noch besser in Bezug auf Lagerlebensdauer, Drehzahl und Energiebedarf sowie weiterer Parameter beraten und natürlich auch unterstützen.“

Das bisher verwendete Lagerlebensdauermodell berücksichtigt hauptsächlich die klassische Werkstoffermüdung in der Tiefe, leitet daraus die Erlebenswahrscheinlichkeit (auf Grundlage einer Weibull-Wahrscheinlichkeitsverteilung) ab und modifiziert diese durch Einflussfaktoren in Abhängigkeit von unzureichender Schmierung und Schmierstoffverunreinigung. Deshalb bleibt die Bestimmung der dynamischen Tragzahl „C“ in der neuen Modellbetrachtung auch erhalten: Schließlich gibt „C“ die Belastung an, bei der eine Gruppe gleicher Wälzlager die berechnete Lebensdauer von einer Million Umdrehungen mit einer Zuverlässigkeit von 90 Prozent erreicht.

Allerdings fallen moderne SKF Wälzlager heutzutage äußerst selten aufgrund von blanker „Ermüdung“ aus: Inzwischen sind Lager-Ausfälle meist auf Oberflächenzerrüttung oder Verschleiß aufgrund von Verunreinigung, unzureichender Schmierung oder anderen Betriebsbedingungen zurückzuführen.

Deshalb erklärt Bernd Stephan, Senior Vice President SKF Group Technology Development, zu diesem Thema: „Natürlich bleibt die Tragzahl ein relevanter Parameter, aber sie bezieht nicht alle Aspekte ein: Sie berücksichtigt weder die Mikrogeometrie im Wälzkontakt noch die Werkstoffeigenschaften oder andere kritische Faktoren. Das bedeutet zugleich: Neue Wärmebehandlungsverfahren für Wälzlagerstähle, neue Werkstoffe, bessere Oberflächentopographien und Kontaktprofile, leistungsfähige Beschichtungen, Hybridlager, bessere Schmierstoffe – all diese Entwicklungen können nicht von einem einzigen Parameter wie der Tragzahl ,C‘ berücksichtigt werden. Darum sind nunmehr neue Berechnungsmodelle erforderlich. Und damit meine ich explizit innovative Modelle, die in Kombination mit dem SKF Anwendungswissen eine Leistungssteigerung in der Praxis ermöglichen.“

Ein weiterer Vorteil des neuen SKF Berechnungsmodells ist die Möglichkeit zur Integration jüngster tribologischer und materialwissenschaftlicher Erkenntnisse. Das bedeutet auch: Das neue SKF Modell zur Berechnung der Lagerlebensdauer kann zusammen mit dem wissenschaftlichen Fortschritt weiterentwickelt werden.