DIN SPEC 1281-1-2010 Rolling bearings - Explanatory notes on ISO 281 - Part 1 Basic dynamic load rating and basic rating life (ISO TR 1281-1 2008 + Cor 1 2009)《滚动轴承 ISO 281的说明注释 第1.pdf

1、Mai 2010 Normenausschuss Wlz- und Gleitlager (NAWGL) im DINPreisgruppe 20DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 21.100.20Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschie

2、dene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln eines Fachberichts erstellt.!$a9“1625622www.din.deDDIN SPEC 1281-1Wlzlager Erluternde Anmerkungen zur ISO 281 Teil 1: Dynamische Tragzahlen und nominelle Lebensdauer(ISO/TR 1281-1:2008 + Cor. 1:2009)R

3、olling bearings Explanatory notes on ISO 281 Part 1: Basic dynamic load rating and basic rating life(ISO/TR 1281-1:2008 + Cor. 1:2009)Roulements Notes explicatives sur lISO 281 Partie 1: Charges dynamiques de base et dure nominale de base(ISO/TR 1281-1:2008 + Cor. 1:2009)Alleinverkauf der Spezifikat

4、ionen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN ISO 281 Beiblatt 2:1994-09www.beuth.deGesamtumfang 55 SeitenDIN-Fachbericht ISO/TR 1281-1DIN SPEC 1281-1:2010-05 2 Inhalt Seite Nationales Vorwort .3 1 Anwendungsbereich .6 2 Normative Verweisungen6 3 Symbole 6 4 Dynamische Tragzahl8 4.1 Dynami

5、sche radiale Tragzahl Crfr Radial-Kugellager.9 4.2 Dynamische axiale Tragzahl Cafr einreihige Axial-Kugellager 13 4.3 Dynamische axiale Tragzahl Cafr zwei- oder mehrreihige Axial-Kugellager14 4.4 Dynamische radiale Tragzahl Crfr Radial-Rollenlager16 4.5 Dynamische axiale Tragzahl Cafr einreihige Axi

6、al-Rollenlager .17 4.6 Dynamische axiale Tragzahl Cafr zwei- oder mehrreihige Axial-Rollenlager.18 5 Dynamisch quivalente Belastung 20 5.1 Formeln fr die dynamisch quivalente Belastung .20 5.2 Faktoren X, Y, und e 32 6 Nominelle Lebensdauer 43 7 Wahrscheinlichkeitsfaktor der modifizierten nominellen

7、 Lebensdauer .44 Nationaler Anhang NA (informativ) Lebensdauerbeiwert fr die Zuverlssigkeit a1.46 NA.1 Allgemeines46 NA.2 Ableitung des Lebensdauerbeiwertes fr die Zuverlssigkeit .46 Nationaler Anhang NB (informativ) Beziehung zwischen und .51 NB.1 Das Viskosittsverhltnis 51 NB.2 Das Verhltnis von S

8、chmierfilmdicke zur effektiven Summenrauheit .51 NB.3 Theoretische Berechnung von .52 Nationaler Anhang NC (informativ) Literaturhinweise.55 DIN SPEC 1281-1:2010-05 3 Nationales Vorwort Dieses Dokument (ISO/TR 1281-1:2008) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 4/SC 8 Load ratings and life“ erarbeitet

9、, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Dieses Dokument ist die deutsche Sprachfassung des ISO/TR 1281-1:2008. In den Nationalen Anhngen NA und NB wurden die Abschnitte 4 und 11 aus ISO/TR 1281-2:2008 aufgenommen. Das zustndige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 118-01-08

10、 AA Tragzahlen und Lebens-dauer“ im Normenausschuss Wlz- und Gleitlager (NAWGL). Dieses Dokument beinhaltet zudem die Berichtigung ISO/TR 1281-1:2008/Cor 1. Fr die im Abschnitt 2 zitierte Internationale Norm wird im Folgenden auf die entsprechende Deutsche Norm hingewiesen: ISO 281:2007 siehe DIN IS

11、O 281:2009-01 nderungen Gegenber DIN ISO 281 Bbl. 2:1994-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Verweis in 4.5.1 und 4.5.2 zur Berechnung von B1korrigiert; b) Aufnahme der Abschnitte 4 und 11 aus ISO/TR 1281-2:2008 als Nationale Anhnge A und B; c) Aktualisierung normative Verweisungen; d) Norm

12、 redaktionell berarbeitet. DIN SPEC 1281-1:2010-05 4 Wlzlager Erluternde Anmerkungen zur ISO 281 Teil 1: Dynamische Tragzahlen und nominelle Lebensdauer Einleitung ISO/R 281:1962 Eine erste Diskussion auf Internationaler Ebene ber die Frage der Normung des Berechnungsverfahrens fr die Tragzahlen von

13、 Wlzlagern fand im Jahr 1934 auf der Konferenz der International Federation of the National Standardizing Associations“ (ISA) statt. Als ISA ihre letzte Konferenz 1939 abhielt, war noch kein Fortschritt erzielt worden. Im Bericht des Jahres 1945 ber den Stand der Wlzlagernormung schloss das Sekretar

14、iat von ISA 4 jedoch Vorschlge fr die Festlegung von Konzepten ein, die grundlegend fr die Normung der Tragzahl und Lebensdauerberechnung waren. Dieser Bericht wurde 1949 als Dokument ISO/TC 4 (Secretariat-1)1 verffentlicht; die in ihm enthaltenen Definitionen sind im wesentlichen die in ISO 281:200

15、7 fr die Begriffe “Lebensdauer“ und Dynamische Tragzahl“ (nun unterteilt in radiale dynamische Tragzahl“ und axiale dynamische Tragzahl“) angegebenen. Im Jahre 1946 wurde, auf Initiative der Anti-Friction Bearing Manufacturers Association (AFBMA), New York, die Diskussion ber die Normung der Tragzah

16、l- und Lebensdauerberechnung zwischen den Wlzlager-industrien der USA und Schwedens aufgenommen. Auf der Basis der Ergebnisse in Referenz 1 wurde eine AFBMA-Norm Method of Evaluating Load Ratings of Annular Ball Bearings (Verfahren zur Berechnung der Tragzahlen von ringfrmigen Kugellagern) ausgearbe

17、itet und 1949 verffentlicht. Auf derselben Basis prsentierte Schweden im Februar 1950 einen ersten Vorschlag an ISO: Load Ratings of Ball Bearings“ (Tragzahlen von Kugellagern) doc. ISO/TC 4/SC 1 (Sweden-1)1. Im Hinblick auf die Ergebnisse weiterer Forschungen, einer Modifikation der AFBMA-Norm im J

18、ahre 1950 und auch im Interesse der Normung der Tragzahlen von Rollenlagern, unterbreitete Schweden 1951 einen modifizierten Vorschlag fr die Tragfhigkeit von Kugellagern doc. ISO/TC 4/SC 1 (Sweden-6)20 sowie einen Vorschlag fr die Tragfhigkeit von Rollenlagern doc. ISO/TC 4/SC 1 (Sweden-7)21. Tragz

19、ahlen und Lebensdauer-Berechnungs-Methoden wurden danach von ISO/TC 4, ISO/TC 4/SC 1 und ISO/TC 4/WG 3 in elf verschiedenen Tagungen zwischen 1951 und 1959 behandelt. Eine weitere Verffent-lichung 2 war sehr wertvoll, sie diente als Hauptgrundlage fr die Berechnung der Tragfhigkeit von Rollenlagern.

20、 Der Grundstein der Empfehlung wurde bei der TC 4/WG 3 Tagung 1956 gelegt. Zu der Zeit wurden in den USA berlegungen zu einer berarbeitung der AFBMA Standards abgeschlossen und der berarbeitete Standard in ASA B 3 angenommen. Er wurde bei der Tagung durch die USA vorgeschlagen und im Detail mit dem

21、Vorschlag des Sekretariates diskutiert. Bei der Tagung wurde der WG 3 Vorschlag vorbereitet, der viele Teile des USA Vorschlags enthielt. 1957 wurde der auf dem WG-Vorschlag basierende Entwurf doc. TC 4 N145) verffentlicht. Auf der folgenden WG 3 Jahrestagung wurde der Entwurf im Detail geprft und b

22、ei der folgenden TC 4 Tagung die Annahme von TC 4 N145 mit einigen kleinen Verbesserungen beschlossen. Dann wurde der Entwurf zur ISO Empfehlung Nr. 278 als TC 4 N188 im Jahre 1959 verffentlicht und die ISO/R 281 wurde 1962 vom ISO-Rat angenommen. DIN SPEC 1281-1:2010-05 5 ISO 281/1:1977 Im Jahr 196

23、4 schlug Schweden vor, im Hinblick auf die Entwicklung von verbesserten Wlzlagersthlen, dass die Zeit gekommen sei, die ISO/R 281 zu berprfen und unterbreitete einen Vorschlag ISO/TC 4/WG 3 (Sweden-1)9. Jedoch war die WG 3 zu diesem Zeitpunkt nicht zu einer berarbeitung bereit. Auf der anderen Seite

24、 folgte 1969 das TC 4 einem Vorschlag des japanischen Mitglieds (doc. TC 4 N627) und setzte die WG 3 wieder mit der Aufgabe ein, die ISO/R 281 zu berarbeiten. Gleichzeitig begann die AFBMA-Arbeitsgruppe Tragzahlen“ mit einer Neubearbeitung der Norm. Die USA reichten dann die AFBMA-Normentwrfe Load r

25、atings and fatigue life for ball bearings (Tragzahlen und Ermdungslebensdauer fr Kugellager) ISO/TC 4/WG 3 (USA-1)11 im Jahr 1970 und Load ratings and fatigue life for roller bearings (Tragzahlen und Ermdungslebensdauer fr Rollenlager) im Jahr 1971 zur Bercksichtigung als ISO-Vorschlge ein. Im Jahre

26、 1972 wurde ISO/TC 4/WG 3 auf ISO/TC 4/SC 8 abgendert. Diese Vorschlge wurden im Detail innerhalb von fnf Tagen zwischen 1971 und 1974 untersucht. Der dritte und abschlieende Entwurf (doc. TC 4/SC 8 N23) wurde mit einigen nderungen als Internationaler Norm-Entwurf 1976 verteilt und im Jahr 1977 als

27、ISO 281/1:1977 angenommen. Der wesentliche Teil von ISO 281/1:1977 bestand aus der Neuausgabe von ISO/R 281 mit geringfgigen Modifikationen. Hauptschlich auf amerikanischen Forschungen aus den 1960er Jahren beruhend, wurde jedoch eine neue Bestimmung hinzugefgt, welche die nominelle Lebensdauer fr E

28、rlebenswahrscheinlich-keiten ungleich 90 % und die Werkstoff- und Betriebsbedingungen bercksichtigte. Darber hinaus war es notwendig, ergnzende Hintergrundinformationen ber die Herleitung von Formeln und Faktoren in ISO 281-1:1977 als ISO 281-2 Erluternde Bemerkungen im Jahr 1979 herauszugeben. ISO/

29、TC 4/SC 8 und ISO/TC 4 beschlossen jedoch 1979 nur eine Verffentlichung als ISO/TR 8646:1985 vorzunehmen. DIN SPEC 1281-1:2010-05 6 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von ISO/TR 1281 gibt ergnzende Hintergrundinformationen bezglich der Herleitung von Formeln und Faktoren, die in ISO 281:2007 angegeben

30、sind. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderun

31、gen). ISO 281:2007, Rolling bearings Dynamic load ratings and rating life 3 Symbole Abschnitt A Proportionalittskonstante 7 A1experimentell bestimmte Proportionalittskonstante 4 B1experimentell bestimmte Proportionalittskonstante 4 C1dynamische radiale Tragzahl eines rotierenden Ringes 4, 5 C2dynami

32、sche radiale Tragzahl eines stillstehenden Ringes 4, 5 Cadynamische axiale Tragzahl eines vollstndigen Axial-Kugellagers oder Axial-Rollenlagers 4, 6 Ca1dynamische axiale Tragzahl, fr den rotierenden Ring eines vollstndigen Axial-Kugellagers oder Axial-Rollenlagers 4 Ca2dynamische axiale Tragzahl, f

33、r den stillstehenden Ring eines vollstndigen Axial-Kugellagers oder Axial-Rollenlagers 4 Cakdynamische axiale Tragzahl fr eine Reihe k eines vollstndigen Axial-Kugellagers oder Axial-Rollenlagers 4 Ca1kdynamische axiale Tragzahl fr eine Reihe k des rotierenden Ringes eines (vollstndigen) Axial-Kugel

34、lagers oder Axial-Rollenlagers 4 Ca2kdynamische axiale Tragzahl fr eine Reihe k des stillstehenden Ringes eines (vollstndigen) Axial-Kugellagers oder Axial-Rollenlagers 4 Cedynamische Tragzahl des Auenrings 5 Cidynamische Tragzahl des Innenrings 5 Crdynamische radiale Tragzahl fr Radial-Kugellager o

35、der Radial-Rollenlager 4, 5, 6 DpwTeilkreisdurchmesser des Kugel- oder Rollensatzes 4 DwKugeldurchmesser 4, 5 Dweder in die Tragzahlberechnung einzusetzende Rollendurchmesser 4 EoElastizittsmodul 4 FaAxiallast des Lagers 5 FrRadiallast des Lagers 4, 5 J1Verhltnis von dynamisch quivalenter Wlzkrperla

36、st zur maximaler Wlzkrperlast fr relativ zur Last rotierenden Ring 4, 5 DIN SPEC 1281-1:2010-05 7 Abschnitt J2Verhltnis von dynamisch quivalenter Wlzkrperlast zur maximaler Wlzkrperlast fr relativ zur Last stillstehenden Ring 4, 5 Jaaxiales Lastintegral; Axiallast-Integral 5 Jrradiales Lastintegral;

37、 Radiallast-Integral 4, 5 L Wlzlager-Lebensdauer 7 L10nominelle Lebensdauer 6, 7 Lwedie in die Tragzahlberechnung einzusetzende Rollenlnge 4 LwekLweder Reihe k 4 N Anzahl der berrollungen (Lastwechsel) auf einen Punkt der Laufbahn 4 Padynamisch quivalente Axiallast 5, 6 Prdynamisch quivalente Radial

38、last 5, 6 Pr1dynamisch quivalente Radialbelastung fr den rotierenden Ring 5 Pr2dynamisch quivalente Radialbelastung fr den stillstehenden Ring 5 Q Normalkraft zwischen Wlzkrper und Laufbahn 4, 6 QCdynamische Tragzahl des Einzelkontaktes 4, 6 QC1dynamisch quivalente Wlzkrperlast eines relativ zur Las

39、t rotierenden Ringes 4, 5 QC2dynamisch quivalente Wlzkrperlast eines relativ zur Last stillstehenden Ringes 4, 5 Qmaxmaximale Wlzkrperbelastung 4, 5 S berlebenswahrscheinlichkeit (Erlebenswahrscheinlichkeit) 4, 7 V Volumen entsprechend der Spannungskonzentration 4 VfUmlauf-Faktor 5 X dynamischer Rad

40、iallastfaktor fr Radiallager 5 Xadynamischer Radiallastfaktor fr Axiallager 5 Y dynamischer Axiallastfaktor fr Radiallager 5 Yadynamischer Axiallastfaktor fr Axiallager 5 Z Anzahl der Kugeln oder Rollen in einer Reihe 4, 5 ZkAnzahl der Kugeln oder Rollen in einer Reihe k 4 a groe Halbachse der proji

41、zierten Kontaktellipse 4 a1Lebensdauerbeiwert fr die Zuverlssigkeit 7 b kleine Halbachse der projizierten Kontaktellipse 4 c experimentell bestimmter Exponent 4, 6 ccDruckkonstante 5 e Mazahl der Lebensdauerstreuung, das ist die experimentell ermittelte Weibull-Steigung 4, 5, 6, 7 fcFaktor, der von

42、der Geometrie, der Herstellgenauigkeit und dem Werkstoff der Lagerteile abhngt 4 h experimentell bestimmter Exponent 4, 6 i Anzahl der Kugelreihen oder Rollenreihen 4 DIN SPEC 1281-1:2010-05 8 Abschnitt l Lnge des Laufbahnumfanges 4 r Rillenradius der Laufbahn im Axialschnitt 5 reRillenradius des Au

43、enringes im Axialschnitt 4 riRillenradius des Innenringes im Axialschnitt 4 t Hilfsparameter 4 v J2(0,5)/J1(0,5) 5 zoTiefe der maximalen Orthogonal-Schubspannung unter der Oberflche 4 Nenn-Berhrungswinkel 4, Betriebs-Berhrungswinkel 5 Dwcos /Dpwfr Kugellager mit 90 Dw/Dpwfr Kugellager mit = 90 Dweco

44、s /Dpwfr Rollenlager mit 90 Dwe/Dpwfr Rollenlager mit = 90 4 Lastparameter, der den Bereich der Lastzone im Lager angibt 5 Minderungsfaktor 4, 5 Minderungsfaktor 4 Hilfsgre nach Hertz 4 Hilfsgre nach Hertz, oder Korrekturwert fr Exponentenstreuung 4 maxmaximale Berhrungsspannung 4 Summe der Krmmung

45、4 omaximale Orthogonal-Schubspannung unter der Oberflche 4 oWinkel der halben Lastzone 5 4 Dynamische Tragzahl Die Grundlagen der dynamischen Tragzahl von Wlzlagern nach ISO 281 stammen aus den Verffent-lichungen 1 und 2. Der Ausdruck fr die Berechnung der Grundtragzahlen von Wlzlagern werden aus ei

46、ner Beziehung entwickelt, die folgendermaen lautet: cehNVSzoo1ln (1) Dabei ist S die berlebenswahrscheinlichkeit (Erlebenswahrscheinlichkeit); odie maximale Orthogonal-Schubspannung unter der Oberflche; N die Anzahl der berrollungen (Lastwechsel) auf einen Punkt der Laufbahn; V das Volumen entsprech

47、end der Spannungskonzentration; DIN SPEC 1281-1:2010-05 9 zodie Tiefe der maximalen Orthogonal-Schubspannung unter der Oberflche; c, h die experimentell bestimmten Exponenten; e die Mazahl der Lebensdauerstreuung, das ist die experimentell ermittelte Weibull-Steigung. Im Falle von Punktberhrung (Kug

48、ellager) wird angenommen, dass das fr die Spannungskonzentration nach Beziehung (1) stellvertretende Volumen V proportional zur groen Achse der projizierten Berhrungsellipse 2a, dem Umfang der Laufbahn l und der Tiefe zoder maximalen Orthogonal-Schubspannung ounter der Oberflche ist: Vazlo(2) Setzt man die Beziehung (2) in Beziehung (1) ein, so ergibt sich: cehNalSzo1o1ln (3) Die Linienberhrung wurde in den Referenzen 1 und 2 angenhert so betrachtet, dass die Hauptachse der berechneten Hertzschen Berhrungsellipse das 1,5fache der effektiven Rollenlnge betrgt: we215a,L= (4) Zustzlich sollte