Gleitlager-pv-Rechner
Geben Sie Radiallast, Bohrung, Länge und Bewegungsart ein. Der Rechner liefert die spezifische Belastung p, die Gleitgeschwindigkeit v und ihr Produkt, den pv-Wert, und vergleicht jeden Wert mit dem veröffentlichten Grenzwert des gewählten Buchsenwerkstoffs – so sehen Sie auf einen Blick, ob der Werkstoff zum Betriebsfall passt.
Drei Zahlen entscheiden über ein Gleitlager: die spezifische Belastung (Kraft geteilt durch projizierte Fläche), die Gleitgeschwindigkeit an der Bohrungsoberfläche und ihr Produkt, der pv-Wert – ein Maß für die Reibungswärme, die das Lager abführen muss. Für jeden Buchsenwerkstoff ist zu jeder dieser Größen ein Grenzwert veröffentlicht; eine Auslegung ist tragfähig, wenn alle drei innerhalb der Grenzwerte des gewählten Werkstoffs liegen, mit Reserve für Stöße, Schiefstellung und Schmutz.
Die Formeln
Spezifische Belastung: p = F / (d × L) in N/mm² (= MPa), mit F als Radialkraft in Newton, d als Bohrung und L als tragender Länge in Millimetern. Gleitgeschwindigkeit bei Drehbewegung: v = π × d × n / 60 000 in m/s, mit n in U/min. Bei Schwenkbewegung über den Gesamtwinkel θ mit f Zyklen pro Minute (ein Zyklus = hin und zurück): v = 2 × (θ / 360) × π × d × f / 60 000. Bei Linearbewegung mit dem Hub s (mm) und f Hüben pro Minute: v = 2 × s × f / 60 000. Der pv-Wert ist schlicht p × v in N/mm²·m/s.
Bei Eingabe in Zoll-Einheiten rechnet der Rechner zuerst in N und mm um und zeigt psi und ft/min daneben an. 1 N/mm² = 145 psi; 1 m/s = 196,85 ft/min; 1 N/mm²·m/s ≈ 28.550 psi·ft/min.
So lesen Sie das Ergebnis
p, v und pv-Wert werden jeweils mit dem Grenzwert verglichen, der für den gewählten Werkstoff und die gewählte Schmierung veröffentlicht ist; die angezeigte Auslastung ist das höchste der drei Verhältnisse. Unter 80 % liegt die Auslegung auf der sicheren Seite; 80–100 % funktioniert bei gleichmäßiger Last, spezifikationsgerechter Welle und mäßiger Temperatur; über 100 % heißt: anderer Werkstoff, längere Buchse, größere Bohrung oder bessere Schmierung. Wird die Geschwindigkeit mit null eingegeben, wird die Last gegen die statische Belastbarkeit geprüft, sofern der Werkstoff eine veröffentlicht.
Die Grenzwerte sind einzeln veröffentlichte Werte, kein garantierter gemeinsamer Betriebspunkt, und sie setzen Welle, Passungen, Ausrichtung und Umgebung voraus, wie sie auf der jeweiligen Produktseite beschrieben sind. Für Gussbronze und gehärteten Stahl ist kein pv-Wert veröffentlicht; dort prüft der Rechner nur p und v.
Schwenkbewegung und intermittierender Betrieb
Buchsen an Drehpunkten bewegen sich langsam, die mittlere Gleitgeschwindigkeit ist niedrig – der pv-Wert ist deshalb selten die Grenze, die spezifische Belastung schon. Dennoch beansprucht eine Schwenkbewegung das Lager stärker, als die mittlere Geschwindigkeit vermuten lässt: Der Schmierfilm bricht an jedem Umkehrpunkt zusammen, und derselbe Bogen der Bohrung trägt die Last in jedem Zyklus. Rechnen Sie mit der Belastbarkeit für Schwenkbewegung bzw. dynamische Last (60 N/mm² für PTFE- und POM-Verbund, 40 N/mm² für gerollte Bronze) statt mit der statischen, und lassen Sie sehr kleine Winkel bei hoher Frequenz (Reibkorrosion, Fretting) von uns prüfen.
Was der Rechner nicht leistet
Er schätzt weder Verschleißlebensdauer noch Temperaturerhöhung noch den Einfluss von Schmutz, Schiefstellung und Stößen; dafür braucht es die vollständige Anwendung. Er legt weder den Gehäusesitz aus (dafür der Presspassungsrechner) noch verteilt er eine Last auf zwei Lager (dafür der Lagerbelastungsrechner). Nutzen Sie das Ergebnis, um Werkstoffe vorauszuwählen, und senden Sie dann den Betriebsfall mit den Zahlen – unsere Ingenieure bestätigen Werkstoff und Abmessung.
Häufige Fragen
Was ist der pv-Wert eines Gleitlagers?
Das Produkt aus spezifischer Belastung p (N/mm²) und Gleitgeschwindigkeit v (m/s). Er ist proportional zur Reibungswärme je Einheit Lagerfläche und der übliche Grenzwert für trockenlaufende und im Mischreibungsgebiet geschmierte Buchsen.
Welcher pv-Wert ist gut?
Das hängt vom Werkstoff ab: etwa 1,8 N/mm²·m/s im Dauerbetrieb für PTFE-Verbund trocken, 2,8 für gefettetes Bimetall und gerollte Bronze, 10 für Bimetall im Öl, 22 für POM-Verbund im Öl, 1,65 für Graphitbronze trocken. Bleiben Sie unter 80 % des Grenzwerts, dann liegt die Auslegung auf der sicheren Seite.
Wie berechne ich die Gleitgeschwindigkeit einer schwenkenden Buchse?
Multiplizieren Sie den je Zyklus überstrichenen Anteil einer vollen Umdrehung (Winkel / 360, zweimal für hin und zurück) mit dem Bohrungsumfang π × d und den Zyklen pro Minute, und teilen Sie durch 60 000 – das ergibt m/s.
Warum unterscheidet sich der statische Grenzwert vom dynamischen?
Eine ruhende Last muss nur getragen werden, ohne die Gleitschicht zu verformen; eine bewegte Last erzeugt zusätzlich Wärme und Verschleiß. Die Werkstoffe haben deshalb eine höhere statische Belastbarkeit (250 N/mm² bei Verbundbuchsen, 45 bei Gussbronze) und eine niedrigere bewegte.
Kann ich den Rechner für eine Anlaufscheibe verwenden?
Ja: Geben Sie die Ringfläche als d × L ein (beliebige d und L, deren Produkt der Stirnfläche entspricht) und die Gleitgeschwindigkeit am mittleren Durchmesser; die Werkstoffgrenzwerte sind dieselben.
Über dem Grenzwert – oder knapp darunter?
Senden Sie Last, Geschwindigkeit, Bewegungsart und Umgebung. Unsere Ingenieure schlagen Werkstoff, Abmessung und Schmierung vor und bieten innerhalb von 12 Stunden an. Muster sind kostenlos.