Aufgaben mit Lösung - Institut für Maschinenwesen

FRITZ-SÜCHTING-INSTITUT FÜR MASCHINENWESEN
DER TECHNISCHEN UNIVERSITÄT CLAUSTHAL
Professor Dr.-Ing. Peter Dietz
07.02.2006
tk
Maschinenlehre I
R9 Wälzlager
Aufgabe 1: Förderbandtragrolle
Eine Förderbandtragrolle ist mit zwei Rillenkugellagern DIN 625 – 6205 ausgestattet.
Sie wird durch das Eigengewicht des Förderbandes sowie durch das Gewicht des
Fördergutes im Betrieb sowie im Stillstand mit einer Radialkraft F r = 3,2 kN belastet.
Durch ein seitliches Verlaufen des Gurtes tritt während des Betriebs eine Axialkraft
F a = 0,2F r auf. Der Durchmesser der Tragrolle beträgt D r = 133 mm, die Geschwindigkeit
des Förderbandes ist mit v = 2,1 m/s angegeben. Es ist die Lebensdauer der
Lager zu errechnen und zu prüfen, ob noch normale Ansprüche an die Laufruhe erfüllt
werden.
a) Berechnen Sie die Lagerkräfte.
b) Ermitteln sie die dynamisch äquivalente Belastung der Lager.
c) Führen Sie eine nominelle Lebensdauerberechnung beider Lager durch.
d) Ist die statische Sicherheit f s ausreichend?

Aufgabe 2:
Das Bild zeigt die Antriebswelle eines Motorgetriebes und deren Lagerung mit einer
Leistung P = 5,5 kW bei einer Drehzahl n = 125 min -1 .
Für die Welle wurden Durchmesser von d 1 = 50 mm und d 2 = 45 mm berechnet.
Aus der Getriebeberechnung entstammen die Kräfte F t , F r und F a . Der Antrieb
durch einen Flachriemen erzeugt die Kraft F A . Die resultierenden Kräfte betragen
F Ar = 15,23 kN und F Aax = 1,2 kN (Lagerstelle A), F Br = 2,82 kN (Lagerstelle B). Aus
konstruktiven Gründen wird das Lager A als Festlager ausgebildet.
Die Lager und Radabstände ergaben sich aus dem Entwurf, der mittlere Durchmesser
für die Bestimmung der Bezugsviskosität beträgt 80 mm.
a. Welche Wälzlagerbauformen würden sich zweckmäßig für die Lagerstelle A
der Durchmesserreihe 3 und B der Durchmesserreihe 2 eignen? (zwei Vorschläge)
b. Die geeigneten Lager für die Lagerstellen A und B sind zu bestimmen und
sollen im Bereich der nominellen Lebensdauer für Universalgetriebe liegen.
c. Die zu erwartende Lebensdauer der gewählten Lager ist festzustellen; bei
einer Betriebsviskosität ν = 50 mm²/s und normalen Schmierbedingungen
(Sauberkeit) und wenn eine Ausfallwahrscheinlichkeit von 5% gefordert
wird.
d. Die Hauptabmessungen mit Anschlussmaßen nach DIN 5418 sind anzugeben
und geeignete ISO-Toleranzen an den Lagerstellen für Welle und
Gehäuse zu empfehlen.