Nominelle Lebensdauer

Die nominelle Lebensdauer ist ein standardisierter Berechnungswert, der angibt, wie lange ein Maschinenbauteil unter definierten Belastungs- und Betriebsbedingungen mit einer festgelegten Zuverlässigkeit betrieben werden kann. Sie wird vor allem bei Wälzlagern und Kugelgewindetrieben zur Auslegung, zum Vergleich und zur Bewertung von Komponenten verwendet.

Die nominelle Lebensdauer dient als Referenzwert für:

• die Dimensionierung von Maschinenkomponenten,
• den Vergleich unterschiedlicher Bauteile und Hersteller,
• die Planung von Wartung und Inspektion,
• die Bewertung von Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Ihre Höhe wird durch mehrere Faktoren beeinflusst:

• dynamische und statische Belastung,
• Axial- und Radialkraftverteilung,
• Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit,
• Vorspannung der Mutter und Einbaubedingungen,
• Schmierung und Temperatur.

Bei Wälzlagern wird die nominelle Lebensdauer häufig als $L_{10}$ angegeben. Sie beschreibt den Lebensdauerwert, den 90 % einer ausreichend großen Vergleichsgruppe unter den angegebenen Bedingungen erreichen. Bei Kugelgewindetrieben werden ähnliche Berechnungsansätze verwendet, wobei die tatsächlichen Belastungs- und Abrollverhältnisse je nach Anwendung deutlich variieren können.

Die nominelle Lebensdauer ist damit eine wichtige Bemessungsgröße für Konstruktion, Instandhaltung und technische Bewertung, ersetzt jedoch keine anwendungsbezogene Betrachtung der realen Betriebsbedingungen.

Berechnung

$F_{bm} \leq F_{b,max} \leq C_o$

$L$ = Lebensdauer (Umdrehungen)
$L_h$ = Lebensdauer ($h$)
$C_0$ = stat. Tragzahl ($N$)
$C$ = dyn. Tragzahl ($N$)
$T_{am}$ = mittlere axiale Belastung ($N$)
$T_{a, max}$ = max. axiale Belastung ($N$)
$n_m$ = mittlere Drehzahl ($min^{-1}$)
$f_n$ = Nutzungsfaktor

Richtwerte für Maschinenlebensdauer:

1-Schicht: 10.000 bis 20.000 h
2-Schicht: 20.000 bis 40.000 h