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Lebensdauer (Technik)

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Die Lebensdauer in der Technik bezeichnet die Zeit, die eine technische Anlage oder Gegenstand ohne den Austausch von Kernkomponenten oder komplettes Versagen genutzt werden kann. Das Erreichen der Lebensdauer macht jedoch häufig Wartungsarbeiten notwendig. Dabei beschreibt die Lebensdauer die Zeit, die diese technische Anlage oder Gegenstand rein theoretisch ununterbrochen, also rund um die Uhr (24 Stunden am Tag 7 Tage die Woche), genutzt werden kann.

Beispiel: Bei einer Lebensdauer von 8 Jahren geht man davon aus, dass diese Maschine 8 Jahre lang 24 Stunden am Tag ohne den Austausch von Kernkomponenten oder komplettes Versagen genutzt werden kann.

Das Ende der Lebensdauer kann durch verschiedene Ereignisse und Kriterien bestimmt werden:

  • Verschleiß oder Ausfall machen eine Weiternutzung unmöglich.
  • Der Wartungsaufwand lässt einen weiteren Betrieb nicht sinnvoll erscheinen.
  • Die Anlage war von vornherein nur für eine definierte Nutzungsdauer vorgesehen (wie eine Rakete für nur einen Start).

Moderne Anlagen, speziell Maschinen, die in Leichtbauweise hergestellt wurden, sind häufig nur für eine bestimmte Lebensdauer vorgesehen. Bei ihnen sind die Komponenten so ausgelegt, dass die Wahrscheinlichkeit für ihr Versagen nach dem Ende der geplanten Lebensdauer sehr stark ansteigt (Badewannenkurve). Wissenschaftliche Erkenntnisse über Werkstoffe und auftretende Belastungen machen bei einigen Standard-Maschinenelementen eine recht genaue Lebensdauerprognose möglich.

Inhaltsverzeichnis

Lebensdauer von Gleitlagern

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Lebensdauer von Wälzlagern (DIN ISO 281 Teil 2)

Die Lebensdauer von Wälzlagern kann anhand der folgenden Formeln berechnet werden.

L_{10}=\left({C\over P}\right)^{p} in Millionen Umdrehungen bei 10% Ausfallwahrscheinlichkeit

L_{10h}=\frac{10^6}{60 \cdot n} \cdot L_{10}=\left({16666 \over n}\right) \cdot \left({C\over P}\right)^{p} in Stunden bei 10% Ausfallwahrscheinlichkeit

C = Dynamische Tragzahl in kN
P = Dynamische äquivalente Belastung in kN
p = 3 (für Kugellager), p=10/3 (für Rollenlager)
n = Drehzahl in 1/min

Die Lebensdauer für andere Ausfallwahrscheinlichkeiten wird durch Multiplikation von L10 mit einem Faktor berechnet.

L_{5}=0,62 \cdot L_{10} in Millionen Umdrehungen bei 5% Ausfallwahrscheinlichkeit
L_{4}=0,53 \cdot L_{10} in Millionen Umdrehungen bei 4% Ausfallwahrscheinlichkeit
L_{3}=0,44 \cdot L_{10} in Millionen Umdrehungen bei 3% Ausfallwahrscheinlichkeit
L_{2}=0,33 \cdot L_{10} in Millionen Umdrehungen bei 2% Ausfallwahrscheinlichkeit
L_{1}=0,21 \cdot L_{10} in Millionen Umdrehungen bei 1% Ausfallwahrscheinlichkeit


Zur Abschätzung der Belastung der Lager können folgende Richtwerte herangezogen werden:

\frac{C}{P}>15 niedrige Belastung

\frac{C}{P}<15 mittlere Belastung

\frac{C}{P}<6 hohe Belastung

\frac{C}{P}<3 sehr hohe Belastung des Lagers

Bei der Auslegung des Lagers sollten unbedingt, selbst bei niedrigen Drehzahlen, sehr hohe Belastungen vermieden werden. Ebenso sollten niedrige Belastungen vermieden werden, da dann kein rollen der Wälzkörper sondern gleiten stattfindet, was den Verschleiß erhöht und damit die Lebensdauer verringert.

Lebensdauer von Gleitführungen

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Lebensdauer von Wälzführungen

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Siehe auch

Von „http://www.kefk.org/wiki/Lebensdauer_%28Technik%29“
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