Gleitlager-PV-Wert
Verknüpft Flächenpressung p und Gleitgeschwindigkeit v zum PV-Wert, einer gebräuchlichen (aber allein nicht ausreichenden) Kenngröße zur thermischen Beanspruchung von Gleitlagern.
Formel
PV = p · v
Das Produkt aus Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit korreliert mit der pro Fläche erzeugten Reibungswärme und wird deshalb als überschlägiger Indikator für die thermisch-tribologische Beanspruchung eines Gleitlagers verwendet, insbesondere bei trocken- oder grenzgeschmierten Kunststoff- und Sinterlagern.
Was dieses Modell nicht zeigt
Ein niedriger PV-Wert allein ist keine Freigabe. p und v haben jeweils eigene, unabhängige Grenzen: eine sehr hohe Flächenpressung bei sehr niedriger Geschwindigkeit kann ein niedriges PV ergeben, aber trotzdem lokal überlasten (z. B. Fressgefahr); umgekehrt kann sehr hohe Geschwindigkeit bei niedriger Last andere Schadensmechanismen (Verschleiß, Erwärmung) auslösen, die ein PV-Grenzwert allein nicht abbildet. Es existiert kein universeller, werkstoffunabhängiger PV-Grenzwert.
Rechenbeispiel
Mit p = 2,5 MPa (aus Rechner 54) und v = 3,927 m/s (aus Rechner 55, d = 50 mm, n = 1.500 min⁻¹): PV = 2,5 MPa × 3,927 m/s = 9,82 MPa·m/s. Da 1 MPa·m/s = 1 W/mm² ist, entspricht das einer flächenbezogenen Reibleistungsdichte von 9,82 W/mm² -- ein Wert, der gegen ein konkretes Datenblatt für die verwendete Werkstoffpaarung zu prüfen ist, nicht gegen eine Faustregel.
Häufige Fehler
- Nur den PV-Wert prüfen und dabei vergessen, p und v auch jeweils einzeln gegen ihre eigenen Grenzen zu prüfen.
- Einen aus dem Internet übernommenen 'allgemeinen' PV-Grenzwert verwenden, der für eine andere Werkstoffpaarung oder Schmierungsart gilt.
- MPa·m/s und W/mm² als unterschiedliche physikalische Aussagen missverstehen, statt zu erkennen, dass sie numerisch identisch sind.
Häufige Fragen
Reicht die Einhaltung eines PV-Grenzwerts als Nachweis aus?
Nein. Ein PV-Grenzwert ist eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung. p und v müssen zusätzlich jeweils für sich innerhalb der zulässigen Werte der konkreten Werkstoffpaarung bleiben.
Warum entsprechen MPa·m/s und W/mm² demselben Zahlenwert?
1 MPa = 1e6 Pa = 1e6 N/m². Multipliziert mit 1 m/s ergibt das 1e6 (N/m²)(m/s) = 1e6 W/m² = 1 W/mm² -- die Einheiten sind also numerisch austauschbar, auch wenn sie unterschiedlich geschrieben werden.
Für welche Lagertypen ist der PV-Wert besonders relevant?
Vor allem für trocken- oder grenzgeschmierte Gleitlager (z. B. Kunststoff- oder Sinterlager), bei denen Reibungswärme kaum durch einen tragenden Schmierfilm abtransportiert wird und die thermische Beanspruchung dominiert.
Woher bekomme ich einen zulässigen PV-Grenzwert?
Ausschließlich aus einem konkreten Herstellerdatenblatt für die verwendete Werkstoffpaarung, Schmierung, Umgebungstemperatur und Betriebsart -- es gibt keinen materialunabhängigen Normwert.
Kann ein niedriger PV-Wert trotzdem zu einem Schaden führen?
Ja. Sehr hohe Flächenpressung bei sehr niedriger Geschwindigkeit kann trotz niedrigem PV zu lokalem Fressen führen; sehr hohe Geschwindigkeit bei niedriger Last kann andere Verschleißmechanismen auslösen. Das PV-Produkt allein erfasst diese Fälle nicht vollständig.
Wie geht es nach dem PV-Wert weiter?
Für eine vollständige hydrodynamische Betrachtung (statt einer überschlägigen PV-Abschätzung) liefert die Sommerfeldzahl (Rechner 58) zusammen mit Lagerspiel (Rechner 57) eine differenziertere Grundlage.