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antriebstechnik 1-2/2015

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GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Rundum flexibel Neues Konzept für große Zahnkränze bringt zahlreiche Vorteile für den Anwender Tamiem Badawi Um große, rotierende Anlagen zuverlässig zu bewegen, werden für die Übertragung der Antriebskraft Zahnkränze eingesetzt. SEW-Eurodrive wendet hierbei ein flexibles Konzept an, das die Herstellung, den Transport und die Montage vereinfacht. Werkstoff, Materialqualität und zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten schaffen zusätzliche Vorteile für die Kunden. Zum Antreiben großer, rotierender Anlagen wie Trockner, Drehrohröfen oder Horizontalmühlen in der Zement- und Grundstoffindustrie setzt man Zahnkränze ein. Sie werden am Umfang dieser Anlagen montiert und übertragen das Antriebsdrehmoment vom Getriebemotor auf den Drehzylinder. SEW- Eurodrive entwickelte hierfür ein flexibles Konzept. Es vereinfacht die Herstellung der Zahnkränze, ihren Transport und die Montage. Herkömmlich werden Zahnkränze nur mit einer geringen Anzahl von Segmenten gefertigt – üblicherweise zwei Hälften. Die hierbei verwendeten Materialien sind entweder Kugelgraphitguss, Stahlguss mit anschließender Wärmebehandlung oder geschweißte Stahlkonstruktionen. Traditionelle Lösungen haben deswegen Nachteile in Bezug auf die Größe der Komponenten, die Qualität des Gusswerkstoffs und die erforderlichen Produktionsanlagen. Oft sind Schweißreparaturen an den gegossenen Bauteilen notwendig, die die Funktionssicherheit der Komponente gefährden oder eine anfängliche Überdimensionierung erfordern. Die großen und unhandlichen Bauteile bedingen sehr große und teure Maschinen für die Fertigung, Handhabung und Wärmebehandlung. Modulares Konzept Die Zahnkränze von SEW-Eurodrive dagegen sind in mehrere identische Segmente geteilt, deren Anzahl vom Gesamtdurchmesser abhängt. Mit der Kombination aus fortschrittlicher Werkstofftechnik (Bainitischer Sphäroguss, ADI) und modernen Fertigungsmethoden können die Nachteile der traditionellen Lösung vermieden und zusätzliche Vorteile generiert werden. Für die Herstellung dieser Zahnkränze lassen sich kleinere Maschinen einsetzen. Man benötigt nur ein Modell für den Guss. Aufgrund des viel kleineren Gusskörpers wird eine bessere Gussqualität erzielt. Zudem lassen sich Toleranzen leichter einhalten. Auch die Montage der Zahnkränze, die entweder mit Hilfe eines Federtellers oder per Flansch erfolgt, vereinfacht sich. Vielfältige Kombinationen Es gibt unterschiedliche Zahnkränze mit Moduln im Bereich 20 bis 40 mm, die je nach Durchmesser des Drehzylinders ausgewählt werden. Der Modul ist ein Verzahnungsmaß für Zahnräder. Es ist nach DIN 780 gemäß Vorzugsreihe I, seltener II, standardisiert und wird in mm angegeben. Theoretisch kommen meist mehrere Kombinationen aus Moduln, Zähnezahlen (Ring und Ritzel), Schrägungswinkel der Verzahnung und Getriebeübersetzung in Betracht. Weitere Kriterien sind die Spurweite und Zahnbreite, die Zähnezahl pro Segment, die Anzahl der Segmente sowie der Radius und die Rotationsgeschwindigkeit Dipl.-Ing. Tamiem Badawi ist Produktmanager in der Business Unit „Heavy Industry Solutions“ bei SEW-Eurodrive in Bruchsal 01 Zahnkränze werden zum Antreiben großer, rotierender Anlagen wie Trockner oder Horizontalmühlen eingesetzt 40 antriebstechnik 1-2/2015

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 02 Die Zahnbreite beträgt typisch bis 600 mm, ist aber prinzipiell nicht limitiert 03 Das Antreiben von Drehrohröfen in der Grundstoffindustrie ist ein typisches Anwendungsgebiet für große Zahnkränze des Drehzylinders. Die möglichen Kombinationen werden über ein spezielles Softwareprogramm ermittelt und letztendlich von Fall zu Fall ausgewählt. Technischer Hintergrund Die Zahnkränze wurden nach der Finite-Elemente-Methode entwickelt und dadurch eine optimale Formgebung und sehr gute technische Eigenschaften erzielt. Der Berechnung liegen die Standards ISO 6336/DIN3990 sowie ISO TL CLASS 8 zugrunde. SEW- Eurodrive fertigt geteilte Zahnkränze mit typischen Teilkreisdurchmessern von 3 bis 16 m. Aufgrund der Designprinzipien sind jedoch auch kleinere oder größere Durchmesser möglich. Prinzipiell gibt es aufgrund der Segmentierung dabei keine Grenze. Die Zahnbreite beträgt typisch bis 600 mm, ist aber prinzipiell nicht limitiert. Die maximal übertragbare Leistung beträgt 4 000 kW je Ritzel; der Gesamtleistungsbereich erstreckt sich bis 8 MW. Die erzielbare Maximalgeschwindigkeit der Zahnkranzsegmente beträgt 6 m/s. Für die Schmierung bietet der Antriebsspezialist ein automatisiertes Sprühsystem an, das in festen zeitlichen Abständen Schmiermittel auf die relevanten Bereiche sprüht. Materialeigenschaften sparen Kosten Zahnkränze von SEW-Eurodrive werden aus ADI (Austempered Ductile Iron) gefertigt. Dieser Werkstoff entsteht durch eine mehrstufige Wärmebehandlung aus Gußeisen mit Kugelgraphit. Die neue Struktur – eine Mischung aus nadelförmigem Ferrit und Anwendungen Mühle Drehofen Leistung etwa 13... 15 MW bis etwa 1 MW Durchmesser etwa 14... 16 m bis etwa 9 m Montage Flansch Blattfeder Rotationsgeschwindigkeit hoch (10... 29 min -1 ) niedrig (1... 2 min -1 ) Tabelle: Beispielhafte Auslegungsmerkmale typischer Applikationen kohlenstoffangereichertem Austenit – hat eine vorteilhafte Gefügestruktur, die eine Kombination aus erhöhter Zugfestigkeit und Dehngrenze sowie Wechselfestigkeit bewirkt. Gegenüber herkömmlich bearbeitetem Stahl sind Bauteile aus ADI geräuschärmer, haben ein geringeres spezifisches Gewicht und weisen hervorragende Verschleißeigenschaften auf. Dadurch haben die Zahnkränze von SEW-Eurodrive eine schmalere Zahnbreite als Wettbewerbsprodukte. Das führt zu Gesamtkosteneinsparungen für den Kunden. Komplette Antriebslösungen Für die Herstellung des Rings wird nur eine Gussform benötigt, weil alle Segmente gleich sind. Aufgrund der kleinen Abmessungen der einzelnen Elemente lassen sich diese optimal gießen, bearbeiten, handhaben, prüfen, verpacken, versenden und montieren. Durch den Werkstoff ADI sind eine hohe Leistungsdichte (d. h. optimierte Masse und Abmessungen) sowie eine lange Lebensdauer gegeben. Die Auslegung mit einem SEW-eigenen Softwaretool in Verbindung mit der Erfahrung der Produktspezialisten führt zu einer effizienten Kundenberatung und Projektierung. SEW-Eurodrive liefert nicht nur den Zahnkranz, sondern das komplette Antriebspaket. Je nach Kundenwunsch kann hierbei das Ritzel direkt auf der Antriebswelle montiert oder separat gelagert werden (Stehlager). Verfügbarkeit und Service weltweit Generell sind Antriebslösungen mit Zahnkränzen beratungsintensiv. Daher unterstützt das Bruchsaler Unternehmen seine Kunden bei allen Applikationen, um für sie die technisch und wirtschaftlich beste Lösung zu finden. Die Zahnkränze sind weltweit verfügbar. Auf Wunsch werden auch das Grundgetriebe mit Antriebsritzel, ein Fundament, die Verkleidung sowie viele weitere Optionen geliefert. Die Hauptanwendungen bilden große Rotations-trockner, Drehöfen, Kugelmühlen, Siebund Entrindungstrommeln. Typische Einsatzbereiche sind die Grundstoffindustrie und der Bergbau, die Energiewirtschaft und Umwelttechnik sowie die Chemische und Nahrungsmittelindustrie. www.sew-eurodrive.de antriebstechnik 1-2/2015 41

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