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antriebstechnik 6/2018

antriebstechnik 6/2018

MAGAZIN FVA AKTUELL

MAGAZIN FVA AKTUELL Einfluss von Vibrationsanregung auf Wälzlager Neben der normalen Betriebsbelastung durch radiale und axiale Kräfte bzw. Kippmomente unterliegen Wälzlager in der Praxis auch überlagerten Schwingungsbeanspruchungen. Es treten in der Anwendung Wälzlagerschäden auf, die diesen zugeordnet werden. Die konventionellen Lebensdauerberechnungen von Wälzlagern berücksichtigen keine Vibrationen bzw. Schwingungsanregungen in Wälzlagern. Somit können deren Auswirkungen bezüglich des auftretenden Verschleißes selbst bei einer nach Frequenz und Amplitude bekannten Schwinganregung nicht benannt werden. Aufbauend auf den Erkenntnissen aus dem IGF-Vorgängerforschungsvorhaben 15901 N Forschungsvorhaben FVA 589 II (FVA 589 I), in dem signifikanter Vibrationseinfluss auf das Laufverhalten der IGF-Nr. 18493 N Wälzlager festgestellt wurde, sollte im Rahmen des Forschungsvorhabens 18493 N (FVA 589 II) das Verständnis für den Mechanismus der vibrationsbedingten Vorschädigung der Wälzlager im Niedriglastbereich ausgebaut werden. Hierzu wurden experimentelle Arbeiten (IME, RWTH Aachen) sowie simulative Untersuchungen (MEGT, TU Kaiserslautern) durchgeführt. In dem Vorgängervorhaben konnte der höchste Einfluss der Vibrationen auf Laufverhalten der Lager bei niedrigen Belastungen und radialer Systemanregung festgestellt werden. Als Prüflager kamen im aktuellen Vorhaben Zylinderrollenlager zum Einsatz. Neben dem Wälzkörperschlupf lieferte im aktuellen Vorhaben speziell die Messtechnik zur Erfassung der Käfigbewegung und des Schmierfilmdurchbruchs wertvolle Erkenntnisse zum Vibrationseinfluss. In den Dauerversuchen unter radialer Systemanregung wurde eine Vielzahl von Anregungs-, Betriebs- und Strukturparametern untersucht und signifikante Einflussgrößen identifiziert. Es konnten großflächige Laufbahnverfärbungen festgestellt werden, die auf die störende Wirkung der Vibrationen speziell bei grenzwertig ausgelegten Schmierungsbedingungen zurückzuführen sind. In diesem Grenzbereich konnte gezeigt werden, dass durch die dynamische Anregung der Schmierungszustand von der Vollschmierung ohne Festkörperkontakte in die Mischreibung verschoben wird, bei der deutliche Festkörperkontakte erkannt wurden. Diese unzureichenden Schmierungszustände sind konditioniert durch eine Parameterkombination aus Vibrationsanregung, damit einhergehenden Massenkräften und den Viskositätseigenschaften des Öls. Der ebenfalls untersuchte Einfluss der überlagerten Drehschwingung konnte im betrachteten Parameterraum ausgehend von experimentellen Erkenntnissen und reibenergetischen Bewertung der Simulation im Vergleich zu radialer Gesamtsystemanregung als niedriger eingestuft werden. Die Forschungsergebnisse zeigen ebenfalls, dass mittels der entwickelten MKS-Modelle das Verhalten der Wälzlager in schwingungsbeanspruchten Systemumgebungen gut abgebildet werden kann. Der Abgleich zwischen Versuch und Simulation zeigt für die untersuchten Betriebsbedingungen gute Übereinstimmungen im Lagerverhalten (insbesondere Wälzkörperdrehzahl und Käfigbewegung) und belegt damit die Eignung der Modelle. Die Simulationsmodelle wurden hinsichtlich reibenergiebasierter Auswertegrößen und Berücksichtigung verschleißbedingter Geometrieänderungen erweitert. Diese Kenngrößen liefern eine Möglichkeit, die Auswirkungen der Anregung in Abhängigkeit des umgebenden Systems zu quantifizieren. Zur Übertragbarkeit der Ergebnisse auf reale Systeme wurde die Zulässigkeit der Abstraktion des Prüfstandsmodells über starre Modellierung und Substitution der Stützlagermodelle durch vereinfachte Steifigkeitselemente untersucht. Mit dem vereinfachten Modell konnte das schwingungstechnische Verhalten hinreichend genau nachgebildet werden. Die Gültigkeit dieser Abstrahierung ist jedoch systemabhängig, sodass die Übertragung auf andere Anwendungsbereiche jeweils separat geprüft werden muss. Das IGF-Vorhaben 18493 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Autoren: Torben Fruth, Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik, TU Kaiserslautern und Waldemar Gaad, Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung, RWTH Aachen Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA), Dirk Arnold, Tel.: 069/6603-1632 Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt Tel.: 069 / 6603-1515 E-Mail: info@fva-net.de Internet: www.fva-net.de 6 antriebstechnik 1-2/2018 6/2018

Digitale Ideen kommen aus Bremen MAGAZIN KUNDENSPEZIFISCHE ANTRIEBE ALS Asynchron und synchron Antriebe Direktantriebe (Torque) Reluktanzantriebe Axialfluss Antriebe Lenze bündelt und erweitert seine Aktivitäten im Bereich digitale Lösungen und Technologie-Innovationen in Bremen: Das Innovationslabor Dock One wurde in den Räumlichkeiten der Tochter Encoway eröffnet. Es dient der internen Entwicklungsarbeit. Dazu kommen gemeinsame Projekte mit Kunden, Partnern und Forschungseinrichtungen. Es fungiert als Denkfabrik mit der Zielsetzung, Digitalisierungsideen für Industrie-4.0-Projekte sowie digitale Geschäftsmodelle und Produkte umzusetzen. Encoway wurde an dem Standort vor 18 Jahren als Start-up gegründet und vertreibt Software zur Produktkonfiguration, Preiskalkulation und Angebotserstellung. Im Technologiepark Bremen ist mit Logicline noch eine weitere Lenze-Tochter angesiedelt, ein Spezialist für Cloud-Anwendungen, digitale Plattformen und Mobile Apps. Derzeit beschäftigt die Lenze-Gruppe rund 200 Mitarbeiter in Bremen und geht davon aus, dass diese Zahl allein in den nächsten zwölf Monaten um weitere 40 ansteigt. www.lenze.com www.encoway.de Brandenburger Strasse 10 D-88299 Leutkirch im Allgäu phone +49 7561 98248-0 info@ate-system.de www.ate-system.de Deutlich mehr Umsatz durch neue Produkte Die Fraba-Gruppe hat im aktuellen Jahr ihres 100-jährigen Bestehens ihre Bilanz des Geschäftsjahres 2017 vorgestellt, indem sie einen Umsatzrekord aufgestellt hat. Durch weltweite Zuwächse bei Positionssensorik/Drehgebern mit der Marke Posital und Sicherheitstechnik der Marke Vitector stieg der Umsatz um 21,5 % auf 31,5 Mio. EUR. „Treiber des Erfolgs sind völlig neue Produkte wie unsere hochauflösenden magnetischen Ixarc-Anbaudrehgeber oder die Kit-Encoder für Motorfeedback“, berichtete Christian Leeser (Bild), Mehrheitsgesellschafter und CEO der ATE.indd 1 25.04.2018 08:12:42 Fraba-Gruppe. Während sich das Vitector-Geschäft vor allem in Nordamerika deutlich über Plan entwickelte, gab es den mit Abstand größten Wachstumsschub bei der Fertigung von Wiegand-Sensoren fürs Energy-Harvesting. Im Jahr 2017 wurde die Produktion der „Mini-Kraftwerke“, die über einen speziell bearbeiteten Draht als Kernkomponente magnetische Impulse aus Drehbewegungen in Spannung umwandeln, mehr als verdoppelt. www.fraba.eu STARRE KUPPLUNGEN - TORQMAX Ob in pharmazeutischen Anlagen mit kleinsten Wellen von 3 mm oder für rohe Kräfte in der Umformtechnik – wir haben die passende Verbindung! Zielsicher zum passenden Produkt www.orbit-antriebstechnik.de

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