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antriebstechnik 7/2017

antriebstechnik 7/2017

FVA AKTUELL Risse auf

FVA AKTUELL Risse auf Lagerringen Die Auslegung von Wälzlagern hinsichtlich Ermüdungslebensdauer erfolgt in der Regel unter Verwendung der DIN ISO 281. In den praktischen Anwendungen von Wälzlagern kommt es zurzeit zu vermehrten Ausfällen weit vor der berechneten Lebensdauer, die im Zusammenhang mit dem Auftreten von Rissen und im Bereich von weiß anätzbaren Bereichen stehen. Das Schadensbild ist oberflächlich häufig durch axiale Risse und Ausbrüche gekennzeichnet. Durch Schliffpräparationen der geschädigten Komponenten kann unter der Oberfläche ein mehrfach verzweigtes Rissnetzwerk nachgewiesen werden. Durch anschließendes Anätzen der betroffenen Bereiche lässt sich eine Gefügeveränderung Forschungsvorhaben detektieren. Diese Bereiche erscheinen weiß FVA 707 II und werden als „White Etching Areas – WEA“ IGF-Nr. 17904 N bzw. aufgrund des Rissnetzwerkes als „White Etching Cracks – WEC“ bezeichnet. Trotz der hohen Anzahl derzeitiger Forschungsarbeiten sind die Ursachen dieser Schäden unzureichend geklärt. Das Ziel des Vorhabens war es, das Verständnis zur WEA/WEC- Bildung in Wälzkontakten zu erweitern. Es sollten zunächst Betriebsbedingungen bestimmt werden, unter denen der Schaden reproduzierbar erzeugt werden kann. Dazu wurde der Einfluss relevanter Faktoren (z. B. Pressung, Schlupf, elektrischer Strom und Wasserstoff) sowie ihrer Kombinationen systematisch untersucht. In Untersuchungen an Axialzylinderrollenlagern konnte eine Korrelation des Schadensortes mit reibenergetischen Kennwerten beobachtet werden. In einer Parametervariation hat sich gezeigt, dass die WEA/WEC-Bildung eine geringere Pressungsempfindlichkeit aufweist als bei der klassischen Ermüdung. Es zeigte sich außerdem, dass bei kürzeren Zeiten zwischen zwei Überrollungen, negativen Schlupfbeträgen und Mischreibungszuständen die WEA/ WEC-Bildung begünstigt wird. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass hohe Gleichströme zu einer WEA/WEC-Bildung an ölgeschmierten Radialzylinderrollenlagern und Vierscheibenprüflingen führen. Bei zunehmender Stromstärke nahm die Laufzeit bis zum Ausfall ab. Für den Fall, dass diffusibler Wasserstoff in Gehalten von ca. 1 bis 2 ppm nach einer künstlichen Wasserstoffbeladung vorliegt, führten beim Vierscheibenprüfstand bereits geringe Kontaktpressungen (~1 000 N/mm²) zu einem WEA/WEC-Schaden. Im Forschungsvorhaben konnten somit Einflussfaktoren ermittelt werden, die die WEA/WEC-Bildung beeinflussen. Neben einer mechanischen Beanspruchung unter Mischreibungsbedingungen führt eine elektrische Beanspruchung sowie eine künstliche Wasserstoffbeladung zur Schadensentstehung. Weitere Forschungsarbeiten sind vor allem im Hinblick auf die Identifizierung von kritischen Werten der Einflussgrößen (insb. Pressung, Schlupf, elektrischer Strom und Wasserstoff) und WEA/WEC-Vorstufen erforderlich. In weiteren Forschungsarbeiten sollte eine nähere Betrachtung des Einflusses des Schmierstoffes und des Werkstoffs auf die WEA/ WEC-Bildung erfolgen. Das IGF-Vorhaben 17904 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. Autor: Dipl.-Ing. F. Guzman, IME – Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung, RWTH-Aachen; Dipl.-Ing. M. Oezel, IWM – Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau, RWTH-Aachen; Dr. rer. nat. S. Richter, GFE – Gemeinschaftslabor für Elektronenmikroskopie, RWTH-Aachen Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA), Dirk Arnold, Tel.: 069/6603-1632 Verlustleistung von Stirnradverzahnungen Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden experimentelle Untersuchungen zur Verlustleistung von Stirnradverzahnungen mit dem Fokus der lastabhängigen Verzahnungsverluste von Schrägverzahnungen mit Flankenmodifikationen durchgeführt. Bestehende Berechnungsansätze wurden auf Basis der Messdaten von praxisnahen Verzahnungen überprüft und weiterentwickelt. Als zentrale Einflussgröße wurde die mittlere Verzahnungsreibungszahl am FZG-Wirkungsgradprüfstand für eine breite Auswahl an Prüfvarianten untersucht. Dabei wurden die geometrischen Parameter gezielt ausgelegt, um eine große Variation an Parametern als Grundlage für die Weiterentwicklung bestehender Berechnungsansätze zu haben. Haupt-Einflussparameter waren dabei der Schrägungswinkel, die Profilüberdeckung und die Profilverschiebung. Neben der Verzahnungshauptgeometrie wurden die Verzahnungsvarianten mit Flankenmodifikationen angepasst, um Forschungsvorhaben FVA 686 I IGF-Nr. 17151 N zusätzlich den Einfluss von Flankenkorrekturen zu untersuchen. Ergänzende Untersuchungen zum Einfluss der Treibrichtung komplettieren das Versuchsprogramm, das einen Großteil der in der Praxis vorkommenden Anwendungen umfasst. Bei der Auswertung der experimentellen Untersuchungen haben die Lagerverluste deutlichen Einfluss, weshalb diese anhand separater Messungen am FZG-Lagerverlustleistungsprüfstand experimentell bestimmt und berücksichtigt werden. Die Überdeckungsänderung unter Last wird als ein zusätzlicher Einfluss auf das Reibungsverhalten untersucht und neben den Flankenkorrekturen als entscheidende Einflussgröße in einer theoretischen Berechnungsstudie zu den lastabhängigen Verzahnungsverlusten von Innenverzahnungen näher untersucht. Auf Basis der Ergebnisse des Forschungsvorhabens konnte der Ansatz zur Berechnung der lastabhängigen Verzahnungsverluste verbessert und um weitere Einflüsse erweitert werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht. Das IGF-Vorhaben 17151 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. Autor: Thomas Jurkschat, TU München Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau, FZG, Garching Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA), Norbert Haefke, Tel.: 069/6603-1607 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 7/2017

MAGAZIN Ebm-Papst baut neuen Standort in Lauf Die Ebm-Papst Gruppe investiert 13 Mio. EUR in einen Neubau an ihrem Unternehmensstandort Ebm-Papst Zeitlauf in Lauf bei Nürnberg. Innerhalb der nächsten zwei Jahre sollen ein Verwaltungsgebäude sowie zwei Produktionshallen entstehen. Seit 2013 gehört der Getriebespezialist zum Technologieunternehmen Ebm-Papst und wird von dessen Tochterunternehmen in St. Georgen organisatorisch betreut. In Lauf entwickelt und produziert Ebm-Papst Getriebeteile für die industrielle Antriebstechnik. Stefan Brandl, Vorsitzender der Geschäftsführung der Ebm-Papst Gruppe, sagt: „Der Standort Lauf hat für uns eine hohe strategische Bedeutung im Ausbau unserer Systemkompetenz.“ Zudem sei das Bauvorhaben ein klares Bekenntnis der langfristigen Sicherung des Standortes und seiner Beschäftigten. www.ebmpapst.com Bauer Gear Motor feiert 90 Jahre Innovation Bauer Gear Motor feiert in diesem Jahr sein 90-jähriges Bestehen. 1927 übernahm Wilhelm Bauer eine Elektromotorenfabrik in Esslingen und koppelte dort erstmals einen schnell laufenden Elektromotor mit einem Getriebe. Unter der Leitung seines Sohnes Eberhard Bauer ab 1936 wuchs das Unternehmen um weitere Standorte in Deutschland, Europa und weltweit. Es konnte als erstes Unternehmen eine Produktionslinie für die Serienfertigung von Getriebemotoren aufbauen, indem es seine Produkte modular gestaltete. 1983 stellte Bauer den Getriebemotor der G-Reihe auf der Hannover Messe vor und verkaufte schon im ersten Jahr über 25 000 Antriebe, von denen viele noch heute in Betrieb sind. 2011 wurde das Unternehmen von Altra Industrial Motion übernommen. Heute entwickelt Bauer Gear Motor Getriebemotoren der Effizienzklasse IE4 Super Premium Efficiency und betätigt sich als Vorreiter der „Connected Factory“, einem Konzept zur Verkürzung der Lieferzeiten für Serien- und Sonderprodukte durch Industrie-4.0- Prinzipien. www.bauergears.com WWW.RW-KUPPLUNGEN.DE WWW.RW-KUPPLUNGEN.DE

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