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antriebstechnik 10/2020

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antriebstechnik 10/2020

WÄLZ- UND GLEITLAGER

WÄLZ- UND GLEITLAGER KONSTRUKTIONSSOFTWARE LAGER PER SIMULATION BEWERTEN Der virtuelle Prüfstand Simpro Quick ist eine Software für die Bewertungen von Wälzlagerungen. Eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche soll die Zusammenstellung und Analyse von Lagern komfortabel machen. Travis Shive ist Analytical Tools Subject Matter Expert bei SKF in Lansdale, Pennsylvania, USA; Hedzer Tillema ist Engineering Tools Technical Leader bei der SKF BV in Houten, Niederlande Bei SKF Simpro Quick handelt es um eine Einwellen-Lagersimulationssoftware, mit der sich die Leistung von Lageranordnungen auf Grundlage ihrer jeweiligen Anwendungsanforderungen und Betriebsbedingungen untersuchen lässt. Das Tool zielt darauf ab, den Designprozess für Konstrukteure zu beschleunigen und die Lagerauswahl zu erleichtern. Dafür bietet das Programm eine benutzerfreundliche Oberfläche sowie das breite Ingenieurswissen von SKF. Die „Quick“-Version basiert auf der gleichen Plattform wie die SKF intern gebräuchliche „High-End“-Variante Simpro Expert. LAGERAUSWAHL UND -MODELLIERUNG Die Lagerdatenbank der Software erlaubt Anwendern Zugriff auf die aktuellen Lager des Wälzlagerkatalog von SKF. Dadurch ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten für die Konstruktion optimaler Wälzlagerungen – von zwei Lagern auf einer Welle bis hin zu „beliebig vielen“ Lagern. Schrittweise führt das Tool Konstrukteure durch die Erstellung eines Lagerentwurfs und stellt Optimierungsfunktionen zur Verfügung. Damit lässt sich die Auslegungszeit unter verschiedenen Betriebsbedingungen verkürzen. Als Beispiel könnte man eine Vorgelegewelle für einen Schraubenkompressor modellieren. Durch den Betrieb von Schraubenkompressoren mit verschiedenen Leistungsstufen ändert sich die Maschinenleistung. So wir- 48 antriebstechnik 2020/10 www.antriebstechnik.de

WÄLZ- UND GLEITLAGER ken unterschiedliche Drehzahlen und Drehmomente auf die Kräfte am Zahneingriff ein. Dies wiederum hat Auswirkungen auf die Lagerleistung. BERECHNUNGSMODELL MIT FREIWÄHL­ BAREN KOMPONENTEN ERSTELLEN Zu Beginn erstellt der Nutzer ein Berechnungsmodell für die Welle mit den gängigsten Komponenten. Sobald die Welle festgelegt ist, können Komponenten, wie Lager, Zahnräder, Federn und Zwischenringe, einfach per Drag-and-Drop- Funktion hinzugefügt werden. In einem „Walkthrough“-Verfahren können die Lager dann anhand des Wellendurchmessers am Lagersitz, des Lagertyps (Rillenkugellager, Schrägkugellager, Zylinderrollenlager usw.) oder einer eventuell nur teilweise bekannten Lagerbezeichnung ausgewählt werden. Im nächsten Schritt des Walkthroughs wird festgelegt, wie sich das Lager auf der Welle und im Gehäuse montieren lässt. Ähnlich gestaltet sich die Vorgehensweise, wenn ein Zahnrad auf die Welle gezogen wird: Hier ist zunächst eine Bauart festzulegen (Kegelrad, Schrägzylinderrad, Kegelschraubrad, Geradzylinderrad oder Schneckenrad); danach folgt die Zahnradgeometrie. Abschließend gibt der Benutzer die Leistung für das Zahnrad ein: Dies ist ein Faktor, der zusammen mit der Geometrie verwendet wird, um verschiedene Getriebekräfte automatisch abzugleichen. Die Schritte beim Hinzufügen eines Zahnrads sind sehr hilfreich bei der Konstruktion und Analyse von Getriebewellenanwendungen. Federn bieten die Möglichkeit, Lager gegen ein Umbauteil (z. B. das Gehäuse) oder gegen ein anderes Lager vorzuspannen. Diese Funktion ist u.a. nützlich für Anwendungen, bei denen Federn für angestellte Lagerungen verwendet werden. Zwischenringe ermöglichen die Einstellung bestimmter Lagerluftwerte, was für Lageranwendungen in O- oder X-Anordnung nützlich ist. BELASTUNG, SCHMIERUNG UND LAGERLUFT FESTLEGEN Als nächstes bestimmt der Nutzer die anwendbaren Grenzbedingungen. Dem Modell können Wellendrehzahl, Radial- und Axialkräfte, Leistungsaufnahme (Getriebe), Momentenbelastungen und Massenkräfte hinzugefügt werden. Ähnlich wie bei den Komponenten werden Kraft, Leistungsaufnahme und Moment per Drag & Drop aufgebracht; die anderen Grenzen lassen sich einfach durch einen Klick auf ein Symbol festlegen. Für die Anpassung aller anwendbaren Grenzen – mit Ausnahme der Massenkräfte – steht das Programmteil „Analysis variations“ zur Verfügung. Das Verfahren zur Aufbringung der Massenkräfte ermöglicht es dem Benutzer, Anwendungen nicht nur in horizontaler, sondern auch in vertikaler Richtung zu untersuchen. Im dritten Schritt werden die Schmier- und Einbaubedingungen vorgegeben. Simpro Quick bietet die Möglichkeit, das Schmierverfahren (Fett-, Ölbad- oder Ölpunktschmierung), die Ölviskosität und die Verunreinigungsgrade zu bestimmen. All diese Schmiereigenschaften beeinflussen die Berechnungsergebnisse, die von der Nachschmierfrist bis hin zur Lagerreibung reichen. Lagerpassungen, die einen zentralen Teil des Entwurfsprozesses darstellen, sind das letzte auswählbare Kriterium. Die richtige Auswahl der Passungen ist von entscheidender Bedeutung für gute Betriebsbedingungen, um z. B. eine geeignete Betriebslagerluft zu erreichen. 01 Mit den Polardiagrammen lassen sich Berührungswinkel, Kontaktverformungen und -belastungen der Wälzkörper des Lagers darstellen 0001421380_000001.pdf - 07.01.2015 Gewalzte Ringe Zylindrisch oder profiliert. Außendurchmesser von 150 - 2000 mm, Gewicht von 3 kg - 1500 kg. Werkstoffe: Bau-, Edelbau- und Wälzlagerstähle, Werkzeugstähle, Rostfrei-Qualitäten, Nickelbasisund Titanlegierungen. Gewalzte Ringe • Blankstahl Platestahl Umformtechnik GmbH Platehofstraße 1 - 58513 Lüdenscheid - Germany Tel.: 02351 439-0 - info@platestahl.com Fax: 02351 439-355 - www.platestahl.com www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/10 49 Platestahl.indd 1 06.12.2018 17:58:29