Aufrufe
vor 1 Monat

antriebstechnik 6/2022

  • Text
  • Profinet
  • Industrie
  • Unternehmen
  • Einsatz
  • Dunkermotoren
  • Konventionellen
  • Zudem
  • Motor
  • Getriebe
  • Antriebstechnik
antriebstechnik 6/2022

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG Zeit für ½ Umdrehung des Käfigs Bild 05 (siehe in Teil 1). Da sie nicht einzeln bestimmt werden können setzen wir für alle zusammen einen äquivalenten Reibwert µB ein. Referenzdrehzahl Geschwindigkeitsdifferenz der Rolle um die Käfigachse Tangentialbeschleunigung Rollensatz Äquivalenter Reibwert für alle Reibstellen Tangential-Beschleunigungskraft auf Rollensatz Verlustmoment für Beschleunigungsvorgänge Beschleunigungsmoment auf den Rollensatz 7.2 BESCHLEUNIGUNG DER ROLLEN UM IHRE EIGENE ACHSE Massenträgheitsmoment der Rolle Winkelbeschleunigung des Käfigs Winkelbeschleunigung der Rolle Beschleunigungsmoment für eine Rolle Tangential-Beschleunigungskraft pro Rolle 7.3 WIRKUNGEN ALLER BESCHLEUNIGUNGSKRÄFTE Moment um Wellenachse zum Beschleunigen des halben Rollensatzes um ihre Achse Beschleunigungsmoment für den halben Rollensatz um die Wellenachse gesamt Diese beschleunigungsbedingten Kräfte verursachen an den Kontaktstellen die Reibkräfte FRA, FRB, FRV und FRS gemäß Drehzahlabhängiger Reibwert MVg μ0 (20) Fr rm Mit diesen Formeln erhalten wir die Kurve E im Bild 08 und damit eine ebenso gute Übereinstimmung mit den Messwerten wie mit den bekannten Formeln nach Katalog (Kurve G). Die geschwindigkeitsbedingten Reibwerte des konventionellen Wälzlagers können somit durch eine Formel ausgedrückt werden, welche auf den beschleunigungsbedingten Gleit-Reibverlusten basiert. 8. PRAXISEINSATZ ALS MOTORLAGER IN LOKOMOTIVEN Einen Vergleich der Lagertypen im Praxiseinsatz ermöglichten mehrere Messfahrten mit den Lagertypen NU340 und NU340SG mit Lokomotiven Re 425 unter im Wesentlichen gleichen Einsatzbedingungen auf der Strecke Bern-Brig. Das Bild 09 zeigt die Verhältnisse auf dem Abschnitt Thun- Bern, der Teilstrecke mit den höchsten Geschwindigkeiten, nach einigen Wochen im fahrplanmäßigen Einsatz. Beide Lager waren fettgeschmiert. Die umfassende Auswertung aller Messfahrten hat die tiefen Reibwerte der Prüfstandversuche bestätigt. Bezeichnend ist auch hier der starke Temperaturanstieg beim konventionellen Lager bei den hohen Geschwindigkeiten, während er beim SG-Lager gering ist. 9. EINFLUSS DER SCHMIERBEDINGUNGEN/ ANFORDERUNG AN DIE FETTE Grösse NU340: Die konventionellen Lager wurden mit 1 kg befettet, das SG-Lager mit 180 g. Diese Fettmengen haben sich bei beiden Lagern bewährt, wobei die Geschwindigkeit beim konventionellen Lager maximal 125 km/h betrug, beim SG-Lager 140 km/h. Grösse NU326: Diese SG-Lager wurden mit 80 g befettet. Mit Zuggeschwindigkeiten bis 200 km/h (n*dm = 820.000 mm/min) war beim konventionellen Lager nur der Betrieb mit Ölschmierung möglich. Mit den höheren Drehzahlen, die dank dem SG-Lager möglich sind, steigen auch die Anforderungen an das Fett. In beiden obenerwähnten Fällen wird Isoflex Topas L 152 von Klüber eingesetzt. 42 antriebstechnik 2022/06 www.antriebstechnik.de

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 09 Vergleich konventionelle Lager/SG-Lager in Lokomotive 32 160 30 28 140 26 Temperaturerhöhung ab Abfahrt 24 22 20 18 16 14 12 10 8 120 100 80 60 40 Geschwindigkeit km/h Delta T konventionelle Lager Delta T SG-Lager Geschwindigeit 6 4 20 2 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Zeit ab Abfahrt in Thun Bei der Kontrolle der NU340SG nach fünf Jahren respektive der NU326SG nach einer Million Kilometer sind die SG-Lager und deren Befettung jeweils noch einwandfrei. Die geringe Schmierstoffmenge trägt dazu bei, dass die Walkverluste und damit die Reibwerte des SG-Lagers sehr tief sind. Dadurch wird die Drehzahlgrenze bei Fettschmierung mindestens verdoppelt und der Betrieb mit Fettschmierung bei Bedingungen möglich, die sonst zwingend Ölschmierung erfordern. Das SG-Lager bietet sich deshalb für zahlreiche anspruchsvolle Anwendungen an, z. B. als Rotorlager von Shreddern oder als Lager in Windkraftanlagen. n Abbildungen: Rudolf Gehring ZUSAMMENFASSUNG Die Analyse der Versuchs-und Praxisresultate ergibt, dass die tiefen Reibwerte des SG-Lagers dank seiner konstruktiven Eigenschaften physikalisch/mechanisch bedingt und damit logisch erklärbar sind. Sie steigen mit steigender Drehzahl nur ganz geringfügig an. Zum Beispiel betragen sie bei einem Drehzahl- Kennwert von 750.000 mm/min rund ein Drittel der Werte von konventionellen Lagern. Die Analyse zeigt auch, dass die Differenz zwischen den Reibwerten von konventionellen und SG-Lagern ziemlich genau den geschwindigkeitsbedingten Anteilen der konventionellen Lager und diese wiederum den beschleunigungsbedingten Verlusten des gleitgeführten Käfigs entsprechen. Literaturverzeichnis: [1] ETR, Eisenbahntechnische Rundschau 12/1995.:Bahnbrechende Neuerungen [2] SER, Schweizer Eisenbahn-Revue 12/2011: Fettgeschmierte Fahrmotorlager mit doppelter Lebensdauer bei der BLS [3] Konstruktion 48 (1996):neues Verfahren zur Berechnung der Reibung von Kugellagern [4] ETH Zürich: Webemarc/Dimensionieren/ Vorlesungsfolien Gleitlager [5] „Die Wälzlagerpraxis“ von Brändlein, Eschmann, Hasbargen, Weigand DER AUTOR Drei Eigenschaften des SG-Lagers bewirken diese tiefen Reibwerte und die hohe Betriebssicherheit. 1.Die Gleitführung des Käfigs wird durch eine Rollführung ersetzt. 2.Der SG-Käfig wird zentrisch und spielfrei im Außenring geführt. Das ergibt eine optimale Kinematik ohne verlustbehaftete zyklische Beschleunigungsvorgänge. 3.Diese Eigenschaften ermöglichen es, mit einem Bruchteil der bei konventionellen Lagern notwendigen Fettmengen zu arbeiten. Rudolf Gehring ist Ingenieur für ausgewählte Projekte bei der LRS Engineering AG in Frauenfeld www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2022/06 43

Aktuelle Ausgabe

Aktuelle Ausgabe