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carlito41
Anmeldungsdatum: 23.08.2017
Beiträge: 6
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 carlito41 Verfasst am: 31. Aug 2017 20:11 Titel: Auslegung von Lineargleitlagern |
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Hallo Leute!
Ich muss für die Wahl eines Schienensystems die entsprechenden Gleitlager bestimmen.
Das Schienensystem, welches aus zwei parallelen Wellenstahlen besteht, gewährleistet die Axialbewegung eines Aufbaus auf 4 gleitgelagerten Gleitböcken. Da in dem entsprechenden Katalog keine Aussagen über Auslegungsparameter der Schienen getroffen werden, wollte ich mich an den Angaben der Gleitlager orientieren.
Ich habe 2 Varianten zur Auswahl. Gegeben sind dafür die max. dyn. Tragzahlen [N] bei bestimmten Gleitgeschwindigkeiten und die Materialkennwerte [N/mm²].
Über die Masse des Aufbaus und die Erdbeschleunigung kann ich mir die statische Last auf das System und über den Freischnitt die max. stat. Last auf ein Lager bestimmen. Im Weiteren habe ich die Beschleunigung des Schlittenaufbaus.
Wie bestimme ich aber die axiale dynamische Lagerbelastung, welche unterhalb der gegebenen dynamischen Tragzahlen liegen muss?
Beste Grüße
carlito |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 01. Sep 2017 07:42 Titel: |
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| Zitat: | | Wie bestimme ich aber die axiale dynamische Lagerbelastung, welche unterhalb der gegebenen dynamischen Tragzahlen liegen muss? |
Gar nicht.
Bei einer Linearführung gibt es eigentlich keine Axialkräfte (X-Richtung) auf die Schiene, außer Reibung.
Im Katalog sind auch keine derartigen Grenzbelastungen angegeben.
Es gibt nur Kräfte quer zur Führungsrichtung (Y- und Z-Richtung) und nur diese müssen auch beachtet werden.
Bei offenen Rundführungen sind die zulässigen statischen und dynamischen Kräfte in den jeweiligen Richtungen quer zur Führungsrichtung (Y, -Y, Z) unterschiedlich hoch (z.B. ist C0Y meist größer als C0-Y oder C0Z).
Der Anteil der realen Gesamtbelastung an der jeweiligen Richtung hängt auch von der Einbaulage ab. Bei symmetrischen Aufbau kann u.U. auch schon mal nur eine Richtung relevant sein.
Für den Entwurf reichen meist statische Betrachtungen.
Dynamische Grenzwerte spielen erst für die Lebensdauerabschätzung eine Rolle. Die Berechnungsgrundlagen dazu finden sich im jeweiligen Herstellerkatalog oder als Tool auf der Herstellerseite und können im Detail etwas herstellerabhängig sein.
Vergiss nicht, die zulässigen Momente ebenfalls zu überprüfen.
Bei Gleitführungen sind jedoch meist die Führungsverhältnisse (Verhältnis Führungslänge zu Führungsbreite) der kritischere Punkt.
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carlito41
Anmeldungsdatum: 23.08.2017
Beiträge: 6
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| carlito41 Verfasst am: 01. Sep 2017 11:17 Titel: |
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Vielen Dank für die flotte Antwort!
Nochmal kurz zur Erklärung. Es handelt sich um ein Schlittensystem, auf welchem ein Schienensystem aufgebaut ist. Der Schlitten wird mit Negativbeschleunigungen von max. 80 g verzögert. Auf dem Schienensystem ist eine Masse von 72 kg, welche durch seine Massenträgheit und die Verzögerung in Bewegung gesetzt wird. Kräfte in Y-Richtung sollten nicht wirken.
Als stat. Last (Z) ergibt sich insgesamt 720 N. Der Aufbau ist in Y symmetrisch, in X nicht. somit ergibt sich als max. stat. Lagerkraft 215 N.
Gegebene Werte des Katalogs: (Lager)
di=40mm -> cdyn (4 m/s) = 200 N, cstat = 28 kN, Führungslänge = 80mm
di=50mm -> cdyn (4 m/s) = 300 N, cstat = 48,5 kN, Führungslänge = 100mm
Kann ich nun mit der stat. Lagerbelastung und den gegebenen Auslegungswerten eine Aussage treffen? |
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carlito41
Anmeldungsdatum: 23.08.2017
Beiträge: 6
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| carlito41 Verfasst am: 01. Sep 2017 11:20 Titel: |
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Noch ein Nachtrag:
Meinst du die zulässigen Biegemomente der Schienen? |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 01. Sep 2017 17:53 Titel: |
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Nach den Werten ist die Führung statisch stark überdimensioniert, was aber nicht unbedingt falsch sein muss, weil unter Umständen noch andere Kriterien wichtig sind.
Der angegebene Wert für zulässige dynamische Belastung (200N) scheint mir sehr klein, oder du hast eine falsche Einheit. Die Geschwindigkeit 4m/s dagegen scheint mir für Gleitführungen recht hoch.
Aber egal, der Wert ist nur für die Lebensdauerberechnung wichtig, sofern dies überhaupt durchgeführt wird. Er ist nicht zwangsläufig direkt mit den berechneten 215N ins Verhältnis zu setzen. Die Berechnungsgrundlage musst du dem Katalog entnehmen.
Bei Beschleunigung und Bremsen kommen zusätzliche Kräfte/ Momente auf den Schlitten, die je nach Schwerpunkt des Schlittens und Angriffspunkt des Antriebes (z.B. Spindelmutter) zusätzliche Belastungen der Wagen erzeugen.
Auch diese werden als quasistatisch betrachtet.
| Zitat: | | Meinst du die zulässigen Biegemomente der Schienen? |
Die sind ein anderes Thema und selten für die Auslegung wichtig (eventuell bei sehr langen freistehenden Rundführungen Knickbelastung).
Ich meinte jedoch die Momentenbelastung auf die Wagen. Allerdings fällt mir gerade ein, dass bei 4 Wagen nur Kräfte, keine Momente auftreten.
Bei 1 oder 2 Wagen sieht das je nach Lastfall ja anders aus.
Bei Schienenführungen wird immer der Wagen das Verschleißteil sein. Wenn der hält, hält auch die Führungsschiene. Deshalb wird auch nur der Wagen nachgerechnet.
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carlito41
Anmeldungsdatum: 23.08.2017
Beiträge: 6
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| carlito41 Verfasst am: 01. Sep 2017 18:34 Titel: |
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Danke für die Antwort Frankx!
Eine Lebendauerrechnung muss ich nicht durchführen, lediglich eine Entscheidung treffen, warum ich welches System wähle. Dies sollte ich natürlich einigermaßen wissenschaftlich belegen.
Aus Erfahrungswerten ähnlicher Konstruktionen der Firma kann ich eigentlich schon sagen, dass das kleinere Schienensystem ausreichend ist, jedoch muss ich das wie gesagt belegen. Vor allem, weil das ganze keiner Dauerbelastung ausgesetzt ist, sondern nur für Zeiträume von max. 100 ms angeregt wird und danach wieder steht.
Hier nochmal ein Link zu dem Lager (das untere):
http://smarthost.maedler.de/datenblaetter/K41_492.pdf
Wie du siehst, sind leider auch keinerlei Berechnungsgrundlagen in dem Katalog festgehalten. Auch auf Anfrage nicht.
Ich tue mich echt schwer aus meinen ermittelten Werten und den gegeben des Katalogs ein Vergleich zu ziehen... |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 04. Sep 2017 08:23 Titel: |
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Was Mädler hier mit dynamischer Tragzahl meint, kann man nur vermuten, wenn keine weiteren Angaben vorliegen.
Schau besser mal bei Igus rein. Die sind bei Kunststoffgleitlagern die Spezialisten.
z.B.:
http://www.igus.de/wpck/2305/drylin_r_ojum_01
Deren Lager sind geometrisch identisch und man sieht auch in der Tabelle die unterschiedliche Belastbarkeit für unterschiedliche Belastungsrichtungen.
Unten auf der Internetseite gibt es auch die passenden Auslegungstools.
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