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spindelmithülse.gif

Hallo,

ich bin Student und bei meinen Berechnungen trat folgendes Problem auf.

Das im Anhang dargestellte Lager wird durch die Spindel Linear und Radial belastet. Das heißt die Spindel bewegt sich in axialer Richtung in das Gleitlager, auserdem dreht dich die Spindel.

M_max=100Nm
µ_gelitlager=0.2
d_spindel=50mm
n_spindel=2000 1/min
Steigung=30mm

Die eigentliche Gleitfläche besteht aus einer Kunststoffhülse welche mit Sprengringen in den Gleitlagergehäuse befestigt ist. Wie kann man nun die Kräfte berechnen welche auf diese Kunststoffgleitlagerhülse wirken?

Falls die oben genannten Variablen zu Berechnung nicht ausreichen, ist das nicht so wichtig, ich brauche lediglich einen Lösungsansatz wie ich die Kräfte berechnen kann.

Vielen Dank

Hier nochmal das Bild
http://www.bilder-hochladen.net/files/54gv-g-gif.html 

[Diese Nachricht wurde von OnkelBums am 31. Aug. 2009 editiert.]

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Wie groß ist die Radialkraft? Die geht aus den Angaben nicht hervor.
Radialkraft mal Reibwert gibt Kraft am Lagerumfang.
Richtung entspricht Bewegungsrichtung der Spindel; zur Sicherheit in Umfangs- und Längsrichtung annehmen.
P.S.: In der Bildunterschrift keine Umlaute verwenden! 
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Gert Dieter  

[Diese Nachricht wurde von Hohenöcker am 31. Aug. 2009 editiert.]

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Kann ich nich sagen    M_max / (d_spindel/2) = F_gesamt

Dann rechne ich mir die Verteilung der Gesamtkraft über die Umdrehungsgeschwindigkeit und Lineargeschwindigkeit der Spindel aus.
v_linear = 1 m/s
v_rot    = 5.236 m/s

Und schon hab ich die  F_radial * µ = Radialkraft
und                    F_linear * µ = Linearkraft

????

[Diese Nachricht wurde von OnkelBums am 31. Aug. 2009 editiert.]

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Das kann man so nicht sagen. Es kommt darauf an, wie und wo die Spindel gelagert ist und wie und wo das Moment eingeleitet wird. Bei Riementrieb oder Zahnrad treten Querkräfte auf, bei Kardangelenk (in gerader Stellung) gar keine. Also Gesamtsystem betrachten!

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Gert Dieter 

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Die Spindel hat beim auftreffen auf das Gleitlager eine feste Lagerung auf der einen Seite und die lose Lagerung der Gleithülse auf der anderen. Die Länge zwischen den Lagerungen beträgt 1176mm.

Das Moment wird in der festen Lagerung auf die Spindel übertragen durch einen Riementrieb.

Natürlich ist die Spindelmutter in der Mitte dieser bei den Lagerungen.

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Zitat:

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Original erstellt von Hohenöcker:
...Gesamtsystem betrachten!

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Das kann ich nur unterstreichen!

Übrigens, wenn die Spindel tatsächlich unter bereits vorhandener radialer Belastung auf das Gleitlager auftrifft kann's Bruch oder zumindest erhöhten Verschleiss geben.
Denn:
Radiale Belastung (dazu zählt auch schon das Eigengewicht der Spindel) erzeugt elatische Durchbiegung, diese ergibt ein nicht-zentrisches Auftreffen der Spindel auf das Lager, und da schaun' wir mal was passiert...

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mfg - Leo

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Ja, das war der Hauptgrund weswegen ich soll ein Gleitlager entwicken sollte, um die Schwingungen der Spindel zu reduzieren. Dazu kann ich eine möglichst tiefe Fase anbringen.

Ich muss aber die Belastungen auch mal in meine Rechnung mit einbringen. Könnte ich dazu annehmen, das die gesamte Radialkraft und Linearkraft auf das Material wirkt, ohne diese mit den Reibfaktor zu multiplizieren. Damit wäre doch abgedeckt, dass die Spindel nicht zentrisch auf das Lager trifft?

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Ich weiß immer noch nicht (und Du wahrscheinlich auch nicht), welche Kräfte auf das Lager wirken. Wo ist die Riemenscheibe? Durchmesser? Riemenzug und Vorspannung? Wirkt die Riemenkraft überhaupt auf dieses Lager? Mach mal eine Skizze von der gesamten Anordnung!

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Gert Dieter 

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antrieb.gif skizze.gif

G - Kunststoffgleitlager
F - Festlager
M - Motor

Gleitlager, Spindelmutter und Schlitten sind fest verbunden und über Führungsschienen beweglich gelagert.

Die Riemenscheiben haben einen wirkenden Durchmesser oben 55.5mm unten 86.1mm.

Vorspannung und Riemenzug konnte ich für den speziellen Fall nicht finden, aber nehmen wir 500N für die Summe der Kräfte an. So war es bei ähnlichen Antrieben der Fall.

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Da die Riemenscheibe nahe am Lager ist, hättest Du dann ca. 600N am Lager.
Bei einer Riemenscheibe von 86mm Durchmesser bekommst Du dann aber nur max. 21,5 Nm auf die Spindel und keine 100!
Etwas stimmt also immer noch nicht...

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Gert Dieter 

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Ok hab nochmal Nachgefragt, die Summe der Kräfte sind 2512N. Würde demnach ein Moment von ca. 108Nm erzeugen.

Wie gehts jetzt weiter mit der Berechnung?

Danke

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Ich würde sagen:
Irgendwelche vorhersagbaren Kräfte auf das Gleitlager treten nur durch elastische Verformung der Spindel auf, z.B. aufgrund Durchbiegung/Eigengewicht und Dejustage.
Also könntest Du eine Verformung annehmen, und aufgrund der Spindelgeometrie Rückstellkräfte ausrechnen.

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mfg - Leo

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Hallo Bums,

ich beziehe mich jetzt auf deine eingestellten Bildchen. Der Servomotor sieht so aus, als könnte er tatsächlich bei der vorhandenen Übersetzung ein Spitzendrehmoment von ca. 100 Nm erzeugen.
In deiner Skizze des Antriebs sehe ich die Verfahrlänge mit 1347 mm, d.h. es handelt sich um eine recht große Kugelgewindespindel. Dass diese am Ende geführt bzw. gelagert werden muss steht wohl ausser Frage. Aber warum nehmt ihr nicht auch für die Loslagerung das Element, welches vom Hersteller des Gewindetriebes schon bereitgestellt wird? Das Festlager ist doch sicherlich auch ein Standard Teil, oder?

Andreas

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Erst mal Danke für erue Antworten,

Der Hersteller des Kugelgewindetriebes bietet nur Lager auf der anderen Seite der Spindel an, welche fest mit dieser montiert sind. Wegen geometrischer Beschränkungen brauchen wir aber ein Lineares Gleitlager. Bei der Firma igus haben wir dann so ein Kunststoffgleitlager besorgt.

Zu den Berechnungen. Für diesem Fall schein es schwierig gültige Belastungen zu berechnen. Wäre nur gut gewesen wenn ich sie in meine Projektarbeit fürs Studium hätte aufnehmen können. Wir werden das Kunststoffgleitlager einfach in der Praxis testen und sehen dann was dabei rauskommt.

Ok nochmal Danke für eure Hilfe, meine Fragen wären damit erst mal mehr oder weniger geklärt.

[Diese Nachricht wurde von OnkelBums am 02. Sep. 2009 editiert.]

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