Bearing Module

Probleme bei der Wälzlagerkonstruktion und -auswahl

Lager sind das am häufigsten verwendete Maschinenelement in der Kraftübertragung. Ein schlecht konstruiertes Wälzlager kann schnell zu Schäden am Lager selbst und am Antriebsstrang führen. Im schlimmsten Fall induziert eine Kettenreaktion den Totalverlust eines gesamten Systems. Im Rahmen detaillierter Grundlagenforschungsarbeiten (z. B. PALMGREN, LUNDBERG, GAERTNER, siehe [1], [3] und [4]) wurden standardisierte Formeln eingeführt. Diese Formeln ermöglichen es Ingenieuren, Lager in Bezug auf die Tragfähigkeit anhand des Lagerlastspektrums ordnungsgemäß zu konstruieren und auszuwählen. Um eine zuverlässige Lebenserwartung zu berechnen, muss das Lastspektrum so realistisch wie möglich sein. Aufgrund unbekannter Betriebslasten und komplexer Wechselwirkungen zwischen Lager und System sind die erforderlichen repräsentativen Lagerlasten jedoch schwer abzuschätzen. Darüber hinaus wächst die Nachfrage nach sinkenden Schallemissionen und einer detaillierten Transferweganalyse, was Fragen zur detaillierten Wälzlagerdynamik und deren Einfluss auf die Systemdynamik aufwirft. Um all diese hochkomplexen Konstruktionsthemen abzudecken, waren leistungsstarke Werkzeuge für die dynamische Wälzlager- und Systemanalyse erforderlich.

Um die erwähnten Hindernisse bei der Analyse der Wälzlager zu überwinden, bietet Simpack das Kraftelement „Rolling Bearing“ an. Dieses Kraftelement simuliert effizient alle gängigen Arten von Wälzlagern, indem es die Rollenelementkontakte unter Berücksichtigung der inneren Geometrie löst. Bei diesem Ansatz wird einerseits das detaillierte Übertragungsverhalten eines Lagers berücksichtigt, da es die nichtlinearen Steifigkeitseigenschaften, das Spiel und die Kreuzkopplung berücksichtigt. Der Ansatz deckt aber auch die Anregungen ab, die vom Lager erzeugt werden (z. B. durch Rollenelemente, die die Lastzone passieren). Der hohe Wirkungsgrad dieses Kraftelements und die Berücksichtigung der Übertragungs- und Anregungseffekte eines Lagers ermöglichen dem Ingenieur die Generierung realistischer Lastspektren, die die Interaktion des Wälzlagers mit dem kompletten System berücksichtigen. In Bezug auf Tragkraft, Leichtbauweise und Schallemission erleichtert dieses Element die Konstruktion und die Auswahl der besten Lagerlösung.