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Projekt
Aufbau eines empirischen Modells der Spindellagerdämpfung unter Berücksichtigung der Einbau- und Betriebsbedingung für eine anwendungsorientierte Simulation des dynamischen Systemverhaltens von Hauptspindeln
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Christian Brecher
Fachliche Zuordnung
Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
Förderung
Förderung von 2017 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386986567
In schnelldrehenden Hauptspindeln von Fräsmaschinen werden als Lager fast ausschließlich Spindellager aufgrund ihrer hohen Drehzahleignung, kompakten Bauform und geringen benötigten Peripherie eingesetzt. Wegen ihrer Bauform als Schrägkugellager ist ihr statisches und dynamisches Verhalten stark von der Temperatur, der Drehzahl sowie Einbaubedingungen wie der Vorspannung abhängig. Während das nichtlineare Steifigkeitsverhalten mit Simulationsprogrammen numerisch berechnet werden kann, ist das Dämpfungsverhalten aufgrund der hohen Komplexität der Elastohydrodynamik und nicht ausreichend bekannter Parameter wie der Viskosität im Schmierspalt schwer berechenbar. Das Ziel dieses Erkenntnistransferprojekts ist es, Dämpfungsparameter ausgewählter Spindellager in Abhängigkeit von Einbau- und Betriebsbedingungen zu bestimmen und darauf aufbauend ein empirisches Modell der Spindellagerdämpfung zu erstellen. Der Modellaufbau wird durch vorhandene numerische Berechnungsprogramme der Lagerkinematik unterstützt, indem die empirisch ermittelten Dämpfungsparameter auf berechnete Lagerkenngrößen wie Pressungen im Kugelkontakt bezogen werden. Durch die Implementierung des Modells in die vorhandenen Berechnungsprogramme werden Spindel- und Maschinenhersteller sowie Anwender befähigt, das dynamische Verhalten von Spindelsystemen zu berechnen, um dynamische Nachgiebigkeiten sowie Maschine-Prozess-Interaktionen zu simulieren.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen (Transferprojekt)
