Objektivierung der Verfahrensgrundlagen für die experimentelle Ermittlung der dynamischen Tragzahl von Profilschienenführungen
Engineering Design, Machine Elements, Product Development
Final Report Abstract
In den Projektjahren 1 und 2 wurden wichtige Einflüsse auf experimentell ermittelte dynamische Tragzahlen von PSF bewertet. Zur Schaffung einer Größe für die Bewertung dieser Einflüsse, erfolgte die Entwicklung eines Verfahrens zur Bestimmung der Toleranz experimentell ermittelter dynamischer Tragzahlen. Es ermöglicht die Berechnung der dynamischen Tragzahl unter idealen und realen Bedingungen und auf Basis dieser beiden Größen die Berechnung der Toleranz experimentell ermittelter dynamischer Tragzahlen. Für Kugel-PSF der Baugröße 25, untersucht in einem Versuchsstand mit bewegten Prüflingswagen, wurden Tragzahltoleranzen berechnet. Dabei wurden sowohl nicht ideale Feder- als auch nicht ideale Trägheitsbelastungen berücksichtigt. Die ermittelten Tragzahltoleranzen erreichten teilweise Größen, die während des Auswahlprozesses für eine zu gestaltende Anwendung relevant sein können. Mit Untersuchungen auf Basis von FE-Modellen mit hochauflösender Beschreibung des Wälzkontaktes konnte gezeigt werden, dass Prüfkräfte in Höhe von 50% der dynamischen Tragzahl nicht zu Kantenlauf im Wälzkörper-Laufbahn-Kontakt führen. Des Weiteren wurde der Einfluss der Größe der Prüfkraft auch experimentell untersucht. Bei Lebensdauerversuchen mit verschiedenen Prüfkraftgrößen zeigte sich am Beispiel von Kugel-PSF der Baugröße 25, dass Prüfkräfte in der Größe von 75 % der dynamischen Tragzahl zu kleineren experimentell ermittelten dynamischen Tragzahlen führen als solche mit 50 % der dynamischen Tragzahl. Erheblichen Einfluss auf experimentell ermittelte dynamische Tragzahlen von PSF haben die mit Laufversuchen gewonnenen Ausfalllaufwerte. Zur Detektierung eines PSF-Ausfalls konnte gezeigt werden, dass die Beschleunigungsamplitude in Verfahrrichtung bei Kugeleinlauffrequenz am PSF-Wagen eine geeignete Größe ist. Auch die statistischen Verfahren zur Auswertung experimentell gewonnener Ausfalllaufwerte haben Einfluss auf damit ermittelte dynamische Tragzahlen von PSF. Mit Hilfe von Lebensdauerversuchen wurde exemplarisch gezeigt, dass die 3-parametrige Weibullverteilung als Grundlage der Auswertung von Ausfalllaufwerten offenbar besser geeignet ist als die 2-parametrige Weibullverteilung.
