Maschinen- und Konstruktionselemente 3

Transkript

1 W. Steinhilper R. Röper Maschinen- und Konstruktionselemente 3 Elastische Elemente, Federn Achsen und Wellen Dichtungstechnik Reibung, Schmierung, Lagerungen Zweite Auflage Mit 275 Abbildungen und 43 Tabellen

2 Inhaltsverzeichnis 7 Elastische Elemente, Federn F'edeikennlinie, Federrate, F'ederarbeit und -dämpfung Federwerkstoffe Zusammenschaltung von Federn Parallelschaltung Hintereinanderschaltung Mischschaltung Beanspruchung von Federn Zug-/druckbeanspruchte Federn Stabfedern Ringfedern Torsionsbeanspruchte Federn Drehstabfedern Schraubenfedern Biegebeanspruchte Federn Einfache und geschichtete Blattfedern Gewundene Biegefedern Tellerfedern Gummifedern Gestaltung von Gummifedern Beanspruchung von Gummifedern WerkstofTkennwerte Berechnung von Gummifedern Anwendung von Gummifedern Gas- und Flüssigkeitsfedern Gas- bzw. Luftfedern Flüssigkeitsfedern Gas-Flüssigkeitsfedern Berechnungsbeispiele Schrifttum 91

3 x Inhaltsverzeichnis 8 Achsen und Wellen Begriffsbeschreibung Bemessung auf Tragfähigkeit Beanspruchungsarten Beanspruchung durch Querkräfte Beanspruchung durch Biegung Beanspruchung durch Torsion Dimensionierung Dimensionierung der Achsen Dimensionierung der Weilen Bemessung auf Verformung Durchbiegung Einfache Grundfälle Wellen mit veränderlichem Querschnitt Vollständige Berechnung Richtwerte Verdrehung Richtwerte Dynamisches Verhalten der Wellen Biegeschwingungen Drehschwingungen Ausführung der Achsen und Wellen Normung Werkstoffe und Fertigung Gestaltung der Wellen Wellengestaltung für gute Tragfähigkeit Wellengestaltung für kleine Verformungen Dreifach gelagerte Wellen Hohlwellen Flexible Wellen Gelenkwellen Berechnungsbeispiel Biegeverformung einer Getriebewelle Schrifttum Dichtungstechnik Zweck und Einteilung der Dichtungen Abzudichtendes Medium Konstruktion der abzudichtenden Bauteile Güte der Dichtflächen Konstruktion des Dichtungselementes Dichtungswerkstoff 147

4 Inhaltsverzeichnis xi 9.2 Berührungsdichtungen für Dichlflächen ohne Relativbewegung Gliederung der Dichtungen Unlösbare Dichtungen Lösbare Berührungsdichtungen Dichtungswerkstoffe Dichtungsfunktion Vorverformung Betriebskraft der Dichtung Einbauschraubenkraft Abdichtung von Heißleitungen Flachdichtungen Flachdichtungen aus WeichstofTen Metallische Dichtungen (Formdichtungen} Selbsttätige Dichtungen Selbstverstärkende Weichstoffdichtungen Muffendichtungen Berührungsdichtungen für Dichtflächen mit Relativbewegung Packungsstopfbuchsen, Formdichtungen für Längs- und Drehbewegungen Nutringe Manschetten und Packungen Kompaktdichtungen Ringdichtungen Radial- Wellendichtungen Dichtungen für Hydraulikgelenke und -drehdurchführungen Axial wirkende Dichtungen Axialdichtscheiben Gleitringdichtungen Schrifttum Reibung, Schmierung, Lagerungen Reibung Reibungsarten Reibungszustände IJbergangskriterien Reibungszahlen, Reibmoment Schmierung Grundlagen der Schmierung Schmierstoffe Schmieröle 240

5 xii Inhaltsverzeichnis Schmierfette Festschmierstoffe Viskosität von Schmierstoffen Temperaturabhängigkeit der Viskosität Druckabhängigkeit der Viskosität Zustandsgieichung der Schmierstoffe Dichte von Schmierstoffen Spezifische Wärme und Wärmeleitkoeffizient von Schmierstoffen Schmierstoffklassifikation Klassifikation der Schmieröle Klassifikation der Schmierfette Physikalisches Wirkprinzip bei der Schmierung Hydrostatische Schmierung Hydrodynamische Schmierung Elastohydrodynamische Schmierung Lagerung von Wellen Anordnung von Lagern Festlager-Loslager-Anordnung Stützlager-Anordnung Schwimmende Lager-Anordnung Lageranordnung mit elastisch verspannten Stuzlagern Belastungsfall Wälzlager Eigenschaften von Wälzlagern Bauformen und Bezeichnungen Radiailager Axiallager Das Wälzlagerbezeichnungssystem nach DIN Kraftfluß und Belastungsfälle Die Gestaltung von Wälzlagerungen Wälzlageranordnungen Radiale Lagerbefestigungen Axiale Lagerbefestigungen Anstellen von Lagern Wälzlagerabdichtungen Abdichtung bei Fettschmierung Abdichtung bei Ölschmierung Montage, Schmierung und Wartung von Wälzlagern Ein- und Ausbau Schmierung und Wartung Fettschmierung Ölschmierung Tragfähigkeit, Lebens- oder Gebrauchsdauer 297

6 Inhaltsverzeichnis xiii Begriffsdefinitionen Tragzahien und Berechnung der äquivalenten Lagerbelastung Lagerdimensionierung nach der statischen Tragfähigkeit 300 io Lagerdimensionierung nach der nominellen Lebensdauer Lagerdimensionierung nach der modifizierten Lebensdauer Lastkoliektive, mittlere Drehzahlen Zulässige Drehzahlen Werkstoffe Werkstoffe für Lagerringe und Wälzkörper Werkstoffe für Lagerkäfige Gleitlager Hydrostatisch arbeitende Gleitlager Spaltströmung viskoser Flüssigkeiten Schmierfilm zwischen kreisförmigen Platten Hydrostatisch arbeitende Axiallager (Spurlager) Hydrostatisch arbeitende Radial- oder Querlager Hydrostatische Anhebevorrichtung Schmierstoffversorgungssysteme Hydrodynamisch arbeitende Gleitlager Hydrodynamische Theorie Vereinfachungen und Annahmen in der Gleitlagcrtechnik Reynoldssche Gleichung für die Druckverteilung Keil- oder Gleitschuhlager unter stationärer Belastung Radialgleitlager unter stationärer Belastung Unendlich breite Radialgleitlager (B/D> 1,5) Sehr schmale Radialgleitlager (B/D < 1/4) Endlich breite Radialgleitlager Radialgleitlager unter instationärer Belastung Gleichung für die Druckverteilung Kinematik der Lagerkomponenten Grundlösungen und ihre Bedeutung Ergebnisse der numerischen Auswertung Zusammenbruch der Tragfähigkeit, Halbfrequenzwirbel Verlagerungswinkel, Lastwinkel, Verlagerungsdiagramm Feder- und Dämpfungseigenschaften des Schmierfilms Gleitlagerwerkstoffe Allgemeine und physikalisch-mechanische Eigenschaften Aufbau von Gleitlagern Charakteristische Eigenschaften der metallischen LagerwerkstofTe Charakteristische Eigenschaften von thermoplastischen Kunststoffen als Gleitlagerwerkstoffe Werkstoffe und Ausführungsformen für Gleitlager mit besonderen Anforderungen 391

7 xiv Inhaltsverzeichnis Gestaltung von Gleitlagern Gestattung von hydrostatisch arbeitenden Gleitlagern Gestaltung von hydrodynamisch arbeitenden Gleitlagern Radialgleitlager (Querlager) AxiaJgleitlager {Längslager) Radial-Axial-Gleitlager Schrifttum 421 Sachverzeichnis 428