Auslegung von Getriebelagerungen mit BEARINX

Transkript

1 Auslegung von Getriebelagerungen mit BEARINX

2 Kürzere Entwicklungszeiten durch Berechnung und Simulation Auslegung von Getriebelagerungen mit BEARINX Bild 1: Planetenradsätze eines modernen Automatikgetriebes, simuliert mit BEARINX Das analytische Wälzlagerberechnungsprogramm BEARINX der Schaeffler Gruppe ist das geeignete Werkzeug, um Lagerungen in komplexen Getrieben schneller und exakter auszulegen A33 Mit diesem Programm werden komplette Getriebe unter Berücksichtigung von wichtigen Einflussfaktoren wie Elastizitäten und Verformungen schnell und fehlerfrei modelliert. Entwicklungszeiten und -kosten werden somit deutlich reduziert. Berechnung und Simulation führen zu einem besseren Systemverständnis, so dass kritische Punkte frühzeitig erkannt und beseitigt werden können. Die validierten Modelle und Verfahren erhöhen zudem die Sicherheit für eine exakte Auslegung des Getriebes. BEARINX ist eine von der Schaeffler Gruppe entwickelte Software, die seit Jahren kontinuierlich weiterentwickelt und verifiziert wird. Die einfache Bedienung auf einer Windows 3D-Oberfläche und die Mehrsprachigkeit ermöglichen den weltweiten Einsatz innerhalb der Schaeffler Gruppe. Das Berechnungsprogramm BEARINX bildet den kompletten Leistungsfluss eines Getriebes ab und berücksichtigt alle Lasten, Drehzahlen und vorhandene Lastkollektive sowie alle eingesetzten Verzahnungsarten. Einbezogen werden auch die Getriebewellen, die sich unter den gegebenen Lasten und gemäß der Eigenschaften des verwendeten Materials elastisch verformen. Mit BEARINX analysiert der Anwender die auftretende Vergleichsspannung ebenso wie den Einfluss von Toleranzen. Als weiteres elastisches Element werden die Lager durch die Berechnung der inneren Lastverteilung nach verschiedenen Lebensdauertheorien beurteilt. Detaillierte Analyse vom Getriebe zum Wälzkontakt 00013A35 1. Getriebe: Drehzahlen und Lastdaten für alle Getriebeelemente

3 Hierbei spielen Schmierung und Verschmutzung sowie Verlagerung, Verkippung und Betriebsspiel eine wichtige Rolle. Ein weiteres Kriterium zur Beurteilung der Lager ist die Hertz sche Pressung unter Berücksichtigung des exakten Kontaktprofils. Besonders zu beachten sind dabei eventuell lokal auftretende Überhöhungen der Spannung sowie der Härteverlauf der Laufbahnen. Durch den modularen Aufbau von BEARINX können all diese Einflüsse ausgehend vom kompletten Getriebemodell untersucht werden. Eine weitere hilfreiche Funktion in BEARINX ist die Parameteranalyse, mit der Einflüsse und Zusammenhänge (zum Beispiel Abhängigkeit der Lebensdauer vom Betriebsspiel) erkennbar sind. Auch eine teil-automatische Optimierung diverser Kriterien ist möglich. Weitergehende Analysen Neben diesen standardmäßig zu berücksichtigenden Einflüssen können weitergehende Analysen erforderlich sein. So kann zum Beispiel die elastische Verformung des Getriebegehäuses einen deutlichen Einfluss auf die Lagerlebensdauer haben. Durch eine Kopplung von BEARINX - Berechnung und FEM-Berechnung des Gehäuses wird die Steifigkeit des Gehäuses in der Analyse mit berücksichtigt. Außer der statischen Betrachtung des Getriebes werden in der Schaeffler Gruppe auch dynamische Effekte innerhalb des Lagers und der Wellen rechnerisch simuliert. Ergebnisse solcher Untersuchungen sind beispielsweise Reibmomente, die zeitabhängigen Belastungen des Lagerkäfigs sowie kritische Drehzahlen für die Wellen. Darüber hinaus werden in der Schaeffler Gruppe auch komplette FEM-Berechnungen durchgeführt, die eine umfassende Berücksichtigung aller Randbedingungen ermöglichen. Die grundlegende Kenntnis der Verhältnisse und Einflüsse im Wälzkontakt ist dabei die Basis für fast alle gezeigten Analysemethoden. Kundenversionen von BEARINX Die gezielte Bereitstellung von Berechnungssoftware lässt unsere Kunden vom Know-how der Schaeffler Gruppe profitieren D2C Bild 2: BEARINX -Kundenversion zur Auslegung von Getriebelagerungen 00013A A45 2. Wellensystem: Wellenverformungen, Schnittgrößen und Vergleichsspannungen 3. Lager: Innere Lastverteilung, statische Sicherheit und Lebensdauer

4 Neben dem technisch qualifizierten Beratungsservice unserer Außendienstingenieure und Anwendungstechniker steht für alle Kunden unser elektronischer Katalog medias im Internet frei zugänglich zur Verfügung. Darüber hinaus können ausgewählte Kunden und langjährige Entwicklungspartner eine spezielle Kundenversion von BEARINX erhalten. Mit BEARINX -VIP können vom Kunden die Vor-Auslegungen aller Lagerungen eines komplettes Getriebes selbstständig durchgeführt werden. Die abschließende Bearbeitung durch den Ingenieurdienst der Schaeffler Gruppe wird dadurch wesentlich beschleunigt. Die Einführung von BEARINX -VIP erfolgt im Rahmen eines mehrtägigen Seminars. Die Nutzungsbedinungen werden durch eine vertragliche Vereinbarung geregelt. Bild 3: BEARINX -Getriebemodell eines Fahrantriebes, der in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommt Beispiele Anwendungen zum Einsatz kommt. Bild 1 zeigt das BEARINX -Berechnungsmodell für die Planetenradsätze eines Planetenradsatz erzeugte Schaltstufen. Er verfügt über zwei durch den modernen Automatikgetriebes mit Der Leistungsfluss sowie die Drehrichtungen werden animiert angezeigt. sieben Schaltstufen plus Rückwärtsgang. Mit BEARINX wurde die Anordnung der Bild 3 zeigt das Getriebemodell eines Wellen optimiert, die Lagerlebensdauer Fahrantriebes, der in verschiedenen für alle Anwendungsfälle gesteigert A A3D 00013A3B 4. Wälzkontakt: Hertz sche Pressung eines Wälzkörpers 4. Wälzkontakt: Erforderlicher Härteverlauf im Material

5 Bild 4: BEARINX -Berechnungsmodell eines Windkraftantriebstranges 00013A4F Bild 4 zeigt die Berechnung eines Windkraftantriebstranges mit Gehäuse und Umgebungskonstruktion in BEARINX. Bild 5 zeigt ein mechanischhydraulisches Schlepper-Getriebe, bei dem variable Teile der Gesamtleistung mechanisch und hydraulisch übertragen werden. Bei der Modellierung ist es besonders wichtig, die durch die Hydraulikaggregate erzeugten Belastungen in das Gesamtmodell einzubeziehen. Dazu ist eine intensive Zusammenarbeit mit dem Kunden erforderlich. Schaeffler Gruppe, ihr kompetenter Entwicklungspartner Bild 5: Mechanisch-hydraulisches Schlepper-Getriebe, bei dem variable Teile der Gesamtleistung mechanisch und hydraulisch übertragen werden 00013A3F Die Schaeffler Gruppe zählt mit über Mitarbeitern an weltweit mehr als 180 Standorten zu den führenden Wälzlagerherstellern und Automobilzulieferern. Die Schaeffler AG entwickelt und fertigt mit ihren Marken INA, LuK und FAG Präzisionsprodukte für alles was sich bewegt. Die Sparte Industrie liefert über eine weltweit aufgestellte und marktnahe Organisation sowie Anwendungsberatung Wälz- und Gleitlagerlösungen, Linear- und Direktantriebstechnologie der Marken INA und FAG für rund 60 verschiedene Industriebereiche.

6 MATNR / SSD 9 / D-D / / pdf only Ihr Ansprechpartner zu Kundenversionen von BEARINX Gerhard Zintl Telefon Gerhard.Zintl@schaeffler.com Schaeffler Technologies AG & Co. KG Industriestraße Herzogenaurach