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Axialdrift schwerer rotationssymmetrischer Bauteile auf Rollendrehvorrichtungen, Analyse und Kompensation

 
   
Projektleitung:Universitätsprof. Dr.-Ing. Claus-Peter Fritzen
Bearbeiter:M.Sc. Sven Vitt

Axialdrift schwerer rotationssymmetrischer Bauteile auf Rollendrehvorrichtungen, Analyse und Kompensation

Ziel:

Ziel der wissenschaftlichen Arbeit ist die Ursachenforschung und Entwicklung einer automatisierten Vorrichtung zum Monitoring und zur Kompensation der axialen Bewegung von schweren rotationssymmetrischen Körpern auf Rollendrehvorrichtungen.

Kurzbeschreibung:

Rollendrehvorrichtungen dienen dazu, auf der Vorrichtung aufliegende, rotationssymmetrische Werkstücke zu drehen, um dann schweißtechnische oder mechanische Fertigungsprozesse durchzuführen. Jede Rollendrehvorrichtung besteht aus mindestens zwei drehbar gelagerten Rollen, auf welchen das Werkstück aufliegt. Üblicherweise wird mindestens eine Rolle von mindestens einer Rollendrehvorrichtung über einen Motor angetrieben, wodurch das Werkstück in Rotation versetzt werden kann. Während des Drehens der rotationssymmetrischen Werkstücke auf den Rollendrehvorrichtungen ent-steht eine Axialkraft, die die Werkstücke in axialer Richtung "wandern" lässt und/oder als äußere Zwangslast auf die Rollenböcke wirkt (siehe Abb. 1). Diese Axialbewegung wird als "Drift" bezeichnet.


Bild 1: Darstellung einer Rollendrehvorrichtung mit Rotor und Visualisierung der entstehenden Axialkraft F bei Rotation des Werkstücks [Quelle: DEUMA]

Die Drift entsteht sowohl bei zylindrischen als auch bei konischen Werkstücken und lässt sich weder hinsichtlich der Richtung noch des Ausmaßes präzise vorhersagen. Als Ursache für diesen unerwünschten Vorgang werden unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit, eine Abweichung von der idealen axialen Ausrichtung, Formungenauigkeiten der Werkstücke oder die Durchbiegung aufgrund des Eigengewichts angenommen.

Im Rahmen dieser Arbeit wird zunächst eine Analyse des IST-Zustandes bzw. des Stands der Technik durchgeführt. Im weiteren Verlauf soll eine analytisch-theoretischen Beschreibung des mechanischen Systems und eine Analyse mit Hilfe der FEM vorgenommen werden. Ferner sind experimentelle Untersuchungen an einem zu entwickelnden Modelversuchsstand geplant. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf dessen mess- und regelungstechnischer Ausrüstung.