Vahetasidur CFRP-võlliga

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-11-26 11:41

Nimi ütleb kõik: Simple-Flex - tähendab lihtsat ja paindlikku. See on Kleinwallstadti Jakob Antriebstechnik GmbH uus kaugühendus. See edastab täpsed pöördemomendid absoluutselt mänguvabalt ja seda pikkade vahemaade korral.

Kaks rummu ja vahemaad võlli

Lihtsalt seetõttu, et haakeseadiste spetsialistid keskendusid väljatöötamise ajal põhiasjadele. See koosneb kahest jaoturist ja vahepealsest sildadest. Lülid, mida on tegelikult vaja valesti kompenseerimiseks, ja ka kardaanlaager, mis kannab vahetoru toru raskust, pole selle ühendusega enam vajalikud. Miks? Võlusõna on süsinikkiuga tugevdatud plastik (CFRP).

Kuna vahelaine koosneb sellest materjalist. See võimaldab paindumise kompenseerimiseks vajalikku paindlikkust ja on samal ajal nii kerge, et täiendavat tuge pole.

Keerukas arendusprotsess

Mis kõlab lihtsalt, leidis aset keeruka arendusprotsessi käigus. Suurim väljakutse oli sobiva komposiitlaine väljatöötamine. Jakob Antriebstechnikut toetas start-up Carbon-Drive. Kaks ettevõtet kohtusid MM-i auhinnagalal, mille annab välja meediumbränd MM Maschinenmarkt, EMO 2017-l. Carbon-Drive pälvis ajamitehnoloogia kategoorias täissüsiniku mootori spindli väljatöötamise eest, Jakobi ajamitehnoloogia - juhtmevaba kinnitusjõu jälgimiseks mõeldud klambriseadmete kategoorias - ettevõtte teine jaotis.

Projekti meeskond - kuhu kuuluvad Jakob Antriebstechniku arendus- ja ehitusosakond ning Carbon-Drive'i eksperdid - alustas teostatavusuuringuga. Eesmärk oli lihtsustada vaheühenduse tavapärast konstrueerimist elastse kiud-plast-komposiitvõlli abil. Klassikaliselt koosneb vaheühendus metallist võllist koos kummagi ja metallist lõõtsaga ning integreeritud kardaanlaagritoest sisend- ja väljundküljel. Simple-Flexi siduri abil on funktsioonikandjad vähendatud olulisimale. Järele jäävad rummud ja vahevõll, kõik muud komponendid on eemaldatud.

Purunemispunkti CFRP-võll

Asja tuum on võll, mis on valmistatud süsinikkiuga armeeritud plastist (CFRP). Vaatamata suurele väändejäikusele peab sellel olema piisav painde paindlikkus ja madal tühimass, et ikkagi tagada võlli vastuvõetav vale kompenseerimine väga suurtel töökiirustel ja suurtel pöördemomentidel.

Lisateave teema kohta

Inspireeritud bambusest

Simple Flexi väljatöötamisel inspireerisid Jakob Antriebstechniku spetsialistid loodust: nimelt bambust. Bambuspuit on varda pikkuses väga painduv ja võimaldab suuri paindepaindeid ilma konstruktsioonitõrgeteta. Samal ajal on bambusel madal mass ja pagasiruumi läbimõõt. Insenerid soovisid need omadused ka uuele sidurivõllile üle kanda.

"Võlli projekteerimisel kasutasime uusimat FEM-i tarkvara, et arvutada välja kõik koormusjuhtumid ja loomulikud sagedused ning luua tarkvara kujundamise tööriist disaini toetamiseks," selgitab dr-Ing. Martin Klimach Carbon-Drive'ist. Dr-Ing. Jakob Antriebstechniku arendusjuht Arno Wörn lisab: "Arvutitulemusi kontrolliti prototüüpide testides meie endi katsestendidel ja viidi läbi eksperimentaalsed modaalanalüüsid vibratsiooni käitumise kohta."

Kõik katsetulemused voolasid pidevalt arendusprotsessi, nt materjali kiu nurk optimeeriti, et võimaldada õhukeste seintega ideaalset paindumist / väändejäikust. Lõpptulemuseks oli süsinikuvõll, mille seina optimaalne paksus, mähise nurk ja tugevus on täpsustatud.

edasikandumine

Vali, kujunda ja sisesta käik õigesti

Funktsionaalse kerge konstruktsiooni tõttu saab võlli looduslikke sagedusi nihutada suurematele kiirusvahemikele. See võimaldab suuremaid nimikiirusi. See omakorda tähendab, et ülekantavad võivad olla suuremad väändemomendid kui väiksema võlli läbimõõduga tavalise konstruktsiooni korral. Liitvõlli loomulik sagedus vähendab veojõu vibratsioonist tulenevaid vibratsiooni amplituute. "Lisaks on väiksema võlli läbimõõduga ja pikema pikkusega massid võimalikud ilma täiendava laagrituguta," lisab Dr. Wörn. Simple-Flex suudab silda kuni kuus meetrit.

Katsestendi seadistamine on keeruline

Lisaks ulatuslikele simulatsiooniarvutustele ja CFRP-võlliga seotud katseseeriatele arendusetapis viib Jakob Antriebstechnik läbi spetsiaalse katsestendi veel arvukalt kogu siduri katsesõite. Darmstadti ja Aschaffenburgi ülikoolid toetasid katsestendi seadistamist. Oli mõned lahendatavad ülesanded. Vajalik oli järgmine:

• astmeline kiiruse reguleerimine vahemikus 0 min ^-1 kuni 12 000 min ^-1,
• mõõtetehnoloogia paigaldamine parameetrite määramiseks,
• kindlaksmääratud võlli nihke määramine laagriplokkidele,
• kuni 4 m pikkuste katsekehade paindlik hoidmine,
• sobivat kaitseseadist, mis tagab ohutuse proovivõtturi rikke korral.

Proovisaal on Jakob Antriebstechnikul Kleinwallstadtis olnud 2019. aasta algusest. See võimaldab katseid kiirusega kuni 12 000 min ^-1. "See võimaldab võlli kõrvalekaldeid sihipäraselt rakendada ja kontrollida kiiruse ja väärajoonelise liikumise või vibratsiooni käitumist," selgitab Dr. Wörn. Laseril põhineva anduri abil saab haakeseadist katsestendil väga täpselt joondada.

Lisateave kõige kohta alates haakeseadistest kuni haardetehnoloogiast kuni mootori spindli kaitseni

1971. aastal asutas Ludwig Jakob praeguse Jakob Antriebstechnik GmbH. Ettevõtet peetakse metall lõõtsaühenduse leiutajaks. Tänapäeval pakub sidurispetsialist lisaks nendele ka elastomeerseid või küünisid, minisidureid, aga ka vahetükisid või kardaanvõlli pöördemomendi ülekandmiseks kuni kuue meetri kauguselt ning turvasidureid või pöördemomendi piirajaid.

Lisaks ajamitehnoloogia valdkonna portfooliole on ettevõte pannud endale nime ka klambritehnoloogias. Kui tööriistad või toorikud tuleb kindlalt tugevate kinnitusjõududega kinnitada, kasutatakse nüüd ka Jakob Antriebstechniku tooteid.

Kolmas piirkond hõlmab mootori spindli kaitsesüsteemi MS ³. See on turvalahendus mootori spindlite kokkupõrkeks freesmasinates.

Katsestendil olevad Simple-Flex ja metallist lõõtsad

Praegu viib ettevõte läbi Simple-Flexi põhitestid. Ka tavalisi metallist lõõtsaühendusi katsetatakse katsestendil. Vaatamata uuele arengule pole need oma tähtsust kaotanud. Eriti nende rakenduste jaoks, kus vahemaad tuleb ühendada vähem kui ühe meetriga, on need eriti majanduslikult huvipakkuvad.

Simple-Flexi haakeseadise rakendusalad hõlmavad portaale, kaudseid ajamilahendusi, spindleid ja katsestendi rakendusi suurel kiirusel - kõikjal, kus ajam peab olema väljundi suhtes detsentraliseeritult kinnitatud. See võib juhtuda näiteks ruumi või masina dünaamika tõttu.

Valmis seeriatootmiseks turul alates 2020. aastast

Jakob Antriebstechnik soovib 2020. aasta alguses seeriatootmiseks valmis olla kahes suuruses Simple-Flexiga. Suurused määratletakse toru läbimõõduga, kuna pöördemoment on erineva pikkusega. Need kaks suurust asendavad ettevõtte tavapärase vaheühenduse nelja suuruse. Hõlmatud on pöördemoment vahemikus 50 Nm kuni 600 Nm. Haakeseadist esitleti SPS-is esmakordselt laiale publikule.

Pabereid nõudma

Saage kõnelejaks mehhatroonilise ajamitehnoloogia kasutajakoosolekul

Raamatu näpunäide

Raamat Praktiline käsiajami disain aitab teil valida elektriliste ajamissüsteemide olulised komponendid: mootor, käigukast, ajam, toiteallikas ja nende lisakomponendid. Arvestusega tegeldakse ka intensiivselt.