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Simulation für längere Lebensdauer

von am 10. März, 2021

Kugelgewindetriebe bieten eine saubere und wirtschaftliche Alternative zur Hydraulik. Besonders im Schwerlastbereich wirken dabei hohe Kräfte auf den Kugelgewindetrieb und dessen Lebensdauer hängt stark mit der Belastung einzelner Kugeln zusammen. Mit vereinfachten Berechnungen nach DIN ISO 3408 oder aufwändigen Tests auf Prüfständen lässt sich diese oft nicht genau vorhersagen.

Um lokale Belastungen und daraus entstehende Schäden besser nachvollziehen zu können, verwendet August Steinmeyer seit mehreren Jahren die Simulations-Software der Meshparts GmbH. Das Unternehmen entwickelt schnell rechnende, parametrische Modelle, die alle technischen Komponenten eines Kugelgewindetriebes – wie Kugeln, Mutter und Spindel – detailgetreu abbilden können.

Relevante Effekte wie nichtlineare Kontaktsteifigkeit, Spiel, Vorspannung, Kontaktwinkeländerung, Anbindung an die Peripherie sowie Einfluss von Umlenkungen werden in der Berechnung mit einbezogen.

„Durch die genaue Berechnung der Kugelkontaktkräfte, der Kontaktwinkel sowie der Kontaktpressungen lässt sich die Lebensdauer sehr präzise abschätzen“, erklärt Wolfgang Klöben, Entwicklungsleiter bei August Steinmeyer.

Außerdem kann der Hersteller so seine Schwerlast-Kugelgewindetriebe auf Modellbasis optimieren. Vor allem bei der Steigung, der Kugelgröße, der Anordnung der Umlenkungszüge und weiterer konstruktiver Details sind nun Anpassungen möglich, um eine bessere Lastverteilung auf der Spindel und eine Reduktion der Wälzspannung zu erreichen. Das steigert die Lebensdauer der Kugelgewindetriebe im Schwerlastbereich signifikant.

Links:

www.steinmeyer.com

Die Firma August Steinmeyer entwickelt und fertigt Kugelgewindetriebe für verschiedene Branchen wie den Werkzeugmaschinenbau, die Luftfahrt sowie für Schwerlast-Anwendungen wie sie typischerweise im Spritzguss oder in Pressen zu finden sind. Bei Schwerlast-Applikationen geht es weniger um Präzision und Dynamik, sondern vielmehr um eine hohe Belastbarkeit der Komponenten. Bild: August Steinmeyer

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