RoloffMatek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Funktion und Wirkung

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Funktion und Wirkung von Kupplungen Bild 13 -01 • Aufgaben – Übertragung von Rotationsenergie – Ausgleich von Wellenverlagerungen • • Fluchtungsfehler Lagefehler elastische Verformung Temperaturfehler axialer Versatz radialer Versatz – Drehmomentenstöße dämpfen – Schwingungen dämpfen – Ein- und Ausschalten der Drehmomentenübertragung • Eigenschaften – elastische Ausgleichselemente Winkelfehler Johann Lodewyks Schwingungen 1

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Drehnachgiebigkeit von Kupplungen Bild 13 -02 – (1) drehstarre Kupplung • verlustarme Momentenübertragung – (2) elastische Kupplung • Energiespeicherung durch federnde Elemente • phasenverschobene, verteilte Momentenübertragung Drehfederkennlinie – (3) dämpfende Kupplung • Energiespeicherung durch federnde Elemente • Energieumwandlung durch Reibung in Wärme • phasensynchrone, gedämpfte Momentenübertragung drehstarre Kupplung elastische Kupplung Dämpfungsarbeit Johann Lodewyks dämpfende Kupplung 2

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Bild 13 -03 Johann Lodewyks 3

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Bild 13 -03 Johann Lodewyks 4

Roloff/Matek Maschinenelemente Drehmomentenübertragung Kupplungen und Bremsen Bild 13 -07 • Antriebsmoment (Tan) – Lastmoment (TL) • Reibung • Last der Arbeitsmaschine – Beschleunigungsmoment (Ta) • Trägheitsmoment * Winkelbeschleunigung Johann Lodewyks 5

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Bild 13 -05 • Energie der Bewegung • Ersatzmodell mit reduziertem Trägheitsmoment • Trägheitsmomente verschieben Johann Lodewyks 6

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Bild 13 -06 Betriebsverhalten von Antriebs- und Arbeitsmaschinen – Antrieb (E) (TB 16 -21) • E-Motor (Drehstrom - Nebenschlussmotor) – Nennmoment (TN ) < Anlaufmoment (Tan ) – Maximalmoment: Kippmoment (Tki ) – Arbeitsmaschine (A) • Fördermaschine – konstantes Lastmoment (TL ) • Momentendifferenz (Ta ) beschleunigt die Arbeitsmaschine – Arbeitspunkt (B) • Schnittpunkt der Kennlinien – Drehzahl (n) • Entlastung im Arbeitspunkt führt zum Drehzahlanstieg bis auf Synchrondrehzahl (n. S) Johann Lodewyks 7

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Bild 13 -06 Betriebsverhalten von Antriebs- und Arbeitsmaschinen – Antrieb (E) (TB 16 -21) • E-Motor (Drehstrom - Nebenschlussmotor) – Nennmoment (TN ) < Anlaufmoment (Tan ) – Maximalmoment: Kippmoment (Tki ) – Arbeitsmaschine (A) • Lüfter, Kreiselpumpe, Zentrifuge, . . . – Lastmoment (TL ) steigt mit der Drehzahl • Momentendifferenz (Ta ) beschleunigt die Arbeitsmaschine – Arbeitspunkt (B) • Schnittpunkt der Kennlinien – Drehzahl (n) • Entlastung im Arbeitspunkt führt zum Drehzahlanstieg bis auf Synchrondrehzahl (n. S) Johann Lodewyks 8

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Bild 13 -06 Betriebsverhalten von Antriebs- und Arbeitsmaschinen – Antrieb (E) (TB 16 -21) • E-Motor (Wechselstrom - Reihenschlussmotor) – Nennmoment (TN ) < Anlaufmoment (Tan ) – Maximalmoment: Anlaufmoment (Tan ) – Arbeitsmaschine (A) • Lüfter, Kreiselpumpe, Zentrifuge, . . . – Lastmoment (TL ) steigt mit der Drehzahl • Momentendifferenz (Ta ) beschleunigt die Arbeitsmaschine – Arbeitspunkt (B) • Schnittpunkt der Kennlinien – Drehzahl (n) • Entlastung im Arbeitspunkt führt zum unkontrollierten Drehzahlanstieg Johann Lodewyks 9

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Bild 13 -06 Betriebsverhalten von Antriebs- und Arbeitsmaschinen • Berechnung des mittleren Beschleunigungsdrehmomentes (Tam) – Integration des Antriebsdrehmomentes von Null bis zum Betriebspunkt – Integration des Maschinendrehmomentes von Null bis zum Betriebspunkt – Differenz der Mittelwerte Johann Lodewyks 10

Roloff/Matek Maschinenelemente Kupplungen und Bremsen Auslegung nachgiebiger Wellenkupplungen • Auslegung mit Anwendungsfaktoren – Herstellerangaben in Katalogen – Einflussfaktoren • • Antriebstyp Maschinentyp Betriebsdauer Temperaturen Johann Lodewyks 11