Auslegung der Baureihen RG und ARG / KI und AKI

 

1. Verwendete Formelzeichen und Einheiten

 
a(m/s2) = Beschleunigung im Umschaltpunkt
d(mm) = Wellendurchmesser
F(N) = Erforderliche Schubkraft
FRG(N) = Schubkraft des Rollringgetriebes
FR(N) = Reibungskraft (FN · µ) nur erforderlich, wenn Nutzlast auf eigener Führung bewegt wird.
FN(N) = Normalkraft der Masse von Nutzlast und Schlitten
µ = Reibungskoeffizient
FZ(N) = Zusatzkraft (z. B. Schnittkraft bei Trenneinrichtungen)
f(mm) = Wellendurchbiegung aus Diagramm 1
g(m/s2) = Erdbeschleunigung (9,81m/s2) bei horizontalem Einsatz wird m · g = 0
h(mm) = Getriebesteigung (Vorschub pro Wellendrehung)
hmax(mm) = Maximale Steigung aus Diagramm 3
l(mm) = Wellenlange zwischen den Mitten der (inneren) Lagerböcke
m(kg) = Gesamte zu bewegende Masse incl. Rollringgetriebe, Verbindungsteile etc.
Md(Ncm) = Antriebsdrehmoment
Mo(Ncm) = Leerlaufdrehmoment
n(min-1) = Wellendrehzahl
ncrit(min-1) = Kritische Wellendrehzahl
P(kW) = Erforderliche Antriebsleistung
s(mm) = Länge der Verzögerungsstrecken
t(s) = Umschaltzeit aus Diagramm 2
v(m/s) = Erforderliche max. Hubgeschwindigkeit. Soll immer mit der größten Getriebesteigung (Skalenwert 10 aus Diagramm 3) erreicht werden.
C(N) = Dynamische Tragzahl der Rollringe
PR(N) = Radiale Belastung der Rollringe

 


 

2. Vorauswahl

Vorauswahl des Getriebetyps durch Abschätzen der benötigten Schubkraft F und/oder über die für den Anwendungsfall sinnvolle Wellendurchbiegung f aus Diagramm 1.

Diagramm: 1

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2.1. Rollringgetriebe mit Momentumschaltung (Ausstattung M)

Nur geeignet für Hubgeschwindigkeiten bis ca. 0,25 m/s (Kinemax bis ca. 0,4 m/s; RG 3/4-40-2 bis ca. 0,6 m/s).

Die Umschaltzeit t der Momentumschaltung ist abhängig von Getriebegröße und eingestelltem Skalenwert (Steigungswinkel). Die Umschaltung erfolgt schlagartig.

* siehe Pkt 6 Anwendung in der Wickeltechnik

Diagramm: 2

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Ermittlung der Umschaltzeit t:
Im Diagramm 2 den Skalenwert 10 an der entsprechenden Getriebekurve spiegeln und die Umschaltzeit t entnehmen.

Hinweis:
Die errechnete Schubkraft F muß kleiner als die des ausgewählten Rollringgetriebes sein.

F < FRG

Falls erforderlich, andere Getriebegröße wählen und Vorgang wiederholen.

Bei Anwendung in der Wickeltechnik siehe auch Abschnitt 6.

 

2.2. Rollringgetriebe mit verzögerter Umschaltung (Ausstattung V)

Geeignet für Geschwindigkeiten bis ca. 4,2 m/s.

Durch die verzögerte Umschaltung werden die Massenkräfte im Umschaltpunkt verringert.

F = 1,25 · m · a + FR + FZ + 1,25 · m · g

Ist eine max. Beschleunigung a vorgegeben, errechnet sich die erforderliche Länge s der Verzögerungsstrecke aus

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Bei vorgegebener Länge s der Verzögerungsstrecken erhält man die Beschleunigung a aus

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3. Schubkraft

Die errechnete Schubkraft F muß kleiner sein als die des ausgewählten Rollringgetriebes.

F < FRG

Ist dessen Schubkraft zu gering, muß entweder ein größeres Getriebe oder eine längere Verzögerungsstrecke s gewählt werden.

Die Schubkraftwerte sind oberhalb 300 min-1 nahezu konstant, unterhalb steigen sie bis zum Wellenstillstand geringfügig über den Katalogwert an.

Zur Steigerung der Lebensdauer sollte nur die Schubkraft eingestellt werden, die sich aus 2.1. bzw. 2.2. ergibt.

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Schubkraftänderung in Abhängigkeit von der Wellendrehzahl


 

4. Wellendrehzahl

4.1. Berechnung

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Die so ermittelte Drehzahl darf nicht überschritten werden.
Empfohlener Drehzahlbereich:

nmin =

5 min-1

nmax = 3000 min-1
Bei Werten außerhalb dieses Bereichs bitte Rücksprachen wir um .

 

Der Steigungswert h wird durch Spiegeln des Skalenwertes 10 an der entsprechenden Getriebekurve ermittelt (Diagramm 3).

Mindestumschaltweg:
Ausstattung M~ 1 x d
Ausstattung E + N= 0

Diagramm: 3

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4.2. Kritische Wellendrehzahl

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Hinweis
Ein Ausschwingen der Welle kann abhängig von deren geometrischer Qualität bereits bei einem um 25 % niedrigeren Wert beginnen!
Muß zum Erreichen der Betriebsdrehzahl ein kritischer Bereich durchfahren werden, kann es kurzfristig zu Wellenschwingungen kommen. Diese sind für die Getriebefunktion ohne Bedeutung.

Befindet sich die Betriebsdrehzahl im kritischen Drehzahlbereich, kann dieser durch folgende Maßnahmen angehoben werden:
1. Einseitig doppelte Wellenlagerung, Anhebungsfaktor ca. 1,5.
2. Beidseitig doppelte Wellenlagerung, Anhebungsfaktor ca. 2,2.
Der Abstand zwischen den Lagerböcken sollte mindestens 2,5 x Wellendurchmesser betragen.


 

5. Wellenantrieb

5.1. Antriebsdrehmoment

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Werte für Mo aus den technischen Daten entnehmen.

5.2. Antriebsleistung

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6. Anwendung in der Wickeltechnik

6.1. Verwendete Formelzeichen und Einheiten

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B(mm) = Bereich der Wickelgut-Ablenkung

C(mm) = Hublänge des Getriebes

D(mm) = Kerndurchmesser der Spule

dmax(mm)= Maximaler Wickelgutdurchmesser bzw. Verlegeschritt

FZug (N) = Zugkraft im Wickelgut

FK (N)= Gegen die Getriebebewegung wirkende Zugkraftkomponente

Hmax (mm) = Max. Steigung des gewählten Getriebes aus den technischen Daten

vw(m/s)= Wickelgutgeschwindigkeit

6.2. Zugkraftkomponente

In der Wickeltechnik ist häufig die auf das Getriebe wirkende Komponente FK der Zugkraft im Wickelgut FZug für die Auslegung eines Rollringgetriebes bestimmend.

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Da für Wickelaufgaben überwiegend Getriebe mit Momentumschaltung verwendet werden, muß der gefundene Wert für FK zu der erforderlichen Schubkraft aus 2.1. addiert werden.

6.3. Ermittlung der Hubgeschwindigkeit

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6.4. Optimales Übersetzungsverhältnis zwischen Wickelspule und Welle

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iopt > 1 = Welle langsamer drehend
iopt < 1 = Welle schneller drehend

6.5. Besondere Hinweise

Steigungseinstellung auf Skalenwerte unter "1" vermeiden. Durch Veränderung der Übersetzung zwischen

Spule und Welle ist Abhilfe möglich (Welle langsamer drehen lassen).


 

 

7. Berechnung der Betriebsstunden von Uhing-Rollringen

1. C ermitteln

Type RG C1(N) C2(N)
15/KI 6050 2800
20/22 11200 5600
30 16800 9300
40 21600 13200
50 29600 18300
60 37700 24500
80 58800 39000

C1 = Getriebe ohne Stillstand auf rotierender Welle

C2 = Getriebe mit Stillstand auf rotierender Welle

2. PR berechnen

Kl und alle RG 3-Vers.: PR = 5 · FRG*
alle RG 4-Vers. : PR = 2,5 · FRG*
*F = errechneter Schubkraftwert nach 2.1. bzw. 2.2. nur, wenn zur Lebensdauererhöhung der Rollringe erforderlich. Bei Bestellung bitte unbedingt angeben.

3. C durch PR dividieren

4. Berechnung der gewünschten Wellendrehzahl

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5. Ermittlung der Betriebsstunden aus dem Nomogramm

Beispiel 1
ARG3-30-2VCRF
Geschwindigkeit 0,9 m/s
Schubkraft F = 260 N
C1 = 16 800
PR = 5 · 260 N = 1300 N
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L10h = 16500 Betriebsstunden

Nomogramm

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Wünschen Sie für Ihren Anwendungsfall die Auslegung durch die Joachim Uhing KG GmbH & Co., füllen Sie bitte unseren Fragebogen aus.

 


Joachim Uhing GmbH & Co. KG
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