Zeitfeste Auslegung ungeschmierter Wälzkontakte am Beispiel von angetriebenen Kunststoff-Festlager-Laufrollen

Wenzel, Jan (2024)
Zeitfeste Auslegung ungeschmierter Wälzkontakte am Beispiel von angetriebenen Kunststoff-Festlager-Laufrollen.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00027480
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/27480

Kurzbeschreibung (Abstract)

Festlager-Laufrollen werden aktuelle vor allem mit Hilfe der Hertz’schen Theorie ausgelegt. Die Auslegungsverfahren für Metall-Metall-Paarungen erfolgen häufig auf Basis Vorgehensweise der Wälzlagertheorie. Speziell für Kunststoff-Laufrollen mit Metall-Führungen bestehen aktuell nur statische Auslegungsmöglichkeiten. Es ist kein Modell zur Berechnung der Betriebsfestigkeit bekannt. Die Erwartung ist jedoch, dass Gleitanteile beim Wälzkontakt zu erhöhtem Abrieb führen. Vorarbeiten des Autors haben gezeigt, dass vorliegende Reibung die Spannungsverteilung im Kontakt und im Materialinneren maßgeblich beeinflusst. Außerdem sind zusätzliche Axial- und Antriebskräfte entscheidend für die Belastungsverteilung der Kontakte. Modelle auf Basis analytischer Beschreibungen stoßen jedoch vor allem bei nicht Hertz’schen Kontakten und der Reibenergieverteilung an ihre Grenzen. Da sich die Reibenergieverteilung besonders gut für die Vorhersage von Verschleiß eignet und durch Verschleiß zwangsläufig auch nicht Hertz’sche Kontaktgeometrien vorliegen können, ist eine Weiterentwicklung der bestehenden Auslegungsverfahren notwendig Aus diesem Grund wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Berechnungsverfahren entwickelt, das für die grundlegende kontaktmechanische Berechnung auf etablierte und validierte Modelle zurückgreift. Die Verschleißprognose wird auf Basis der Reibenergieverteilung aufgebaut und an bestehende Verschleißmodelle angelehnt. Das Berechnungsverfahren wird mit Hilfe experimenteller Untersuchungen evaluiert, um Verschleißprognosen einzustellen und zu verfeinern. Abschließend folgt der Übertrag des Berechnungsmodells auf einen praktischen Anwendungsfall am Beispiel eines schienengebundenen Transportsystems, in welchem die Führungsfunktion und der Antrieb durch Festlager-Laufrollen realisiert werden.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2024

Autor(en):

Wenzel, Jan

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Zeitfeste Auslegung ungeschmierter Wälzkontakte am Beispiel von angetriebenen Kunststoff-Festlager-Laufrollen

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Kirchner, Prof. Dr. Eckhard ; Hasse, Prof. Dr. Alexander

Publikationsjahr:

19 Juni 2024

Ort:

Darmstadt

Kollation:

XXI, 179 Seiten

Datum der mündlichen Prüfung:

11 November 2023

DOI:

10.26083/tuprints-00027480

URL / URN:

https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/27480

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Fixed bearing track rollers are currently designed primarily with the aid of Hertz's theory. The design methods for metal-metal pairings are often based on the rolling bearing theory. For plastic track rollers with metal guides in particular, there are currently only static design options. There is no known model for calculating the fatigue strength. However, it is expected that sliding components in rolling contact will lead to increased abrasion. Preliminary work by the author has shown that the friction present significantly influences the stress distribution in the contact and inside the material. Furthermore, additional axial and driving forces are decisive for the load distribution of the contacts. However, models based on analytical descriptions reach their limits, particularly in the case of non-Hertzian contacts and the friction energy distribution. Since the friction energy dis-tribution is particularly suitable for predicting wear and non-Hertzian contact geometries can inevitably be present due to wear, further development of the existing design methods is necessary For this reason, a calculation method is being developed as part of this thesis that uses established and validated models for the basic contact mechanical calculation. The wear prediction is based on the friction energy distribution and is based on existing wear models. The calculation method is evaluated with the help of experimental investigations in order to adjust and refine wear predictions. Finally, the calculation model is transferred to a practical application using the example of a rail-bound transport system in which the guide function and the drive are realized by fixed bearing rollers.

Englisch

Status:

Verlagsversion

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-274804

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)

Hinterlegungsdatum:

19 Jun 2024 12:07

Letzte Änderung: