Flächenpressung bei Zylinderrollen

gerf2008 · 2. November 2010

moin,

ich konstruiere etwas an der FH dabei pressen 2 (notfalls mehr) Zylinderrollen mit max. jeweils 3,25t auf einen gegenstand. ich würde in dem zusammenhang gerne wissen wie die zylinderrollen zu dimensionieren sind. normalerweise würde ich denken rechnet man sowas über flächenpressung aus, da die auflagefläche einer zylinderrolle aber minimal ist (und ich auch nicht wüßte mit welcher fläche ich rechnen sollte, da es sich ja quasi nur um eine linie handelt) weiß ich nicht wie ich vorgehen soll. irgendwer eine idee?

gruß

gerf2008

AramisCortess · 2. November 2010

ohne skizze kann ich mir grad wenig drunter vorstellen.
du kannst aber bei (schätzungsweise 2fach gelagerten rollen) mal auf abscherung rechhnen.

l1n00x · 2. November 2010

Evtl. kannst du mir einer Linienlast Rechnen (Dimension N/m bzw. kg/s²). Bei Zylinderrollenlagern gibt es meines Wissens nach eine maximale Linienlast! Sprich, du müsstest schauen, ab wann sich dein Material nicht mehr linear verformt, also plastische Verformung erfährt. Das darf dann nicht passieren. Meist rechnet man in der Konstruktion mit 1,5-facher Sicherheit.

tok_tok · 2. November 2010

Für die Dimensionierung ist auch relevant obs dynamisch oder statisch ausgelegt werden soll. Du kannst die Rollen als Achsen berechnen, denke mal nicht dass sie eine Wellenfunktion haben, oder?
Lagerrollen werden auch etwas anders berechnet, in diesem Falle wäre das Wälzpaarung und die Flächenpressung keine mittlere sondern die Hertzsche Pressung. Ph= Wurzels aus FN * E (Elastizitätsmodul) / 2*pie*p*l. du brauchst auf jeden Fall ein Buch zum Abgleichen der Materialien.

Wenn jedoch am anderen Ende z.B. ein sehr hohes Biegemoment entsteht, würde ich die Rollen erst danach Dimensionieren, und dann die Flächenpressung prüfen.

l1n00x: im dynamischen Falle sogar teils höher. Linienlast wäre hier falsch. Bei Lagern ist immer Hertzsche Formel anzuwenden, klar kann man sich das auch aus ner Tabelle raussuchen

Und gerf, behalte auch im Auge dass es ja ggf. keine Verformungen an dem Gegenstand geben soll. Sonst müssen die Zylinderrollen ggf. grösser dimensioniert werden.

l1n00x · 2. November 2010

Ja, da hast du Recht. Er hat aber nichts von dynamischen Lasten geschrieben... Mit der Hertzschen Formel hab ich schon wieder was gelernt

T&T · 2. November 2010

Zu meiner Zeit gab es noch so ein Buch Namens Roloff Matek

Um was geht es dir? Drückt es die Zylinderrollen zusammen oder dass diese sich in die Unterlage einpressen? Zeichne es doch mal in nem CAD-Programm (du müsstest doch Zugang zu Catia, ProE, Solidworks usw. haben) dann kannst du gleich deine Handrechnung per FE-Analyse abschätzen!

gerf2008 · 2. November 2010

normalerweise handelt es sich bei der belastung um eine dynamische belastung. in dem fall wenn tatsächlich die 3,25t aufgebracht werden aber um eine statische, die eigentlich nicht vorkommmen sollte, es handelt sich dabei sozusagen um einen theoretisch möglichen fehler bei dem die konstruktion nicht zerstört werden sollte. eine wellenfunktion gibt es nicht. hertzsche pressung hatte ich mir vorhin auch schon mal angeguckt, das werde ich morgen nochmal machen, linienlast hatte ich mir noch nicht angeschaut auch das werde ich morgen machen. habe mich heute den ganzen tag mit dem und anderen problemen beschäftigt daher hab ich einfach heute keine lust mehr. erstmal danke für die antworten, falls noch jemand ideen hat immer gerne posten.
hab ma eben nochn bild gemalt, hinter der rolle befindet sich eine 2. auf die die gleiche last wirkt ( es gibt noch mehr rollen aber die hauptlast konzentriert sich auf die beiden rollen)

Ergänzung (2. November 2010)

im roloff matek kann man ganze zylinderrollenlager dimensionieren aber nicht einzelne zylinderrollen, da hab ich wohl schon geguckt. ja ich hab zugang zu catia ich habe auch den halbe tag heute schon damit verbracht (das produkt ist fast fertig, es fehlen noch zylinderrollen (in der richtigen dimensionierung) aber die kleine paint grafik sollte auch reichen, das ganze mit fenite elemente zu machen habe ich auch schon gedacht aber noch nie gemacht, außerdem sollte eine handrechnung ausreichen.

l1n00x · 2. November 2010

Habt ihr keine Sprechstunden bei euren Tutoren? Das ist meiner Meinung nach die beste Anlaufstelle. Und ja, heute gibts den Roloff/Matek immer noch

T&T · 2. November 2010

Gib mal ein paar Dimensionen (Außen-, Innendurchmesser, Länge usw.) sowie den Werkstoff der Rollen und Unterlage an!

32kN wenn dann!

gerf2008 · 2. November 2010

in der grafik bitte in gedanken aus 32,5N 32,5KN machen

Ergänzung (2. November 2010)

darum geht es die dimensionierung heraus zu finden, als werkstoff sage ich mal wälzlagerstahl (bei schaeffler 670HV)
http://medias.schaeffler.com/medias/de!hp.ec.br/ZRB
welche von diesen rollen (die seite war eben nicht verfügbar) ist für mein vorhaben richtig dimnesioniert

Ergänzung (2. November 2010)

ja mein prof bei dem ich das projekt mache ist meine nächste anlaufstelle aber der ist diese woche nicht mehr da

T&T · 2. November 2010

sag doch mal ungefär

Welchen Bauraum hast du zur Verfügung? Hast du überhaupt schon mal überschlägig ne Rechnung gemacht wie groß deine Rolle(n) sein müssen?

Wenn nein, dann fang nicht bei der Flächenpressung an, sondern bei den Rollen, dass diese nicht zusammengedrückt werden! Das sollte noch machbar sein

gerf2008 · 2. November 2010

eine rolle dürfte ca. eine länge von max. 60mm haben,der durchmesser dürfte max. auch etwa 60mm sein

Ergänzung (2. November 2010)

40mm durchmesser wäre besser aber nicht unbedingt nötig

tok_tok · 2. November 2010

32,5KN wenn dann, und für diesen anwendungsfall Hertzsche Flächenpressung verwenden. Unter 5 min-1 statischen Nachweis durchführen. Wenn der Nachweis über die Flächenpressung erbracht ist, hält das BT. Staht auch im Roloff Matek.

Achso nochwas, die errechnete Flächepressung bleibt auch bei dem Ebenen Bauteil gleich, d.h. Gleiches Material und Nachweis erbracht, dann hält alles. Aber richtiges E-Modul verwenden, im Prinzip gehts darum unter der grenze zur elastischen Verformung zu bleiben, da eine Richtungsänderung gleich wie ein Stillstand angenommen werden kann. Also auf jeden Fall statisch, die Rollen halten dann definitiv auch den dynamischen Fall aus, sollte so erklärt reichen, sonst hier auch noch kurz Nachweis machen.

gerf2008 · 2. November 2010

thx ich wußte nur nicht das ich unter hertzsche flächenpressung nachschauen muß, ich hatte heute nur im netzt darüber gelesen und war mir noch nicht sicher obs das richtige ist, aber bei den bilder ausm roloff trifft das ja meinen anwendungsfall. werds mir direkt mal durchlesen

tok_tok · 2. November 2010

Der gute alte Roloff Matek, für die Formel musste ich aber auch nochmal nachschaun. Bin jetzt mehr im Kaufmännischen.

gerf2008 · 2. November 2010

hast ja recht eigentlich gibs da nix wasses nich gibt, hatte halt unter zylinderrollenlager bzw. zylinderrollen geguckt, dabei mahcts natürlich mit der hertzschen flächenpressung durchaus sinn da der anwendungsbereich viel breiter ist nur da hatte ic hhalt bis jetzt noch nix mit zutun, daher gilts erstmal wissen unter welchem stichpunkt man nachschauen muß :-)

T&T · 2. November 2010

So ich habs mal mit Ansys gerechnet (ja, Handrechnung würde nicht schaden, ich weiß

)
60x20x60 (AußenxInnenxLänge), normaler Baustahl (E-Modul: 200000 N/mm²)! Dürftest keine Probleme bekommen (statisch)! Auch sehe ich die Flächenpressung nicht so kritisch sondern die Spannungsspitzen in den Innenkanten der Zylinderrolle! Evtl auf diese ein wachsames Auge werfen

gerf2008 · 3. November 2010

länge = länge der zylinderrolle?
außen = durchmesser der Zylinderrolle?
innen = ?

T&T · 3. November 2010

Außendurchmesser, Innendurchmesser, Länge der Zylinderrolle!
Wenn du mir die genauen Daten sagst (Dimensionen, Auflagefläche, Werkstoffdaten) kann ich es mal mit Ansys rechnen lassen, falls du es wünscht!

gerf2008 · 3. November 2010

die genauen werkstoffdaten weiß ich ja selber (noch) nicht. ich weiß nicht was du mit innendurchmesser meinst. ne zylinderrolle hat keinen innendurchmesser
http://medias.schaeffler.com/medias/de!hp.ec.br/ZRB;bQEJHwlGxu1a
die rolle ist mit länge und außendurchmesser schon definiert (ectl. halt noch n radius an den kanten der aber erstmal unwichtig ist)

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