Torsionsmoment in einer Welle während Bremsvorgang

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo,
ich habe einen Stellantrieb, der über eine Schneckenwelle eine Stellbewegung ausführt. Am Ende der Schneckenwelle ist eine mechanische Bremse. Wenn diese eingreift, wird der Motor abgestellt.

Jetzt ist mein Problem, dass die Welle durch das Bremsen abgeschert ist. Um die Welle zu dimensionieren, wollte ich sie nun gerne berechnen. Leider habe ich keine Ahnung, wie ich diesen Stoß, den die Bremse auf die Torsionsbewegung ausübt, mit berücksichtigen kann.
Die typischen Roloff Matek Berechnungen bringen mich hier nicht wirklich weiter, da sie keine schlagartigen Stopbewegungen mit aufnehmen. Hat irgendjemand eine Ahnung, wie ich das analytisch berechnen kann?

Ich bin dankbar, für alles was mich weiter bringt!!!
Gruß Andreas

#2

Hallo Andreas,
du weisst doch, bzw kannst das berechnen, welches Drehmoment die mechanische Bremse erzeugt (Zustellkräfte, Übersetzungsverhältnis der Bremse etc.).
Mit mehr als diesem Moment wird die Welle nicht belastet.
Entsprechend dieses Momentes ergeben sich auch die Verzögerungsmomente des Systems.
Gruß
Karl

#3

Hallo Karl,

Danke für die Antwort. Wenn ich das richtig verstehe, heißt das, dass mein Moment niemals größer als 61Nm (Kippmoment des Motors) werden kann. Habe ich das richtig verstanden?

Ich bin eher davon ausgegangen, das ich mir noch Gedanken wegen der Beschleunigungen machen muss, da die Bremsbewegung sehr abrupt kommt. Der Motor hat ja einen gewissen Nachlauf und die Welle eine Masse, die die Welle tordieren, während sie gebremst wird. Also suche ich noch Faktoren, wie Kerbwirkungszahl, Stoßzahl… .

Gruß Andreas

#4

Hallo Andreas,

Wenn ich das richtig verstehe, heißt das, dass mein Moment niemals größer als 61Nm (Kippmoment des Motors) werden kann. Habe ich das richtig verstanden?

Nein. Du musst unterscheiden zwischen

  • dem Moment, das der Motor (Kippmoment) erzeugen kann und
  • dem Moment, das die mechanische Bremse bei Betätigung bringt.
    Letzteres ist für die Festigkeitsberechnung relevant, da es offensichtlich deutlich größer ist als das Antriebsmoment.

Ich bin eher davon ausgegangen, das ich mir noch Gedanken wegen der Beschleunigungen machen muss, da die Bremsbewegung sehr abrupt kommt.

Mit dem Moment der mechanischen Bremse kannst du spaßeshalber berechnen, wie schnell das gesamte System mit der Drehzahl heruntergeht, d.h. verzögert wird.
Gruß
Karl

#5

Hallo Andreas,

was erhälst du für einen Wellendurchmesser, wenn du die Sache mal einfach mit dem max. Drehmoment des Stellmotors durchrechnest; größer als der Durchmesser der Originalwelle?

Damit wüßtest du wenigstens schonmal, ob die Originalwelle der Kraft des Motors theoretisch überhaupt gewachsen war.

Freundliche Grüße,
Markus

#6

Hallo Andreas,

wenn ich das richtig verstanden habe, befindet sich die mech. bremse am ausgang schneckenrad.
wenn das korrekt ist, so ist die bremse am falschen ort! bei einem schneckengetriebe befindet sich die bremse immer an der eingangsseite. einer der gründe ist z.b. die nachlaufzeit des antriebs und der damit verbundenen erhöhung des drehmomentes, über das schneckengetriebe auf die ausgangswelle, aufgrund der massenträgheiten des antriebs.

Gruß Thomas