Konstruktionszeit im Werkzeugmaschinenbau verkürzen

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Mit dem Wälzlager-Modul können Ingenieure Wälzlager auf verschiedene Arten modellieren: als ideale kinematische Verbindung; als Kraft – hierbei kann man lineare Steifigkeit und Dämpfung eingeben; oder mit der Methode der Kisssoft AG, die in Adams/Machinery implementiert ist. Das Schweizer Unternehmen entwickelt Berechnungssoftware für Ingenieure und Konstrukteure, die eine schnelle und qualitätsstarke Auslegung, Nachrechnung und Festigkeitsberechnung von Maschinenelementen erlaubt. Mit der Kisssoft-Methode wird die Steifigkeit, abhängig von den Positionen und Geschwindigkeiten an der Lagerstelle, in jedem Rechenschritt neu berechnet. Dies ist eine sehr genaue Methode, die auch eine Lebensdauervorhersage nach Industriestandards ermöglicht.

Ketten- und Riemensysteme für die Modellierung definieren

Das Kettenmodul in Adams/Machinery berücksichtigt den Einfluss von Übersetzung, Spannung, Kontaktkräften und Kettendynamik. Man wählt eine Rollenkette oder Zahnkette aus, weist der Kette eine lineare oder nicht lineare Nachgiebigkeitsfunktion zu und definiert Pivot-, translatorische oder feste Kettenführungen. Auch die Nachgiebigkeit in der Richtung senkrecht zu den Kettenrädern kann definiert werden.

Mit dem Riemenmodul berücksichtigt man den Einfluss des Verhaltens von Riemen-Riemenscheiben-Systemen, wie Übersetzung, Spannung oder dynamische Effekte. Es werden Poly-V-Riemen, Trapezriemen und glatte Riemen unterstützt.

Noch genauer lassen sich Maschinenkomponenten, besonders Getriebe und Wälzlager, mit den Adams-Zusatzmodulen Adams/Gear Advanced Technology (AT) und Adams/Bearing Advanced Technology (AT) berechnen. Mit diesen beiden Programmen können Ingenieure über die in Adams/Machinery erhaltenen Ergebnisse hinaus wichtige Detailinformationen zu Verschiebung, Biegung und Spannung in Zahnrädern oder zur Belastung der Wälzkörper erhalten.

Zusatzmodul für dynamische Untersuchungen von Getrieben

Es gibt einen hochauflösenden Zahnkontakt- beziehungsweise Lagerkontaktalgorithmus, der automatisch über ein FE-Tool im Hintergrund gestartet wird. Er berechnet in Gear AT die Kraftverteilung auf die Zahnflanke unter Einbeziehung der aufgebrachten Mikrokorrekturen, des variierenden Radabstands und Eingriffsfehlers sowie aller Bewegungen und Verformungen der interagierenden Systembestandteile. Dadurch eignet sich das Zusatzmodul für dynamische Untersuchungen wie Getrieberasseln, Schocklasten oder Schaltvorgänge.

Insbesondere bei spezialisierten und automatisierten Maschinen sind Geschwindigkeit und Gesamtleistung kritische Punkte. Bauteile, die von Motoren und Getrieben gesteuert werden, benötigen eine hohe Beschleunigung, um Antriebszeiten zu reduzieren. Zudem müssen hohe Positionierungsstandards eingehalten und die Bewegungskontrolle berücksichtigt werden. Das stellt hohe Anforderungen an die Produktentwicklung. Dem traditionellen Designprozess sind hier aber Grenzen gesetzt. Daher müssen Hersteller von Werkzeugmaschinen moderne Simulationsmethoden einsetzen, um weiter wettbewerbsfähig zu bleiben.

* Cornelia Thieme ist Technical Support Coordinator bei der MSC Software GmbH in 81829 München.

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