Steckwellen, Kardan-Gelenkwellen

176 177 Anwendungsrichtlinien Berechnungsunterlagen Technischer Anhang Technischer Anhang  Service-Telefon Ausland  + 49 (0) 71 42 / 353-0  Service-Telefon Inland*  0 1 8 0 – 3 – 4 3 5 3 6 5 * 9Cent/Min.  Katalog  Ersatzteile  Gelenkwellen-Berechnung  Einbau- und Wartungshinweise  www.elbe-group.com 6.8 Kritische Drehzahlen Das Mittelteil der abgewinkelten Gelenkwel- le wird bei Übertragung eines Drehmomentes durch Zusatzmoment M ZII periodisch wech- selnd auf Biegung beansprucht, wie aus 5.1 hervorgeht. Dadurch wird das Mittelteil zum Schwingen angeregt. Kommt nun die Frequenz dieser Biegeschwingungen in den Bereich der Eigenfrequenz der Gelenkwelle, so hat dies höchste Beanspruchung aller Teile, Aus- knicken der Welle und Geräuschbildung zur Folge. Um dies zu vermeiden, sind lange und schnell- laufende Gelenkwellen auf biegekritische Drehzahlen zu untersuchen. Die biegekritische Drehzahl 1. Ordnung einer Gelenkwelle in Rohrausführung kann näherungsweise errech- net werden: 6.7 Drehzahlen und Beugungswinkel Wie in 2.3 gezeigt, kann durch entsprechen- de Maßnahmen ein gleichförmiger Abtrieb an der Gelenkwelle erreicht werden. Das Mittel- teil läuft jedoch nach wie vor ungleichförmig und unterliegt zweimal pro Umdrehung einer Beschleunigung und Verzögerung. Das daraus resultierende Beschleunigungs- moment ist abhängig vom Massenträgheits- moment des Gelenkwellen-Mittelteils sowie von Drehzahl und Beugungswinkel. Im Hinblick auf Laufruhe und Verschleiß darf deshalb das Produkt aus Drehzahl und Beugungswinkel nicht zu groß werden. Für den allgemeinen Maschinenbau können entsprechende Richtwerte direkt aus nachste- hendem Diagramm entnommen werden, das für Gelenkwellen mit Normalrohr bis ca. 1500 mm Gesamtlänge ausgelegt ist. Drehzahl n (min -1 )  Gelenkgröße   max. Beugungswinkel ß (°) n kr  1,21 . 10 8  D 2 + d 2 [min -1 ] L 2 D = Rohr-Außendurchmesser [mm] d = Rohr-Innendurchmesser [mm] L = Rohr-Mittelteil-Länge in [mm] Gelenkwellen werden nur im unterkritischen Bereich eingesetzt. Aus Sicherheitsgründen muss darauf geachtet werden, dass die max. Betriebsdrehzahl einen genügend großen Ab- stand zur jeweiligen kritischen Drehzahl hat. Es gilt deshalb: max. Betriebsdrehzahln max  0,65 . n kr [min -1 ] 6.9 Größere Rohrdurchmesser Die biegekritische Drehzahl einer Gelenkwelle ist, wie aus der Drehzahlformel hervorgeht, lediglich von den Rohrabmessungen und der Mittelteil-Länge abhängig. Durch Verwendung größerer Rohrdurchmesser kann deshalb die kritische Drehzahl einer Gelenkwelle erhöht werden. Dieser Vergrößerung sind jedoch Grenzen gesetzt, da eine gewisse Relation zwischen Rohrabmessung und Gelenkgröße vorhan- den sein muss. In den Maßtabellen der Ge- lenkwellen-Ausführungen sind die möglichen Rohrabmessungen für jede Größe angegeben. In all den Fällen, wo eine einteilige Gelenk- welle nicht mehr ausreicht, müssen Strang- ausführungen mit Zwischenlager eingesetzt werden. Zu beachten ist, dass größere Rohrdurchmesser erst ab einer gewissen Wellen- länge möglich sind. Als Anhaltspunkte können dabei folgende Mindestlängen angenommen werden: Flanschdurchmesser [mm] bis 65 75 bis 100 120 bis 180 Mindestlänge S [mm] 650 950 1250 6.10 Rohr-Diagramm Zur Ermittlung des erforderlichen Rohrdurchmessers bei vorgegebener max. Betriebsdrehzahl n max und Mittelteillänge L max. Betriebsdrehzahl n max (min -1 )   Rohr-Ø D (mm)  Mittelteil-Länge L (mm) Beispiel: Mittelteillänge L = 1600 mm max. Betriebsdrehzahl n max = 3000 min -1 ergibt: Rohrdurchmesser 70 mm } 