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KISSsoft Tutorial: Zylindrischer Presssitz
1 Starten von Kisssoft
Nach Installation und Freischaltung kann KISSsoft aufgerufen werden. Der Programmstart
erfolgt üblicherweise mittels „StartProgrammeKISSsoft 04-2010KISSsoft“. Es erscheint
die folgende KISSsoft Benutzeroberfläche:
KISSsoft Tutorial 002: Zylindrischer Presssitz
Abbildung 1.1 Starten von KISSsoft, Startfenster
1.1 Auswahl der Berechnung
Über das Modulbaumfenster im Tab „Module“ wird die Berechnung für zylindrischen Presssitz
aufgerufen:
Abbildung 1.2 Auswahl Berechnungsmodul “Zylindrischer Presssitz“ unter Welle-Nabe-Verbindungen
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2 Berechnung eines zylindrischen Presssitzes
2.1 Aufgabenstellung
Es soll ein zylindrischer Presssitz mit den folgenden Daten gegen Rutschen ausgelegt werden.
Fugendurchmesser
Presssitzlänge
Aussendurchmesser Nabe
Bohrung Welle
Nenndrehmoment
Axialkraft
Drehzahl
60 mm
50 mm
90 mm
10 mm
400 Nm
200 N
10'000 U/min
Reibkoeffizienten 0.12
Betriebstemperatur 20 °C
Anwendungsfaktor 1.25
Material Welle
34CrNiMo6
Material Nabe
C60
Oberflächengüte Welle N6
Oberflächengüte Nabe N6
Diese Daten werden wie folgt eingegeben:
Abbildung 2.1 Eingabefenster - Eingabe der bekannten Daten
Es soll nun in einem ersten Schritt eine Toleranzpaarung bestimmt werden.
2.2 Auslegung einer Toleranzpaarung
Durch Drücken von rechts bei den Eingaben für die Herstelltoleranzen, siehe Markierung
in Abbildung 2.1 erscheint eine Liste mit möglichen Toleranzpaarungen. Es kann diejenige
Toleranzpaarung gewählt werden, die z.B. kostengünstig zu fertigen ist. Nach „Ok“ wird die
Auswahl in die Hauptmaske übernommen.
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Abbildung 2.2 Auswahl der Toleranzpaarung und Übernahme
Sind die Toleranzen von Welle und Nabe bekannt, können sie natürlich direkt eingegeben
werden. Im Abschnitt 2.4.4 „Angabe allgemeiner Toleranzen“ ist das entsprechend
beschrieben. Nun stehen alle Angaben für die Nachrechnung der Pressverbindung zur
Verfügung.
2.3 Ausführen der Berechnung und Protokoll
Durch Drücken des Symbols in der Symbolleiste (siehe obere Markierung in Abbildung
2.4 oder „F5“ wird die Berechnung ausgeführt und es werden im unteren Bereich des
Hauptfensters einige ausgewählte Resultate (hier z.B. die Sicherheit gegen Rutschen)
angezeigt. Im hier durchgeführten Beispiel gibt KISSsoft eine Meldung aus:
Abbildung 2.3 KISSsoft Meldung
Durch die bei Betriebsdrehzahl entstehenden Kräfte nimmt die Pressung in der Verbindung bei
Betrieb gegenüber der Montage ab. Daher sollte eine weitere Berechnung mit Drehzahl Null
durchgeführt werden, um für den Montagezustand die Einhaltung der Streckgrenze zu
überprüfen. Die Meldung kann mit „Ok“ quittiert werden.
Zu beachten ist die Anzeige „KONSISTENT“ (siehe Markierung unten rechts in Abbildung 2.8
Auslegen auf maximales Nenndrehmoment). Diese zeigt an, dass die Eingaben und die
gezeigten Resultate korrespondieren (wird z.B. jetzt das Nenndrehmoment verändert, wird
„INKONSISTENT“ angezeigt bis erneut zur Berechnung gedrückt wird).
Die Berechnung des zylindrischen Pressverbandes erfolgt nach DIN 7190, gültig für den
elastischen Bereich.
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Abbildung 2.4 Ausführen der Berechnung - Protokoll aufrufen
Über das Symbol „Protokoll erstellen“, (siehe die Markierung rechts von in Abbildung
2.8) oder „F6“ wird das Berechnungsprotokoll geschrieben, in dem sämtliche
Berechnungsparameter aufgeführt sind. Dieses Protokoll kann nun z.B. in einem
Nachweisbericht eingebunden werden.
Abbildung 2.5 Protokoll–Viewer
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Im Protokoll stehen weitere Resultate so z.B. „Angaben zur Temperatur der Nabe und der
Welle für die Montage“ oder das „Grenzdrehmoment“ unter dem kein Mikrogleiten in der
Verbindung auftritt.
Betrieb / Montage / Demontage
Quer-Presspassung:
Fügespiel (mm) [PsTh] 0.060
Temperaturdifferenz zum Aufziehen:
Wellentemperatur: (°C) Nabentemperatur: [ThA] (°C)
20 261
-150 135
(berechnet mit Wärmeausdehnungskoeffizient)
Welle nach DIN 7190 (10^-6/K) [alpha] 8.50
Längs-Presspassung:
Montagetemperatur Welle (°C) [ThM] 20.00
Montagetemperatur Nabe (°C) [ThM] 20.00
Reibungskoeffizient (Längs) [mye=mya*1.3] 0.16
Aufpressen (Kraft) (kN) [Fpress] 101.89 ( 68.08..135.71)
Reibungskoeffizient (Längs) [myll=mya*1.6] 0.19
Abpressen (Kraft) (kN) [Fpress] 125.41 ( 83.79..167.03)
Hinweis:
Im Press - Sitz kann Mikrogleiten auftreten!
=> Entstehung von Reibkorrosion (Passrost).
Reibungskoeffizient [my] 0.19
Grenzdrehmoment Mikrogleiten (Nm) [Tlimit] 561.60 (364.18..759.02)
Abbildung 2.6 Protokollausschnitt mit Angaben zur Montage und dem Grenzdrehmoment gegen Mikrogleiten
Über das in der Abbildung 2.5 markierte Symbol
Eingabefenster zurück.
gelangt man wieder zum
2.4 Weitergehende Berechnungen und Einstellungen
2.4.1 Einstellungen
Unter dem Menüpunkt „Berechnung““Einstellungen“, oder über die ‚Symbolleiste’ oder
‚Toolbar’ und dem betreffenden Knopf erscheint das folgende Menü. Die hier festgelegten
Angaben beeinflussen die Berechnung und sind deshalb zu prüfen.
Auswahl der Rechenhypothese für
Vergleichsspannung
Geforderte Sicherheiten, insbesondere gegen
Rutschen; Werte gehen nicht in den Rechengang
ein, es erscheint jedoch eine Warnung, wenn die
Rechnung zeigt, dass diese geforderten Werte
unter-schritten werden.
Angabe, wie die Bauteilfestigkeit aus der
Probenfestigkeit bestimmt wird (Grösseneinfluss)
Abbildung 2.7 Modulspezifische Einstellungen
2.4.2 Bestimmen des maximal übertragbaren Drehmomentes
Es soll nun – bei ansonsten gleich bleibenden Randbedingungen – dasjenige
Nenndrehmoment bestimmt werden, das gerade noch mit der geforderten Sollsicherheit gegen
Rutschen von hier 1.20 übertragen werden kann.
Dazu muss der „Auslegen Button“ rechts vom Eingabefeld für das Nenndrehmoment
gedrückt werden (siehe Markierung 1 in der Abbildung 2.8) und das Programm bestimmt das
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maximale Nenndrehmoment, hier zu 959.68 Nm. Wird nun die Welle-Nabe Verbindung mit
dieser Last erneut nachgerechnet ( oder F5 drücken), so wird die minimale Sicherheit
gegen Rutschen gerade gleich der geforderten Mindestsicherheit von 1.2 (siehe Markierung 3
unten in Abbildung 2.8):
2
1
3
Abbildung 2.8 Auslegen auf maximales Nenndrehmoment
2.4.3 Nabe mit unterschiedlichen Aussendurchmessern
Über den „Plus Button“ rechts neben der Eingabe für den Aussendurchmessers der Nabe
kann zudem eine erweiterte Eingabe für die Nabengeometrie gestartet werden. Durch
Betätigen dieses „Plus Button“ , kann eine Nabe mit variablem Aussendurchmesser
definiert werden. In diesem Beispiel ein Bereich mit 90 mm Aussendurchmesser, 25 mm lang
und 100 mm Aussendurchmesser, 25 mm lang:
Abbildung 2.9 Eingabe einer Nabe mit variablem Aussendurchmesser
Diese Eingabe ist kann nur erfolgen, wenn in der Welle keine Bohrung hat. Ansonsten wird die
nachfolgende Fehlermeldung angezeigt.
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Abbildung 2.10 Fehlermeldung
2.4.4 Angabe allgemeiner Toleranzen
Über den „Plus Button“ rechts der Eingabe für die Toleranzen können auch allgemeine
Toleranzen eingegeben werden. Dazu ist das Setzen eines Hakens in der nebenstehenden
„Checkbox“ für „Eigene Toleranzen“ zu wählen und entsprechende Abmasse einzugeben:
Abbildung 2.11 Eingabe eigener Abmasse
2.4.5 Einfluss der Temperatur
Als Referenztemperatur wird mit 20°C gearbeitet.
Hinweis: Die maximale Betriebstemperatur beträgt 700°C.
Wird nun in der Hauptmaske eine unterschiedliche Betriebstemperatur eingegeben, so
verändert sich der Fügedruck in Funktion der Wärmeausdehnungskoeffizienten des
Wellen-/Nabenmaterials. Diese können angepasst werden, indem bei der Materialauswahl das
Material auf „Eigene Eingabe“ gesetzt wird.
Abbildung 2.12 Eingabe eines eigenen Materials (insbesondere Wärmedehnungskoeffizient) und
Betriebstemperatur
Durch Drücken von
(obere rechte Markierung in Abbildung 2.12) rechts der
Materialauswahlliste können danach die Materialeigenschaften angepasst werden:
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Abbildung 2.13 Eingabe eines Werkstoffs
Die Eingabe dieses neuen Materials gilt nur für die aktuelle Berechnung und steht nach dem
Speichern der Datei keiner anderen Berechnung zur Verfügung. Soll ein neues Material
anderen Berechnungen ebenfalls zugänglich sein, so muss es in der Materialdatenbank
angelegt werden.
2.4.6 Weitere Belastungen
Es können über die Eingabefelder „Radialkraft“ und „Biegemoment“ zusätzlich Radialkräfte
und Biegemomente angegeben werden (z.B. resultierend aus Zahnkräften). Es wird dabei eine
zusätzliche Pressung berechnet. Damit kein Klaffen bei der Verbindung auftritt, muss diese
zusätzliche Pressung kleiner sein als die minimale Fugenpressung. Andernfalls erscheint eine
Meldung und die Rechnung wird nicht ausgeführt.
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