KISSsoft Tutorial: Zylindrischer Presssitz 1 Starten von KISSsoft K ...

KISSsoft Tutorial: Zylindrischer Presssitz
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Für Release 03/2008
Letzte Änderung 25.03.2008 11:28:00
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KISSsoft Tutorial 002: Zylindrischer Presssitz
1.1 Starten des Programms
1 Starten von KISSsoft
Nach Installation und Freischaltung von KISSsoft als Test- oder lizenzierte Version wird KISSsoft
über „Start/Programme/KISSsoft 03-2008/KISSsoft“ gestartet. Es erscheint die folgende Kisssoft
Benutzeroberfläche:
Abbildung 1.1-1; Starten von KISSsoft, Startfenster
1.2 Auswahl der Berechnung
Über das Modulbaumfenster im Tab „Module“ wird die Berechnung für zylindrischen Presssitz
aufgerufen:
Abbildung 1.2-1; Auswahl von Welle-Nabe Berechnungen, zylindrischer Presssitz
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2.1 Aufgabenstellung
2 Berechnung eines zylindrischen Presssitzes
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 2.1-1; Eingabefenster - Eingabe der bekannten Daten
Es soll nun in einem ersten Schritt eine Toleranzpaarung bestimmt werden.
2.2 Auslegen einer Toleranzpaarung
Durch Drücken des „Auslegen Button“ rechts der Eingaben für die Toleranzen, siehe Markierung in
Abbildung 2.1-1, 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 2.2-1; Auswahl der Toleranzpaarung und Übernahme
Sind die Toleranzen von Welle und Nabe jedoch bekannt, können sie 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 „Ó“ in der Symbolleiste (siehe obere Markierung in Abbildung 2.3-1)
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. Zu beachten ist
die Anzeige „Konsistent“ (siehe rechte, untere Markierung in Abbildung 2.3-1). Diese zeigt an, dass
die Eingaben und die gezeigten Resultate korrespondieren (wird z.B. jetzt das Nenndrehmoment
verändert, wird „Inkonsistent“ angezeigt bis erneut „Ó“ zur Berechnung gedrückt wird).
Die Berechnung des zylindrischen Pressverbandes erfolgt nach DIN 7190, gültig für den elastischen
Bereich.
Abbildung 2.3-1; Ausführen der Berechnung - Protokoll aufrufen
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Im hier durchgeführten Beispiel gibt KISSsoft eine Meldung aus:
Abbildung 2.3-2; KISSsoft Information
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.
Über das Symbol „Protokoll erstellen“, (siehe rechts von „Ó“ die Markierung in Abbildung 2.3-1)
oder „F6“ wird das Berechnungsprotokoll geschrieben, in dem sämtliche Berechnungsparameter
aufgeführt sind. Dieses Protokoll kann nun z.B. in einem Nachweisbericht eingebunden werden.
Abbildung 2.3-3; Protokoll - Viewer
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.
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.
.
Betrieb / Montage / Demontage
Quer-Presspassung:
Fügespiel (mm) [PsTh] 0.060
Temperaturdifferenz zum Aufziehen:
Welle bei 20°C(68°F), Temperatur der Nabe (°C) [ThA] 260.58
Welle bei -150°C(-278°F), Temperatur Nabe (°C) [ThA] 134.93
(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 2.3-4; Ausschnitt aus dem Protokoll mit Angaben zur Montage und dem Grenzdrehmoment gegen
Mikrogleiten
Über das in der Abbildung 2.3-3; Protokoll - Viewer markierte Symbol gelangt man wieder zum
Eingabefenster zurück.
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 getroffenen Angaben
beeinflussen die Berechnung und sind deshalb zu prüfen.
Auswahl der Rechenhypothese für Vergleichsspannung
Geforderte Sicherheiten, insbesondere gegen Rutschen.
Diese Werte gehen nicht in den Rechengang ein, es
erscheint jedoch eine Warnung wenn die Rechnung
zeigt, dass diese geforderten Werte unterschritten
werden.
Angabe, wie die Bauteilfestigkeit aus der
Probenfestigkeit bestimmt wird (Grösseneinfluss)
Abbildung 2.4-1; 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 Sicherheit gegen Rutschen von hier 1.20
übertragen werden kann.
Dazu muss der „Auslegen Button“ rechts vom Eingabefeld für das Nenndrehmoment gedrückt
werden (siehe mittlere Markierung in der Abbildung 2.4-2) und das Programm bestimmt das
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maximale Nenndrehmoment, hier zu 799.729 Nm. Wird nun die Welle-Nabe Verbindung mit dieser
Last erneut nachgerechnet („Ó“ oder F5 drücken), so wird die minimale Sicherheit gegen Rutschen
gerade gleich der geforderten Mindestsicherheit von 1.2 (siehe Markierung unten in Abbildung
2.4-2):
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1
3
Abbildung 2.4-2; 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 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 2.4-3; Eingabe einer Nabe mit variablem Aussendurchmesser
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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 2.4-4; Eingabe eigener Abmasse
2.4.5 Einfluss der Temperatur
Als Referenztemperatur wird mit 20°C gearbeitet. 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 2.4-5; Eingabe eines eigenen Materials (insbesondere Wärmedehnungskoeffizient) und
Betriebstemperatur
Durch Drücken des „Plus Button“ (obere rechte Markierung in Abbildung 2.4-5) rechts der
Materialauswahlliste können danach die Materialeigenschaften angepasst werden:
Abbildung 2.4-6; Eingabe eines Materials
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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.
Hinweis: Die maximale Betriebstemperatur beträgt 700°C.
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 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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