antriebstechnik 1-2/2020
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FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
Gearbox<br />
03 Systemelemente<br />
- Pitting<br />
- Root bending fatigue<br />
- Case crushing<br />
- toothing<br />
- Flank fracture<br />
- Micro pitting<br />
- Sun gear<br />
- …<br />
- Fretting corrosion<br />
- spline - Plastic flow<br />
- …<br />
Planetary assembly<br />
- Ring gear - …<br />
- Planet gears - …<br />
- WEC<br />
- Planet bearings - Pitting<br />
- …<br />
- Fatigue<br />
- Planet shafts<br />
- …<br />
- LSI gear - …<br />
- LSI shaft - …<br />
Low speed intermediate assembly<br />
- LSI bearing 1 - …<br />
- LSI bearing 2 - …<br />
- HSI gear - …<br />
- HSI shaft - …<br />
High speed intermediate assembly<br />
- HSI bearing 1 - …<br />
- HSI bearing 2 - …<br />
- HS gear - …<br />
High speed assembly<br />
- HS shaft - …<br />
- HS bearing 1 - …<br />
- HS bearing 2 - …<br />
ein Zahnrad bspw. aufgrund eines Zahnfußbruchs<br />
oder eines Grübchenschadens ausfallen, siehe<br />
Bild 03.<br />
KLASSIFIZIERUNG<br />
Die Systemelemente werden anschließend klassifiziert,<br />
siehe Bild 04. Dabei werden Systemelemente<br />
für das betrachtete System in zuverlässigkeitsrelevant<br />
(A1, A2, B) und neutral (C) klassifiziert (Bild 04).<br />
A1 stellt solche Elemente dar, für die Berechnungsmethoden<br />
verfügbar sind (z. B. ISO 6336), während<br />
A2 auf Elemente verweist, für die Berechnungsmethoden<br />
nicht verfügbar sind. Elemente der Kategorie<br />
B sind durch nicht deterministische Fehlerverteilungen<br />
(z. B. Lageranschmierung) gekennzeichnet.<br />
Daher sollten Erfahrungen und Versuche<br />
zur Zuverlässigkeitsvorhersage dieser Elemente<br />
herangezogen werden. Elemente der Kategorie C<br />
sind für die Zuverlässigkeit des Systems irrelevant<br />
und werden daher bei Berechnungen nicht berücksichtigt.<br />
Die A1, und teilweise A2-Systemelemente<br />
werden bei der vorliegenden Zuverlässigkeitsberechnung<br />
berücksichtigt. Die Klassifizierung entspricht<br />
dem aktuellen Stand der Technik und wird angepasst,<br />
wenn ein anerkannter Berechnungsansatz für<br />
ein A2-Element verfügbar wird.<br />
Durch Multiplikation der Zuverlässigkeiten der<br />
System elemente wird die Systemzuverlässigkeit bestimmt.<br />
Dabei wird zugrunde gelegt, dass die Ausfallmodi<br />
unabhängig voneinander sind und ein Fehler zum<br />
Ausfall des funktionalen Elements führt (Boolesche<br />
Bedingung), siehe Bild 05.<br />
BERECHNUNGSANSÄTZE<br />
Für die A1 Systemelemente liefert die Methode Berechnungsansätze.<br />
Die Berechnung der Zuverlässigkeit<br />
einer Kompo nente R erfolgt unter Verwendung<br />
Life calculation<br />
Load Profile<br />
Typical Weibull<br />
shape<br />
Gears<br />
Rolling bearings<br />
Shafts<br />
04 Klassifizierung der Systemelemente (Ausschnitt)<br />
A1<br />
recognized codes<br />
available<br />
Deterministic<br />
ß > 1 ß > 1 0,8 ≤ ß ≤ 1,2 0 ≤ ß ≤ 1<br />
• Pitting<br />
• Root bending fatigue<br />
• Rolling contact fatigue<br />
(pitting)<br />
• Fatigue<br />
A2<br />
recognized codes not<br />
available<br />
Deterministic Stochastic Stochastic<br />
• Flank fracture<br />
• Rim fracture<br />
• Cage fracture<br />
• Rim fracture<br />
• Ring fracture<br />
• Subsurface initiated<br />
fatigue (WEC)<br />
B<br />
recognized codes not<br />
available<br />
• False brinelling<br />
• Hard-end contact<br />
• Scuffing<br />
• Tip fracture<br />
• Abrasive wear<br />
• Micropitting<br />
• Fretting corrosion<br />
• Smearing<br />
• False brinelling<br />
• Abrasive wear<br />
• Thermal runaway<br />
• Thermal fracture<br />
• Surface initiated fatigue<br />
(Micropitting)<br />
• Ring creeping<br />
• Overload fracture<br />
• Loosening (axial)<br />
C<br />
irrelevant<br />
• Case crushing<br />
• Overload fracture<br />
• Plastic deformation<br />
• Moisture corrosion<br />
• Excessive voltage<br />
• Current leakage<br />
• Plastic deformation<br />
by handling<br />
• Plastic deformation<br />
by debris<br />
• Plastic deformation<br />
05 Berechnung der Systemzuverlässigkeit<br />
(nach [6])<br />
F = 1 – R<br />
system<br />
R S<br />
(t) = R C1<br />
(t) · R C2<br />
(t) · … · R Cn<br />
(t) =<br />
n<br />
∏<br />
i=1<br />
R ci<br />
(t)<br />
t<br />
42 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>2020</strong>/1-2 www.<strong>antriebstechnik</strong>.de
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