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Malena N_
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Lernende 13 Lernende
Sprache Deutsch
Stufe Andere
Erstellt / Aktualisiert 18.02.2014 / 30.04.2019
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Wie ist die nominelle Lebensdauer bei Wälzlagern definiert? Durch welche Fakten wird sie bestimmt?

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Siehe Bild

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Verspannungsdreieck:

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Rechnung + Skizze

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Was sind Auswahlkriterien für die Bestimmung des  Fest-Los- Lagers bei einer Fest-Los-Lagerung.

  • gleiche Lager verwenden (Beschaffung, Bearbeitung, Service)
  • Axiale Festlegung des Innenrings führt in der Regel zu einer Kerbwirkung → Festlager sollen daher nicht an Orten hoher Biegemomente angeordnet sein
  • kurze Kraftleitung, Axialkraft wird in der Nähe der Einleitungsstelle aufgenommen → Wenig Material das verformt wird, führt zu steifen Bauweisen
  • Montageaufwand am Festlager in der Regel etwas höher → Festlager an leicht zugänglichen Stellen anordnen.
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Skizzieren Sie eine Fest-Los-Lagerung und Zeichnen Sie den Kraftfluss einer Axialkraft, die in beiden Richtungen wirkt, ein.

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links Festlager, rechts Loslager

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Nennen und skizzieren Sie je zwei Lagerbauformen, die für reine Axiallast, reine Radiallast und gemischte Belastungen geeignet sind.

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siehe Bild

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Was sind die Auswahlkriterien für die Festlegung der Passungen von Lagern in Gehäusen bzw. Wellen? Erläutern Sie diese an einem Beispiel.

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siehe Bild

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Was wird unter äquivalenten Lagerbelastung verstanden?

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Die dynamisch äquivalente Lagerlast mit ihrer auf das Lager bezogenen Wirkrichtung und ihrem Betrag ist definiert als diejenige Last, welche dieselbe Lagerlebensdauer wie das tatsächliche Lagerlast- und Lagerdrehzahlprofil erreicht. Es ist eine Radiallast für Radiallager und eine Axiallast für Axiallager.Basierend auf der nachfolgenden Formel ,werden die tatsächlichen axialen und radialen Lagerkräfte durch diese theoretische äquivalente dynamische Lagerlast ersetzt.

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Welche Wälzlagertypen können hinsichtlich der Form der Wälzkörper unterschieden werden?

  • Kugellager (Rillenkugel)
  • Rollenlager
  • Nadellager
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Nennen Sie Vor- und Nachteile von Wälzlagern.

Vorteile:

  • Kostengünstiges, standardisiertes Maschinenelement
  • Geringe Anlaufreibung
  • Realisierung genauer, spielfreier Lagerung möglich
  • Einfache Schmierung möglich
  • Geringe Axiale Baulänge

Nachteile:                        

  • Keine Dauerfestigkeit
  • Stoßempfindlichkeit
  • Schmutzempfindlichkeit
  • Großer radialer Bauraum
  • Laufgeräusche
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Erläutern Sie die Begriffe Radiallager, Axiallager, Wälzlager, Festlager, Stützlager, Loslager, Rollenlager Gleitlager

Radiallager: Wirken die Kräfte senkrecht zur Drehachse

Axiallager: die Kräfte gehen in Richtung der Achse

Wälzlager: Grundprinzip aller Wälzlager ist es, den Reibungsgrund verschleißbehafteter Coulombscher Reibug durch die sehr viel vorteilhaftere Rollreibung zu ersetzen. Wälzlager bestehen im Allgemeinen aus zwei konzentrischen Ringen, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind.

Festlager: Aufnahme von Längskräften (Axialrichtung) und Querkräften

Loslager: keine Aufnahme von Axialkräften, nur Aufnahme von Querkräften, Verschiebungsmöglichkeit in Längsrichtung

Stützlager: Aufnahme von Längskräften nur in einer Richtung und Querkräfte

Rollenlager: Wälzlager mit Rollen als Wälzkörper         

Gleitlager: zwei enggeschmiegte Flächen gleiten aneinander

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Nennen Sie drei Gestaltungsregeln für klebegerechte Bauteilgestaltung. Erläutern Sie diese Regeln mit Hilfe von Skizzen.

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Klebeverbindungen sind konstruktiv so zu gestalten, dass sie möglichst nur auf Scherung und oder Zug/Druck beansprucht werden- Biege und  Schälbeanspruchung sollen vermieden werden.

  • Herr Klein: Schubbeanspruchung bevorzugen, Lotspalt konstant sein, Schälbeanspruchung vermeiden
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Eine gelötete Rohrverbindung mit dem Innendurchmesser d=30mm und einer Wandstärke s=1mm führt Stickstoff mit einem Überdruck von  p=3bar. Wie groß muss bei einer Sicherheit S=1,5 und einer zulässigen Schubspannung des Lotes von τzul=90 N/mm2 die Überlappungslänge der Verbindung sein? Kommentieren Sie das Ergebnis!

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Rechnung siehe Bild.       

Das Ergebnis hat eine sehr hohe Sicherheit.

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Zwei Wellen Ø25mm  sind mit einer gelöteten Muffe verbunden, deren Überlappungslänge auf jedem Wellenende 5mm beträgt. Wie groß ist das mit einer Sicherheit von 1,5 übertragbare Drehmoment bei einer zulässigen Schubspannung von τzul=35N/mm2 ?

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siehe Bild

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Was ist Ziel der Schraubensicherung? Welche Arten von Schraubensicherungen kennen Sie?

  1. Schraubensicherungen sollen die Funktion einer Schraubenverbindung unter beliebige lange wirkender Beanspruchung erhalten. Von der Art der Ausführung und Belastung der Verbindung hängt es ab, ob eine besondere Sicherung notwendig und welche zweckmäßig ist.
  2. Formschlüssige Sicherungselemente

Die durch ihre Form bzw. Verformung des Schraubenkopfes oder die Mutter festlegen

Klemmende Sicherungselemente

Üben beim Verschrauben eine zusätzliche axiale oder radiale Anpresskraft auf die Gewindeflanken aus und bewirken dadurch einen erhöhten Reibungsschluss.

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Wie groß wird bei dem Kraftverhältnis 1/6  und einer Betriebskraft von FA=10000N die Schraubenzusatzkraft?

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Rechnung im Bild

Ursachen:

  • Vorspannkraftverlust durch setzen
  • Aufhebung der Haftreibung im Gewinde durch dyn. Belastungà Übergang zum Gleiten
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Wie groß ist bei einer Schraubenverbindung mit der Schraubennachgiebigkeit δs=5*10-8 mm/N und der Plattennachgiebigkeit δp=1*10-8 das Kraftverhältnis?

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siehe Bild

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Welche Informationen enthalten die Ziffern 10.9 auf einem Schraubenkopf

Die Zahlen geben die Festigkeitsklasse von Schrauben an.

Die erste Zahl (x)  ist  1/100 der Mindestzugfestigkeit ( Rm) in N/mm2. Sie gibt an, ab welcher Zugspannung eine Schraube brechen darf.

Zugfestigkeit : x * 100 [N/mm2]

Die zweite Zahl (y) gibt das 10fache des Verhältnisses der Streckgrenze zur Zugfestigkeit an. 

Die Streckgrenze Re gibt an, ab welcher Spannung trotz steigender Verlängerung der Schraube, die Zugkraft das erste Mal konstant ist oder sinkt

Berechnung der Streckggrenze : x * y * 10 [N/mm2]

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Wie ist die Festigkeitsklasse einer Schraube mit einer Bruchfestigkeit von Rm=500 N/mm2 und einer Streckgrenze von Re=300 N/mm2? Erläutern Sie ihr Ergebnis!

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Rechnung im Bild

→Klasse 5.6

→ weit verbreitete Festigkeitsklassen

→ Klasse 5.6-5.8 sind Kreuzschlitzschrauben

→ recht duktil, nicht sehr Bruchfest

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Skizzieren Sie zu FSA=2000N und Ф=0,2 ein maßstäbliches Verspannungsdreieck für eine Vorspannkraft von FV=20000N.

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siehe Bild

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Wie groß ist bei einer Schraubenverbindung mit der Schraubennachgiebigkeit δs=4*10-8mm/N und der Plattennachgiebigkeit δp=1*10-8 mm/N das Kraftverhältnis?

Wie groß wird bei diesem Kraftverhältnis die Schraubenzusatzkraft bei einer Betriebskraft FA=10000N?

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siehe Bild

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Was ist der Vorteil einer vorgespannten Schraubenverbindung? Erläutern Sie ihre Ansicht am Schraubenverspannungsdreieck.

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+ reibschlüssige Übertragung der Kräfte

+ Sicherung der Verbindungen gegen Lösen

+ Betriebskraft FA muss nur zu einem Teil von der Schraube aufgenommen werden

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Wie ist das Kraftverhältnis bei bei einer vorgespannten Schraubenverbindung definiert?

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siehe Bild

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Nach welchen Kriterien wird ein Querpressverband ausgelegt? Welchen zusammenhang gibt es zur Festigung der Bauteiltoleranzen?

Erforderlicher Fugendruck zur Funktionserfüllung

  • →Drehmomentübertragung oder Axialkraftübertragung (Mindestpassung)
  • → kleinste zulässige Welle trifft auf größte zulässige Bohrung → kleinstes Übermaß

Maximal auftretender Fugendruck

  • resultierend aus Toleranzen (Maximalpassung wegen Bauteilbeanspruchung)
  • → größte zulässige Welle trifft auf kleinste zulässige Bohrung (Wellen und Nabentoleranz festlegen)

Festlegung von Bauteiltoleranzen

→ Welle, muss bei allen Toleranzen, von Welle und Bohrung, größer sein als die Nabe.

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Welche Beanspruchungen sind bei der Auslegung von Nietverbindungen maßgeblich?

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Roloff-Matekk: Nietverbindungen sind in der Regel für die Übertragung von Scher und Lochleibungskräften zu bemessen. Zugbeanspruchung versucht man zu vermeiden!

- Absetzen der Niete

- Lochleibung der Bauteile

 

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Skizzieren Sie zwei Varianten konischer Spannverbindungen? Was sind die Vorteile dieser Spannverbindung?

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Zwischenspannsysteme:

+ schnelle und leichte Montage

+ Lösbare Verbindung

+ beliebige Lage der Nabe in axialer und tangentialer Richtung realisierbar

+ Standardbauteil

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Skizzieren Sie fünf Lösungen unterschiedlicher Wirkprinzipien, zwei Bleche von zwei mm Dicke stumpf zu verbinden.

Stoffschlußverbindungen

- Schweißen

- Löten

- Kleben

Reibschlußverbindung

- Preßverbindung

Formschluß

- Schrauben

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Skizzieren Sie für zwei Stumpf zu verbindende Bleche von s=2mm und einer Breite von b=50mm eine Löt, eine Schweiß und eine Nietverbindung. Diskutieren Sie Vor- und Nachteile.

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- Nietverbindung

+ keine Werkstoffbeeinflussung

+ gute Automatisierbarkeit

+ kein schlagartiges Versagen

+ gute Kontrollierbarkeit

- schlechte Demontageeigenschaft

- Gefahr der Kontaktkorosion

- keine großen Fläche möglich

-Lötverbindung:

+ Verbindung unterschiedlicher Materialien

+ geringe Temperatur

+ gute Leitfähigkeit

+ geeignet für Massenfertigung

- aufwendige Nahtvorbereitung

- Korrosion --> Flussmittelreste

- Lotflüssigkeit --> Flussmittelreste

-Schweißverbindung:

+ hohe Belastbarkeit

+ geringe Vorbereitung

- hohe Temperaturen

- Dämpfe

- schlecht Demontierbar

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Skizzieren Sie vier Lösungen ein Stahlrohr Durchmesser 80*5mm zu verschließen (Kupferrohr Durchmesser 25*1,5mm)

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Nennen und skizzieren Sie die Welle-Nabe-Verbindungen, Nasenkeil. Was sind die Dimensionierungskriterien?

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Polygonprofil bei einzutreibenden Nutenkeilen also auch bei Treibkeilen, ist eine ausreichende Wellennutlänge zum einwandfreien Einführen in die Nut vorzuziehen.

Dimensionierung:

- zwischen Welle und Nabe ist eine Enge Übergang- oder leichte Übermaßpassung zu wählen, um das Verlaufen und außermittige "sitzen" der Nabe möglichst zu vermeiden

- die Nabenabmessung werden in Abhängigkeit vom Wellendurchmesser gewählt

- das übertragbare Drehmoment ist weitgehend von der Eintreibkraft des Keiles abhängig und daher rechnerisch schwer zu erfassen

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Nennen und skizzieren Sie die Welle-Nabe-Verbindungen, Passfederverbindung. Was sind die Dimensionierungskriterien?

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Dimensionierung: Mnicht "my"

Flächenpressung Nabennut: Formel1

Wellennut: Formel2

+ leichte Montage und Demontage

+ einfache Fertigung

- hohe Kerbwirkung

- Unwucht bei hohen Drehzahlen

- nicht für dyn. wechselnde Beanspruchung