KE 2
Konstruktionselemente
Konstruktionselemente
Kartei Details
| Karten | 83 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 08.09.2014 / 09.09.2014 |
| Weblink |
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Nennen Sie Vor- und Nachteile des engen Lagerspiels.
Vorteile: geringerer Schmierstoffbedarf, große Überlastsicherheit, Verschleißsicherheit bei
Start und Auslauf, quadratisch steigende Tragfähigkeit
Nachteile: schlechtere Ausgleich von Geometriefehlern, höhere Reibung, geringere
Kühlölmenge, Gefahr des Zuwachsens des Lagerspalts aufgrund von WärmedehnungVorteile: geringerer Schmierstoffbedarf, große Überlastsicherheit, Verschleißsicherheit bei
Start und Auslauf, quadratisch steigende Tragfähigkeit
Nachteile: schlechtere Ausgleich von Geometriefehlern, höhere Reibung, geringere
Kühlölmenge, Gefahr des Zuwachsens des Lagerspalts aufgrund von Wärmedehnung
Warum ist die Lagertemperatur so wichtig?
Sie nimmt Einfluss auf die Viskosität, Schmierstoffalterung und Lagermetallfestigkeit.
Wie ist die Reibungszahl f definiert?
f=FR / F
Erläutern Sie die Vorgehensweise bei der Ermittlung der Lagertemperatur.
Betriebstemperatur schätzen, ƞ1 aus Diagramm ablesen, Sommerfeldzahl So ermitteln,
Reibungszahl f ermitteln, aus Wärmebilanzgleichung ϑ2 berechnen, vergleich ob |ϑ2 – ϑ1|<=
2°, ansonsten Iteration mit ϑ3 = 0,5(ϑ1 + ϑ2) wiederholen.
Wozu dient der Schmierspalt in einem hochdynamischen Gleitlager
Damit wird der für die Schmierung notwendigen Druck aufgebaut
Was passiert wenn das Lager nicht ausreichend gekühlt wird.
Das Lager erwärmt das Öl, dadurch verändert sich Dichte und die Viskosität. Die Tragölmenge
reduziert sich und es kommt zur Mischreibung und einen höheren Verschleiß.
Bei sämtlichen Tragfähigkeitsberechnungen geht man von einem idealen Lager aus, also
starre Welle und Schale, sowie keine Geometriefehler. In der Realität treten jedoch
Verformungen und Fertigungsabweichungen auf, die den Druckaufbau in der Regel nachteilig
beeinflussen. Nennen Sie konstruktive Maßnahmen, die diesen Effekten entgegenwirken.
l
Nennen Sie zwei Verfahren wie man die Viskosität messen kann
Kappilarviskosimeter und Rotationsviskosimeter
Wie verhält sich die Viskosität mit zunehmender Temperatur?
Sie nimmt stark ab
Was ist die Sommerfeldzahl?
Eine Tragkraftkennzahl
Zeichnen Sie die Stribeck-Kurve.
l
Nennen Sie die Definition von Stiften und Bolzen.
Stifte: Feste Verbindung oder Zuordnung von Bauteilen
Bolzen: Bewegliche Verbindung von Bauteilen (Gelenk)
Nennen Sie 5 Funktionen von Stiftverbindungen
Momentenübertragung durch Formschluss
- Krafteinleitung von Feder- oder Seilkräften (Steckstifte)
- Lagesicherung
- Verdrehsicherung durch Splinte oder Querstifte
- Überlastsicherung (z.B. Brechbolzen in Kupplungsflanschen)
Wodurch wird der Einsatz der verschiedenen Stiftformen bestimmt?
erforderliche Fixiergenauigkeit
- die Herstellkosten für die Aufnahmebohrung
- die Sitzfestigkeit bzw. Lösbarkeit
Nennen Sie 4 Stiftformen.
. Zylinderstift, Kegelstift, Kerbstift, Spannstift
-> Werkstoff der Stifte ist härter als Werkstoff von Bauteilen
Welche Stiftformen sind rüttelfest?
Kerbstifte und Spannstifte bei einem Übermaß von 0,2 bis 0,5mm
Was ist die Funktion einer Bolzenverbindung?
Achse (Übertragung von Querkräften und Führung eines Bauteils)
- Gelenk (Übertragung von Querkräften und Führung zweier Bauteile zueinander unter
Schwenkbewegung)
Welche Beanspruchungen sind bei Stift- und Bolzenverbindungen hauptsächlich von
Bedeutung?
- Steckstift unter Biegung
- Querstift unter Drehmoment
- Längsstift unter Drehmoment
- Bolzen unter Querbelastung
Welche 3 Spannungsarten treten bei einer Bolzenverbindung auf?
Biegespannung, Scherspannung und Flächenpressung
Nennen Sie 4 Anwendungsbeispiele für Stift- und Bolzenverbindungen.
Hebel auf Schaltwelle, Zahnrad mit Kurbelnabe auf Kurbelachse, Seilrolle mit Lagerbuchse,
Seilbahnlaufrad mit Wälzlagern, Achslenker, Brechbolzenkupplung
Zeichnen Sie qualitativ den Scherspannungsverlauf an der dargestellten Querstiftverbindung
pü
Nennen Sie zwei Beispiele für kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen mit
Zwischenelementen.
Ringspannelement
Spannsatz
Schrumpfscheibe
Sternscheibe
Druckhülse
Toleranzring
Hydraulische Spannbuchse
Taper-Lock-Spannbuchse
Erklären Sie das folgende Phänomen bei einer Passfederverbindung:
k
Wozu sind Profilwellenverbindungen im Vergleich mit Passfederverbindungen besser
geeignet? Nennen Sie zwei charakteristische Vorteile.
Es wird kein zusätzliches Zwischenelement wie Passfeder oder Keil zur Übertragung
des Drehmomentes benötigt.
Übertragung von großen und auch wechselnde Drehmomenten möglich
Geringe, bzw. keine Kerbwirkung
Selbstzentrierung von Welle und Nabe unter Drehmoment (bei Polygonwellen)
Wodurch tritt bei einer Zylinderpressverbindung der Glättungsverlust G auf?
durch die Überdeckung und Einebnung der Rauheiten von Welle und Nabe
Durch welchen Einfluss erfolgt bei rotierenden Pressverbindungen der Abbau des
Fugendrucks pF?
durch die von der Drehzahl abhängige Fliehkraft
Was unterscheidet im tribologischen Kontakt die reale und die geometrische Kontaktfläche?
Die reale Kontaktfläche ist viel kleiner als die geometrische Fläche (typisch 10-5).
Welcher Mechanismus ermöglicht hauptsächlich die Kraftübertragung durch Reibung beim
Rad-Schiene-Kontakt?
Adhäsion
Wie lautet das grundlegende Gesetz für die wirksame Reibkraft bei Festkörperreibung? (2)
Coulombsches Gesetz: FR = f·FN
Wenn man von einem Gleitreibungskoeffizienten von f = 0,1 bei Stahl gegen Stahl, trocken,
(Rad-Schiene-Kontakt) ausgeht, welche Eigenschaft müssen dann Lokomotiven im Hinblick
auf die Zugkraft unbedingt haben?
großes FN, also hohes Gewicht
Was sind die zwei Grundbestandteile von Schmierfetten?
Schmierfette sind konsistente Schmierstoffe, die aus Mineralöl und/oder Syntheseöl sowie
einem Dickungsmittel bestehen. Sie können Additive und/oder Festschmierstoffe enthalten
(DIN 51825).
Welche Lagerbauart ist hier dargestellt? Kann das dargestellte Lager Radial- und Axiallasten
aufnehmen?
Kegelrollenlager
• Geeignet für hohe radiale und einseitige axiale Belastungen
Welche beiden Größen bestimmen die Tragfähigkeit eines Wälzlagers?
Die Tragfähigkeit eines Wälzlagers wird bestimmt durch die statischen und dynamischen
Tragzahlen.
Ist die Lagerluft eines eingebauten Wälzlagers (Betriebsspiel) größer oder kleiner als die
Lagerluft des nicht eingebauten Lagers?
Die Lagerluft des nicht eingebauten Lagers ist größer als das Betriebsspiel, da die
Lagerluft beim Einbau durch feste Passungen der Lagerringe vermindert wird.
Welche der drei dargestellten Belastungszonen im Wälzlager ist charakteristisch für:
a) ein vorgespanntes Lager
b) ein spielfreies Lager
c) ein Lager mit viel Lagerluft
j
Nennen Sie drei die Drehzahlgrenze von Wälzlagern bestimmende Einflüsse?
Mit zunehmender Drehzahl steigende Betriebstemperatur
Nicht mehr gesicherte Schmierstoffversorgung (Schmierfilmabriss)
Unruhiger Lauf, Geräuschentwicklung, Schwingungen
Festigkeitsgrenze der Lagerwerkstoffe (insbesondere Käfig)
Temperaturgrenze der Dichtungen
Welches Maschinenelement ist hier dargestellt?
Kugelumlaufspindel
Nennen Sie drei Vorteile von keramischen Wälzlagern gegenüber metallischen Wälzlagern.
hohe Härte
geringe Dichte
hoher E-Modul
elektrische Isolation
unmagnetisch
hohe Warmfestigkeit
hohe Korrosionsbeständigkeit
Nennen Sie drei wichtige Voraussetzungen für den hydrodynamischen Druckaufbau in einem
Gleitlager.
Existenz eines Schmierstoffs
Haften des Schmierstoffs an den Gleitpartnern
Relativbewegung zwischen äußerer Last und Schmierstoff
Konvergenter Schmierspalt, d.h. Verengung des Schmierspalts in Richtung der
Relativbewegung
Bei konstanter Last F nimmt die Welle eines Gleitlagers in Abhängigkeit von der Drehzahl n
in der Lagerschale verschiedene Lagen an. Bezeichnen Sie in der anliegenden Grafik die
Verlagerung des Wellenmittelpunktes o um den Winkel β und die Exzentrizität für
a) n
b) n groß
c) n klein
d) n = 0
l
