Untersuchungen an einem Zahnriemen-Linearantrieb für die Fahrbewegung von Brückenkranen:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 13]
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| adam_text | Titel: Untersuchungen an einem Zahnriemen-Linearantrieb für die Fahrbewegung von Brückenkranen
Autor: Tilkorn, Michael
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Michael Tilkorn, Braunschweig Untersuchungen an einem Zahnriemen-Linearantrieb für die Fahrbewegung von Brückenkranen Reihe 13 : Fördertechnik/ Logistik Nr. 46
Inhaltsverzeichnis_ V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ......... 1 2 Stand der Technik .......................................... 2 2.1 Fahrantriebe von Brückenkranen............................ 2 2.1.1 Motor und Getriebe ................................. 2 2.1.2 Steuerung ............................ 3 2.1.3 Laufräder und Schienen.............................. 5 2.1.4 Wegerfassungssysteme.............................. 5 2.1.5 Einflüsse auf die Genauigkeit beim Positionieren der Last ... 7 2.1.6 Technische Daten .................................. 9 2.1.7 Ausgeführte formschlüssige Kranfahrantriebe............ 10 2.2 Fahrantriebe von Regalbediengeräten...................... 10 2.3 Portalroboter .......................................... 12 2.3.1 Motor und Getriebe ................................ 12 2.3.2 Steuerung und Wegerfassung..................... 13 2.3.3 Übertragung der Antriebskraft und Führungseinrichtungen .. 15 2.3.4 Technische Daten ................................. 16 2.4 Zahnradbahnen ........................................ 17 3 Vorteile formschlüssiger Kranfahrantriebe gegenüber reibschlüssigen ........................................... 19 4 Konstruktive Gestaltung eines formschlüssigen Kranfahrantriebs . 22 4.1 Anforderungen an formschlüssige Kranfahrantriebe ............ 22 4.1.1 Beschleunigung................................... 22 4.1.2 Positioniergenauigkeit .......................... 23 4.1.2.1 Kenngrößen der Positioniergenauigkeit.......... 23 4.1.2.2 Erreichbare Positioniergenauigkeit ............. 27 4.1.3 Betriebseigenschaften.............................. 28 4.2 Ausführungsmöglichkeiten formschlüssiger Kranfahrantriebe..... 29 4.3 Auswahl und Gestaltung eines formschlüssigen Kranfahrantriebs . 33 4.3.1 Zahnriemenauswahl................................ 33 4.3.2 Auswahl der Zahnriemenlänge, Anordnung und Durchmesser der Riemenscheiben ............................... 35
Vj_ Inhaltsverzeichnis 5 Theoretische Untersuchung des Zahneingriffsverhaltens ........41 5.1 Zahnriemenein-und auslauf ohne Kraftübertragung............ 41 5.1.1 Zahnriemeneingriff in eine Riemenscheibe.............. 42 5.1.2 Zahnriemeneingriff in eine Zahnstange ................ 44 5.1.3 Vergleich von Zahnriemeneingriff in Riemenscheibe und in Zahnstange................................. 45 5.2 Zahnriemenein- und auslauf mit Kraftübertragung.............. 47 5.3 Kraftübertragung auf den Zahneingriffsstrecken ............... 53 5.3.1 Zahnpaarung auf dem Umschlingungsbogen ............ 53 5.3.2 Zahnpaarung auf der linearen Einghffsstrecke ........... 54 6 Theoretische Untersuchung der Zahnkraftverteilung im Bereich des linearen Zahneingriffs...................................... 57 6.1 Theorie der Kraftübertragung zwischen Zahnriemen und Zahnstange ........................................... 57 6.1.1 Federmodell...................................... 58 6.1.2 Flankenkraft...................................... 59 6.1.3 Reibkraft im Riemengrund........................... 62 6.2 Rekursive Berechnung der Zahnkraftverteilung................ 63 7 Theoretische Untersuchung der Positioniergenauigkeit..........67 7.1 Geometrieabhängige Anteile.............................. 68 7.2 Lastabhängige Anteile ................................... 72 7.3 Überschlägige Bestimmung von Positionsabweichung und Umkehrspanne ..................................... 75 8 Aufbau des Versuchsstands................................. 77 8.1 Beschreibung des Antriebs ............................... 78 8.2 Beschreibung der Fahrbahn............................... 79 8.3 Beschreibung der Steuerung.............................. 80 8.4 Beschreibung der Meßeinrichtungen........................ 83 8.4.1 Zahnkraft ........................................ 83 8.4.2 Antriebsmoment................................... 86 8.4.3
Vorspannkraft..................................... 87 8.4.4 Beschleunigung................................... 88
Inhaltsverzeichnis _ VII 8.4.5 Istposition................. 88 8.4.6 Steuerungsbedingte Positionierungenauigkeit............ 90 9 Experimentelle Untersuchung der Zahnkraftverteilung im Bereich des linearen Zahneingriffs.......................... 91 9.1 Ermittlung der Riemenkennwerte................... ....... 91 9.1.1 Teilungsausgleichskraft..................... 91 9.1.2 Federsteifigkeiten des Zahnriemens ................... 95 9.1.3 Reibungsbeiwert p................................. 96 9.2 Ermittlung der Zahnkraftverteilungen.......... ............. 96 9.2.1 Bestimmung der Antriebskraft........................ 96 9.2.2 Messung der Zahnkraft ............................. 99 9.3 Vergleich gemessener und berechneter Zahnkraftverteilungen .. 103 10 Experimentelle Untersuchung der Positioniergenauigkeit....... 108 10.1 Einflüsse auf Umkehrspanne und Positionsstreubreite ........ 110 10.1.1 Einfluß der Fahrstrecke .......................... 110 10.1.2 Einfluß der Bremsbeschleunigung.................. 115 10.2 Ermittlung der Kenngrößen der Positioniergenauigkeit ........ 117 11 Zusammenfassung....................................... 125 12 Literaturverzeichnis 128
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