Zuverlässigkeit von mechatronischen Systemen am Beispiel feinwerktechnischer Antriebe:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
2006
|
| Schriftenreihe: | Berichte aus dem Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik
25 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2006 |
| Beschreibung: | III, 154 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3922381251 |
Internformat
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| adam_text | ZUVERLAESSIGKEIT VON MECHATRONISCHEN SYSTEMEN AM BEISPIEL
FEINWERKTECHNISCHER ANTRIEBE VON DER FAKULTAET MASCHINENBAU DER
UNIVERSITAET STUTTGART ZUR ERLANGUNG DER WUERDE EINES DOKTOR-INGENIEURS
(DR.-ING.) GENEHMIGTE ABHANDLUNG VORGELEGT VON DIPL.-ING. THILO KOEDER
GEBOREN IN LEONBERG HAUPTBERICHTER: PROF. DR.-ING. W. SCHINKOETHE
MITBERICHTER: PROF. DR.-ING. B. BERTSCHE TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 20.
MAERZ 2006 INSTITUT FUER KONSTRUKTION UND FERTIGUNG IN DER FEINWERKTECHNIK
DER UNIVERSITAET STUTTGART 2006 INHALTSVERZEICHNIS FORMELZEICHEN UND
ABKUERZUNGEN 4 1 EINLEITUNG 7 1.1 MOTIVATION 7 1.2 ZIELSETZUNG 8 2 STAND
DER TECHNIK 10 2.1 GRUNDLAGEN DER ZUVERLAESSIGKEITSTECHNIK 10 2.1.1
GRUNDBEGRIFFE UND DEFINITIONEN 10 2.1.2 KENNWERTE 11 2.1.3 ABSCHLIESSENDE
BEURTEILUNG UND EMPFEHLUNG 14 2.2 AUSWAHL STATISTISCHER VERTEILUNGEN 14
2.2.1 EXPONENTIALVERTEILUNG 14 2.2.2 NORMALVERTEILUNG 15 2.2.3
WEIBULLVERTEILUNG 18 2.3 VERTRAUENSBEREICHE 21 2.4
ZUVERLAESSIGKEITSBESCHREIBUNG MECHATRONISCHER SYSTEME 22 2.4.1
ELEKTRONISCHE KOMPONENTEN 23 2.4.2 MECHANISCHE KOMPONENTEN 24 2.4.3
ELEKTROMECHANISCHE KOMPONENTEN 25 2.4.4 BERECHNUNG DER
SYSTEMZUVERLAESSIGKEIT 25 2.4.5 DATENVERFUEGBARKEIT IN FRUEHEN
ENTWICKLUNGSPHASEN 26 2.4.6 ZUVERLAESSIGKEITSBETRACHTUNG AM BEISPIEL VON
GLEICHSTROMANTRIEBEN 28 3 UNTERSUCHTE MOTOREN 33 3.1 GRUNDLAGEN
BUERSTENBEHAFTETER GLEICHSTROMMOTOREN 33 3.1.1 MOTORAUFBAU 33 3.1.2
PRINZIPIELLE FUNKTIONSWEISE DES MOTORS 34 3.1.3 PHYSIKALISCHE VORGAENGE
BEIM KOMMUTIERUNGSPROZESS 41 3.1.4 BETRIEBSVERHALTEN VON
EDELMETALLKOMMUTIERTEN MOTOREN 45 3.1.5 MOTORLEBENSDAUER 47 3.2
KOMPONENTEN DES GESAMTSYSTEMS 47 3.2.1 ANSTEUERUNG 47 3.2.2
IMPULSGEBER 48 3.2.3 GETRIEBE 49 3.2.4 UNTERGEORDNETE SYSTEMELEMENTE 49
4 AUFBAU DER VERSUCHSEINRICHTUNGEN UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 50 4.1
RANDBEDINGUNGEN 50 4.2 AUSWAHL DER BREMSEN 52 4.2.1 DIE
MAGNETPULVERBREMSE 53 4.2.2 DIE WIRBELSTROMBREMSE 54 4.2.3 DIE
HYSTERESEBREMSE 56 4.2.4 VERGLEICH DER SYSTEME 58 4.3 MECHANISCHER
GRUNDAUFBAU DER PRUEFSTANDS 59 4.3.1 SCHNELLLAEUFER-PRUEFSTAND 59 4.3.2
VORRICHTUNG FUER GESAMTSYSTEMTESTS 62 4.4 PRUEFSTANDSELEKTRONIK 64 4.4.1
MESSRECHNER 64 4.4.2 RACKAUFBAU 65 4.4.3 DATENERFASSUNGSEINHEIT 66 4.4.4
SENSORIK 66 4.4.5 PROGRAMMIERUNG 67 4.5 DREHMOMENTPRUEFSTAND 69 5
TESTSTRATEGIEN UND VERSUCHSPLANUNG 70 5.1 VOLLSTAENDIGE VERSUCHE OHNE
ZEITRAFFUNG 70 5.2 DAUERLAEUFE MIT REDUKTION DES PRUEFAUFWANDS 70 5.2.1
STATISTISCHE VERFAHREN UND ZENSIERUNG 71 5.2.2 VERFAHREN MIT
LASTSTEIGERUNG 72 5.2.3 HOCHRECHNUNG DURCH GEMESSENEN VERSCHLEISS 75
5.2.4 NUTZUNG VON VORINFORMATIONEN 75 5.3 BEWERTUNG DER VORGESTELLTEN
VERFAHREN 76 5.4 VERSUCHSPLANUNG 77 5.4.1 VERSUCHSABGRENZUNG 77 5.4.2
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 78 5.4.3 ZIELSETZUNG 79 6 ERGEBNISSE DER
DAUERVERSUCHE 83 6.1 DATENERHEBUNG UND VORGEHENSWEISE BEI DER AUSWERTUNG
83 6.2 IDENTIFIKATION DER AUSFALLURSACHEN 87 6.3 EINFLUSS DER
BETRIEBSART 89 6.4 EINFLUSS VON ELEKTRISCHEM VERSCHLEISS UND MECHANISCHEM
ABRIEB 93 6.5 EINFLUSS DER MOTORBELASTUNG 96 6.6 EINFLUSS DER
INDUKTIVITAET 106 6.7 ERMITTLUNG DER VERTEILUNGSFUNKTION 111 6.8 MOTOREN
MIT EISENBEHAFTETEM LAEUFER 114 6.9 BUERSTENBEHAFTETE MOTOREN MIT
KUPFER-GRAPHIT-KOMMUTIERUNG 116 6.9.1 VERSCHLEISSEINFLUESSE AN
KUPFER-GRAPHIT-KOMMUTATOREN 116 6.9.2 ERGEBNISSE AUS EIGENEM
STICHVERSUCH 120 6.9.3 ABSCHLIESSENDER VERGLEICH DES VERSCHLEISSVERHALTENS
VON KUPFER- GRAPHIT- UND EDELMETALL- KOMMUTATOREN 121 6.10
LEBENSDAUERBETRACHTUNG VON EC-MOTOREN 122 6.11 UNTERSUCHUNGEN AM
GESAMTSYSTEM 125 7 ANWENDUNG UND UEBERTRAGBARKEIT DER ERGEBNISSE AUF
FRUEHE ENTWICKLUNGS- PHASEN 129 7.1 RECHNERISCHE ERMITTLUNG DER
MOTORLEBENSDAUER 129 7.2 BASIS DES ENTWICKLUNGSPROZESSES 133 7.3
UEBERTRAGUNG DER BISHERIGEN ERKENNTNISSE AUF FRUEHE PHASEN 134 7.3.1
BETRACHTUNG AM BEISPIEL DES ELEKTROMECHANISCHEN TEILSYSTEMS DER
UNTERSUCHTEN KLEINMOTOREN 135 7.3.2 BETRACHTUNG DES GESAMTSYSTEMS
ANTRIEB 138 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 140 9 LITERATURVERZEICHNIS
142 ANHANG 148
|
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ZUVERLAESSIGKEIT VON MECHATRONISCHEN SYSTEMEN AM BEISPIEL
FEINWERKTECHNISCHER ANTRIEBE VON DER FAKULTAET MASCHINENBAU DER
UNIVERSITAET STUTTGART ZUR ERLANGUNG DER WUERDE EINES DOKTOR-INGENIEURS
(DR.-ING.) GENEHMIGTE ABHANDLUNG VORGELEGT VON DIPL.-ING. THILO KOEDER
GEBOREN IN LEONBERG HAUPTBERICHTER: PROF. DR.-ING. W. SCHINKOETHE
MITBERICHTER: PROF. DR.-ING. B. BERTSCHE TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: 20.
MAERZ 2006 INSTITUT FUER KONSTRUKTION UND FERTIGUNG IN DER FEINWERKTECHNIK
DER UNIVERSITAET STUTTGART 2006 INHALTSVERZEICHNIS FORMELZEICHEN UND
ABKUERZUNGEN 4 1 EINLEITUNG 7 1.1 MOTIVATION 7 1.2 ZIELSETZUNG 8 2 STAND
DER TECHNIK 10 2.1 GRUNDLAGEN DER ZUVERLAESSIGKEITSTECHNIK 10 2.1.1
GRUNDBEGRIFFE UND DEFINITIONEN 10 2.1.2 KENNWERTE 11 2.1.3 ABSCHLIESSENDE
BEURTEILUNG UND EMPFEHLUNG 14 2.2 AUSWAHL STATISTISCHER VERTEILUNGEN 14
2.2.1 EXPONENTIALVERTEILUNG 14 2.2.2 NORMALVERTEILUNG 15 2.2.3
WEIBULLVERTEILUNG 18 2.3 VERTRAUENSBEREICHE 21 2.4
ZUVERLAESSIGKEITSBESCHREIBUNG MECHATRONISCHER SYSTEME 22 2.4.1
ELEKTRONISCHE KOMPONENTEN 23 2.4.2 MECHANISCHE KOMPONENTEN 24 2.4.3
ELEKTROMECHANISCHE KOMPONENTEN 25 2.4.4 BERECHNUNG DER
SYSTEMZUVERLAESSIGKEIT 25 2.4.5 DATENVERFUEGBARKEIT IN FRUEHEN
ENTWICKLUNGSPHASEN 26 2.4.6 ZUVERLAESSIGKEITSBETRACHTUNG AM BEISPIEL VON
GLEICHSTROMANTRIEBEN 28 3 UNTERSUCHTE MOTOREN 33 3.1 GRUNDLAGEN
BUERSTENBEHAFTETER GLEICHSTROMMOTOREN 33 3.1.1 MOTORAUFBAU 33 3.1.2
PRINZIPIELLE FUNKTIONSWEISE DES MOTORS 34 3.1.3 PHYSIKALISCHE VORGAENGE
BEIM KOMMUTIERUNGSPROZESS 41 3.1.4 BETRIEBSVERHALTEN VON
EDELMETALLKOMMUTIERTEN MOTOREN 45 3.1.5 MOTORLEBENSDAUER 47 3.2
KOMPONENTEN DES GESAMTSYSTEMS " 47 3.2.1 ANSTEUERUNG 47 3.2.2
IMPULSGEBER 48 3.2.3 GETRIEBE 49 3.2.4 UNTERGEORDNETE SYSTEMELEMENTE 49
4 AUFBAU DER VERSUCHSEINRICHTUNGEN UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 50 4.1
RANDBEDINGUNGEN 50 4.2 AUSWAHL DER BREMSEN 52 4.2.1 DIE
MAGNETPULVERBREMSE 53 4.2.2 DIE WIRBELSTROMBREMSE 54 4.2.3 DIE
HYSTERESEBREMSE 56 4.2.4 VERGLEICH DER SYSTEME 58 4.3 MECHANISCHER
GRUNDAUFBAU DER PRUEFSTANDS 59 4.3.1 SCHNELLLAEUFER-PRUEFSTAND 59 4.3.2
VORRICHTUNG FUER GESAMTSYSTEMTESTS 62 4.4 PRUEFSTANDSELEKTRONIK 64 4.4.1
MESSRECHNER 64 4.4.2 RACKAUFBAU 65 4.4.3 DATENERFASSUNGSEINHEIT 66 4.4.4
SENSORIK 66 4.4.5 PROGRAMMIERUNG 67 4.5 DREHMOMENTPRUEFSTAND 69 5
TESTSTRATEGIEN UND VERSUCHSPLANUNG 70 5.1 VOLLSTAENDIGE VERSUCHE OHNE
ZEITRAFFUNG 70 5.2 DAUERLAEUFE MIT REDUKTION DES PRUEFAUFWANDS 70 5.2.1
STATISTISCHE VERFAHREN UND ZENSIERUNG 71 5.2.2 VERFAHREN MIT
LASTSTEIGERUNG 72 5.2.3 HOCHRECHNUNG DURCH GEMESSENEN VERSCHLEISS 75
5.2.4 NUTZUNG VON VORINFORMATIONEN 75 5.3 BEWERTUNG DER VORGESTELLTEN
VERFAHREN 76 5.4 VERSUCHSPLANUNG 77 5.4.1 VERSUCHSABGRENZUNG 77 5.4.2
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 78 5.4.3 ZIELSETZUNG 79 6 ERGEBNISSE DER
DAUERVERSUCHE 83 6.1 DATENERHEBUNG UND VORGEHENSWEISE BEI DER AUSWERTUNG
83 6.2 IDENTIFIKATION DER AUSFALLURSACHEN 87 6.3 EINFLUSS DER
BETRIEBSART 89 6.4 EINFLUSS VON ELEKTRISCHEM VERSCHLEISS UND MECHANISCHEM
ABRIEB 93 6.5 EINFLUSS DER MOTORBELASTUNG 96 6.6 EINFLUSS DER
INDUKTIVITAET 106 6.7 ERMITTLUNG DER VERTEILUNGSFUNKTION 111 6.8 MOTOREN
MIT EISENBEHAFTETEM LAEUFER 114 6.9 BUERSTENBEHAFTETE MOTOREN MIT
KUPFER-GRAPHIT-KOMMUTIERUNG 116 6.9.1 VERSCHLEISSEINFLUESSE AN
KUPFER-GRAPHIT-KOMMUTATOREN 116 6.9.2 ERGEBNISSE AUS EIGENEM
STICHVERSUCH 120 6.9.3 ABSCHLIESSENDER VERGLEICH DES VERSCHLEISSVERHALTENS
VON KUPFER- GRAPHIT- UND EDELMETALL- KOMMUTATOREN 121 6.10
LEBENSDAUERBETRACHTUNG VON EC-MOTOREN 122 6.11 UNTERSUCHUNGEN AM
GESAMTSYSTEM 125 7 ANWENDUNG UND UEBERTRAGBARKEIT DER ERGEBNISSE AUF
FRUEHE ENTWICKLUNGS- PHASEN 129 7.1 RECHNERISCHE ERMITTLUNG DER
MOTORLEBENSDAUER 129 7.2 BASIS DES ENTWICKLUNGSPROZESSES 133 7.3
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UNTERSUCHTEN KLEINMOTOREN 135 7.3.2 BETRACHTUNG DES GESAMTSYSTEMS
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