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DER KONSTRUKTEUR 9/2020

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DER KONSTRUKTEUR 9/2020

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK TITELSTORY PRODUKTE UND ANWENDUNGEN FIT FÜR DEN Servoantriebe kommen dann zum Einsatz, wenn exakte Positionen anzufahren sind. Ihr typisches Bewegungsprofil und der verbaute Encoder stellen besondere Anforderungen an die Wälzlager, die in ihnen verbaut sind. Neben der Lagergeometrie tragen vor allem spezielle Hochleistungsfette und reibungsarme Dichtungen dazu bei, diese zu erfüllen. Autor: Waldemar Sosnowski, Senior Application Engineer, European Technology Centre, NSK Deutschland GmbH, Ratingen SERVO Der Anteil von Servomotoren im großen Markt der Elektromotoren für industrielle Anwendungen wächst beständig. Dafür gibt es mehrere Gründe. In vielen Einsatzfeldern insbesondere im Maschinenbau stellen die Konstrukteure der Maschine immer höhere Anforderungen an die Präzision und Regelgenauigkeit von Antrieben. Das gilt z. B. für Werkzeugmaschinen und Roboter, aber auch für Positioniersysteme und ganz generell für die Handhabungstechnik. Zugleich wird der Aufbau von Regelkreisen zwischen Sensorik (Encoder), Antrieb und Steuerung sowie die Integration von Antrieben in übergeordnete Regelsysteme durch den Einsatz von Bussystemen erleichtert. Auch der Megatrend der Digitalisierung beschleunigt die Verbreitung von Servoantrieben: Die (Antriebs-)Daten aus der Feldebene werden „eingesammelt“ und auf höheren Ebenen ausgewertet. Mit der Rückmeldung der verarbeiteten Daten lassen sich die Antriebe steuern. 20 DER KONSTRUKTEUR 2020/09 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK NEUER KATALOG: WÄLZLAGER FÜR ELEKTROMOTOREN Ein neuer Katalog stellt das NSK-Standardprogramm von Wälzlagern für Elektromotoren vor. Der Fokus liegt dabei auf Rillenkugellagern und Zylinderrollenlagern. Der 36-seitige Katalog beschreibt die Anforderungen, die in einzelnen Anwendungsbereichen von Elektromotoren an die Wälzlager gestellt werden: Servoantriebe, Hochleistungsantriebe, drehzahlgeregelte Antriebe und KFZ- Elektroantriebe. Für jeden Bereich werden die geeigneten Baureihen und ihre Konstruktionsmerkmale vorgestellt. Das gilt sowohl für die Standardbaureihen als auch für die NSKHPS-Hochleistungslager und für die Optionen, die sich beim Einsatz als Motorwellenlager eignen. Dazu gehören u. a. die in diesem Beitrag vorgestellten Hochleistungsfette und Dichtungen sowie, je nach Anforderungsprofil, Wälzlager mit Kunststoffkäfigen, Keramikkugeln und Creep-free-Wälzlager zur Minimierung von Passungsrost. Der Katalog enthält außerdem nützliche Informationen u. a. über die Schadensdiagnose von Wälzlagern mithilfe der Schall- bzw. Vibrationsanalyse sowie zur Auswahl und Lebensdauerberechnung des verwendeten Fettes. Abgerundet wird der Inhalt durch eine Vorstellung typischer Schadensbilder, die bei Wälzlagern in Elektroantrieben auftreten können, in Wort und Bild. Die Broschüre kann bei NSK angefordert oder im PDF-Format auf der Unternehmens-Website heruntergeladen werden: www.nsk-literature.com/de/ category/products BESONDERE ANFORDERUNGEN AN WÄLZLAGER Die typischen Fahrprofile von Servoantrieben unterscheiden sich von denen herkömmlicher Elektroantriebe. Insbesondere bei Positionierantrieben kommt es zu häufigem Start-, Stopp- und Reversierbetrieb. Außerdem führen die Antriebe häufig kleinere Korrekturbewegungen aus, die von der Sensorik veranlasst werden und (Mikro-)Schwingungen im Lager zur Folge haben. Daraus resultieren besondere Anforderungen an die Rillenkugellager, die üblicherweise als Motorwellenlagerung verwendet werden. Der häufige Reversierbetrieb und die Mikrovibrationen führen dazu, dass der Schmierfilm zwischen Wälzkörpern und Lauffläche stärker verdrängt wird, als dies bei einem konventionellen Elektromotorlager der Fall ist. Die mögliche Folge sind lokale Reibstellen auf den Laufbahnen, die aus Mikroreibung bei unzureichendem Schmierfilm, d. h. aus dem Metall-Metall-Kontakt von Kugel und Laufbahn, resultieren. Diese Reibung tritt typischerweise dann auf, wenn das Lager bei Stillstand Vibrationen ausgesetzt ist. HOCHLEISTUNGSFETT STEIGERT LAGERLEBENSDAUER Um dieses Schadensbild zu vermeiden, hat NSK ein spezielles Fett für Servo-Anwendungen entwickelt. Der Schmierstoff mit der Bezeichnung EA7 zeichnet sich im Vergleich zu konventionellen Fetten u. a. durch verbesserte Schmiereigenschaften bei Mikrovibrationen aus. Außerdem trägt das Fett dazu bei, dass die Lager mit niedrigem Reibmoment und entsprechend minimaler Verlustleistung arbeiten. Das gilt selbst im Einsatz bei Umgebungstemperaturen unterhalb von 0 °C. In der Praxis führt der Einsatz von Lagern mit EA7 in Servo- Anwendungen zu einer längeren Lagerlebensdauer und einer Verdopplung der Serviceintervalle. www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/09 21

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