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Zur optimalen Lagerung der Vorderachse haben wir uns 2 Konzepte überlegt.

Als erstes allgemeine Anforderungen an die Lager in der Vorderachse.

Belastungsart:

Hauptsächlich dynamisch wechselnde Belastung, allerding keine Drehende Last. Radiallast eher schwellend, Axiallast ist wechslend.

Größe der Auftretenden Kräfte und Momente:

Volllast : macht ca. 5% der auftretenden Belastung aus, Kurvenfahrt bei 45° Neigung und maximaler Verzögerung.

Axialkraft: 2555,6 N

Radialkraft: 3340,9 N

Nulllast : macht ca. 5% der auftretenden Belastung aus, Fahrt geradeaus mit konstanter Geschwindigkeit.

Axialkraft: 0

Radialkraft: 703,05 N

Teillast : macht ca. 90% der auftretenden Belastung aus, abgeschätzte Kräfte bei normalem Rennbetrieb.

Axialkraft: 1000 N

Radialkraft: 1500 N

Dichtung und Schmierung:

Gedichtet wird auf beiden Seiten mit Radialwellendichtingen und es ist eine Fettschmierung vorgesehen.

Passungen:

Da der Innenring des Lagers steht und der Außenring rotiert bei unveränderlicher Lastrichtung ist:

Für den Innenring des Lagers ist eine Spielpassung vorgesehen f/H

Für den Außenring des Lagers eine Übermaßpassung vorgesehen r/H

Konzept 1: Die Vorderachse wird über eine Fest-Los-Lagerung gelagert.

Diese Lagerung ist Konstruktiv leicht umsetzbar, bei zu hohen Axialkräften lässt sich als Festlager ein Zweireihiges Rillenkugellager verbauen.

20150107 160537

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Konzept 2: Die Vorderachse wird über eine Angestellte Lagerung in O-Anordnung gelagert.

Diese Lagerung ist nicht optimal bei Schräglagen, die wir bei einem Roller im Rennen oft erreichen, und muss vorgespannt werden, was über eine Steckachse allerdings realisierbar ist.

20150107 160521

Lebensdauerberechnung

Rillenkugellager

Daten: d = 20mm; D = 52mm; e = 0,4; C = 13500N (dynam. Tragzahl); n = 3375 1/min

Bestimmung der äquivalenten dynam. Lagerbelastung:

  • Volllast:

P = 0,56*Fr/2 + 1,1*Fa

= 3745,7 N

  • Teillast:

P = 0,56*Fr/2 + 1,1*Fa

= 1520 N

  • Nulllast:

P = Fr/2

= 351,5 N

Bestimmung der nominellen Lebensdauer:

  • Volllast:

L10h = 106/((60*n)*(C/P)p)

= 231,2 h

  • Teillast:

L10h = 106/((60*n)*(C/P)p)

= 3459,7 h

  • Nulllast:

L10h = 106/((60*n)*(C/P)p)

= 279769,4 h

  • Gesamtlebensdauer:

L10h = 17113,76 h

Bestimmung der erweiterten Lebensdauer:

Mittlerer Durchmesser dm = 0,5*(20mm + 52mm)

= 36mm

Bezugsviskosität v1 = 15 mm2/s

Betriebsviskosität v = 52 mm2/s

Verhältnis K = v/v1 = 3,4

Beiwert der Erlebenswahrscheinlichkeit a1 = 1

Beiwert für Werkstoff und Betriebsbedingung a23 = 1,8

L10h,erw = L10h*a1*a23

= 30804,77 h

Zylinderrollenlager

Daten: d = 20mm; D = 47mm; e = 0,2; C = 25100 N; n = 3375 1/min

Bestimmung der äquivalenten dynam. Lagerbelastung:

  • Volllast:

P = Fr/2

1670 N

  • Teillast:

P = Fr/2

750 N

  • Nulllast:

P = Fr/2

351,5 N

Bestimmung der nominellen Lebensdauer:

  • Volllast:

L10h = 106/((60*n)*(C/P)p)

41377,6 h

  • Teillast:

L10h = 106/((60*n)*(C/P)p)

596508,3 h

  • Nulllast:

L10h = 106/((60*n)*(C/P)p)

7459956,2 h

  • Gesamtlebensdauer:

L10h 911924,2 h

Bestimmung der erweiterten Lebensdauer:

Mittlerer Durchmesser d= 0,5*(20mm + 47mm)

= 36mm

Bezugsviskosität v1 = 13 mm2/s

Betriebsviskosität v = 40 mm2/s

Verhältnis K = v/v1 = 3,07

Beiwert der Erlebenswahrscheinlichkeit a1= 1

Beiwert für Werkstoff und Betriebsbedingung a23= 1,6

L10h,erw = L10h*a1*a23

1459078,7 h

Vorderachse DimensionierungBearbeiten

Maple Sheet:

Datei:Achsdimensionierung.pdf




Rechnungen:

20150209 001507
20150209 001455