Aufgabe Vorschlag B - 1 - Lagerungen und Schmierung · Abitur Hessen Mechatronik LK 2022
Thema: Lagerungen und Schmierung · Aus der Prüfung LK (2022)
Aufgabenstellung
Material 1: Förderbandantrieb des Lackierautomaten
Lackierautomaten sind Ein- oder Mehrzweck-Lackieranlagen zum Auftragen von flüssigen Beschichtungsstoffen oder Kunststoffpulvern für die finale Oberflächenbehandlung von Bauteilen. Lackierautomaten zeichnen sich vor allem durch den hohen Automatisierungsgrad des gesamten technologischen Prozesses aus. Sie sind hochproduktiv und erreichen eine hohe Qualität gegenüber manuellen Prozessen.
Durch den hohen Automatisierungsgrad werden erforderliche technologische Parameter und gleichzeitig deren Wiederholbarkeit garantiert. In den Lackierautomaten werden die modernsten Steuersysteme angewandt, mit der Möglichkeit, die Betriebszustände in Echtzeit zu überwachen sowie die Betriebsparameter zu archivieren, d. h. mit dem System der Datensammlung und -visualisierung inkl. Fernverwaltung mit dem Ziel, den kontinuierlichen Betrieb dieser Anlagen sicherzustellen.
Der Transport der Werkstücke in den bzw. aus dem Lackierautomaten erfolgt mithilfe eines Förderbands. Der Antrieb des Förderbands erfolgt durch einen Elektromotor mit angeflanschtem Schneckengetriebe.
Technische Daten
Elektromotor:
Drehfrequenz:
Schneckengetriebe:
Zähnezahl der Schnecke:
Teilkreisdurchmesser:
Modul:
Übersetzungsverhältnis:
Abbildung 1.4: Stückliste (Auszug)
Pos. 01 · Gehäuse [EN-GJL200]
Pos. 21 · Passfeder DIN 6885 – A 5x5x6
Pos. 02 · Gehäusedeckel [EN-GJL200]
Pos. 22 · Sicherungsring DIN 471
Pos. 03 · Schneckenrad [CuSn10Zn]
Pos. 23 · Radial-Wellendichtring
Pos. 04 · Lagergehäuse
Pos. 24 · Rillenkugellager DIN 625 – 6203
Pos. 05 · Abtriebswelle [E295]
…
Pos. 06 · Lagerdeckel
Pos. 29 · Axial-Rillenkugellager DIN 715 – 52204
Pos. 07 · Lagergehäuse
Pos. 30 · Scheibenfeder DIN 6888 – 6 x 9
Pos. 08 · Lagerbuchse [CuSn14]
…
Pos. 09 · Ring
Pos. 32 · Rundschnurring
Pos. 10 · Lagergehäuse
Pos. 33 · Verschlussschraube
Pos. 11 · Lagerdeckel
Pos. 34 · Passfeder DIN 6885 – A 8x7x20
Pos. 12 · Schneckenwelle [C45, vergütet]
Pos. 35 · Dichtring [Cu]
Pos. 13 · Ring
Pos. 36 · Ölauge
Pos. 14 · Lagerbuchse [CuSn14]
Pos. 37 · Dichtring [Cu]
Pos. 15 · Lagergehäuse
Pos. 38 · Verschlussschraube
…
Pos. 39 · Sicherungsring
Ulrich Fischer u. a.: Tabelle Scheibenfedern, Tabellenbuch Metall, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan, 48. Auflage, 2010.
1.3
Die Lagerung der Schneckenwelle (Pos. 12, Abbildung 1.3) erfolgt durch zwei Rillenkugellager DIN 625 – 6203 und einem Axial-Rillenkugellager DIN 715 – 52204. Begründen Sie Auswahl und Anordnung der verwendeten Lager, insbesondere in diesem Zusammenhang die Funktion von Fest- und Loslagern. Erläutern Sie die Gestaltungsmöglichkeiten von Loslagern. [10 BE]
1.5
Erläutern Sie den Aufbau des Schneckengetriebes unter dem Gesichtspunkt: Schmierung der Lagerstellen und der Zahnräder. [6 BE]
Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
1.3 Begründen Sie Auswahl und Anordnung der verwendeten Lager, insbesondere in diesem Zusammenhang die Funktion von Fest- und Loslagern. Erläutern Sie die Gestaltungsmöglichkeiten von Loslagern.
Lösung: Auf der linken Seite der Schneckenwelle (Pos. 12) sitzt ein Rillenkugellager DIN 625 – 6203 (Pos. 24) als Loslager. Loslager ermöglichen, z. B. bei Erwärmung, eine geringe Axialverschiebung der Welle (konstruktiv über Verschiebung des Außenrings im Gehäuse realisiert). Auf der rechten Seite sitzt eine Kombination aus Rillenkugellager (Pos. 24) und Axial-Rillenkugellager DIN 715 – 52204 (Pos. 29) als Festlager. Radialkräfte werden vom Rillenkugellager, Axialkräfte vom Axial-Rillenkugellager aufgenommen. Da nur ein Axial-Rillenkugellager verbaut ist, dreht sich das Schneckenrad nur in eine Richtung (Kräfteaufnahme aus einer Axialrichtung). Gestaltungsmöglichkeiten von Loslagern: Verschiebung der Laufringe (z. B. Zylinderrollenlager), Verschiebung des Außenrings im Gehäuse oder des Innenrings auf der Welle, oder Verwendung von Gleitlagern.
1.5 Erläutern Sie den Aufbau des Schneckengetriebes unter dem Gesichtspunkt: Schmierung der Lagerstellen und der Zahnräder.
Lösung: Es liegt eine Ölbadschmierung vor (erkennbar an Pos. 36 Ölauge, Pos. 33/38 Verschlussschrauben und Dichtungen). Die Schnecke dreht sich im Ölbad und transportiert das Schmiermittel nach oben zu den Zahnflanken des Schneckenrades. Über Schmiermittelkanäle im Gehäuse und in den Lagerbuchsen gelangt Öl zu den Gleitlagern. Die Wälzlager (Pos. 24 und Pos. 29) werden ebenfalls durch das zurückfließende Öl geschmiert.
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