Aufgabe Vorschlag B - 1.4 - Welle-Nabe-Verbindungen · Abitur Hessen Mechatronik LK 2022

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: $n_\mathrm{M} = 570\text{ min}^{-1}$

Schneckengetriebe:

Zähnezahl der Schnecke: $z_1 = 2$

Teilkreisdurchmesser: $d_1 = 38\text{ mm}$

Modul: $m = 4\text{ mm}$

Übersetzungsverhältnis: $i_\mathrm{G} = 14{,}5: 1$

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.

1.4 An der Abtriebswelle soll über eine Scheibenfeder DIN 6888 – 6 x 9 (Pos. 30, Abbildung 1.3) ein Drehmoment von $M = 180\,\text{Nm}$ übertragen werden.

Überprüfen Sie die Scheibenfeder auf Abscherung bei 1,5-facher Sicherheit.

Hinweise: Der Wellendurchmesser beträgt $d_1 = 22\,\text{mm}$ und die Scherspannung $\tau_{\text{aB}} = 390\,\text{N/mm}^2$. Bei der Berechnung der Scherfläche ist mit der Länge $l$ zu rechnen.