Modellbildung mechanischer Antriebssysteme.- Parameterwerte von Maschinenelementen und Baugruppen.- Beispiele zur dynamischen Analyse von Antriebssystemen.- Zur Synthese von Antriebssystemen.
1 Einleitung (S. 1-2)
Antriebssysteme sind das Herzstück aller Maschinen. Die technische Entwicklung (Steigerung der Drehzahlen, der Genauigkeit, der Produktivität, des Wirkungsgrades oder die Senkung des Lärm- und Schwingungspegels) verlangt bei vielen Antrieben vom Entwickler und Konstrukteur die Lösung dynamischer Probleme. Schon im Stadium der Projektierung und Konstruktion (also vor dem Musterbau) sollen dynamisch günstige Lösungen gefunden werden.
Vielfach muß der Ingenieur in seiner Firma ein konkretes Problem möglichst schnell, kostengünstig, umweltfreundlich und dauerhaft lösen. Was kann man einem Antriebstechniker dazu für Ratschläge geben, wo jedes Erzeugnis und jedes Problem seine Besonderheiten hat? Es kann nützlich sein, die Lösung vergleichbarer Fragestellungen aus Nachbargebieten zu beachten, um die Fehler, die andere gemacht haben, zu vermeiden. Es gibt erzeugnisunabhängige allgemeine Probleme in der Antriebsdynamik. Dazu zählen:
• die Erfüllung der von der Technologie (vereinfacht gesagt: an der Kontaktstelle zwischen Werkzeug und Werkstück) gestellten Anforderungen,
• Probleme der Modellbildung (von der Problemformulierung bis zur Deutung der Meß- und Rechenergebnisse),
• gemeinsame Grundlagen aus der Physik (dynamisches Verhalten, modale und spektrale Betrachtungsweise),
• Realisierung von solchen " Standardaufgaben" wie Anfahren, Bremsen, eine Bewegung erzeugen, Resonanzdurchlauf,
• Bewertung von Parametereinflüssen.
Man könnte die Probleme der Antriebsdynamik danach ordnen, welche Objekte wie in Bewegung versetzt, wie sie räumlich und zeitabhängig bewegt werden, also z. B.:
• bewegte Objekte:
, Punktmassen, starre Körper, Mechanismen, Stäbe, Biegebalken, Strukturen, Platten, Scheiben, Schalen,
• Bewegung im Raum:
, rotierend, vibrierend, translatorisch, auf ebenen oder räumlichen Bahnen,
• Bewegungsablauf in der Zeit: , stetig beschleunigend oder verzögernd, unstetig (stoßartig, sprunghaft), harmonisch, periodisch.
Aus der Kombination der verschiedenen Fälle in diesen drei Punkten resultiert die ganzeVielfalt der praktischen Fragestellungen, wie sie z. B. bei solchen Bewegungen wie
• rotierenden Bewegungen von Schleifspindeln, Textilspindeln,Wicklern, Zentrifugen, Unwuchterregern,
• vibrierenden Bewegungen von Schwingförderern,Webladen und Nadelbarren in Textilmaschinen und Rütteltischen,
• gleichförmigen Bewegungen von Zahnrad-, Planeten- und Riemengetrieben,
• ungleichmäßigen Bewegungen von Kurven-, Koppel- und Räderkoppelgetrieben vorkommen, oder bei unerwünschten Schwingungen in Motoren, spielbehafteten Lagern und Gelenken und bei den Abtriebsbewegungen (Positioniergenauigkeit).
Grundlagenkenntnisse sind zeitlos gültig und auf verschiedene Erzeugnisse (auch auf noch nicht existierende!) übertragbar. Die theoretischen und experimentellen Methoden und Verfahren, die von den Bearbeitern konkreter Probleme in der Literatur erwähnt werden, wiederholen sich. Der Autor hat sich bemüht, die unveränderlichen gemeinsamen Grundlagen so zu vermitteln, daß man die in der Praxis auftauchenden Probleme einordnen und lösen kann. Dazu gehört die Deutung komplizierter Erscheinungen (auch von Rechen- oder Meßergebnissen) durch die Zurückführung auf Elementarvorgänge, wozu z. B. die Beachtung von Eigenbewegungen (und als Sonderfall davon die modale Betrachtungsweise) gehört.
