SKF Spindel-Blog

Gut simuliert ist schon halb konstruiert

Werkzeugmaschinen müssen robust und dennoch kostengünstig und im besten Fall schnellstmöglich verfügbar sein. Viele Spindel-Konstrukteure stellt das vor eine echte Herausforderung. Wie wäre es da, schon vorab zu wissen, ob der angedachte Lagertyp und die Anordnung für die Anwendung geeignet sind? Hier setzt die Simulation an.

Bei der Entwicklung und Neukonstruktion von Spindeln müssen Konstrukteure viele Parameter miteinbeziehen. Dabei lässt sich aber nur ungefähr abschätzen, wie sich die Spindel unter den dynamischen Belastungen im Betrieb tatsächlich verhält. Einen Fehler im Nachhinein auszubessern, ist zeitaufwendig und kostenintensiv. Um den Prozess zu beschleunigen, haben SKF Experten eine spezielle Simulationssoftware entwickelt. Damit können Konstrukteure die optimale Lagerkonfiguration für die geplante Anwendung schon vorab ermitteln.

Die Spindel auf dem virtuellen Prüfstand

Die Simulation mit SKF SimPro Spindle ermöglicht es, die ausgewählte Lagerung schnell und präzise zu testen. „Das Tool bündelt das gesamte SKF Ingenieurswissen über das komplexe Zusammenspiel von Lagern und Schmierung“, erklärt Marco Ganz, technischer Berater bei SKF. Das hilft auch dem Team von SKF selbst – etwa für den Fall, dass eine Spindellagerung überraschend ausfällt und der erforderliche Lagertyp nicht kurzfristig verfügbar ist. Kennt das Team die Anwendungsparameter des Kunden, kann es mit Hilfe der Simulationssoftware prüfen, ob auch andere Lagertypen zum Einsatz kommen könnten. Zum anderen können sich damit natürlich auch die Konstrukteure ihre Arbeit erleichtern.

„Kunden haben den Dreh in der Regel sehr schnell raus“, so Ganz. Viel gebe es bei der Anwendung nicht zu beachten: Der User füttert das Programm mit Daten über alle relevanten Komponenten wie Wellen, Lager, Getriebe, Schmierstoffe, Zwischenringe und Federn. Als Nächstes fügt er dem entstandenen Modell die Betriebsbedingungen wie Drehzahlen, Temperaturen, Lasten und Schmierung sowie Passungen von Welle und Gehäuse hinzu. Danach lassen sich, je nach Betriebsbedingungen der Maschine, Teil- oder Vollanalysen durchführen. Die Software erstellt daraus unter anderem auch ein 3D-Modell, welches die Bewegungsverhältnisse unter den eingegebenen Lastbedingungen darstellt. Entsprechend der Ergebnisse können Konstrukteure problemlos nachjustieren und optimieren.

Die Anpassungsmöglichkeiten sind enorm und in dieser Form einzigartig. Damit sie das auch bleiben, optimieren die technischen Experten von SKF die speziell für Werkzeugspindeln entwickelte Software immer weiter.

Wenn die Spindel per E-Mail kommt

Sind die Bauteile sauber, beginnt die Befundung. Sie dient dazu, den Ist-Zustand der Spindel zu ermitteln: Ist die Welle untermaßig und muss aufgekrümmt oder beschichtet werden? Sollte das Gehäuse nachgearbeitet werden, weil der Bohrungsdurchmesser eingelaufen oder die Toleranz zu hoch ist?

Vorteile von Anfang an nutzen

Weil die Simulationssoftware die verschiedensten Variablen wie Lagerkinematik, Schmierstoffkennwerte oder Systemfrequenzen berücksichtigt, kann sich die Entwicklungszeit von Neukonstruktionen deutlich verkürzen. Um diesen Geschwindigkeitsvorteil von Anfang an nutzen zu können, weisen SKF-Anwendungstechniker jeden Nutzer zunächst in die Software ein. Dabei sei das bloße Erstellen eines 3D-Modells gar nicht so wichtig, meint Ganz: „Natürlich zeigen wir auch das Modellieren mit SimPro Spindle, aber ausschlaggebend ist schließlich die Interpretation der Ergebnisse. Damit kann ein Konstrukteur die Time-to-Market deutlich verkürzen und im internationalen Wettbewerb mithalten.“ Oder eben einfach: das Beste aus seiner Spindel herausholen.

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