Kräfte an der KUS

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Anton
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Kräfte an der KUS

Beitrag von Anton » 21.01.2022, 11:23

Hallo,
ich bin gerade dabei eine kleine robuste CNC-Fräse aus Mineralguss und Alu zu bauen.
Ich bin mir nun aber nicht mehr ganz sicher, ob ich die Kus zu klein dimensioniert habe (16mm KUS).
Die KUS wird ja über eine Hülse mit dem Festlager verspannt. Die Hülse und die Auflagefläche an der KUS sind jedoch recht schmal.

Die Axialkräfte, die die 180W JMC-Servos erzeugen können, habe ich wie folgt berechnet:
Drehmoment: ca. 1,5 Nm (0,57Nm normal, ca. 1,5Nm möglich)
Steigung: 5mm = 0,005m
Wirkungsgrad: 96%
Fa=2*Pi*0,96*1,5/0,005=1809 N
Da ich einen Riementrieb mit 1:2 Untersetzung habe, verdoppelt sich die Kraft.
Fa ca. 3600 N entspricht etwa 360 kg.

Mir ist schon klar, dass bei diesen Kräften die meisten Fräser schon längst abgebrochen wären.

Meine Fragen,
a)weiß jemand, welche Axialkräfte eine 16mm KUS aufnehmen kann.
b) welche Kräfte kann das zugehörige Festlager (BK12) axial aufnehmen?

VG
Michael
DIY Fräse Mineralguss-ALU / simCNC-CS-Lab / CSMIO-IP-M / JMC-Servos / GDK80-12Z-2.2 - Spindel

Olli-CNC
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Re: Kräfte an der KUS

Beitrag von Olli-CNC » 21.01.2022, 12:17

Wie lang muss die KUS denn sein?

KarlG
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Re: Kräfte an der KUS

Beitrag von KarlG » 21.01.2022, 12:32

Moin,

ich würde die tatsächlichen Kräfte etwas niedriger schätzen - das spielt aber keine Rolle, weil die Größenordnung ungefähr stimmt.

Was nie in die Kalkulationen einfließt, ist der Impuls, wenn so eine Achse mit Schwung auf den Anschlag gefahren wird. Überdimensionierung ist also empfehlenswert.
.
a)weiß jemand, welche Axialkräfte eine 16mm KUS aufnehmen kann.
b) welche Kräfte kann das zugehörige Festlager (BK12) axial aufnehmen?
.
a): Steht in den specs (falls es welche gibt) und lässt sich nicht pauschal beantworten. Chinesische 1605 mit 3 Kugelumläufen sind idR. mit ~ 13 kN deklariert; TBI gibt ihre 1605-4 mit ca. 18kN (1790 kgf) an.

b): Kommt auf die verbauten Lager an. Viele billige BK12 haben nur Rillenkugellager - die sind eigentlich schon unter der notwendigen Vorspannung im Eimer, aber spätestens nach der ersten Kollision hat die Laufspur Dellen, oder die Kugeln werden eckig.
Wenn Schrägkugellager verbaut sind, könnte man sich daran orientieren.
Danach hat ein 7201 etwa 13kN. DIe specs für die 7001 darfst Du selber suchen.. ;)

Gruss
Karl

Anton
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Re: Kräfte an der KUS

Beitrag von Anton » 21.01.2022, 14:55

KarlG hat geschrieben:
21.01.2022, 12:32
Moin,

ich würde die tatsächlichen Kräfte etwas niedriger schätzen - das spielt aber keine Rolle, weil die Größenordnung ungefähr stimmt.

Was nie in die Kalkulationen einfließt, ist der Impuls, wenn so eine Achse mit Schwung auf den Anschlag gefahren wird. Überdimensionierung ist also empfehlenswert.
.
a)weiß jemand, welche Axialkräfte eine 16mm KUS aufnehmen kann.
b) welche Kräfte kann das zugehörige Festlager (BK12) axial aufnehmen?
.
a): Steht in den specs (falls es welche gibt) und lässt sich nicht pauschal beantworten. Chinesische 1605 mit 3 Kugelumläufen sind idR. mit ~ 13 kN deklariert; TBI gibt ihre 1605-4 mit ca. 18kN (1790 kgf) an.

b): Kommt auf die verbauten Lager an. Viele billige BK12 haben nur Rillenkugellager - die sind eigentlich schon unter der notwendigen Vorspannung im Eimer, aber spätestens nach der ersten Kollision hat die Laufspur Dellen, oder die Kugeln werden eckig.
Wenn Schrägkugellager verbaut sind, könnte man sich daran orientieren.
Danach hat ein 7201 etwa 13kN. DIe specs für die 7001 darfst Du selber suchen.. ;)

Gruss
Karl
Hallo Karl,
vielen Dank für deine ausführliche Antwort.

Ich habe KUS von TBI (DFUR1605-DGC5-492-P2, 2xOFU, Turns=4), also "D" Doppelmutter oder "O" Offsetmutter. Ich habe zunächst nichts im Internet gefunden. Jetzt habe ich eine Tabelle bei TBI gefunden, dort steht1380 kgf. (ca. 14KN). Das ist mehr als ich erwartet habe und dass der kleine Spacer am Festlager das aushält finde ich erstaunlich.
Ich habe SYK-Lager (C3,C5), mit denen ich dann auch auf der sicheren Seite bin - solange es keinen extremen crash gibt.

VG
Michael
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KarlG
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Re: Kräfte an der KUS

Beitrag von KarlG » 21.01.2022, 17:05

Anton hat geschrieben:
21.01.2022, 14:55
Jetzt habe ich eine Tabelle bei TBI gefunden, dort steht1380 kgf. (ca. 14KN). Das ist mehr als ich erwartet habe
Das ist die Betriebslast - die ist ziemlich unwichtig für unsere Spielfräsen. Die C0a - also die Maximallast ist bei der DFU mit 3052 kgf angegeben.
Übersetzung: 1380 ist normaler Dauerbetrieb, wenn sie aber eins auf die Mütze kriegt dürfen das max 3 to sein, sonst gibt es Dellen in der Laufbahn.. ;)

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