Antriebstechnik

In jeder Industrieanlage werden Motoren verwendet, um mechanische Rotationsbewegungen zu erzeugen, die verschiedene Arten von Aufgaben ausführen. Industrielle Kraftübertragung erfolgt mit grundlegenden Produkten der Kraftübertragung mit offenem Antrieb wie Riementrieben, Kettentrieben oder Zahnradgetrieben In diesem Beitrag gehen wir auf die Vor- und Nachteile dieser verschiedenen Komponenten der Antriebstechnik ein.

1.     Riementechnologie

Riemenantriebe, werden verwendet, um mit Hilfe eines dünnen, nicht dehnbaren Bandes, das über zwei Riemenscheiben läuft, die Bewegung von einer Welle auf eine andere zu übertragen.

Es gibt verschiedene Arten von Riemenantrieben auf dem Markt: Flachriemen, Keilriemen, Zahnriemen. Die Wahl des richtigen Antriebriemens ist abhängig von:

·         Zu übertragende Leistung

·         Richtung der Bandbewegung

·         Geschwindigkeit und Geschwindigkeitsverhältnis der Welle

·         Abstand zwischen den Wellen und verfügbarer Platz

 Unabhängig von der Art des verwendeten Riemenantriebs bietet diese Technologie eine reibungslose und effektive Kraftübertragung zwischen den Wellen auch bei grossen Entfernungen. Diese Technologie wird verwendet, wenn Drehbewegungen zwischen zwei parallelen Wellen übertragen werden müssen. Sie ist die günstigste Methode der Kraftübertragung.

Zu den Vorteilen eines Riemenantriebs gehören:

·         Riemenantriebe sind kostengünstig.

·         Der Wirkungsgrad des neuen Riemenantriebs kann bis zu 98% betragen

·         Sie sind einfach zu bedienen

·         Riemenantriebe benötigen keine Parallelwelle

·         Sie haben einen geringen Wartungsaufwand

·         Sie sind mit Überlast- und Einklemmschutz ausgestattet

·         Mit Stufen- oder Kegelscheiben können unterschiedliche Drehzahlen erreicht werden

·         Bei sehr grossen Wellenabständen sind Riemenantriebe die wirtschaftlichste Option

·         Geräusche und Vibrationen dämpfend

·         Lastschwankungen werden gedämpft, was die Lebensdauer der Maschine erhöht

·         Kupplungswirkung kann durch Lösen der Riemenspannung aktiviert werden

 

Allerdings birgt die Riementechnologie auch Nachteile:

·         Riemenantriebe sind nicht kompakt

·         Begrenzte Geschwindigkeit von etwa 35 Metern pro Sekunde

·         Im Vergleich zu anderen Kraftübertragungsarten haben sie eine kurze Lebensdauer

·         Typischerweise sind die Betriebstemperaturen auf –35 bis 85 °C . begrenzt

·         Die Winkelgeschwindigkeit von Riementrieben ist nicht konstant. Dies führt zu Dehnung, Verrutschen und Abnutzung des Riemens.

·         Es hat eine begrenzte Leistungsübertragung von bis zu 370 kW, was die Wärmeentwicklung erhöht

·         Riemenantriebe belasten Wellen und Lager in der Regel stark

·         Zum Verschleiss- und Dehnungsausgleich benötigen sie zusätzlich eine Umlenkrolle oder eine Achsabstandsverstellung

·         Das Geschwindigkeitsverhältnis variiert aufgrund des Riemenschlupfes

 

2.     Kettentechnologie

Wie der Name schon sagt, werden Kettenantriebe mit einer endlosen Reihe von Kettengliedern mit einem Satz aus gezahnten Kettenrädern geliefert. Im Gegensatz zu Riemenantrieben gibt es bei der Kettentechnik keinen Schlupf. Sie eignen sich jedoch meist für kleine Achsabstände bis 3 Meter. Kettenantriebe können aber unter besonderen Umständen sogar bis zu 8 Meter zurücklegen.

Diese Technologie wird verwendet, um drei grundlegende Funktionen auszuführen. Diese sind:

Kraftübertragung: Kraftübertragung  (Drehzahl und Drehmoment) von einer Komponente auf eine andere mittels einer verbundenen Kette und Kettenrädern. Kettenantriebe können auf kleinstem Raum grosse Drehmomente übertragen.

Fördern von Materialien: Sie können verschiedene Materialien bewegen, tragen, schieben und ziehen, indem man Eimer, Rahmen, Taschen oder Netze an den Ketten anbringt. Sie werden häufig für Wenderollen verwendet, um ein Förderband zu bewegen.

Timing-Zwecke: Viele Branchen verwenden sie, um Bewegungen zu synchronisieren oder zu timen.

Die Vorteile von Kettenantrieben sind:

·         Positive Antriebe ohne Schlupf oder Kriechen

·         Im Gegensatz zu Riemenantrieben bleibt die Winkelgeschwindigkeit bei Kettenantrieben konstant

·         Hochgeschwindigkeitsverhältnis von bis zu 8:1

·         Ermöglicht ein hohes Drehzahlverhältnis von 8 bis 10 in einem einzigen Schritt

·         Hocheffiziente Kettenantriebe bieten den Vorteil von mehr Leistung im Vergleich zu Riemen

·         Kann sowohl für kleine als auch für grosse Achsabstände verwendet werden

·         Kettenantriebe haben niedrige Wartungskosten

·         Sie bieten einen hohen Übertragungswirkungsgrad von bis zu 98%

·         Sie können auch bei Nässe betrieben werden

·         Kompakter und einfacher zu installieren im Vergleich zu Riemenantrieb

·         Kettenantriebe verschlechtern sich nicht durch Sonnenlicht, Öl, Fett oder Alter

·         Geringere Belastung der Welle als Riemenantriebe

Doch es gibt auch einige Nachteile:

·         Die anfänglichen Kosten für die Installation sind höher als für Riemen

·         Kettenantriebe brauchen regelmässige Schmierung

·         Antriebs- und Abtriebswelle müssen perfekt ausgerichtet und parallel sein

·         Ketten können Geschwindigkeitsschwankungen aufweisen, wenn sie übermässig gedehnt werden

·         Nicht geeignet für Anwendungen, bei denen ein Schlupf des Antriebs erforderlich ist

·         Kettenantriebe sind laut und können auch Vibrationen verursachen

·         Sie haben eine geringere Tragfähigkeit und Lebensdauer im Vergleich zu Zahnradgetrieben

 

3.     Getriebetechnik

In der Welt der mechanischen Kraftübertragung nehmen Zahnradgetriebe einen besonderen Platz ein. Dies ist die am meisten bevorzugte Technologie, wenn man eine beträchtliche Leistung über eine kurze Distanz mit einem konstanten Geschwindigkeitsverhältnis übertragen muss. Der Mechanismus von Zahnradgetrieben ist recht einfach – die Zähne, die in die Rohlinge des Zahnrads geschnitten sind, greifen zur Kraftübertragung ineinander. Um ein Verrutschen zu vermeiden, kämmen bei Zahnradgetrieben die Vorsprünge einer Scheibe mit den Aussparungen der anderen Scheibe.

Diese Technologie verwendet verschiedene Arten von Zahnrädern zur Kraftübertragung. Tatsächlich kann es Kraft nicht nur zwischen parallelen Wellen übertragen, sondern auch zwischen nicht parallelen, koplanaren und sich kreuzenden Wellen.

Die Vorteile von Zahnradantrieben sind:

·         Sie sind formschlüssige und rutschfeste Antriebe

·         Grosses und konstantes Geschwindigkeitsverhältnis von 60:1 kann durch die Verwendung von Getriebezügen mit minimalem Platzbedarf erreicht werden

·         Zahnradantriebe sind mechanisch stark und ermöglichen das Heben höherer Lasten

·         Längere Lebensdauer im Vergleich zu Riemen- und Kettenantrieben

·         Sie können grosse Leistung übertragen

·         Zahnradgetriebe haben einen hohen Übertragungswirkungsgrad

·         Sie können Bewegungen über einen kleinen Achsabstand der Wellen übertragen

·         Diese Antriebe sind ideal für niedrige, mittlere und hohe Kraftübertragungen 

·         Zahnräder können Bewegungen auch zwischen sich nicht parallel kreuzenden Wellen übertragen

·         Dies sind die kompaktesten im Vergleich zu Riemen- und Kettenantrieben

 

Doch auch Zahnradantriebe haben Nachteile :

·         Bei Wellen mit grossen Achsabständen sind Zahnradantriebe nicht einsetzbar

·         Sie sind nicht ideal für grosse Geschwindigkeiten

·         Diese Antriebe erfordern eine regelmässige Schmierung und einen komplizierteren Prozess der Anwendung

·         Geräusche und Vibrationen werden bei hoher Geschwindigkeit erhöht

·         Sie sind im Vergleich zu Riemen- und Kettenantrieben weniger wirtschaftlich

·         Die Verwendung mehrerer Gänge erhöht das Gesamtgewicht der Maschine

·         Sie bieten keine Flexibilität

·         Nicht geeignet für die Übertragung von Bewegungen über grosse Distanzen

·         Einige Teile der Maschine können durch das Zahnrad der Zahnräder dauerhaft beschädigt werden. Dies ist häufiger bei übermässiger Belastung.

 

Fazit

Energie ist für den Antrieb der Maschinen und Anlagen für verschiedene Anwendungen unabdingbar. Verschiedene Industrien verwenden unterschiedliche Antriebsprodukte und manchmal eine Kombination aus allen, um ihren jeweiligen Anforderungen gerecht zu werden. Es gibt nicht die beste Lösung, denn jede Variante hat Vor- und Nachteile. Ausschlaggebend bei der Wahl des Antriebs sollte daher einerseits die Aufgabe sein, die mit der Antriebstechnik zu lösen ist und andererseits sicher das Budget.