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Wälzlagertechnik (WLT)5 ECTS (englische Bezeichnung: Roller Bearing Technology)
Modulverantwortliche/r: Marcel Bartz, Marcel Bartz Lehrende:
Marcel Bartz
Startsemester: |
SS 2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Wälzlagertechnik
(Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Marcel Bartz, Di, Fr, 8:30 - 10:00, H17 Maschinenbau; Einzeltermin am 8.7.2022, 8:15 - 16:00, CIP-Pool MB II)
Inhalt:
- Einführung und Motivation
Grundsätzlicher Aufbau und Komponenten
Wälzlagerwerkstoffe und Wärmebehandlung
Wälzkontakt
Belastung und Lastverteilung
Tragfähigkeit und Lebensdauer von Wälzlagern
Kinematik des Wälzlagers
Reibung in Wälzlagern
Schmierung von Wälzlagern
Konstruktive Gestaltung von Wälzlagerungen
Toleranzen in Wälzlagern, Lagersteifigkeit
Fertigung, Montage und Handhabung
Schadenskunde
Neue Entwicklungen in der Wälzlagertechnik
Lernziele und Kompetenzen:
- Fachkompetenz
- Wissen
- Im Rahmen von WLT erlangen die Studierenden praxisorientiert grundlegende Kenntnisse im Bereich der Wälzlagertechnik. Die Studierenden sind vertraut mit Fachbegriffen und können im Einzelnen:
die Hauptfunktionen, Wirkprinzipien und Eigenschaften von Wälzlagern beschreiben.
die Grundkomponenten von Wälzlagern aufzählen
die gängigen rotatorischen und translatorischen Wälzlager nennen
Wissen über die Normung und Nomenklatur im Kontext von Wälzlagern wiedergeben
gängige Wälzlagerwerkstoffe und deren Wärmebehandlung beschreiben
die Hintergründe der der Auslegung von Wälzlagern zugrundeliegenden Festigkeitshypothesen wiedergeben
die Bedeutung der Reibung im Wälzlager beschreiben
die Aufgaben des Schmierstoffs nennen
die Schmierstoffeigenschaften, insbesondere Viskosität und Dichte, beschreiben
gängige Schmierstoffe und Additive aufzählen und Schmierstoffalterung beschreiben
Wissen über Feststoffschmierung, Medienschmierung und Trockenlauf wiedergeben
Möglichkeiten zur Überwachung von Wälzlagern nennen
Gebrauchsspuren und Wälzlagerschäden beschreiben
- Verstehen
- Die Studierenden verstehen Zusammenhänge zu erarbeiteten Wissen durch Erschließen von Querverbindungen und können:
die grundlegenden geometrischen Zusammenhänge in Wälzlagern erläutern
die Kontaktstellen und –arten in Wälzlagern herausstellen
die Anwendung der Hertzschen Kontakttheorie zusammenfassen
Die Studierenden können die Belastung von und die Lastverteilung in Wälzlagern beschreiben
Die Studierenden können die Kinematik im Wälzlager, insbesondere den Bewegungsverhältnissen und den Massenkräften erläutern
die Tragfähigkeits- und Lebensdauerberechnung von Wälzlagern sowie deren Anwendungsgrenzen verstehen
die Reibungsarten und –zustände in Wälzlagern erläutern
empirische und rechnerunterstütze Verfahren zur Berechnung des Lagerreibungsmomentes darstellen
die Wärmebilanz am Wälzlager und die Berechnung der Lagertemperatur erklären
die Fettschmierung von Wälzlagern in Hinblick auf das Prinzip der Fettschmierung, die Schmierfettauswahl, den Schmierfettmengen, der Fettgebrauchsdauer, der Schmierfrist und der erforderlichen Komponenten argumentieren
die Schmieröleigenschaften sowie die Anwendungsbereiche, Schmierverfahren und Schmierstoffmengen bei der Ölschmierung erläutern
die konstruktive Gestaltung von Wälzlagerungen, insbesondere der Anordnung als Fest-Los-, angestellte oder schwimmende Lagerung verstehen
die Wahl der richtigen Wälzlagerbauform nachvollziehen
die Gestaltung von Wellen und Gehäusen sowie die Wahl von Passungen erläutern
ein Verständnis für die axiale Befestigung von Lagerringen aufzeigen
berührungslose oder berührende Dichtung von Wälzlagerungen erklären
verstehen die konstruktive Gestaltung von Linearwälzlagerungen
die systematische Analyse von Wälzlagerschäden erläutern
- Anwenden
- Die Studierenden wenden ihr erworbenes Wissen und Verständnis an und können:
geeignete Lagertypen in Abhängigkeit des Anwendungsfalls auswählen
die für Wälzlagerauswahl und –auslegung maßgeblichen geometrischen Kenngrößen berechnen
die statische Tragfähigkeit von Wälzlagern berechnen
spezialisierte Software zur Berechnung von Wälzlagerungen und Antriebssystemen anwenden
eine geeignete Fettmenge bei Erstbefettung eines Lagers sowie die Schmierfrist festlegen
die Ölmenge für die Ölschmierung bestimmen
- Analysieren
- Die Studierenden können Zusammenhänge anhand verschiedener Anwendungsfälle analysieren und somit:
die Lastverteilung und Wälzkörperbelastung bestimmen
die Kinematik in Einzelkontakten analysieren
die dynamische Tragfähigkeit von Wälzlagern, insbesondere die nominelle, modifizierte und erweiterte modifizierte Lebensdauer bestimmen
die dynamisch äquivalente Lagerbelastung ermitteln
die kinematischen Beziehungen wie Käfigdrehzahl, Wälzkörperdrehzahl oder Überrollungen bestimmen
ein geeignetes Schmierverfahrens sowie einen geeigneten Schmierstoff bestimmen
Schmierstoffverhaltens im konzentrierten Kontakt analysieren
- Evaluieren (Beurteilen)
- Basierend auf der Analyse der jeweiligen Gegebenheiten können die Studierenden:
den Einfluss von Wälzlagerbauart, Wälzkörperzahl, Lagerlast oder Betriebsspiel auf das Reibungsmoment beurteilen
die konstruktive Gestaltung von Wälzlagerungen bewerten
- Erschaffen
- Die Studierenden können im Kontext konkreter Anwendungsfälle Verbesserungsvorschläge zu bestehenden Wälzlagerungen erarbeiten. Zudem sind sie in der Lage, Wälzlagerungen so zu gestalten, dass diese die verschiedensten technischen und nicht-technischen Anforderungen einer Anwendung erfüllen.
- Lern- bzw. Methodenkompetenz
- Die Studierenden können Wälzlagerungen selbstständig gestalten und auslegen. Grundlage hierfür bildet das in der Vorlesung vermittelte Hintergrundwissen. Der sichere Umgang beim praktischen Einsatz des Lerninhalts wird durch Übungseinheiten zu den Themen Kontakte, Lastverteilung, Tragfähigkeit und Lebensdauer, Kinematik, Reibung, Schmierung, konstruktive Gestaltung und Schadenskunde ermöglicht. Ein spezielles Praktikum vermittelt zudem den Einsatz von fortgeschrittenen, rechnerunterstützten Werkzeugen.
- Selbstkompetenz
- Die Studierenden werden insbesondere im Übungsbetrieb zur selbstständigen Bearbeitung von Übungsaufgaben, gegebenenfalls in Arbeitsgruppen, befähigt. Weiterhin erlernen die Studierenden eine objektive Beurteilung sowie Reflexion der Relevanz des Fachgebietes Wälzlagertechnik in einem gesamtgesellschaftlichen und ökologischen Kontext.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Mechatronik (Master of Science)
(Po-Vers. 2021w | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Gesamtkonto | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 7 Technische Mechanik und Konstruktion | Wälzlagertechnik)
- Mechatronik (Master of Science)
(Po-Vers. 2021w | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Gesamtkonto | M3 Technische Wahlmodule | Wälzlagertechnik)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Wälzlagertechnik (Prüfungsnummer: 71151)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Die Note ergibt sich zu 100% aus der Klausur.
- Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023
- Termin: 11.08.2022
Termin: 11.08.2022
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