Welche Wellendurchbiegung ist zulässig?

Bei Präzisionsmaschinen liegen die typischen Grenzwerte bei 25–50 μm. Bei allgemeinen Industriewellen sind bis zu 0,1 mm zulässig. Der statische Durchhang muss unter 10% des radialen Lagerspiels liegen.

Wie beeinflusst die Wellendurchbiegung die Schwingungen?

Die Wellendurchbiegung verlagert den Massenschwerpunkt und erzeugt dadurch 1×-Schwingungen. Übermäßige Durchbiegung kann zu Reibung an Dichtungen, ungleichmäßiger Lagerbelastung und Instabilität führen.

Wie lässt sich die Wellendurchbiegung reduzieren?

Durchmesser erhöhen (Durchbiegung ∝ 1/d⁴), Lagerabstand verringern, steiferes Material verwenden, Zwischenstützen hinzufügen oder Hohlwellen verwenden.

Warum ist das Flächenträgheitsmoment wichtig?

Das Flächenträgheitsmoment I = πd⁴/64 bestimmt den Biegewiderstand. Eine Durchmesservergrößerung um 20% reduziert die Durchbiegung um etwa 52%.

Was ist der Unterschied zwischen Durchhang und Rundlauffehler?

Durchhang ist die durch die Schwerkraft verursachte Biegung im Ruhezustand. Rundlauffehler (TIR) umfassen Fertigungsfehler und dynamische Einflüsse. Selbst eine perfekte Welle weist bei langsamer Rotation einen Rundlauffehler auf, der dem Doppelten des Durchhangs entspricht.

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Rotordurchbiegungsrechner

Berechnen Sie die Wellendurchbiegung (Durchhang) auf zwei Auflagern unter Eigengewicht und aufgebrachten Lasten. Geben Sie die Wellenabmessungen und das Material für die maximale Durchbiegung in μm an.

Einfach gelagerter Träger Eigengewicht + Punktlast Stahl / Aluminium / Benutzerdefiniert

Wellenlänge / Lagerabstand (mm)

Wellendurchmesser (mm)

Material

Zusätzliche Mittellast - fakultativ (N)

Schnellvoreinstellungen

Ergebnisse

Maximale Gesamtdurchbiegung

—

Gesamtdurchbiegung (mm)

—

Eigengewichtsbedingte Durchbiegung (δ_max)

—

Punktlastdurchbiegung (δ_F)

—

Wellenmasse

—

Trägheitsmoment (I)

—

Querschnittsfläche

—

Verteilte Last (w)

—

Trägheitsmoment

Verteilte Last

Eigengewichtsbedingte Durchbiegung

Maximale Durchbiegung eines einfach gelagerten Balkens unter gleichmäßig verteilter Last:

Punktlastdurchbiegung

Durchbiegung in der Mitte durch eine konzentrierte Punktlast:

Gesamtdurchbiegung

Praktisches Beispiel

Beispiel – Stahlwelle ∅60 × 800 mm

Gegeben: d = 60 mm, L = 800 mm, Stahl (E = 210 GPa, ρ = 7850 kg/m³)

I = π × 0,06⁴ / 64 = 6,362 × 10⁻⁷ m⁴

A = π × 0,06² / 4 = 2,827 × 10⁻³ m²

w = 7850 × 2,827 × 10⁻³ × 9,81 = 217,7 N/m

δ = 5 × 217,7 × 0,8⁴ / (384 × 210×10⁹ × 6,362×10⁻⁷) = 8,66 μm

💡 Tipp: Die Durchbiegung nimmt mit der vierten Potenz des Durchmessers ab. Eine Vergrößerung des Durchmessers von 50 mm auf 60 mm (20%) reduziert die Durchbiegung um etwa 52%.