Een cardanas lijkt een overzichtelijk aandrijfcomponent. Toch kunnen een verkeerde dimensionering, ongunstige inbouwsituatie of onvoldoende aandacht voor de bedrijfsomstandigheden leiden tot trillingen, slijtage en ongeplande machinestilstand. Voor betrouwbare krachtoverbrenging moet daarom naar meer worden gekeken dan alleen het nominale draaimoment.
Binnen de industrie en machinebouw worden hoge eisen gesteld aan machinebeschikbaarheid, levensduur en onderhoudsgemak. Daarbij krijgen besturingstechniek, sensoren en automatisering vaak veel aandacht. De betrouwbaarheid van een machine wordt echter ook bepaald door mechanische componenten die het vermogen daadwerkelijk overbrengen.
De cardanas is daar een goed voorbeeld van. Het constructieprincipe is beproefd, maar dat betekent niet dat iedere uitvoering geschikt is voor elke aandrijflijn.
Krachtoverbrenging bij hoek- en uitlijnverschillen
Cardanassen worden toegepast wanneer een aandrijvende en aangedreven as niet exact in elkaars verlengde liggen. Ze maken krachtoverbrenging mogelijk bij een hoekverdraaiing tussen de assen. Een uitschuifbare uitvoering kan daarnaast veranderingen in de axiale afstand opvangen.
Binnen de machinebouw worden cardanassen onder meer ingezet in productiemachines, transportsystemen, handlinginstallaties, testopstellingen en procesinstallaties. Afhankelijk van de toepassing zijn starre en uitschuifbare uitvoeringen, varianten voor grotere buigingshoeken en verschillende aansluitconfiguraties beschikbaar.
Naast het over te brengen koppel hebben ook het toerental, de werkhoek, bedrijfsduur en dynamische belasting invloed op de juiste selectie.
Meer dan alleen het maximale koppel
Een cardanas selecteren op basis van het maximale draaimoment is een logische eerste stap, maar onvoldoende om de geschiktheid en levensduur te beoordelen. Een gelijkmatig belaste aandrijving stelt andere eisen dan een machine met veel starts, stops, draairichtingswisselingen of stootbelastingen. Ook kortdurende piekbelastingen kunnen bepalend zijn voor de benodigde bouwgrootte. Daarom moet onderscheid worden gemaakt tussen het inbedrijf draaimoment en het maximaal optredende koppel.
Ook het toerental speelt een belangrijke rol. Bij hogere toerentallen worden een correcte uitlijning, goede balancering en passende inbouwlengte steeds belangrijker. Een ongunstige geometrie kan trillingen veroorzaken en de belasting op lagerpunten, kruiskoppelingen en aangrenzende machinecomponenten verhogen.
De invloed van de buigingshoek
Een cardankoppeling maakt krachtoverbrenging onder een hoek mogelijk. Bij een enkelvoudig scharnier ontstaat echter geen volledig gelijkmatige rotatie aan de uitgaande zijde. Deze ongelijkloop neemt toe naarmate de buigingshoek groter wordt.
Door de aandrijflijn correct op te bouwen en de scharnieren juist ten opzichte van elkaar te positioneren, kan deze ongelijkloop worden gecompenseerd. De inbouwgeometrie heeft daardoor directe invloed op het loopgedrag en de dynamische belasting van de aandrijving.
Voor toepassingen met grotere of wisselende werkhoeken kan een specifieke cardanasuitvoering nodig zijn.
Omgeving en lengtecompensatie
Stof, vocht, vuil, temperatuurverschillen en beperkte bereikbaarheid kunnen invloed hebben op afdichting, smering en slijtage. De omgevingscondities en gewenste onderhoudsstrategie moeten daarom al tijdens de selectie worden meegenomen.
Daarnaast moet worden bepaald of lengtecompensatie nodig is. Een uitschuifbare cardanas kan axiale bewegingen tussen de aansluitpunten opvangen. De benodigde schuiflengte moet aansluiten op de werkelijke machinebeweging, zonder dat de cardanas tijdens bedrijf haar eindposities bereikt.
Bewezen techniek van Elbe
Groneman levert cardanassen en cardankoppelingen van de Duitse producent Elbe. Het programma omvat diverse bouwgroottes en uitvoeringen voor uiteenlopende koppels, toerentallen, buigingshoeken en inbouwsituaties. Naast standaard cardanassen zijn onder meer starre en uitschuifbare uitvoeringen, heavy-duty cardanassen, cardankoppelingen, tegenflenzen en reservedelen beschikbaar.
De kracht van deze producten ligt in beproefde ontwerpen, constante productkwaliteit en een ruime keuze aan uitvoeringen. Bij een mechanisch aandrijfcomponent dat langdurig en onder wisselende belastingen moet functioneren, zijn betrouwbaarheid en een correcte dimensionering belangrijker dan vernieuwing om de vernieuwing.
Een Elbe-cardanas kan worden afgestemd op onder andere het inbedrijf draaimoment, piekkoppel, toerental, de buigingshoek, schokbelasting, inbouwruimte en omgevingsinvloeden.
Technische selectie voorkomt problemen
De juiste cardanas wordt niet geselecteerd door alleen een flensmaat en maximaal koppel uit een tabel te kiezen. Een betrouwbare selectie begint met een volledig beeld van de toepassing.
Welke continue en maximale draaimomenten treden op? Met welk toerental draait de as? Is sprake van schokbelasting? Hoe groot is de werkhoek en verandert deze tijdens de machinecyclus? Is lengtecompensatie nodig? En onder welke omstandigheden moet de aandrijving functioneren?
Ook de invloed op lagers, aandrijfassen, tandwielkasten en motoren moet worden meegenomen. Een verkeerde dimensionering kan niet alleen de cardanas belasten, maar ook de levensduur van aangrenzende componenten verkorten.
Groneman ondersteunt machinebouwers, engineers en constructeurs bij het selecteren en dimensioneren van de passende Elbe-cardanas. Daarbij wordt niet alleen gekeken naar het over te brengen koppel, maar naar de complete aandrijfsituatie. Want een cardanas mag dan een bewezen component zijn: de betrouwbaarheid ervan wordt uiteindelijk bepaald door de manier waarop deze wordt geselecteerd, ingebouwd en belast.
Meer informatie over Elbe-cardanassen of ondersteuning nodig bij de selectie? Neem contact op met ons op via info@groneman.nl , tel: 074 – 255 11 55 of kijk op www.groneman.nl/cardanassen.
