Die Nennlast ist der Ausgangspunkt – Knickkraft, Spindeldrehzahl und Befestigungsart bestimmen die zulässige Last im Einbau.
Der ZIMM ZA-I Inline-Aktuator ist in vier Baugrößen mit 25, 50, 100 und 200 kN verfügbar. Diese Nennlast gilt als maximale Druck- und Zugkraft, statisch und dynamisch. Ob eine konkrete Ausführung mit der vollen Nennlast betrieben werden darf, hängt von Hub, Einbaulage, Befestigung und Bewegungsprofil ab.
Welche Lastfälle werden unterschieden?
Druck- und Zugkraft sowie statische und dynamische Belastung werden getrennt betrachtet. Bei Druckbelastung begrenzt die kritische Knickkraft die zulässige Axialkraft: Je größer die freie Länge des ausgefahrenen Aktuators, desto geringer die zulässige Drucklast – eine geführte Ausführung erlaubt deutlich höhere Werte als eine ungeführte. Bei langem Hub und hoher Spindeldrehzahl begrenzt zusätzlich die biegekritische Drehzahl die zulässige Geschwindigkeit; sie sinkt mit zunehmender Systemlänge.
Welchen Einfluss hat die Befestigung?
Fix befestigt kann der ZA-I in allen Baugrößen mit der vollen statischen Nennlast auf Druck beaufschlagt werden. Bei Zuglast wirkt die volle Nennlast über die Befestigungsschrauben der Festigkeitsklasse 8.8 in den Durchgangsbohrungen des Gehäuses. Schwenkend mit Lagerbock LB tragen ZA-I-50, ZA-I-100 und ZA-I-200 die volle Nennlast auf Druck und Zug; beim ZA-I-200 gilt im Schwenkbereich zwischen 90° und 45° ein reduzierter Wert. Beim ZA-I-25 ist die Last am Lagerbock auf 19,5 kN Druck, 17,5 kN Zug, 10 kN bei 90° und 9,5 kN bei 45° begrenzt.
Welche zusätzlichen Grenzen sind zu prüfen?
Für die vollständige Auslegung sind Hub und effektiver Arbeitshub, Einbaulage, Art der Führung, Gewindetrieb, Hubgeschwindigkeit und Einschaltdauer erforderlich. Mit steigender Geschwindigkeit und Einschaltdauer sinkt die thermisch zulässige Last – bei Trapezgewinde deutlich stärker als bei Kugelgewindetrieb. Die Laststufe allein legt weder die maximal zulässige Länge noch eine beliebige Kombination aus Geschwindigkeit und Last fest.
Wie wird das erforderliche Antriebsmoment berücksichtigt?
Das Antriebsmoment ergibt sich aus Hublast, Spindelsteigung, Übersetzung der Antriebseinheit und den Wirkungsgraden von Antriebseinheit (DA 1,00, P1 0,98, P2 0,95) und Spindel (Kugelgewindetrieb 0,9, eingängiges Trapezgewinde 0,32–0,39). Die daraus berechnete Motorleistung wird mit einem Sicherheitsfaktor von 1,3 bis 1,5 beaufschlagt; bei kleinen Baugrößen, geringen Drehzahlen und tiefen Temperaturen bis 2. Bei geringer dynamischer Last sind für die Berechnung mindestens 15 % der Nennlast anzusetzen – beim ZA-I-50 also mindestens 7,5 kN –, weil die Leerlaufverluste anteilig stärker wirken.
