Statische und dynamische Untersuchungen an hydraulischen Schwenkmotoren als Antriebe fuer grosse Manipulatoren

Abstract

In dieser Diplomarbeit wurden hydraulische Schwenkmotoren (Drehkolbenmotoren und Zylinderantriebe mit Steilgewinde) auf ihre Eignung als Antriebe eines grossen Manipulators hin theoretisch untersucht. Im ersten Abschnitt wurden die hydraulischen Antriebe mit Elektromotor-Getriebe-Kombinationen (Harmonic-Driv- und Cyclogetriebe) verglichen. Dabei ergab sich, dass die elektromechanischen Antriebe gewichts- und laengenmaessig Vorteile gegenueber hydraulischen Antrieben aufweisen. Hydraulische Schwenkmotoren sind meist schlanker. Starke Abstriche muessen bei der Verwendung hydraulischer Motoren in punkto Torsionssteifigkeit und Dynamik gemacht werden. Hier wirkt sich der vergleichsweise niedrige Elastizitaetsmodul von Oel aeusserst nachteilig aus. Im zweiten Teil wurde ein FORTRAN-Programm vorgestellt, das zu einem vorgegebenen Manipulator passende hydraulische Gelenkantriebe entwirft. Die Motoren werden dabei gewichtsoptimiert und erhalten nach Moeglichkeit ein bestimmtes statisches und dynamisches Verhalten (niedrigste Torsionssteifigkeit, niedrigste erste Eigenfrequenz). Parameterstudien, die mit einem Teil dieses Programms erstellt wurden, ergaben, dass im Hinblick aus Gewichtsreduzierung sowie auf eine Verkleinerung der Ausenmasse noch ein relativ grosses Potential vorhanden war.