A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Gewichts- und Verschleißreduktion an den Graborganen von Eimerkettenbaggern auf der Grundlage von Betriebsmessungen, Festigkeitsanalysen und elektromechanischer Systemsimulation
Im Rahmen des Projektes wurden mittels FEM umfangreiche Strukturanalysen an den Dickschaken eines Eimerkettenbaggers durchgeführt. Neben verschiedenen Belastungssituationen wurde dabei auch der Einfluss durch fortschreitenden Verschleiß des Bauteils auf seine Restzugfestigkeit berücksichtigt. Für die gleichen Betriebs- und Verschleißzustände wurden auch Analysen des Eimerkettenbolzens durchgeführt. Einzelne Dickschaken wurden mit DMS-Messbrücken bestückt und in einem eigens angefertigten Prüfstand kalibriert. Durch die Installation eines Funktelemetriesystems und entsprechender Schutzeinrichtungen für die Meßsysteme wurden die Messschaken für den Einsatz vor Ort präpariert. Im Rahmen mehrerer Betriebsmessungen wurden mit den so ausgerüsteten Schaken die Zug- und Biegebeanspruchungen über einen Zeitraum von mehreren Tagen kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet. Aus den im Rahmen der Betriebsmessungen gewonnenen Messdaten konnten die für den Aufbau des Modells benötigten Parameter für die Grabkräfte und die daraus resultierenden Zugkräfte in der Kette im normalen Betrieb gewonnen werden. Es wurde je ein mechanisches und elektrisches Simulationsmodell des Graborgans erstellt, das die rechnerische Betrachtung auch ungünstiger Betriebszustände ermöglicht. Mit Hilfe des Simulationsmodells wurden die Kettenzugkräfte für verschiedene Blockierungsfälle berechnet. Anhand der so ermittelten Maximalwerte für die auftretenden Zugkräfte wurden mit Hilfe des FEM-Modells die resultierenden Spannungsverteilungen in Dickschake und Eimerkettenbolzen bestimmt. Das bestehende Simulationsmodell bietet eine Ausgangsbasis für die Untersuchung der Einflüsse von besonderen Betriebsbedingungen oder konstruktiven Änderungen auf die Kraftverteilung in Kette und Antrieb. Durch Variation der Modellparameter des Makros Eimerkettenfeld ist die Umsetzung konstruktiver Änderungen im Simulationsmodell jederzeit problemlos möglich, so dass sich nunmehr Graborgane mit gewichtsreduzierten Eimerkettenleitern bereits in der Konstruktionsphase hinsichtlich ihrer Spannungen und der zu erwartenden Lebensdauer bewerten lassen.
Gewichts- und Verschleißreduktion an den Graborganen von Eimerkettenbaggern auf der Grundlage von Betriebsmessungen, Festigkeitsanalysen und elektromechanischer Systemsimulation
Im Rahmen des Projektes wurden mittels FEM umfangreiche Strukturanalysen an den Dickschaken eines Eimerkettenbaggers durchgeführt. Neben verschiedenen Belastungssituationen wurde dabei auch der Einfluss durch fortschreitenden Verschleiß des Bauteils auf seine Restzugfestigkeit berücksichtigt. Für die gleichen Betriebs- und Verschleißzustände wurden auch Analysen des Eimerkettenbolzens durchgeführt. Einzelne Dickschaken wurden mit DMS-Messbrücken bestückt und in einem eigens angefertigten Prüfstand kalibriert. Durch die Installation eines Funktelemetriesystems und entsprechender Schutzeinrichtungen für die Meßsysteme wurden die Messschaken für den Einsatz vor Ort präpariert. Im Rahmen mehrerer Betriebsmessungen wurden mit den so ausgerüsteten Schaken die Zug- und Biegebeanspruchungen über einen Zeitraum von mehreren Tagen kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet. Aus den im Rahmen der Betriebsmessungen gewonnenen Messdaten konnten die für den Aufbau des Modells benötigten Parameter für die Grabkräfte und die daraus resultierenden Zugkräfte in der Kette im normalen Betrieb gewonnen werden. Es wurde je ein mechanisches und elektrisches Simulationsmodell des Graborgans erstellt, das die rechnerische Betrachtung auch ungünstiger Betriebszustände ermöglicht. Mit Hilfe des Simulationsmodells wurden die Kettenzugkräfte für verschiedene Blockierungsfälle berechnet. Anhand der so ermittelten Maximalwerte für die auftretenden Zugkräfte wurden mit Hilfe des FEM-Modells die resultierenden Spannungsverteilungen in Dickschake und Eimerkettenbolzen bestimmt. Das bestehende Simulationsmodell bietet eine Ausgangsbasis für die Untersuchung der Einflüsse von besonderen Betriebsbedingungen oder konstruktiven Änderungen auf die Kraftverteilung in Kette und Antrieb. Durch Variation der Modellparameter des Makros Eimerkettenfeld ist die Umsetzung konstruktiver Änderungen im Simulationsmodell jederzeit problemlos möglich, so dass sich nunmehr Graborgane mit gewichtsreduzierten Eimerkettenleitern bereits in der Konstruktionsphase hinsichtlich ihrer Spannungen und der zu erwartenden Lebensdauer bewerten lassen.
Gewichts- und Verschleißreduktion an den Graborganen von Eimerkettenbaggern auf der Grundlage von Betriebsmessungen, Festigkeitsanalysen und elektromechanischer Systemsimulation
Wenzel, Gereon (author) / Bencze, Andras (author)
AiF Forschungsvorhaben ; 1-38
2004
38 Seiten, 44 Bilder, 9 Quellen
Report
German
Weiterentwicklung an Rollenpressen und Betriebsmessungen
| Tema Archive | 1990
Systemsimulation in der Raumplanung
| UB Braunschweig | 1974
Systemsimulation in der Raumplanung
| TIBKAT | 1974