TY - THES

T1 - Bewertung von Antriebskonzepten für die Lineareinheit eines Blockgerüsts

AU - Azizi, Kamju

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Böhler Edelstahl GmbH & Co KG besitzt ein Block- und Grobwalzwerk zur Erstellung einer Vielzahl unterschiedlicher Blockformate. Eine wichtige Rolle spielt hier das Blockgerüst mit ihren mehrkalibrigen Walzen und die dafür erforderliche Lineareinheit als Verschiebeeinrichtung. Die Verschiebeeinrichtung ist neben dem Verschieben der Blöcke in das dafür vorgesehene Kaliber auch noch für das Kanten und Richten der Blöcke zuständig. Im Laufe der Jahre stiegen die Anforderungen an die Lineareinheit. Zum einen wurde das Blockgewicht auf das Vierfache erhöht, zum anderen wurden immer wieder neue Edelstahlmarken mit höheren Umformwiderständen entwickelt. Durch diese höheren Anforderungen kam es zu vermehrten Ausfällen der Anlage und zu unplanmäßigen Stillständen und Produktionsausfällen. Die Ausfälle waren zumeist durch Wellenbrüche im Antriebsstrang der Lineareinheit bedingt. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit der Bewertung von Antriebskonzepten für die Lineareinheit des Blockgerüsts. Bei der für die Modernisierung erforderlichen Analyse der Funktionsweise der Lineareinheit zeigte sich der gekoppelte Antrieb als Schwäche. Durch das gekoppelte Antreiben einer Linealseite durch einen Antriebsstrang kommt es bei der einseitigen Richtarbeit zu extrem hohen Reaktionskräften. Bei der Recherche alternativer Antriebsvarianten wurde darauf geachtet diese funktionelle Schwäche zu beseitigen. Zwei dieser alternativen Lösungsvarianten, ein hydraulisches und ein mechanisches Konzept, wurden einer Machbarkeitsstudie unterzogen. Durch eine anschließende technische und wirtschaftliche Bewertung wurden die Schwächen und Stärken der jeweiligen Konzepte bestimmt. Als technisch und wirtschaftlich vorteilhaftestes Konzept stellte sich die mechanische Lösungsvariante heraus. Zur Charakterisierung des Schwingverhaltes des neuen mechanischen Konzeptes im Vergleich zum bestehenden Linearantrieb wurde eine Mehrkörpersimulation durchgeführt. Die anhand der Simulation erhaltenen Kräfte führten bei der darauffolgenden Lebensdauerberechnung zu dem Ergebnis, dass beim neuen Antriebssystem eine viereinhalb Mal höhere Lebensdauer zu erwarten ist als bei der bestehenden Anlage.

AB - Böhler Edelstahl GmbH & Co KG besitzt ein Block- und Grobwalzwerk zur Erstellung einer Vielzahl unterschiedlicher Blockformate. Eine wichtige Rolle spielt hier das Blockgerüst mit ihren mehrkalibrigen Walzen und die dafür erforderliche Lineareinheit als Verschiebeeinrichtung. Die Verschiebeeinrichtung ist neben dem Verschieben der Blöcke in das dafür vorgesehene Kaliber auch noch für das Kanten und Richten der Blöcke zuständig. Im Laufe der Jahre stiegen die Anforderungen an die Lineareinheit. Zum einen wurde das Blockgewicht auf das Vierfache erhöht, zum anderen wurden immer wieder neue Edelstahlmarken mit höheren Umformwiderständen entwickelt. Durch diese höheren Anforderungen kam es zu vermehrten Ausfällen der Anlage und zu unplanmäßigen Stillständen und Produktionsausfällen. Die Ausfälle waren zumeist durch Wellenbrüche im Antriebsstrang der Lineareinheit bedingt. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit der Bewertung von Antriebskonzepten für die Lineareinheit des Blockgerüsts. Bei der für die Modernisierung erforderlichen Analyse der Funktionsweise der Lineareinheit zeigte sich der gekoppelte Antrieb als Schwäche. Durch das gekoppelte Antreiben einer Linealseite durch einen Antriebsstrang kommt es bei der einseitigen Richtarbeit zu extrem hohen Reaktionskräften. Bei der Recherche alternativer Antriebsvarianten wurde darauf geachtet diese funktionelle Schwäche zu beseitigen. Zwei dieser alternativen Lösungsvarianten, ein hydraulisches und ein mechanisches Konzept, wurden einer Machbarkeitsstudie unterzogen. Durch eine anschließende technische und wirtschaftliche Bewertung wurden die Schwächen und Stärken der jeweiligen Konzepte bestimmt. Als technisch und wirtschaftlich vorteilhaftestes Konzept stellte sich die mechanische Lösungsvariante heraus. Zur Charakterisierung des Schwingverhaltes des neuen mechanischen Konzeptes im Vergleich zum bestehenden Linearantrieb wurde eine Mehrkörpersimulation durchgeführt. Die anhand der Simulation erhaltenen Kräfte führten bei der darauffolgenden Lebensdauerberechnung zu dem Ergebnis, dass beim neuen Antriebssystem eine viereinhalb Mal höhere Lebensdauer zu erwarten ist als bei der bestehenden Anlage.

KW - technical evaluation economical evaluation multi body simulation

KW - Technische Bewertung Wirtschaftliche Bewertung Mehrkörpersimulation

M3 - Diplomarbeit

ER -