TY - THES

T1 - Entwicklung eines Versuchsstands zur dynamischen Deformationsprüfung von Fördergurten

AU - Brunner, Manuel Christoph

N1 - nicht gesperrt

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist die Entwicklung und Ausarbeitung einer Prüfmethodik zur Erfassung dynamischer Gurtdeformationen unter möglichst realitätsnahen und dabei definierbaren Belastungsbedingungen mit anschließender Konstruktion der Prüfanlage. Die damit ermittelbaren tatsächlichen Gurtverformungsprofile dienen der Validierung von dynamischen Gurtmodellen in der Simulationstechnik (DEM) und den bei diesen Modellen hinterlegten Gurtparametern.Einleitend werden in der Arbeit theoretische Grundlagen zur Auslegung und Konstruktion von Gurtförderern sowie Methoden der Gurtsimulation in der DEM und deren Parameterfindung vorgestellt.Eine erste Berechnung der relevanten Hauptdaten ermöglicht die anschließende Konzeptionierung und Spezifizierung der Prüfmethodik sowie eine Variantenauswahl zur Konstruktion der Hauptbaugruppen des Gurtprüfstands. Neben technischen, wirtschaftlichen und betrieblichen Aspekten wurden auch Faktoren wie Wiederholbarkeit, Genauigkeit sowie Flexibilität und Anpassungsfähigkeit in der Beurteilung berücksichtigt.Auf den gewonnenen Erkenntnissen aufbauend folgt die Auslegung und Auswahl der Hauptanlagenkomponenten und eine anschließende konstruktive Gestaltung der Prüfanlage durch Erstellung eines 3D-CAD-Modells. Es werden Details zur Konstruktion, die Handhabung einzelner Komponenten der Prüfanlage sowie der Ablauf einer Gurtprüfung mithilfe eines Prüfprotokolls beschrieben und eine abschließende Kostenabschätzung der Anlage durchgeführt.Das Anlagenkonzept basiert darauf, einen endlos umlaufenden, verhältnismäßig kurzen Fördergurt durch eine Vielzahl an punktuell eingebrachten Lasten zu deformieren. Die Punktlasten sind in einem definierten Raster angeordnet und werden dabei auf den umlaufenden Gurt mit Rollen eingebracht. Jede Punktlast ist individuell durch Lastgewichte einstellbar, somit können charakteristische Schüttgut-Beladungsmuster nachgebildet werden. Zudem kann je nach Anwendungsfall im Obertrum des Gurtes eine dreiteilige Muldungsform auf übliche Muldungswinkel eingestellt werden. Da die lokalen Gurtdeformationen an den jeweiligen Lastpunkten der Absenkung der vertikal geführten Lastgestänge entspricht, kann schlussendlich die bei umlaufendem Gurt dynamisch auftretende Gurtdeformation gemessen und ein entsprechendes Deformationsprofil erstellt werden.Der Prüfstand ermöglicht es, Fördergurte in ihrem dynamischen Verhalten unter betriebsangenäherten Bedingungen hinsichtlich Gurtverformung zu analysieren und leistet damit vor allem einen Beitrag zur Verknüpfung virtueller Gurtmodelle mit physischen Fördergurten.

AB - Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist die Entwicklung und Ausarbeitung einer Prüfmethodik zur Erfassung dynamischer Gurtdeformationen unter möglichst realitätsnahen und dabei definierbaren Belastungsbedingungen mit anschließender Konstruktion der Prüfanlage. Die damit ermittelbaren tatsächlichen Gurtverformungsprofile dienen der Validierung von dynamischen Gurtmodellen in der Simulationstechnik (DEM) und den bei diesen Modellen hinterlegten Gurtparametern.Einleitend werden in der Arbeit theoretische Grundlagen zur Auslegung und Konstruktion von Gurtförderern sowie Methoden der Gurtsimulation in der DEM und deren Parameterfindung vorgestellt.Eine erste Berechnung der relevanten Hauptdaten ermöglicht die anschließende Konzeptionierung und Spezifizierung der Prüfmethodik sowie eine Variantenauswahl zur Konstruktion der Hauptbaugruppen des Gurtprüfstands. Neben technischen, wirtschaftlichen und betrieblichen Aspekten wurden auch Faktoren wie Wiederholbarkeit, Genauigkeit sowie Flexibilität und Anpassungsfähigkeit in der Beurteilung berücksichtigt.Auf den gewonnenen Erkenntnissen aufbauend folgt die Auslegung und Auswahl der Hauptanlagenkomponenten und eine anschließende konstruktive Gestaltung der Prüfanlage durch Erstellung eines 3D-CAD-Modells. Es werden Details zur Konstruktion, die Handhabung einzelner Komponenten der Prüfanlage sowie der Ablauf einer Gurtprüfung mithilfe eines Prüfprotokolls beschrieben und eine abschließende Kostenabschätzung der Anlage durchgeführt.Das Anlagenkonzept basiert darauf, einen endlos umlaufenden, verhältnismäßig kurzen Fördergurt durch eine Vielzahl an punktuell eingebrachten Lasten zu deformieren. Die Punktlasten sind in einem definierten Raster angeordnet und werden dabei auf den umlaufenden Gurt mit Rollen eingebracht. Jede Punktlast ist individuell durch Lastgewichte einstellbar, somit können charakteristische Schüttgut-Beladungsmuster nachgebildet werden. Zudem kann je nach Anwendungsfall im Obertrum des Gurtes eine dreiteilige Muldungsform auf übliche Muldungswinkel eingestellt werden. Da die lokalen Gurtdeformationen an den jeweiligen Lastpunkten der Absenkung der vertikal geführten Lastgestänge entspricht, kann schlussendlich die bei umlaufendem Gurt dynamisch auftretende Gurtdeformation gemessen und ein entsprechendes Deformationsprofil erstellt werden.Der Prüfstand ermöglicht es, Fördergurte in ihrem dynamischen Verhalten unter betriebsangenäherten Bedingungen hinsichtlich Gurtverformung zu analysieren und leistet damit vor allem einen Beitrag zur Verknüpfung virtueller Gurtmodelle mit physischen Fördergurten.

KW - conveyor belt test rig

KW - belt dynamics

KW - belt parameters

KW - point loading

KW - dynamic belt deformation

KW - dynamic belt model

KW - Gurtprüfstand

KW - Gurtdynamik

KW - Gurtparameter

KW - Punktbelastung

KW - dynamische Gurtdeformation

KW - dynamisches Gurtmodell

M3 - Masterarbeit

ER -