Eine Analyse der Biegewechselverteilung 1- bis 8-strängiger Hubwerke

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1 Eine Analyse der Biegewechselverteilung - bis -strängiger Hubwerke

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3 Eine Analyse der Biegewechselverteilung - bis - strängiger Hubwerke von Dipl.- Ing. Roland Verreet. Einleitung... Seite. Der -strängige Seiltrieb... Seite. Der -strängige Seiltrieb... Seite. Der -strängige Seiltrieb... Seite. Der -strängige Seiltrieb... Seite. Der -strängige Seiltrieb... Seite. Der -strängige Seiltrieb... Seite. Der -strängige Seiltrieb... Seite 9. Der -strängige Seiltrieb... Seite. Auswertung... Seite. Das richtige Seil für Elektrozüge... Seite. Weitere Casar-Broschüren... Seite

4 . Einleitung Bei einem Hubvorgang eines Kranes werden nicht alle Zonen des aufliegenden Drahtseiles den gleichen Biegewechselbeanspruchungen ausgesetzt. Die Verteilung der Biegewechsel ist vielmehr abhängig von der Geometrie des Seiltriebes und der Arbeitsweise des Kranes. Der Autor hat ein Programm geschrieben, mit dessen Hilfe die Bie ge - wechselverteilung und die maximal auftretenden Biege wechsel zahlen berechnet und graphisch dargestellt werden können. Als Beispiel für die Möglichkeiten einer derartigen Software wird im vorliegenden Artikel die Biegewechselverteilung einfacher - bis -strängiger Hubwerke nach Bild untersucht. Die Hubwerke durchfahren jeweils %, %, % und % ihrer Bild : Schematische Anordnung der - bis - strängigen Hubwerke maximal möglichen Hubhöhe. Weiterhin wird eine Arbeitsweise untersucht, bei der diese Hubhöhen mit gleicher Häufigkeit durchfahren werden. Es werden Vorschläge zur Abschätzung der maximal auftretenden Biegewechselzahlen erarbeitet.

5 Bild zeigt die Daten der Seiltriebe. Die Seildurchmesser wurden zu d= mm gewählt, die Scheiben- und Trommeldurchmesser zu mm (= x d). Die maximalen Abstände der Seilscheiben wurden jeweils zu m, die maximalen Hubhöhen zu jeweils m festgelegt. Zudem wurde jeweils eine Reserveseillänge auf der Seiltrommel vorgesehen. Seiltrieb Seiltrieb Seiltrieb Seiltrieb Seiltrieb Seiltrieb Seiltrieb Seiltrieb Strangzahl [-] Scheibenzahl [-] Seillänge [mm] Bild : Daten der untersuchten Seiltriebe Im Folgenden sind der Auswertung der Einzelergebnisse jedes der Seiltriebe jeweils Seiten gewidmet. Die Ergebnisse werden jeweils über der Seillänge, ausgedrückt in Prozent der gesamten Seillänge nach Bild, aufgetragen. Im Anschluß an die Einzelauswertung erfolgt der Versuch einer Synthese.

6 . Der - strängige Seiltrieb Bild zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden. 9 9 Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild : Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,, 9 9 Bild : Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

7 Bild : Biegewechselzahl über der Seillänge bei Durch fahren von %, %, % und % der maximalen Hubhöhe (-strängiger Seiltrieb)

8 . Der - strängige Seiltrieb Bild zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden. 9 9 Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild : Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,,,,, 9 9 Bild : Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

9 9 9 Bild : Biegewechselzahl über der Seillänge bei Durch fahren von %, %, % und % der maximalen Hubhöhe (-strängiger Seiltrieb)

10 . Der - strängige Seiltrieb Bild 9 zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden. 9 9 Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild 9: Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,,,,,,, 9 9 Bild : Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

11 9 9 9 Bild : Biegewechselzahl über der Seillänge bei Durch fahren von %, %, % und % der maximalen Hubhöhe (-strängiger Seiltrieb)

12 . Der - strängige Seiltrieb Bild zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden. 9 9 Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild : Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,,,,,,,,, 9 9 Bild : Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

14 . Der - strängige Seiltrieb Bild zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild : Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,,,,, 9 9 Bild : Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

15 Bild : Biegewechselzahl über der Seillänge bei Durch fahren von %, %, % und % der maximalen Hubhöhe (-strängiger Seiltrieb)

16 . Der - strängige Seiltrieb Bild zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild 9 zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden. 9 9 Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild : Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,,,,,, 9 9 Bild 9: Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

18 . Der - strängige Seiltrieb Bild zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden. 9 9 Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild : Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,,,,,, 9 9 Bild : Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

20 9. Der - strängige Seiltrieb Bild zeigt die maximale Biegewechselzahl für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) in Abhängigkeit von der angefahrenen Hubhöhe. Bild (rechte Seite) zeigt die Verteilung der Biegewechsel über der Seillänge (ausgedrückt in % der Gesamtlänge) für ein Hubspiel (= x Heben, x Senken) für Hubwege von %, %, % und % des maximalen Hubweges. Bild zeigt die im Mittel auftretende Biegewechselzahl für den Fall, daß diese vier Hubwege mit der gleichen Häufigkeit durchfahren werden. 9 9 Hubhöhe [ % der maximalen Hubhöhe ] Bild : Maximale Biegewechselzahl in Abhängigkeit von der Hubhöhe,,,,,,,,, 9 9 Bild : Biegewechselverteilung je Hubspiel über der Seillänge bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der max. Hubhöhe

21 9 9 9 Bild : Biegewechselzahl über der Seillänge bei Durch fahren von %, %, % und % der maximalen Hubhöhe (-strängiger Seiltrieb)

22 . Auswertung Bei jedem Hubvorgang kann das höchstbeanspruchte Seilstück maximal jede Seilscheibe einmal überlaufen (= je Biegewechsel) und auf die Trommel auflaufen (= / Biegewechsel), bei jedem Senkvorgang kann es maximal von der Trommel ablaufen (= / Biegewechsel) und jede Seilscheibe einmal überlaufen (= je Biegewechsel). Insgesamt kann also je Hubspiel maximal eine Biegewechselzahl erzeugt werden, die zweimal der Zahl der Seilscheiben plus eins entspricht. Maximale Biegewechselzahl = Zahl der Scheiben + Bild zeigt die maximalen Biegewechselzahlen, die beim Durchfahren von %, %, % und % der maximalen Hubhöhe in den acht Seiltrieben erzeugt werden. Wie Bild zeigt, wird die maximal mögliche Zahl der Biegewechsel bei einem Hubspiel mit Durchfahren von % der Hubhöhe von allen acht Seiltrieben erreicht. Bei einem Hubspiel mit Durchfahren von lediglich % der Hubhöhe erzeugen Zahl der Stränge [-] Zahl der Scheiben [-] BW bei % Hubweg [-] BW bei % Hubweg [-] BW bei % Hubweg [-] BW bei % Hubweg [-] 9 9 Bild : Maximale Biegewechselzahlen in Abhängigkeit von der Hubhöhe

23 alle Seiltriebe eine Biegewechselzahl, die der Zahl der Seilstränge entspricht. Bild zeigt die im Mittel je Hubspiel erzeugten Biegewechselzahlen, wenn %, %, % und % der maximalen Hubhöhe mit gleicher Häufigkeit angefahren werden. Zahl der Stränge [-] Zahl der Scheiben [-] Biegewechselzahl [-] Approximation [-] Fehler [%] Bild : Maximale Biegewechselzahlen je Hubspiel bei gleich häufigem Durchfahren von %, %, % und % der maximalen Hubhöhe Die Biegewechselzahlen pro Hubspiel können mit den in der Tabelle ausgewiesenen Fehlern mit folgender Gleichung approximiert werden: Maximale Biegewechselzahl =. +. Strangzahl Für alle Seiltriebe mit Seilscheiben, also für alle Systeme mit Ausnahme des einsträngigen, ist die Näherung sehr gut. Sie berechnet die Biegewechselzahlen exakt oder geringfügig zu hoch und liegt somit immer auf der sicheren Seite. Bild 9 zeigt die tatsächlich auftretenden Biegewechselzahlen und die Approximationen als Grafik.

24 Biegewechselzahl [-] Zahl der Stränge [-] Bild 9: Tatsächlich auftretende Biegewechsel (dicke Linie) und Approximation (dünne Linie) Für die vorliegende Analyse waren die Seiltriebe bewußt so ausgelegt worden, daß die Einscherung relativ nahe an der Seiltrommel angeordnet war. Mit größerer Entfernung der Seiltrommel können die maximal auftretenden Biegewechselzahlen nur abnehmen. Die nach der vorgeschlagenen Gleichung berechneten Biegewechselzahlen liegen also auch für diese Fälle auf der sicheren Seite. Analoge Auswertungen lassen sich natürlich auch für Ihren konkreten Seiltrieb durchführen. Die Ergebnisse sind natürlich erheblich aussagekräftiger, wenn die genauen Hubbewegungen bekannt sind. Zögern Sie nicht, Casar oder den Autor anzusprechen: Dipl.- Ing Roland Verreet Ingenieurbüro für Fördertechnik Grünenthaler Str. a D- Aachen Tel. - Fax R.Verreet@t-Online.de PR GmbH Werbeagentur & Verlag, Aachen. Satz, Layout und Gestaltung: PR GmbH Werbeagentur & Verlag, Aachen. Abbildungen vom Verfasser. Nachdruck, auch teilweise, nur mit Genehmigung des Verfassers.

25 . Das richtige Seil für Elektrozüge Einsträngiger Betrieb Im einsträngigen Betrieb dürfen nur drehungsarme und dreh ungsfreie Drahtseile eingesetzt werden. Die Schlagrichtung ist entgegengesetzt zur Trommelsteigung zu wählen. / CASAR Starlift CASAR Eurolift CASAR Powerlift CASAR Powerplast Zweisträngiger Betrieb Im zweisträngigen Betrieb können bei geringen Hubhöhen nicht-drehungsfreie Drahtseile eingesetzt werden. Bei größeren Hubhöhen sind drehungsfreie Drahtseile erforderlich. Die Schlagrichtung ist entgegengesetzt zur Steigungsrichtung der Trommel zu wählen. Bei einer linksgängigen und einer rechtsgängigen Trommel ist bei kleinen Hubhöhen ein Seil mit Kunststoffzwischenlage (CASAR Stratoplast oder Turboplast) zu wählen, bei lin ker und rechter Trommel und bei großen Hubhöhen ist CASAR Quadrolift zu empfehlen. / Trommel, / Trommeln, / / - Große Hubhöhen CASAR Starlift CASAR Eurolift CASAR Powerlift CASAR Powerplast CASAR Quadrolift Seilenden laufen auf Trommel mit x linker oder x rechter Wicklung: siehe unter /. Seil enden laufen auf eine linke und eine rechte Trommel: Seilenden laufen auf Trommel mit x linker oder x rechter Wicklung: siehe unter /.Seil enden laufen auf eine linke und eine rechte Trommel: Große Hubhöhen CASAR Starlift CASAR Eurolift CASAR Powerlift CASAR Powerplast CASAR Quadrolift Kleine Hubhöhen CASAR Stratoplast CASAR Turboplast CASAR Alphalift CASAR Paraplast CASAR Superplast Große Hubhöhen CASAR Quadrolift Kleine Hubhöhen CASAR Stratoplast CASAR Turboplast Große Hubhöhen CASAR Quadrolift Kleine Hubhöhen CASAR Stratoplast CASAR Turboplast Kleine Hubhöhen CASAR Stratoplast CASAR Turboplast CASAR Alphalift CASAR Paraplast CASAR Superplast

26 Bestellformular für Casar-Broschüren Mit Hilfe dieser Fax- Vorlage können Sie kostenlos und unverbindlich weitere Casar- Broschüren bestellen. Kopieren Sie einfach diese Seite, füllen das Formular aus und schicken es uns per Post (Adresse auf Rückseite der Broschüre) oder faxen es an: Fax Nr. +9 () / 9 9 Bitte schicken Sie mir die folgenden kostenlosen Broschüren:... Stück Seilkatalog Casar Spezialdrahtseile... Stück Drahtseile für Krane: Probleme und Lösungen... Stück Spezialseile für mehrlagig bewickelte Seiltrommeln... Stück Geld sparen mit Casar Spezialdrahtseilen... Stück Die Handhabung, Montage und Wartung von Drahtseilen... Stück Technische Eigenschaften... Stück Seilendverbindungen... Stück Eine kurze Geschichte des Drahtseils... Stück Die Inspektion von Drahtseilen... Stück Die Berechnung der Lebensdauer von laufenden Drahtseilen... Stück Über das Drehverhalten von Drahtseilen Absender:

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