Gewählt wird eine viersträngige Seilführung mit oberer Ausgleichsrolle (siehe Skript Blatt ).

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1 Zahlenbeispiel - erechnung und Entwurf eis ubwerks a) Anordnung (siehe Skript latt 0a) Das ubwerk hat die auptbaugruppen otor, TK Troelkupplung, K elastische Kupplung it resscheibe, T Seiltroel, echanische rese, F Flaschenzug G Stirnradgetriebe, Gewählt wird ei viersträngige Seilführung it oberer Ausgleichsrolle (siehe Skript latt - 0) b) Gegebe Werte Seiltrieb ubwinde Anzahl der Seilstränge z F axiale ubasse kg Flaschenzugübersetzung i F ubchwindigkeit v,5 /in 0,08 /s Wirkungsgrad des Flaschenzugs η F 0,98 ittlere eschleunigung (Anfahren und resen) statische Seilkraft F S 50,05 kn a 0, /s² asse der Unterflasche e 660 kg axiale ubhöhe h 6 Troeldurchesser d T 630 ittlere ubhöhe h 8 0,63 Anzahl der Arbeitsspiele (eben und Senken) Wirkungsgrad der Troel η T 0,97 z sp 0 h - c) Auswahl des otors Überschläglich wird ein ubotor nach de eharrungsoent bzw der eharrungsleistung beessen, P gv η ,8 0, W 5,3 kw 0,9 Der Gesatwirkungsgrad wurde vorerst it bestien, wird sie nur aus eharrungsdauer t und t sp errecht η 0,9 chätzt U grob die relative Einschaltsauer zu h 8 t 38,5 s t sp 0,05 h 80 s v 0,08 z 0 t 38,5 ED 0,3 3 % t 80 sp Gewählt wird ein Drehstro-Asynchronotor it Schleifringläufer für die etriebsart S 3 Technische Daten: sp Nennleistung P kw bei 0 % ED s Nenndrehzahl n 975 U/in 6,5 U/s Nenndrehoent P πn 000, π 6,5 Relatives Kippoent k /, 6 assenträgheitsoent,0 kg ² d) Festlegung der Getriebeübersetzung N πn π 6,5 0,s - Die Troeldrehzahl beträgt v d i F,5,63 U/in π 0,63π n T T n 975 Dies verlangt ei Getriebeübersetzung von G 77, nt,63 Gewählt wird ein ubwerk-stirnradgetriebe it i

2 - P 950,7 kw; i G 80; η G 0,97; G 0,035 0,0 kg ² Dait ergeben sich Gesatübersetzung i i i F G Gesatwirkungsgrad η η η η 0,98 0,97 0,97 0, 9 F T G Die ubchwindigkeit ist it der gewählten Übersetzung zu kontrollieren: v nd i T π 975 0,63π,06 /in 0,0/s 60 v 0, Die relative Differenz zur vorgegeben ubchwindigkeit ist zulässig: 0,035 3,5% v,5 e) Auswahl der Kupplungen Troelkupplung Das Drehoent an der Troel beträgt T FS dt 50,05 0,63 3,5 kn Die gewählte Troelkupplung hat den Außendurchesser d a 0,6 und die asse TK 9 kg Das assenträgheitsoent ist nicht angegeben; es wird überschläglich erittelt: a TK d 9 0,6² TK 5,8 kg 8 8 Elastische olzenkupplung it restroel Das eharrungsoent beträgt bei treibende Antrieb gdt ,8 0,63 bew 9,9 N, i η 60 0,9 bei bresende Antrieb bew bew η 9,9 0,9 355, N it de Sicherheitsbeiwert S,5 für die statische Auslegung der echanischen rese beträgt der indestwert ihres resoents S,5 355, 533, N Wird nach der Zuordnung von restroeldurchesser und resoent in den Lieferkatalogen als ittlerer Wert d 35 gewählt, ergeben sich für die assenträgheitsoente der ausgewählten elastischen olzenkupplung it restroel: Kupplungsteil K 0,0 kg ² restroel 0,3 kg ² ate Kupplung K 0,353 kg ² f) assenträgheitsoent der Seiltroel Aus der Troelberechnung und der Konstruktion der Troelkupplung ergeben sich die Abessungen der Troel in vereinfachter Darstellung (laut ild 3-3) Die Dichte des Troelwerkstoffs Stahl beträgt 3 ρ 7850 kg/

3 - 3 Die drei auptteile haben die assenträgheitsoente: ρπh 7850π 0,0 0,35 d T,kg [ 0,35 ( 0,35 0,05) ],33 kg ρπlt dt dt 7850 π,9 ht ρπh 7850π 0,03 0,35 3 TK d T 3,6 kg Das assenträgheitsoent der Seiltroel wird soit + +,+,33 + 3,6 6, kg T 3 g) Ersatzassenträgheitsoent Das auf die otorwelle reduzierte assenträgheitsoent red aller rotierenden assen und das Ersatzassenträgheitsoent ers für den aten Antrieb werden berecht + TK T red + K + G +,0 + 0, ,0 +,39 kg igηg 80 0,97 5,8 + 6, das Ersatzassenträgheitsoent beträgt bei eben der ubasse ers dt ,63 red +,39 +,39 + 0,08,7 kg i η 60 0,9, bei eben des Leerhakens edt 660 0,63 ers 0 red +,39 +,39 + 0,003,39 kg i η 60 0,9 Wegen des geringen Anteils der von der Wirkungsgraden ηg bzw η beeinflussten Suanden gelten diese Werte näherungsweise auch für den bresenden Antrieb, dh red red und ers ers h) Drehoente in den einzeln etriebsphasen eharrung bew 9,9 N wurde bereits unter e) berecht ei leere Lasthaken betragen die ewegungsoente

4 e 660 bew 0 bew 9,9 3,9 N bew 0 bew 0η 3,9 0,9,8 N 0000 Anfahren - Das Anfahroent wird berecht, wobei die vorgegebe eschleunigung a A a 0,/s² einzusetzen ist: ai 0, 60,7 b ers 7,7 N A b + bew 7,7 + 9,9 + 9,6 N d 0,63 resen T Für das resoent bei elektrischen resen wird als Orientierungswert der für die erechnung des Effektivoents vorchriebe Wert verwendet Es sollen lediglich Gegenstrobresstufen verwendet werden, dies bedeutet x, x,, 5,5 N i) Kontrolle der relativen Einschaltdauer Für ein Arbeitsspiel, bestehend aus eben und Senken, gilt die ittlere ubhöhe h 8 Dabei kann die ubasse zwischen de Kleinstwert e und de Größtwert schwanken Für die Auslegung des otors nach der therischen elastung bieten sich zwei Grenzfälle an: reichliche Diensionierung, wenn lediglich ein Arbeitsspiel it voller ubasse anetzt wird; knappe Auslegung, wenn zwei aufeinanderfolgende Teilspiele, einal it der ubasse, einal it der asse e, kobiniert werden eide Wege sollen hier beispielhaft verfolgt werden Zunächst sind it den berechten Drehoenten die Werte für Anfahr- und resdauer zu eritteln: Anfahrdauer eben der Nutzasse v i d 0,0 60,7,00 s 0,63 9,6 9,9 ers t Ah T A bew Senken Nutzasse ers,7 0, 0, 0,8 s + 9, , t As A bew eben Leerhaken ers 0,39 0 0, 0, 9,6 3,9 t Ah 0,30 s A bew 0 Senken Leerhaken ers 0,39 0 0, 0, + 9,6 +,8 t As 0,8 s A bew 0 resdauer (elektrisches resen) eben Nutzasse ers,7 t h 0, 0, 0,7 s + 5,5 + 9,9 Senken Nutzasse bew ers,7 0, 0,,55 s 5,5 355, t s bew

5 - 5 eben Leerhaken ers 0,39 0 0, 0, + 5,5 + 3,9 t h 0,30 s bew 0 Senken Leerhaken ers 0,39 0 0, 0, 5,5,8 t s 0,3 s bew 0 eharrungsdauer Weil die Dauer der nichtstationären etriebsphase erheblich kleir als die Dauer der eharrungsphase ist, werden sie vereinfacht bei der erechnung der eharrungsdauer nicht berücksichtigt, dh, es wird die bereits in c) errechte eharrungsdauer t 38,5 s verwendet Einschaltdauer eessungsfall t e t Ah + t + t h + t As + t + t s 38,5 +,00 + 0,8 + 0,7 +,55 80,9 s t e 80,9 ED 0,5 5% t 80 sp eessungsfall t e t e + t Ah 0 + t + t h 0 + t As 0 + t + t s 0 80,9 + 38,5 + 0,30 + 0,8 + 0,30 + 0,3 59, s t e 59, ED 0, % t 80 sp k) Nachrechnung des otors Für je ein bzw zwei Teilspiele eben und Senken gilt: eessungsfall eff ϑ A ( t + t ) + ( + η ) t + ϑ ( t + t ) Ah As bew e (,00 + 0,8) + 9,9 ( + 0,9 ) 38,5 +, 5,6 ( 0,7 +,55), 9,6 80,9 395,0 N t h s ,9 Das erforderliche Nennoent ED 5 eff 395,0 9,0 ED 0 s N liegt in diese ungünstigsten Fall u % über de Nennoent des otors eessungsfall Wegen bew 0 <0,3 uss für das zweite Arbeitsspiel das oent 0,3 für die eharrungsphase verwendet werden

6 eff ϑ A , 9,6 ( t + t ) + ( 0,3 ) t + ϑ ( t + t ) Ah 0 ED eff 97,6 ED 0 As 0 t e ( 0,30 + 0,8) + ( 0,3, ) 38,5 +, 5,5 ( ,3) 3, N 59, , s 97,6 N h 0 s 0-6 liegt in diese Fall u % unter de Nennoent des otors Die echanische Überlastung durch das rechrische Anfahroent soll nur etwa 70% des Verhältnisses k / betragen: A 9,6,, < 0,7,6,8 l) Nachrechnung der elastischen olzenkupplung Die elastische olzenkupplung wird in ihrer Auslegung überprüft, der ein Zweiassensyste zugrunde liegt Die auf die otorwelle bezogen beiden assenträgheitsoente haben i eessungsfall (volle ubasse ) die Größe ers + K,0 + 0,0,0 kg,7,0 0,3 kg So it ergibt sich für das dynaische Drehoent eir starren Kupplung 0,3,0 9,6 + 9,9,7,7 0 A + bew ers ers,8 N it de Kupplungsfaktor k,5 wird das erforderliche Nennoent der elastischen Kupplung erittelt K k0,5,8 66,7 N Der zulässige Wert der Gewählten Kupplung reicht it 000 N erheblich darüber hinaus ) Notstopfunktion der echanischen rese Zu kontrollieren sind Nachlaufweg und resdauer, wenn die echanische rese bei Stroausfall während des Senkvorgangs die axiale ubasse abbrest Die Einfalldauer der rese soll t 0 0, s betragen Es führt dies zu ei Nachlaufwinkel der restroel von ϕ bew ers + 533,,7 0, 533, 355, 533, t 0 + bew t 0 ers 355, 0, + 0, 0, +,7 3,7 rad ϕdt 3,7 0,63 Der Nachlaufweg der ubasse beträgt s 0, i 60 Er ist relativ groß und uss auf sei Zulässigkeit geprüft werden U die resdauer bei Notstop zu berechn, ist zuvor die i freien Nachlauf während der Einfalldauer t 0 erreichte Winkelchwindigkeit der restroel zu bestien t 355, 0, 0, +,7 bew 0 + ers 98,8 s - Die ate resdauer wird in diese Fall

7 t t 98,8,7 0, + 533, 355, ers 0 + bew,0 s - 7 Dieses Zahlenbeispiel wurde entnoen aus: Scheffler, artin: Grundlagen der Fördertechnik Eleente und Triebwerke; raunschschweig; Wiesbaden: Vieweg 99; ISN Zahlenbeispiel erechnung eis Anlaufvorgangs a) gegeben: Antriebsaschi: Drehstro-Asynchronotor P nn 8 kw n nn 90 U/in nn 7,5 N 0,3 0² kg c² Verbraucher: 65 0² kg c² Drehelastizität des Systes: b) Antriebsschea C 5,8 00 N c) vereinfachte etrachtung als Zweiassensyste ) erechnung der Federsteife C des Systes C ϕ 00 N 5,8 00 N 0,0 rad ) Eigenfrequenz des Systes 970 N rad f π C + e π π 0, ,6 z 0,3 65 3) Schwingungsdauer der Eigenschwingung T f 0,0 s

8 ) erechnung der Anlaufzeit des Systes - 8 Anzugsoent Kippoent,5 nn,5 7,5 86 N K,7 nn,7 7,5 0 N Das ittlere eschleunigungsoent b kann an it,6 nn anhen b,6 nn,6 7,5 93 N Aus lässt sich die ittlere Winkelbeschleunigung ε des Systes errechn ε 9300 Nc - ( + ) ε s + 75,3 0 kgc Die Anlaufzeit erhält an schließlich aus den erechnungen πn π 90 t A t A 0,89 s ε 60 ε 60 ε 5) erechnung des auftretenden Stoßoentes Da S S K S K S cos + t T A >> folgt K S K S ax N ,3 e t! zur eachtung bei Diensionierung, 75 S nn 6) Verläufe (Darstellung des Anlaufvorgangs)

9 - 9 I Vergleich it essergebnissen: S 5,9 nn an S 9,9 (!) nn an (durch Geschwindigkeitsstoß i Getriebe) öglichkeiten zur Senkung der Stoßspitze: a) Sicherheitskuppe (dreht über de antellte oent durch) Spitze kleir, aber noch vorhanden (über de eintellten Rutschwert) b) Schaltkupplung! langsa einkuppeln Achtung! Wegen K S > wird durch elast Kupplung der oentenstoß erhöht

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