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The article tells about the research on wear and tear of mud pump liners, namely: main characteristics that distinguish ceramic liner from the other ones used on the units equipped with the hydraulic system for washing out the drilling wells from cuttings, design of ceramic liners, calculation of the wear rate of ceramic liners, and the positive contribution they made on the modern drilling process. Besides, the research is made on the simplicity of the structure of ceramic liners, a short amount of time consumed to assemble and replace the liners, safety of the work, cost-effectiveness, wearing and corrosion durability, and also compliance with other requirements.
Design of an energy-autonomous sensor with wireless data data transmission for use on rollers
(2023)
Mechanically moving parts such as rollers in belt conveyor systems are subject to wear and tear that limits their service life. Damage causes loss of production as well as damage to the entire production plant. A system design is presented with which it is possible to record and wirelessly transmit relevant measured values in or on rollers without an additional voltage source. The system should work largely maintenance-free and be realisable with components currently freely available on the market.
Die Erfassung der Eigenschaften von Tragrollen und Fördersystemen ist nicht nur im Rahmen der Fertigung und Qualitätssicherung erforderlich, sondern insbesondere auch nach Inbetriebnahme und während der gesamten Laufzeit der Förderanlage. Im Regelfall erfolgt kurz nach der Erstinbetriebnahme die Abnahmekontrolle durch den Hersteller oder Anlagenbetreiber, indem die im Pflichtenheft aufgeführten Parameter überprüft werden.
Bei Inbetriebnahme:
- grundsätzliche Funktionskontrolle mit und ohne Fördergut
- Anlaufverhalten
- Kontrolle auf Gurtschieflauf
- Ausrichtung der Gerüstfelder und Tragrollengirlanden
- akustische Abnahme für immissionsrelevante Anlagen
- zusätzlich Gurtspannung, Kontrolle der Getriebe, Antriebe und Gurttrommeln hinsichtlich elektrischer Parameter, Schlupf usw.
Im Zuge des Betriebs tritt kontinuierlicher Verschleiß, insbesondere im Bereich der Tragrollen auf. Um ungeplante Stillstände und Störungen zu vermeiden, werden verschiedene Kontrollen und Instandhaltungsmaßnahmen durchgeführt (Lars Sternitzke, LEAG, 2021):
- regelmäßige Kontrollfahrten durch z.B. mobilen Löschtrupp, Überprüfung auf grobe optische und akustische Auffälligkeiten
- automatische Wärmebildkameras zur Detektion von Heißläufern, insbesondere bei brandgefährdeten Anlagen (Kohle)
- jährliche Schallmessungen bei immissionsrelevanten Anlagen
The article tells about the research on wear and tear of mud pump liners, namely: main characteristics that distinguish ceramic liners from others used on the units equipped with a hydraulic system
for washing out the drilling wells from cuttings, design of ceramic liners, calculation of the wear rate of ceramic liners, and the positive contribution they have made on the modern drilling process. Besides, the research is made on the simplicity of the structure of ceramic liners, little time required to assemble and replace the liners, safety of the work, cost-effectiveness, wearing and corrosion durability, and also compliance with other requirements.
Выбор материала и геометрических параметров расточного резца для обработки покрытий на основе никеля
(2023)
Разработка технологии механической обработки восстанавливаемых в ремонтном производстве деталей, включающая в себя выбор способа и режимов их обработки, режущего инструмента и др., является сложной задачей, решение которой определяет качество восстанавливаемых изделий. Качество механической обработки во многом зависит от обрабатываемости металла, под которой понимают способность материала подвергаться резанию. Рассмотрены особенности механической обработки втулок по- сле восстановления изношенной внутренней поверхности, состоящей из черного, чи- стового и тонкого растачивания, а также операции хонингования. При механической обработке восстанавливаемых втулок наибольшую трудность представляют операции чернового и чистового растачивания, так как после индукционного напекания с по- следующим раскатыванием твердость получаемых слоев находится в пределах HRC 48…55, что усложняет работу резцов при растачивании втулок. Для наплавки на де- тали, работающие в условиях изнашивания (коррозионного, эрозионного и термиче- ского), применяют порошок ПГ-СР2, имеющий систему легирования Ni–Cr–B–Si. Значительную волнистость и шероховатость поверхности, возникающую в результате наплавки, устраняют накатыванием. Одним из важных вопросов при обработке по- крытий, нанесенных центробежным индукционным напеканием с последующим рас- катыванием, является выбор материала и геометрических параметров режущего ин- струмента для чернового и чистового растачивания. При правильном выборе матери- ала и геометрических параметров расточного резца можно значительно уменьшить износ режущего инструмента, что позволит увеличить его стойкость и производи- тельность обработки, а следовательно, снизить себестоимость изготовления детали. Исследовано влияние технологических параметров на износ и геометрических пара- метров на стойкость режущего инструмента с целью оптимизации условий растачи- вания восстановленных цилиндров судовых двигателей.
Методика определения теплового состояния втулки цилиндра при центрoбежном индукционном напекании
(2022)
Распределение температуры во втулке цилиндра судового двигателя при ее нагреве и охлаждении — один из важнейших факторов, под действием которых формируются структура и свойства покрытий в процессе восстановления цилиндра методом центро- бежного индукционного напекания. Проведены экспериментальные исследования, позволившие получить графики распределения температуры по диаметрам втулки ци- линдра судового двигателя при ее нагреве и охлаждении. Установлено, что на процесс напекания порошковых материалов существенно влияют теплофизические свойства втулки. Изменяя скорость нагрева, можно получать покрытия при различных значени- ях температуры и времени напекания. Выполнено моделирование распределения тем- пературы в стенке втулки цилиндра при центробежном индукционном напекании в за- висимости от времени напекания, а также с учетом геометрических параметров втулки, теплоотдачи, теплопроводности, материала втулки, температуры внешней среды и т. д. Получены выражения для определения распределения температуры в стенке втулки цилиндра при центробежном индукционном напекании. Задавая значения параметров центробежного индукционного напекания, по полученным формулам можно смодели- ровать и заранее получить распределение температуры в стенке втулки цилиндра. Для визуального отображения изменения температурного поля во втулке при центробеж- ном индукционном напекании выполнено моделирование в среде Autodesk Fusion 360.
機械設計實戰—從零件、裝配到創新設計
(2023)
Innerhalb dieser Arbeit werden Ansätze zur elektrotechnischen Funktionalisierung von industriellen Rohrleitungsdichtungen theoretisch und praktisch analysiert. Das Fernziel ist es hierbei, Neu- und Bestandsanlagen mittels vollständig eingebetteter, multimaterial 3D-gedruckter, messtechnisch neu gedachter Dichtungen nahtlos in moderne Automatisierungssysteme zu integrieren, um eine verbesserte Ressourcennutzung zu erreichen. Im Folgenden sind zunächst die grund-legenden Schritte „Aufbau eines Laborprüfstandes“, „Simulation geeignet scheinender Messmethoden“ und „Studie leitfähig druck- und kontaktierfähiger Strukturen“ als Teil der Forschungsaktivitäten hierzu dargestellt.
The main purpose of the article is to increase productivitiy, reduce processing time and the same time increase the cutting speed. The results are also displayed in Excel using a number of cutting parameters. For this purpose, the article shows the results of both high-speed milling and high-speed turning of a machine with different types of tools, as well as processing of one tool on different types of machines. Unlike other machines, in general, the work on the machines of universal processing centers turned out to be more productive. The feed rate of the machine tools is the focus area here. If we increase cutting values, then the tool life is reduced and that leads to higher tool costs. With universal high-performance machines we cannot save costs for tools (we can only save machine tool costs). Compared to universal high-performance machines, we can save tool costs with Universal Machining Center. Therefore, it is suggested to the machining with the universal machining center, although the machining time and cutting time is faster with the universal high-performance machine.
В статье приведены результаты исследования производственных допусков при водоструйной резке методом трехмерных (3D) измерений: отклонения формы были показаны путем трехмерного справнения отсканированных образцов. Размеры были измерены также с использованием двухмерных (2D) срезов отсканированных образцов. Определено, что чистая водоструйная резка имеет тенденцию отделять мягкие материалы, такие как пластмасса, фольга, пена или бумага, а также пища. В отличие от чистой водоструйной резки, абразивная резка используется для твердых материалов, таких как сталь, керамика, стекло. Вычислено оптимальное давление для обработки материалов. Особое значение уделено разделению композитных материалов, которое не может быть удовлетворительно осуществлено с использованием обычных методов.
Umfassende Untersuchungen von Lagerausfällen bei Tragrollen mit einer Lagergröße ab über 6306 ergaben zu geringe Werte für das Axialspiel, welche sich als Schadensursache herausstellten. Da in der DIN 22112 Teil 2 lediglich Grenzwerte für die axiale Verschiebbarkeit für Tragrollen bis zu einer Lagergröße 6306 aufgeführt werden, war eine Bewertung von Tragrollen mit größeren Lagern im Sinne der Qualitätskontrolle bisher nicht möglich. Ausgehend von den Schadensbildern werden die theoretischen Zusammenhänge in Bezug auf den Lagerverschleiß erörtert. In Zusammenhang mit den wirkenden Belastungen auf die Tragrollen werden geeignete Grenzwerte für die axiale Verschiebbarkeit ausgearbeitet, welche die LEAG (Lausitz Energie Bergbau AG) in die aktuellen Lieferanforderungen für Tragrollen aufnahm. Weiterhin wird ein Axialspielprüfgerät vorgestellt, welches im Vergleich zu der vorgestellten Messeinrichtung aus der DIN 22112 Teil 3 präzisere Messergebnisse unabhängig von dem Achsgewicht der jeweiligen Tragrollen liefert.
This paper investigates experimentally and numerically the aero-acoustic noise generated by airflow around sheet metals with periodic hills of three different geometries named KMT, PWO and WAB used in automotive industry.
Each sheet was tested experimentally in a wind tunnel at airflow of free-stream-velocity of 18 m/s and Reynold’s number based on the respective sheet thickness in the range of 1800-4200. The experiment was based on measuring the aero-dynamic sound generated by each sheet using a microphone. Moreover, it was based on measuring the velocity fluctuation after the sheets trailing edge by a Hot Wire Anemometer (HWA). Finally, an acoustic camera was used to locate the locations of sound sources in the flow. On the other hand, the numerical analysis used turbulence model as Large Eddy Simulation with Kinetic Energy Transport as a sub-grid model. Ffowcs-Williams & Hawkings model was used to predict the acoustic sources.
Agreements were found between the trend of acoustic noise
produced from experiment and numerical simulation over some
ranges of frequency. The experiment has showed that the three
sheets had comparable sound pressure level over the whole
spectrum while the numerical results have showed that KMT
sheet has achieved significant loudness at frequencies under 400
Hz while the WAB sheet has achieved significant quietness at
frequencies below 400 Hz. The velocity contours obtained from
the simulation showed that flow is laminar over some length
before it changes to turbulent at a transition point. This
behavior agrees with other data presented for long sheets
subjected to flow of similar values of Reynolds Number.
Das Begleitbuch für das gesamte Maschinenbaustudium, Umfangreiche Übersichten und Gegenüberstellungen von Konstruktionslösungen, Zahlreiche illustrierte praxisbezogene Beispiele, Konkrete Umsetzung der Konstruktionsregeln in die tägliche Anwendung des Konstrukteurs, Additive Fertigung/3D-Druck und zu strukturierten Blechen
Unsteady turbulent flows with solid particles of different sizes in the cyclone were studied numerically and experimentally. The grid studies and influence of the boundary condition prescription on the flow behavior in the cyclone and the effectiveness of the particle separation were studied firstly numerically.
The turbulent flow was calculated by means of Large Eddy Simulations and this flow problem was calculated parallel using eight processors. It was found theoretically that pressure at the bottom outlet of the cyclone has a significant impact on the particle separation. This impact of the pressure at the cyclone function was examined also using experiments and pressure distributions for different flow rate intensities for several locations in the cyclone were determined. These experimental results can be used for a validation of numerical results. Furthermore, the larger losses were observed in the immersion tube due to higher flow velocity and impulse exchange in the vortex core.
Die Akustische Kamera zur gezielten Lärmminderung und zustandsbezogenen Instandhaltung von Tagebau-Großgeräten
Kurzbeschreibung
Die Akustische Kamera ist ein bildgebendes Schallmessgerät welches in der Lage ist, Geräuschquellen zu lokalisieren und zu charakterisieren. Im Zusammenspiel mit Schalldruckpegel- und -intensitätsmessungen werden so präzise akustische Modelle von Großgeräten und Industrieanlagen erstellt. Die Anwendung dieses innovativen Messkonzepts ermöglicht es, gezielte Lärmminderungsmaßnahmen umzusetzen und so die hohen Anforderungen an den Umwelt- und Arbeitsschutz einzuhalten.
Im Vortrag erfolgt die Systemvorstellung der Akustischen Kamera, ausgehend von dem technischen Aufbau und dem Messprinzip. Anschließend gibt es Einblicke in das Messkonzept zur gezielten Lärmminderung am Beispiel von Entstaubungsanlagen an einem Industriestandort. Die Grundlage liefert dabei die Lokalisierung der Hauptschallemittenten, auf dessen Basis die akustischen Modelle erstellt werden. Darauf aufbauend werden geeignete Lärmminderungsmaßnahmen entwickelt und umgesetzt. Die im Anschluss durchgeführten Abnahmemessungen bestätigen die Wirksamkeit der Maßnahmen.
Weiterhin erfolgt die Präsentation eines zustandsbezogenen Instandhaltungskonzeptes für Gurtförderanlagen. Die Datenbasis für die Beurteilung des Anlagenzustands liefern dabei regelmäßige Schallintensitäts- und Schalldruckpegelmessungen. Der so betreute Förderer weist nach über fünf Jahren Einsatzzeit Geräuschemissionen auf, welche im Bereich der Neuanlage liegen.
Die Präsentation liefert eine Zusammenfassung umfangreicher praktischer Erfahrung aus den Bereichen der Lärmmessung und Umsetzung von Schallminderungsmaßnahmen.
Prüfung der akustischen Wirkung von Tragrollen zur Ableitung von Vorgaben für Gurtförderanlagen
(2020)
Prüfung der akustischen Wirkung von Tragrollen zur Ableitung von Vorgaben für Gurtförderanlagen
Kurzbeschreibung:
Im Rahmen einer Baugruppenprüfung von Tragrollen werden in einer Kooperation mit der LEAG akustische und mechanische Kenngrößen auf einem Prüfstand an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg untersucht.
Bestandteile dieser Untersuchungen sind:
• Hochfahrprüfläufe – Dabei wird eine Tragrolle unter Prüflast auf eine Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/s beschleunigt und der Schalldruckpegel aufgezeichnet. Dies ermöglicht die Berechnung der Schallemission in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit.
• Erfassung der Tragrollengeometrie – Die präzise Beschreibung der Geometrie des Tragrollenmantels ermöglicht Rückschlüsse auf mögliche Anregungsursachen.
• Ermittlung des Abklingverhaltens – Durch Anschlagversuche wird das Eigenschwingverhalten einer Tragrolle erfasst.
• Ermittlung des Axialspiels – Durch die Messung der axialen Verschiebbarkeit können Rückschlüsse auf die Einhaltung der Konstruktionsvorgaben im Bereich der Wälzlagerung und auf die Einsatzdauer der Tragrollen gezogen werden.
Die ermittelten Kenndaten erlauben eine quantitative Bewertung der akustischen Wirkung von Tragrollen und ermöglichen die Ableitung von Vorgaben für den Einsatz in Gurtförderanlagen.
Auf Grundlage der aktuellsten Untersuchungen wurde ein neuartiges Axialspielmessgerät entwickelt und in Zusammenarbeit mit der LEAG Grenzwerte für die Axiale Verschiebbarkeit für Tragrollen in Hochleistungsgurförderanlagen ausgearbeitet. Auf die Ergebnisse dieser Arbeit wird in dem Vortrag gesondert eingegangen.
Basierend auf den Erkenntnissen umfangreicher Tragrollenprüfungen und Untersuchungen wurden die Lieferanforderungen der LEAG an Tragrollen um neue Parameter erweitert und präzisiert. Somit wird eine gezielte Beschaffung von geräuscharmen und langlebigen Tragrollen ermöglicht. Weiterhin können aussagekräftige Vorgaben für die Neuausrüstung von Gurtförderanlagen hinsichtlich der zu erwartenden Geräuschimmissionen gegeben werden.
Die Umsetzung dieser Richtlinien zeigt in der Praxis bereits großen Erfolg. In Kombination mit einer zielgerichteten Instandhaltung sichern die akustischen und mechanischen Vorgaben für Tragrollen eine über mehrere Jahre mit der Neuausrüstung vergleichbare Geräuschemission für Gurtförderanlagen ab.
Die besonderen geologischen Verhältnisse in den Lausitzer
Braunkohletagebauen ermöglichen die Gewinnung der Braunkohle unter einem hohen Einsatz an Stetigförderern im offenen Abbau – dem sogenannten Tagebau. Stetigförderer gehören zu den effizientesten Fördermitteln, sie benötigen nur wenig Energie und fast kein Personal. Neben dem Fördergurt sind die Tragrollen ein Hauptmerkmal der Stetigförderer. Mit der Bewegung des Tagebaues entlang bewohnter Siedlungen ist es notwendig, die Geräuschemission vor allem der überirdisch angeordneten Förderer so gering wie möglich zu halten. Seit 2007 werden Tragrollen an der BTU Cottbus – Senftenberg auf ihre akustischen Eigenschaften geprüft. Durch die Zusammenarbeit mit den Herstellern konnte dadurch die Geräuschemission der Tragrollen in den letzten 10 Jahren um durchschnittlichen 10 dB reduziert
werden.
Im Labor für Fördertechnik an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg besteht ein langjähriges Engagement in der Untersuchung von Geräuschemissionen an Tragrollen für Hochleistungsgurtförderanlagen.
Durch ständige Optimierungen und technische Verbesserungen an den
Tragrollen konnte die Lärmentwicklung beim Betrieb der Anlagen um ein
Vielfaches reduziert werden. Im Gegensatz dazu sind jedoch die
Produktionskosten für die Herstellung von lärmgeminderten Tragrollen im Vergleich zur herkömmlichen Bauart gestiegen. Eine Maßnahme zur
Geräuschreduzierung besteht dabei in der Oberflächenbearbeitung des
Tragrollenmantels mit vorgegebenen Toleranzen für die Exzentrizität der Drehachse und der Kreisformabweichung von der idealen Zylinderform.
Ausfallstatistiken der LEAG1 lassen jedoch den Schluss zu, dass es durch die Bearbeitung der Mantelfläche (i.d.R. Überdrehen) ebenfalls zu einer Steigerung der Lebensdauer der Tragrollen kommt.
Um das Schädigungsverhalten bei unterschiedlichen Kraftanregungen zu
untersuchen, wurde ein Verschleißprüfstand entwickelt, konstruiert und gebaut.
Mit dessen Hilfe ist es möglich, die dynamischen Kräfte, welche durch die Tragrollenmantelgeometrie über die Exzentrizität und die Kreisformabweichung impliziert werden, zu untersuchen. Ziel der derzeitigen Arbeit ist es, die für die Versuche notwendigen Randbedingungen und Parameter festzulegen. Auf den Ergebnissen aufbauend soll anschließend mit einer Reihe von empirischen
Versuchen der Schädigungseinfluss auf die Wälzlager geprüft werden. Es ist beabsichtigt, die Toleranzen für die Geometrie, die Oberflächengüte und die Auswuchtgüte auf das erforderliche Maß anzupassen, um damit den Herstellungsaufwand und die Produktionskosten zu senken. Dadurch soll ein optimaler Kompromiss aus niedrigen Produktionskosten, geringen Werten für die Geräuschemission und langer Lebensdauer gefunden werden.
Abklingverhalten und Dämpfungseigenschaften von Tragrollen zur Lärmminderung an Gurtförderanlagen
(2016)
Die vorgestellte Untersuchung betrachtet die akustische Wirkung einer mit verschiedenen Unwuchten behafteten Tragrolle am Prüfstand mit geringer Außermittigkeit der Drehachse. Dazu wird die über Gummidämpfer eingespannte Prüfrolle von einer Walze angetrieben. An der Kontaktzone werden Belastungen von etwa 3,5 kN eingestellt. Die geprüften Un-wuchtpaare liegen in den beiden Radialebenen (Seitendeckel) gegenüber sowie um 180 Grad versetzt. Stufenweise wird mit Massestücken die Unwucht erhöht und jeweils der sich einstellende Istzustand von Restunwuchtmasse und Schallleistungspegel ermittelt. Nach den Literaturangaben ist eine Erhöhung der Schallleistung mit steigender Unwucht zu erwarten.
Die Versuchsreihen zur Prüfung der akustischen Wirkung durch zusätzliche Unwuchtmas-sen einer Tragrolle konnten keine Erhöhung der Schallemissionen nachweisen. Das lässt die These zu, dass kein kausaler Zusammenhang zwischen Unwucht und Geräuschemis-sion bei Tragrollen für Gurtförderanlagen besteht. Es sind weitere Untersuchungen erfor-derlich, um diese These im realen Förderbetrieb zu bestätigen.
Die Analysen müssen z. B. folgende Fragen klären: War die Unwucht nicht ausreichend für eine Schallemissionserhöhung? War die Schallemission der Tragrolle vorab zu hoch? Zu welchen Ergebnissen gelangen die Prüfungen bei einer statistisch relevanten Anzahl an nicht gewuchteten Tragrollen? Wie verhalten sich diese Rollen als Girlande? Gibt es ande-re relevante Einflüsse für die Geräuschemission an Gurtförderanlagen und wie
wirken diese?
Die nächsten Schritte sind die Untersuchungen am Tragrollenprüfstand zur akustischen Wirkung von überdrehten und nicht gewuchteten Tragrollen verschiedener Hersteller aus dem Produktionsprozess heraus. Abschließend erfolgt die Betrachtung von Feldversuchen dieser Tragrollen in Gurtförderanlagen.
Sollten Feldtests die eindeutigen Ergebnisse am Prüfstand bestätigen, sind bei Einhaltung von Geometrievorgaben durch eine Verminderung der Auswuchtgüte Kostenreduzierun-gen oder zumindest Vereinfachungen im Fertigungsprozess von Tragrollen zu erwarten.
Die vorgestellten Untersuchungen betrachten die akustische Wirkung von Anbackungen an Tragrollen und der daraus resultierenden Unwucht sowie einer mit verschiedenen Unwuchten behafteten Prüfrolle am Tragrollenprüfstand mit geringer Außermittigkeit der Drehachse und definiert angebrachten Klebestreifen auf der Manteloberfläche. Dazu treibt eine Walze die über Gummidämpfer eingespannte Prüfrolle an. An der Kontaktzone werden Belastungen von etwa 3,5 kN eingestellt. Die geprüften Unwuchtpaare liegen in den beiden Radialebenen (Seitendeckel) gegenüber sowie um 180 Grad versetzt. Stufenweise wird mit Massestücken die Unwucht erhöht sowie weiterführend erst phasengleich, dann ergänzend um 180 Grad versetzt Klebestreifen auf dem Tragrollenmantel angebracht. Die Klebestreifen simulieren reproduzierbar Anbackungen, welche sich gegenüberliegend hinsichtlich ihrer Unwuchtmasse ausgleichen. Jeweils wird der sich einstellende Istzustand von Restunwuchtmasse und Schallleistungspegel ermittelt. Nach den Literaturangaben ist eine Erhöhung der Schallleistung mit steigender Unwucht und bei Anbackungen zu erwarten.
Im Ergebnis zeigen Anbackungen eine hohe Wirkung auf die Geräuschemission von Tragrollen, was den Schluss nahelegt, dass kein Zusammenhang zwischen Unwucht und Geräuschemission besteht.
Mit der weiterführenden Untersuchung zur Prüfung der akustischen Wirkung durch zusätzliche Unwuchtmassen an einer Tragrolle war keine Erhöhung der Schallemission am Tragrollenprüfstand nachzuweisen. Dafür wurde gegenüber der ersten Untersuchung (2018) bei der Umfangsgeschwindigkeit 7,5 m/s die dabei überschrittene Gütestufe 100 auf die Gütestufe 250 gesteigert.
Die Untersuchungen erfolgten mit unterschiedlichen lärmgeminderten Tragrollen gleichen Typs, jedoch unterschiedlicher Ausführungsform. Dabei war eine Tragrolle (0611) mit einer Innendämpfung versehen und die andere Rolle (0609) ohne Dämpfungsmaterial. Im Zusammenhang mit den durchgeführten Versuchen folgt daraus, dass die Eigendämpfung einer Tragrolle die Ergebnisse nicht beeinflusst.
Die Ergänzung des Unwuchtversuches mit den Klebestreifen zeigte einen direkten Zusammenhang zwischen geometriebedingter Anregung (Kreisformabweichung) und Schallemission. Die Eigenmasse der Klebestreifen ist klein gegenüber den an den Seitendeckel angebrachten Unwuchtmassen. Diese Eigenmassen der Klebestreifen heben sich bei den Versuchen mit zwei Klebestreifen, die 180° auf dem Tragrollenmantel gegenüberliegend angebracht wurden, gegenseitig auf. Die Anregung zur Schallabstrahlung erfolgte über die Kreisformabweichung, was mit Hilfe der Verdopplung der Anregung und der daraus resultierenden Pegelerhöhung von 3 dB nachzuweisen war. Daraus folgt, dass die Fördergutanbackungen an Tragrollen im Tagebau nicht durch die entstandene Unwucht, sondern nahezu ausschließlich durch die Geometrieveränderung auf dem Tragrollenmantel die Geräuschemission erhöhen.
Aus den Untersuchungen heraus bleibt die These zulässig, dass bisher kein kausaler Zusammenhang zwischen Unwucht und Geräuschemission bei Tragrollen für Gurtförderanlagen nachzuweisen ist.
Die ersten Ergebnisse der Feldversuche weisen auf eine Bestätigung der Ergebnisse am Tragrollenprüfstand hin. Das bedeutet, dass durch die Einhaltung von Geometrievorgaben eine weit höhere Auswuchtgüte für Tragrollen bei den untersuchten Gurtgeschwindigkeiten bis 7,5 m/s toleriert werden kann. Hier sind Kostenreduzierungen oder zumindest Vereinfachungen im Fertigungsprozess bei der Herstellung von lärmgeminderten Tragrollen für ebenerdige Gurtförderanlagen möglich.
Während im Tagebau früher das Augenmerk primär auf einen zuverlässigen und wirtschaftlichen Abbau und Transport von Rohstoffen gerichtet war, spielen heutzutage noch einige andere Aspekte eine entscheidende Rolle. Da die Abbaugebiete immer weiter in besiedelte Gegenden vordringen und die Vorgaben im Umweltschutz sich verschärfen, ist der Betreiber in zunehmendem Maße bestrebt, unter anderem die Geräuschemissionen der Tagebaugroßgeräte zu senken. Da sich speziell Gurtförderanlagen im Bereich des Vorschnitts über große Entfernungen erstrecken und an den Rändern der Tagebaue verlaufen, tragen diese zu einem großen Teil zur Geräuschemission bei. Tragrollen sind oft zu Tausenden in den Förderanlagen verbaut und bei der akustischen Wirkung von entscheidender Bedeutung. Um eine Gesundheitsgefährdung für die beschäftigten Mitarbeiter durch Lärm zu vermeiden und die Auswirkungen auf angrenzende Siedlungen auf ein Mindestmaß zu begrenzen, existieren gesetzliche Vorschriften und Richtlinien. Die Gesetze und Verordnungen zum Umweltschutz und Arbeitsschutz sollen eine Reduzierung der Lärmimmissionen erreichen.
Laut den Immissionsrichtwerten1 der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) darf nachts in Kerngebieten, Dorf- und Mischgebieten der Beurteilungspegel von 45 dB(A) nicht überschritten werden, in reinen Wohngebieten liegt die Grenze sogar bei 35 dB(A). Zum Vergleich: Eine leise Unterhaltung oder leise Musik wird mit einem Schalldruckpegel von 40 dB(A) angegeben.
Der durch den Betrieb der Gurtförderanlagen entstehende meterbezogene Schallleistungspegel LW beträgt im Durchschnitt etwa 80 bis 100 dB(A). Durch Reduktion der Schallemission könnten die Planungen der Streckenverläufe optimiert werden, was zu wirtschaftlichen Einsparungen führt. Weiterhin ist, wenn die für Tagebauanlagen zu beachtenden Richtwerte eingehalten werden, auch die Genehmigung für die Einrichtung und den Betrieb solcher Anlagen einfacher abzusichern.
Um genaue Kenntnisse über die Schallemission von Tragrollen zu erlangen, wurde in Zusammenarbeit der ehemaligen VEM AG (jetzt LEAG) und der ehemaligen Hochschule Lausitz (jetzt BTU Cottbus-Senftenberg) ein Tragrollenprüfstand entwickelt.
Im Rahmen einer Baugruppenprüfung auf diesem Prüfstand werden akustische und mechanische Kenngrößen von Tragrollen untersucht.
Bestandteile dieser Untersuchungen sind:
- Hochfahrprüfläufe – Dabei wird eine Tragrolle unter Prüflast auf eine Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/s beschleunigt und der Schalldruckpegel aufgezeichnet. Dies ermöglicht die Berechnung der Schallemission in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit.
- Ermittlung des Abklingverhaltens – Durch Anschlagversuche wird das Eigenschwing- und Dämpfungsverhalten einer Tragrolle erfasst.
- Erfassung der Tragrollengeometrie – Die präzise Beschreibung der Geometrie des Tragrollenmantels ermöglicht Rückschlüsse auf mögliche Anregungsursachen.
Das Laufverhalten von Tragrollen wird maßgeblich von der Geometrie des Tragrollenmantels bestimmt. Die akustische Wirkung wird durch die Schallleistung ermittelt, wobei sich eine Korrelation zwischen der Kreisformabweichung des Tragrollenmantels zur Schallleistung ergibt.Weitere Auswirkungen ergeben sich durch eine stoßhafte Anregung auf die Lebensdauer der Tragrollenlagerung.
Das internationale Netzwerk bündelt die Kompetenzen der Partner im Bereich der Forschungen zu Energieeffizienz und Energieerzeugung. Der hohe Bedarf an Energieeffizienzlösungen in den östlichen Ländern Europas zeigt sich den den bearbeiteten Projekten. Vor allem im Focus der Untersuchungen stehen die Anwendung elektrischer Energie sowie Wärmeenergie.
Die Ausrüstung des Labores mit computergestützter Messdatenerfassung sowie -analyse ermöglicht es, die Energiebedarfe der einzelnen, vor allem energieintensiven Maschinen darzustellen und ihre Auswirkung auf die Energieversorgung des Labors bzw. des örtlichen Netzes sichtbar zu machen. Die im Zuge der Energieeinsparung oft durch LED Leuchtmittel erneuerte Arbeitsplatzbeleuchtung zeigte bei den Energiemessungen eine hohe Blindleistung. Sofern diese Blindleistung z.b. durch Kondensator-Netzteile verursacht wird, kann sie zur Kompensation induktiver Blindleistung aus elektromotorischen Antrieben, wie sie typisch sind für Werkzeugmaschinen, genutzt werden.
Seile können je nach Anwendung einem nicht unerheblichen Reibverschleiss unterliegen, der sich jedoch nur in einer minimalen Abnahme des Seilaussendurchmessers äußert. Hier liegt die große Gefahr, das ein mögliches Versagen des Seiles nicht rechtzeitig erkannt wird. Bedingt durch den Aufbau der Seile wird durch den Reibverschleiß ein Seil deutlich stärker geschwächt als ein vergleichbarer Zugstab. Zur Verstärkung des Seilverschleißes können je nach Seilmaterial auch die Umgebungsbedingungen beitragen. Häufig verwendete Stahlseile aus 1.4301 sind spannungsrisskorrosionsgefährdet. Die auf die Zugseile einwirkende Gülle bei permanenten abrasiven Reibverschleiß stellt sozusagen eine Mehrfachbelastung der Seile dar, die bisher so nicht erkannt wurde. Die oft vorhandene Seilseele in der Mitte des geschlagenen Seiles wird von der Gülle durchtränkt und hält dauerhaft das die Korrosion unterstützende Medium im Seilinneren. Ein entwickeltes Seilverschleissmessgerät erkennt den vorhandene Seildurchmesser und misst die aktuelle Abnutzung. Drei LEDs zeigen eine Empfehlung zur weiteren Verwendung des Seiles an.
Using Hyperelastic Material in Device for Manufacturing Metal Templates Used for Creating Composites
(2017)
In the presented works possibilities of production and usage the structured sheet parts are described.With regards to some new specific applications a new manufacturing method has been proposed. After performed experiments and numerical simulations of the spur gear and hyperelastic part interaction the concept, modified by the reinforcing rings has been proposed.Any of the tested rubber or elastomer materials haven't such elastic properties that there could be possible to create and replicate the same profile in more rows next to each.Always, there were uneven warping, differences in the shape or even big dropouts of the profiled structure. The new one side structure that could have equally or alternatively patterned texture has been found. This structure sheet made from aluminum was subsequently replicated from glass and carbon laminate.The resulting composite structure has the quality of shape contour beyond expectations.However, an often tiny local problem were the imperfectly saturated fibers and cracking of the matrix surface in the peaks.
Das Ziel der Untersuchung ist die Entwicklung eines neuen Konzeptes für Wärmetauscher sowie die experimentellen und numerischen Untersuchung an den wärmeübertragenden Flächen. Für die experimentelle Untersuchung wurde eine neue Messanlage gebaut und die Untersuchungsverfahren für die thermodynamischen Tests definiert. Die Strömung mit Wärmeübergang wurde mit der Hilfe der numerischen Simulation untersucht. Die Ergebnisse wurden mit den experimentellen Ergebnissen vergleichen und zeigten eine hohe Übereinstimmung. Außer den thermodynamischen Untersuchungen wurden auch Studien der Luftqualität durchgeführt. In diesem Fall geht es um eine numerische Studie zur CO2 Verteilung im Raum. Eine niedrige erforderliche Frischluftzufuhr führt oft zu einem niedrigen Energieverbrauch
Von der BTU Cottbus – Senftenberg und der TU Liberec sind in einer Kooperationsstudie Untersuchungen über den Zusammenhang von Kühlschmierstoffen auf die Energiebilanz und Oberflächenrauheit von spanend bearbeiteten Werkstücken durchgeführt worden. Dabei wurden die Spanungsparameter und die angewandten Kühlschmierstoffe für die Untersuchungen variiert.
Die Minderung der Geräuschemission von Hochleistungsgurtförderanlagen in Tagebauen stellt in Verbindung mit höheren Anforderungen des Umweltschutzes und der Akzeptanz in der Bevölkerung ein Problem dar. Zum
einen gilt es Mensch und Umwelt vor Lärm zu schützen und zum anderen ist es für den Betreiber schwierig, die gesetzlichen Auflagen für den Betrieb solcher Anlagen zu erfüllen. Untersuchungen haben gezeigt, dass Tragrollen die
Hauptschallquellen dieser Gurtförderanlagen sind. Im Rahmen einer Baugruppenprüfung werden in Kooperation mit der Lausitz Energie Bergbau AG (LEAG) akustische und mechanische Kenngrößen von Tragrollen auf einem
Prüfstand (TPS) an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg untersucht.
Energieeffizienz in der Fertigung umfasst nicht nur die Betrachtung des reinen Energieverbrauches während des direkten Herstellungsprozesses sondern auch Logistik- und Lagerprozesse. Mit zunehmend komplexeren Maschinen steigt auch der Energieverbrauch im Bereich der Druckluft, die für Steuerungs- und Handlingsfunktionen genutzt werden kann. Mit im Institut vorhandenen Versuchsanlage können unterschiedlichste Schüttgüter auf ihre Eignung zur
Pneumatischen Förderung untersucht und die Förderparameter je nach Vorgabe zur Optimierung des Energiebedarfes angepasst werden.
The paper is based on the project work concerning a remotecontrolled tool – in this special case a demolition robot – to investigate its behavior during work to ensure process reliability while the task of deconstruction. Therefore, a theoretical review as well experimental testing is performed to enable to work on geometrical (CAD) and discrete (CAE) models, also to improve ergonomics of the machine by the proposal of a new tool mounting solution. Furthermore, re-involving the operator in the information flow between machine and operator by implementing a Human-Machine Interface is treated within this project.
Die Konkretisierung und Umsetzung von Industrie 4.0 im Bereich Gewinnung und Logistik führt einer neuen Form der Prozessvisualisierung in Gewinnungs und nachfolgenden Transportprozessen. Unter dem Thema Materials und Mining 4.0 werden verschiedene Systembetrachtungen zu einem Gesamtsystem des digitalen Tagebaus zusammengeführt, um einen größtmöglichen Nutzen zu gewinnen. Dabei ist die Prozessvisualisierung nur ein Teilbereich, Bewegungsplanungen, Routenberechnungen, Sensorüberwachungen und Fehlersuche sind weitere Möglichkeiten im digitalen
Tagebau.
In der industriellen Anwendung sind strukturierte Feinbleche seit Anfang der 1990er Jahre als Wärmeabschirmbleche an Kraftfahrzeugabgasanlagen zu finden. Weitere Anwendungen gibt es im Karosseriebereich und im Bauwesen. Durch die Einbringung der Struktur wird das Ausgangsmaterial partiell umgeformt und gestreckt. Dadurch entsteht eine erhöhte Biegesteifigkeit, verbunden mit einer reduzierten Dehnsteifigkeit.
Die GUS- und Osteuropatage der Fakultät Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme sind eingebunden in eine gesamte Veranstaltungswoche, deren zentrales Element der Triebwerkstag (10 Jahre UTC) ist. Mit dem Internationalen Tag in Senftenberg bestehend aus internationalem
Brückenbauwettbewerb mit Liveschaltung zur SSOU nach Shanghai und den weiteren internationalen Vorträgen sowie dem Ingenieurtag mit Informationen über Forschungsprofessuren, Automatisierungstechnik und Fabrikplanung. Ein Treffen von Absolventen rundet diese Programmwoche ab. Die Fakultät Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme entstand 2016 im Zuge der Neustrukturierung der Fakultäten der BTU CS nach ihrer Neugründung im Jahre 2013. Sie ging aus den Vorgängerfakultäten Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen am Campus
Cottbus und der Fakultät für Ingenieurwissenschaften am Campus Senftenberg hervor. Hier sind jetzt die Kompetenzen des Maschinenbau und der Elektround Energietechnik vereint.
Der Austausch mit Wissenschaftler aus anderen Ländern wird als Tradition an beiden Standorten gelebt. Neben dem Empfang von Wissenschaftlern und Studierenden gehört auch der Besuch in den jeweiligen Ländern dazu. Mit der
Gründung des internationalen Netzwerkes neseff im Jahr 2015 in Baku entstand ein Netzwerk, das sich mit seinen Schwerpunkten Energieerzeugung und Energieeffizienz mit bedeutenden und zentralen Fragen der modernen
Volkswirtschaften auf breitem Gebiet beschäftigt. Es hat seine Heimstatt im IURS e.V., einem An-Institut der BTU CS. Die Tatsache, dass weitere osteuropäische Universitäten dem Netzwerk beitreten werden, stärkt das
Netzwerk und seine Akteure. Zwischen den GUS- und Osteuropatagen der Fakultät 3, die erstmalig
stattfinden und dem bereits zum 3. Mal stattfindenden Ingenieurtag in Senftenberg, er folgt der Tradition der Wissenschaftstage der Hochschule Lausitz, ist ein vielseitiges Vortrags- und Besuchsprogramm vorbereitet, das
jedoch genügend Zeit für Gespräche und Diskussionen bietet. Ich wünsche uns Allen erfolgreichen Tage an der BTU CS.
Metall – Kunststoff – Verbundzahnräder gibt es als
spritzgießtechnische Lösung für ausgewählte Nischenprodukte auf dem Markt. Die Ausführung als spritzgießtechnische Lösung sichert den Kraftschluss
zwischen dem Verzahnungsring aus metallischem Werkstoff und der Kunststoffnabe. Der Kunststoff „verklebt“ mit dem Metallbauteilen. Für das Spritzgießen wird daher eine Spritzgießform benötigt, die kostenintensiv und nicht mehr in der Geometrie veränderbar ist. Der besondere Vorteil von Metall – Kunststoff – Verbundzahnrädern liegt in der schwingungsdämpfenden Kunststoffnabe.
Strukturierte Feinbleche werden seit etwa 2 Jahrzehnten vor allem in der Automobilindustrie als Wärmeabschirmbleche und Abgasanlagenverkleidungen
eingesetzt. Weitere Anwendungen sind gestaltete Oberflächen, C – Profile für Trockenbauwände, Kuchenformen usw. Eine Strukturierung wird oft dort eingesetzt, wo ein sich anschließender Umformvorgang zu Faltenbildung führen
würde. Durch die Strukturierung treten diese Falten optisch nicht übermäßig in Erscheinung. Dabei wird das besondere Leichtbaupotential dieser strukturierten
Bleche meist nicht ausgenutzt. Sie weisen nämlich eine deutlich größere Biegesteifigkeit als glatte Feinbleche gleicher Blechstärke auf. Untersuchungen mit verschiedenen strukturierten Blechen zeigten, dass bei einigen Strukturen für die gleiche Durchbiegung im Biegeversuch annähernd die doppelte Kraft gegenüber glatten Blechen gleicher Ausgangsblechstärke aufgewendet werden muss. Darin liegt nun das Leichtbaupotential, sofern es
keine geometrischen Einschränkungen bezüglich des Bauraumes gibt, da natürlich das strukturierte Blech zwar nicht Volumenmäßig sondern eher Einbauraummäßig mehr Bauraum beansprucht. Das strukturierte Blech kann etwa in der halben Ausgangsblechstärke gegenüber dem Glattblech ausgeführt werden.
Structured sheets have addition to increased bending
stiffness considerable potential for lightweight. Unsteady turbulent flows around the plain and hexagonal sheets were
analyzed numerically and experimentally in order to determine the heat transfer intensity between sheet surfaces and surrounding air flows. To obtain experimental results for later validations of numerical results, a measurement facility was designed and constructed. Flow patterns around metal Sheets were measured under various flow conditions e.g. the effects of different temperatures, heating powers and flow velocities on the
heat transfer intensity were studied. Numerically provided results demonstrated a good match between theoretical calculations and experiments. For all investigated patterns, the structured hexagonal sheets achieved significantly higher heat Transfer intensity than the plain sheets.
Energieeffizienz im Maschinenbau - Produktentwicklung unter Berücksichtigung des Energiebedarfs -
(2015)
Vom 21.-27.09.2015 fand mit Unterstützung des Auswärtigen Amtes an der Technischen Universität Aserbaidschan der internationale Workshop Energieversorgung - Energieeffizienz statt. Hierbei trafen sich Wissenschaftler, Mitarbeiter und Studierende aus 4 Ländern zusammen, um über aktuelle Fragestellungen und ihre Lösungen im Bereich Energieversorgung - Energieeffizienz zu diskutieren.
Um den gesamten Energiebedarf für die Herstellung von Produkten zu erfassen, wird exemplarisch das Werkzeugmaschinenlabor der BTU C-S mit aktueller Messtechnik ausgestattet. Diese ermöglicht auch, mögliche Beeinflussungen der Maschinen untereinander sichtbar zu machen. Bei der Ausrüstung von Werkzeugmaschinen mit LED Beleuchtung sind Besonderheiten zu beachten.
Energieeffiziente Fertigungsprozesse berücksichtigen alle Energieverbräuche im Zusammenhang mit der Produktherstellung. Im Zerspanprozess können das Schnittkraftreduzierung sein, die ihren Beitrag zur Energieeffizienz leisten. Außerdem reduziert der Einsatz von ansteuerbaren Werkzeugen Nebenzeiten und kann deutlich zur Qualitätserhöhung beitragen, wenn Umspannprozesse in der Bearbeitung entfallen.
RFID w metalu
(2012)
RFID in Metall
(2010)