Autokran

Antriebsaus­legung Förder­band

16.03.2015

Ein Antrieb für ein Förderband soll di­men­sio­niert wer­den. Hierzu wer­den die physi­kalischen und elektrischen Berechnungsgrundlagen beschrieben sowie dazugehörige Beispielaufgaben erklärt.

Antrieb Förderband schematisch dargestellt

$h$   Förderbandhöhe

$l$    Förderbandlänge

$b$   Förderbandbreite

$\alpha$   Steigungswinkel

$\mu$   Reibungskoeffizient

$r$    Radius der Förderrollen

$F_N$   Normalkraft (senkrecht zu FH)

$F_G$   Gewichtskraft $m\cdot g$

Reibungskraft: $$F_r=\mu \cdot F_N=\mu \cdot F_G \cdot cos\alpha =\mu \cdot F_G \cdot b/l$$

Hangabtriebskraft: $$F_H=F_G \cdot sin\alpha =F_G \cdot h/l$$

Gesamtlastmoment Getriebeausg: $$M=\frac{M_{Last}}{\eta_L}=\frac{F\cdot r}{\eta_L}=\frac{(F_r+F_H)\cdot r}{\eta_L}$$

Leistung Getreibeausgangsseite: $$P=M\cdot \omega =\frac{P_{Last}}{\eta_L}=\frac{F\cdot v}{\eta_L}=\frac{(F_r+F_H)\cdot v}{\eta_L}$$

Drehzahl Getreibeausgangsseite: $$n=\frac{v}{\pi \cdot d}$$

Leistung Getreibeeingangsseite: $$P^*=\frac{P}{\eta_{Getr.}}$$

Getriebeübersetzung: $$i_G=\frac{n^*}{n}$$

Drehmoment Getreibeeingangsseite: $$M^*=\frac{M}{\eta_G \cdot i_G}$$

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Aufgabe 1

Ein Antrieb für ein Kofferförderband für einen Aufgang zu einem Bahnsteig soll dimensioniert werden. Der Antrieb der Förderbänder erfolgt über einen Motor, dabei soll eine Bandgeschwindigkeit von 0.4 m/s erreicht werden. Die Maximallast je Förderband beträgt 200 kg pro Meter. Zwischen Förderband und Unterlage beträgt der Reibungskoeffizient μ = 0.4. Das Getriebe besitzt einen Wirkungsgrad von ηG = 0,76 und der Wirkungsgrad der Last wird zu 1 angenommen.

Kofferförderband
  1. Berechnen Sie das Gesamtlastmoment des Kofferförderbandes.
  2. Wie groß ist die Drehzahl der Rollen des Förderbandes?
  3. Wie hoch ist der Leistungsbedarf auf der Abtriebsseite (ohne Getriebe)?
  4. Welche Getriebebauart wäre für diese Anwendung vorteilhaft? Begründen Sie Ihre Entscheidung.
  5. Berechnen Sie die notwendige Leistung des Drehstrommotors und wählen Sie einen passenden 2poligen Drehstrommotor mit Käfigläufer aus:
    Pab in kW nB in min-1 MB in Nm
    4.3 2800 14
    5.5 2854 17
    6.1 2845 19
    7.2 2860 25
    8.4 2880 34
  6. Berechnen Sie die Getriebeübersetzung und das Moment des Drehstrommotors.

  1. Drehmoment: $M=706,32~Nm$

  2. Drehzahl: $n=38,2~min^{-1}$

  3. Leistung: $P=2825~W$

  4. Getriebeart: Schneckengetriebe, da selbsthemmend

  5. Leistung: $P^*=3,715~kW$

    Motorauswahl: $4,3~kW$

  6. Getriebeübersetzung: $i_G=73,3$

    Drehmoment: $M^*=12,68~Nm$

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