KRANTECHNIK

Bestimmung von mittleren 3.5. 1 0 Biegewechselzahlen je Arbeitsspiel an Kranseiltrieben

IWAN KOlAROW

Um die Betriebsdauer eines Draht· seils zu bestinmlen, benötigt man die mittlere Arbeitsspielzahl der Kranalllage nnd die mittlere Anzahl der Biegewechsel je Arbeitsspiel. Der vorliegende Beitrag stellt ein Berechmmgsvcrfahren vor, durch das sowohl der mittlere Hubweg als auch die mittlere Anzahl der Seil· biegewechsel bestimmt werden können.

Die Bereclulullg der Betricbsduucl' eines Drahtseil~ im Seiltrieb muß als Berechnung der Anz.ahl der ertragbaren ßicgcwechsel geschehen (1 J, (2). Um diesel' erl'echneten Betriebsdauer eine Aunicgc7.cit eies Seiles zuordnen z.u können , JnIIß neben eier lnitt­leren Arbei tsspielzahl der J{l'unanlagc rur eHe gesarnte Lebensdauer des Seils [3] auch die clurchschnitllicl le Anzahl der Biegewechsel je Arbeitsspiel bekannt sein [41, 151, 16J.

Die Bestimmun~ der Anzahl deI' ßiege­wechsel des Seils je Al'bcitsspicl soll ftlt' einIge ausgewählte FlaschenzUge mit Tronulle1n ohne Z""ischenrollcn durchge­führt werden. Für die Biegcwcchsel sind

die Symbole lIach F'eyrer 111, 12J angenom· mel\ da die~e auch dic ZugkrafWnclerung berücksichtigen. Dabei ist zu beachten, daß der meist gefährdete Seilabsehnitt aus­schlaggebend für die AllniCgc7.ci t des SeiJ ::; ist, da da~ gesamte Seil abgclcgt wcrden muß, \\'enn nur in einem einzigen Seilab­schnitt der GrenzzlIsl,and eies Scils erreicht wir(!.

Bestinunung der Biegewechselzahl je Arbeitsspiel Hei ei nem Kranhubwerk lII11faßt ein Ar­I)eitsspiel vier Bewegungen eies I,astauf­nalUllemittels: • Absenken de~ leeren I,astau fnahmenut­tels, • Anheben der Last, • Absenken der Last, • Anheben des Lastallfnahmemittels in die Ausgangs~tellllng.

Das bedeutet, daß die Hälfte eier Anzahl der Biegewech~el je Arl)eitsspiel mit Last lind die Andere ohne Last durchgeführt wird, Um dies zu untel'schcidcl\ wurden die ßezeichnungen nQ, fiil' dic Anzahl der ßiegewechsel rnit Last, lind no, ohne [,ast j e A.I'beitsspiel, eiIlgeführt.

Die Anzahl der Biegewechsel j e Al'beits­spiel hängt ab von: • der Übersetzungszahl i ~ des Plaschcll -hUgS!

PrQf. J)r.-Ing. I. Kolaraw ist fm/emflehm' P i 'Qj'I}$!JU" • (Ier Anordnung der Trommel; gleichsin-(lJIt. hiStillll,für FÜI~((JrllJclmü .. ~ an (/81' 7'fJ Sqfla nige Uiegullg oder Gegenbiegllllg (Bild 1)!

+ . Is• 1 '1 d + '

b +

~: v: · t .+ .g .. 1$. 4 +- . !-. +

1: Flaschenzüge mit OborsotzungSlohlen i$" 1 bis 4. Glelch$lnnlgo Bl9gung: 0 , b, d und f; Gogonblogung: c, e und 9

2: Be5timmung dor Anzahl der BIegewechsel an einem Flaschenzug mit Obersetzunguahlls = 3: a und c - gleich5innige Biegung; bund d - Gegenbiegung

244 F t 11 Fördern uml )h'hl'n " 5 ( 1006) Nr. 4

• der nultleren HIlbhöhe H je Arbeits­spleI.

Beutt Zwiliingsfiaschellzlig ist dic Anzahl der ßiegewechsel gleich der dern I':in rach­flasc!lel lzug nüt derselben Obcl'setzungs­~l hl iso Die mittlere Huhhöhe H j c Al'beits­~pjel kanll durch die GI.

( I)

ausgedrückt werden, wobei H dcl' max. l lubweg (Bild 2n) und a ~ I ist. Dic max. SciJlänge L, die auf die Trommel 3ufgcwik­kelt werden ~oll , is t

(2)

Dcl' meistgeHihrdete SeiJabschnit.t ( Punkt l in ßild 2a) ermhrt die max, Anzahl dcl' l3iegcwcchsel bei einer auf der Trom­mel aufgewickel ten SeillHnge I1 ::5 L, die dlll'ch die GI.

11 = (is- I)· JI +(i!:l - l)·HIt'li/1 I

(3)

beSlimmt werden kann. Dal)ci ist DI( der Durclune~ser de I' Rollen lmd Hmlll eier kleillslll1ögliche Ahstnnd zwischen Seil­troilUllel und beweglichen $cill'ollen, Hc­nutzlnlan die GI. (2) lind GI.. (a), kann man elell Koeffizienten

+ .. -+

KRANTECHNIK

i:.; ß. I>.. ß;, ß·, ß, I 0,000 - - -2 Q,!'i7!") 0,000 - - -

" 0,767 0,383 0,000 - -.. Oß62 0.575 0,287 0,000 -5 0,920 0,600 0,460 0,230 0,000 ß 0,958 0,7ft7 O,mf, O,~R.1 0,192 7 0,986 0,B2 1 0,657 0,403 0,328 8 - 0.1162 O,71!J 0,575 0,431

" - 0,894 0,767 0,639 0,511 10 - 0,920 0,801', 0 ,690 0,575 II - O,9t\! 0,836 0,732 0,627 12 - 0,058 0,862 0,767 0,671

be~ lirrunen. 1st dann e!je ßecli.ngung

(5)

erfüllt, erfährt der meistgefährdete Seilab­~chnltt die 1ll0X. Anzahl der UiegewechseL Bei

Il , > a ~ ß. (6)

wobei

Il ~ 1:: ~ i, :- 2 ( I ,,"!km "" 1t. D,~ (7) 2 L 1, H 2 · H )

ist., 'l-vird die Am:ahl der Biegewech sel ent­sprechend kleiner. Der ItleislgefHllrdeLe SeilabschllitL ist. bei F'laschenzügülI mit gleichsinniger Biegullg inuller an der glei­chen Stelle (Pullkt. .1 ill Bild 2a). Bei Fla­schem:iigen mit Gegellbiegung dagegen än­dert. sich die Stelle des meislgefährdelen Seilabschnilts ulld ist von a. ablüillgig. So ist bei dem Flaschellzug mit is D 3 (Bild 2b) die meistgefährdete Stelle irn Punkt 1 bei a ~ Il, und im Punkt 2 bei Il, > a.

Analog"" den GI. (6) lInt! (7) sind die nachfolgendeIl GI. aufzustellen:

1\, > 0. ~ [Ja (8)

mit

Il is - 3 (I .,. !km "" 1t . 0 10 (9) "S i, ,- H 2' H ) ,

Il" > a ~ ß" (JO)

mR

[l is - 4 ( I "" !km "" 1t . 0]/) ' ~ is H 2 ·11 usw, (11)

l"ll r das Verhältnis HulU/I-1 kann ntlhe­rungsweisc dcl' Wcrt OJ 1 und für 1t ' DI(I (2 ' 1-1) der Wert 0,05 angcnommen wCI'dcn. ßci diescn Annahmen wurden die ßr \Vel'te fOr Vlaschcl1zllSiibcl'sctzll n~szahlcn is von I bis 12 ermittolt (Tab. /).

Die Anzah l elcl' Bicgewechsel bei 1"la­schcllzUgcn mit glcichsinnigcr Bicgung in Abhtingigkeit vom mittlcrcn rclativcn Hub­weg j e Arbeitsspiel (l. WH zeigt 1iJbcJJe 11. Dabei ist zu beachten, daß in diesem I,'all der mCistgcftl.lll'clcte Seil(lb­schnitt siCh immer im Punkt I (Bild 2a) befindet.

Die Anzah l eier Bi~gewcchscl bci f'1(l­schenzngcn rni l; Oegenbiegung in Abhän­gigkei t von a zeigt Tabelle 111. Da bei (liesen F'laschellziigen die Stelle eies meistgerähr­deten Seilabschnit.ts allch vom relativcn

246 ~'+ II Fordcnl lI ud 1!d1t.11 .15 ( 1005) Nr .• 1

Tab. I: ß r Worto

Tab. 11 : Anzahl der Blogowo,h,ollo Arbol1ssplol bol

Flaschenzügen mit gleichsinniger Biegung

" (I ~ BJ

ß, > u~ ßl

ß<l> CI 2=: rS"

fl3:> ( t 2: ~'I

ß·j > u ;;: ßtI

.. I

i\Q~'~I" 1])

11o~,;r, .. 1.\

' '0 -

,", -''0 -." -

"0 -", -

"0 -

HO -l-Iubweg a abhällgig ist, ist in der Tabelle 111 auch die::;e Stelle allgegehen.

Ist be i einem gegebenen Flaschenzl1g der miLUere relative Hubweg r! bekannt, kann nu:u\ mit Hilfe der Tabellen I ullel 11 oder I lind IIJ die mittlere Anzahl dcl' Bie­gewechsel j e Arbeitsspiel bestimmen.

Bestimmung des mittleren liubwegs je Arbeitsspiel Bei der ProjektieruliH eines Krans ist i. allg. die Krangru ppe !lach ISO 430 1 und F'EM 1.002 bekanllt. Der Kran wi l'd au f· grund tiei! u:!!' Arbeitswei~e in die Kl'angrllp· pen Al bl~ AB eI lIgestuft. Die cinzelnen Krantriebwerke werden sowohl nach ISO 4301 uml F8M 1.002 als allch l1iJCh D1N 15020 und F8M 9.661 in Triebwerks· gruppen ei.ngestuft.. Bei bekannter Krun­gruppe jst es möglich die Triebwerksgrup­pe der eUlzeltlel1 Trieb\\'erke Z11 bcstim­rnen, Aus diesem Grund ist sowohl dic Kran- als auch die Hubtriebwerksgruppc bekannt.

Die BestutUliung des lIIillleren Hubwegs wIrd an dem folgemieIl Beispiel gezeigt. Es wird ein Werkslattkran nach den Empfeh­lungen eier IS04301 ulid FEM 1.002 pro· jektiert. Aufgrul1d dieser Empfehlungen er­geben sich als Krangruppe AB und als Hllb­triebwerksgruppe MB. Die Krangruppe 1\5 jst durch die folgenden Paanmgell von Las~kollektiv Lind Allzahl der Arbeitsspiele (Gesamtbetriebsdauer) beslimlnt: Q I mi t U6; Q2 mit U5; Q3 lIut U4 lIlid Q4 mit U3.

Die l-lubtriebwerksgruppe ist ihrerseits durch die folgenden Paarungen von Bean-

" "

i. 2 3 4 &

2/\ + lD 'lA + 10 GA + In &\+10

:)/\ DA 7A 9A

IA I I ]) !lA + 111 GA + 10 7A + 10

2A 4;\ GA 8A

- JA + 11) :JA + lD ('iA+1f)

- 2A 4A ßA

- - IA + lD 3/\ + llJ

- - 2A 'lA

- - - l A + 1D

- - - 2A

spruchtmgskollektiv und Laufz.eitklasse bc­st inUl1t: LI nut '1'5; L2 mit '1'6; L3 mit T5 und IA nut T~J. Da zwischell Lastkollektiv Q und ßeanspl'uchlulgskollekLiv L ein Zu­sa ll1.men.hang besteht und bei einem Är­bcitsspiel vier ßewegungen (zwei nach oben urtcl zwei nach lUl ten) durchgeführt werden, ergibt sich ei.ne mitllere HIlbzeit des t-Iubwel'ks Zu

- 3600 '1'7 t1l " 4 U6

3600'1'5 = 4 U5 4 U4 3600 '1'6 =

3600 '1'4 .. 3600·25500 ~

'I U3 4 . 1000000

3600 . 12500 ""''''''''''''"'' .. 4 ' 500000 = 3600·3200 .•

.. 4 ' 125000 = 22,95 = 22,0 = 22.68

J lat das Hubwerk eillen max. I-hlbweg von I1 = 7 m und eine Huugeschwindigkeit von 1)11 = 0,2 mJs, ergibt sich die max. Hub­zeit zu

t ~ !!. ~ 1. - 35s 11 1)11 0,2

Dabei ist der mittlere Hllhweg

f-i .. VII . LI] = 0,2 . 23 = 4,6 m

Der Koeffi zient a ergibt sich zu

~ eil ~ EI ~ 3600 . '1'1 . VII ~ 0657 " 't H 4 'U3' 1l ' 11

Im allgemeinen gilt

0. ~ tll ~ EI = 3600 . Ti . VII tll H 4 . Ui . 1I

i.

2 a 4 6

(1 2)

Tob. 111: Anzahl der Bicgcwcchsel le Arbolts'plol bol

Floschenzügen mit Gegenbiegung unter

Angabo dos meisigeführdeten

Seilobschnitts

1 1(,j),~,,, PI ~ 11)+211 PI : PI : PI ; 2A+ 10+2B 'lA 1-111+211 6A+1O+2u

(L ~ 1\ . '\)~II ...... 1'1 : 1,\+ 2U PI ;:JA+:.!B PI : 5A+2B PI ~ 7A+2R

" 0 PI : JA+ 11) 1"2: 11)+:m P'J; p'.!: 2A+ 1D+2ß ilA+ I I)+~B

ß l :> (l2 ß2 n, Pl; 'JA PO:!; IA+2 B P2 ~ 3A+2B P2 ~ 5A+21)

"0 - 1'2: IA+ 1J) )J:J; IA+2U P:J: 2A+l U+2B

ß~> u a ß.:) 1'2: 2A P:J ~ IA -t·2B P3: 3A+2 B no -

"Q - pa ; JA+ 1D 1'4: ID-t·2I3 ~;I> U ~ fil

P3: 2A '. - - P4: IA+2B

" 0 - - - P'I: II\+ 10 11 , > (L c::. ßr.

''0 - - P4 ~ 2A

'.

•

Wäre das Hul.n\'erk dCfoi Wel'kstattkl 'nl1s IlliL eineI1'l Z\vill ingsflaschenzug mit is ~ 2 ausgerüstet, sind 131 = 0,575 und ri~

- 0 (Tau. I) lind somit f1 = 0,657 > f1 1

... 0,575. Damit \vir<.! die Anz.ahl flcr Biege­\-vechsel j e ArbeiLtispiel bei gleichsinniger Biegung (Tab. II) IIQ,max = 2/\ + I D lind liO.ma:>.: :;;;; 3A. Bei Gegenbiegll ng (Tub. JJJ) wi rd IIQ,max !;;;;; J D -I- 213 lind 110,1II11l( = lA + 2ß. De r meistgefHhrdele SeilabschniLL ist je weils ill Punkt I (Bild 2a, b).

Ist dagegen das Huhwerk mit einem Zwlllingsflaschenzug mit is ~ 3 ausgerü­stet, sind ßI ~ 0,767, Ilz ~ 0,383 und 11, ~ ° (Tab. I) und dahel III ~ 0,707 > 0. -- 0,57 > ßz ;;;;;; 0,383. Damit wirr! die Anzahl eier ßiegewechsel je Arbeitsspicl bei gleichsinniger Biegung (Tab. TI) IlQ

;;;;;; 3A + 10 und Ilu -= 4A mit dem meisLge­fahrdeten SeilabschniLt im Punkt 1. Bei Gegenbiegung (TI:1.b, 1lI) wird BQ ~ 10 + 2B lind nu ;;;;;; 1 A + 2B nlil dem meistgefährde­ten Seilabschnitt im Punkt2 (Bild 2a, 10).

Benutzt man die Gesamlbelriebsdallcl'

(Anzahl (leI' Arbeitsspiele) Ui beim Lastkol­Ickt iv Q4 ) ItIßt sich die Anzahl eier Seilbie­gcwcchscl I"Ur elie gesamte ßetriebselauel' dcs KI'uns crrechnen,

Fazit Zum Bcrcchncn elcr Ablcgcl'eife von Draht­~cilcn bcnötigt mun elic lJiegewcchsel j e Al'hcitsspicL

Die Anzulll elcr Jlicgcwcchscl j c Arbcits­spicl hängt von eier Übcl'set7,ungszah l eies Fln~chcnzugs) elcr Anordnung elcr 'I'rom­mcl (glcichsinnigc OelCI' gcgcnsinnigc Wc­gllllg) IInei elCI' mittlcrcn Hubhöhc ab, Sic ist in elcn Tabcllcn 11 unel 111 angcgeben,

Es wurelc cin BCl'cchnungsvel'fahrcn vQrgcstellt, elas elic Bestill1mung eies mittle­ren Hubwcgs j c Arbeitsspiel gestattct, Da­bei wird von elCI' Krungruppc lind dcl' Hub­tricbwCl'ksgr llPPc nach ISO 430 I ausgc ' gangen, Damit ist cinc Möglichkcit gcschaf­fen, elie gcsullltc Anzahl dcl' Scilbicgewcch­sei zu Cl'mi tteln,

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1/("1, 11c:/;t}~uM '11~1(f l'iiitlc:r IllWOI, 30 (1990), 11, 9 10/ II'füt~h, lJ; Uesmljeld, G,; Schlecht, R.: Selilr/f'I)(! j)m,'t'ü[Iß)'eclit 1/1)6)'wa(')l8/1. /''(m:lm'lt wul 118/)811, ." (/!JOI), N)', 4

Die Ai'lJBit i,~1 (1.111 In.\'lilllt Jü)' Hhr18)'lechnik do)' UnivlJ)'!;iität Km'/sl'/llw (7'11), mit .fitwl/.;:ilJll/Jr UnliJr­!;itüI.::WI!J dl}1' 11!(!.t'(vU!iJr ('Oll, IIWI1bo!äl ·St{flUllfJ, ellt ­SIOIl(lt~ll,

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