Entwicklung eines Rad-Schiene Prüfstandes für Kranlaufräder

Abstract

Um vor allem den Verschleiß und in Folge die Lebensdauer von unterschiedlichen Kranlaufrädern bestimmen zu können, wird ein entsprechender Rad-Schiene Prüfstand benötigt. Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Konstruktion einer solchen Versuchseinrichtung, mit der neben dem Verschleiß auch der Laufwiderstand, der Schlupf und die Flächenpressung untersucht werden können. Die vorliegende Arbeit lässt sich dabei in vier Hauptabschnitte unterteilen: Der erste Teil beschreibt Zweck und Aufbau der Diplomarbeit. Zudem werden unterschiedliche Prüfstandskonzepte und zwei in der Praxis ausgeführte Beispiele vorgestellt. Im zweiten Abschnitt erfolgen die Klärung der Aufgabenstellung und die Ermittlung der dadurch entstehenden Forderungen des auszuführenden Außentrommelprüfstandes. Als Ergebnis erhält man die sogenannte Anforderungsliste. Der darauf folgende Abschnitt beschäftigt sich mit dem Konzipieren. Zunächst wird die Funktionsstruktur des Prüfstandes erstellt. Dabei handelt es sich um ein Blockschaltbild mit den zur Erfüllung der Gesamtfunktion notwendigen Teilfunktionen, für die dann passende Wirkprinzipien zu finden sind. Die ermittelten Wirkprinzipien kombiniert man zu möglichen Wirkstrukturen, die anschließend nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien bewertet werden müssen. Nur die bei dieser Bewertung am besten abschneidende Variante wird weiter verfolgt, man bezeichnet sie auch als prinzipielle Lösung. Der vierte und zugleich umfangreichste Teil der Arbeit ist das Entwerfen. Dabei wird jedoch nicht der Weg zur Lösung des Problems beschrieben, sondern nur die gefundene Baustruktur präsentiert und auch begründet, warum die einzelnen Komponenten so und nicht anders auszusehen haben. Der Prüfstand wird in fünf Baugruppen unterteilt: Antriebsstrang, Querkraftaufbringung, Normalkraftaufbringung, Rahmenkonstruktion und benötigtes Zubehör. Zu jeder dieser Baugruppen gibt es eine ausführliche Beschreibung, alle dazugehörenden Einzelteile werden berechnet.

To specifically determine the attrition and as a result the lifespan of different crane wheels, a corresponding wheel-rail testing bench is required. This thesis addresses the construction of such a test facility allowing for the examination of attrition, rolling resistance, wheel spin and contact pressure. This thesis is divided into four main sections: Section one outlines the purpose and structure of the thesis. Furthermore, different concepts for testing benches are also presented, two of which have been practically implemented. Section two concentrates on the clarification of the task and on analyzing resulting claims through the use of the drum testing bench. The result is the so-called list of requirements. In section three we look at the conceptual design. First, the functional structure of the testing bench is created. This is a block diagram showing the partial functions which are necessary for the performance of the overall function. For these partial functions, suitable operating principles have to be found. The determined operating principles are combined into possible operating structures. These structures are then rated according to technical and economic criteria. Only the best performing variant, also known as the "basic solution", is pursued. Section four is embodiment design and the most extensive part of the process. However, the way to solve the problem is not described. The work just presents the building structure found. Furthermore, it explains why the individual components look just so. The wheel-rail testing bench is divided into five modules: power train, lateral force application, normal force application, framework construction and necessary accessories. For each module a detailed description is available including all relevant calculations.