Dimensionierung und Auslegung stark geneigter Hochleistungs-Schneckenförderer für Schüttgut
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im durchgeführten Projekt Dimensionierung und Auslegung stark geneigter Hochleistungs- Schneckenförderer für Schüttgut wurde die Förderung von Schüttgut in Schneckenförderern, die mit hohen Drehzahlen und Füllungsgraden betrieben werden, im Neigungsbereich zwischen 20° und 60° untersucht. Ziel war die Entwicklung von einfachen, praxistauglichen und sicheren Verfahren zur Berechnung des erzielbaren Volumenstroms und der dazu notwendigen Antriebsleistung. Wie auch für andere Betriebsbereiche von Schneckenförderern (horizontal bis leicht geneigt und vertikal) wurde bei der Bestimmung der Berechnungsvorschriften ein semi-empirisches Verfahren angewendet, um die komplexen Vorgänge im Inneren des Schneckenförderers, die analytisch nicht beschreibbar sind, abbilden zu können. Grundlage für ein solches Verfahren ist ein analytischer Grundansatz, der um empirische Kenngrößen erweitert wird. Diese bilden darin die analytisch nicht erfassbaren Einflüsse in Abhängigkeit der bekannten Parameter ab. Als Grundansatz für die betrachteten Zielgrößen wurden die aus der DIN 15262 bekannten Formeln für Volumenstrom und Antriebsleistung in leicht modifizierter Form verwendet. Um die empirischen Kenngrößen zuverlässig für den gesamten Anwendungsbereich bestimmen zu können, war eine ausreichende Datenbasis nötig. Um diese zu gewährleisten, wurden verschiedene Möglichkeiten der Datengewinnung genutzt. Durch experimentelle Versuche an der Großversuchsanlage des Lehrstuhls für Fördertechnik Materialfluss Logistik konnten Daten unter Variation der Parameter Schneckendrehzahl, Schneckenneigung und Füllungsgrad gewonnen werden. Die Versuchsanlage wurde dazu aufwendig umgebaut, um den Neigungsbereich auf bis zu 60° zu erweitern. Um auch den Einfluss des Schneckendurchmessers und des Zwischenlagers untersuchen zu können, wurden zudem Simulationen nach der Diskreten Elemente Methode durchgeführt. Zusätzlich konnte auf Berechnungsalgorithmen aus früheren Forschungsprojekten zurückgegriffen werden, um weitere Daten zu bestimmen. Durch diese Aufspaltung der Datengewinnung war es möglich alle Bereiche des Anwendungsbereichs mit Datensätzen zu belegen. Die gewonnen Datensätze wurden mit statistischen Methoden eingehend ausgewertet. In einem ersten Schritt wurden dazu deskriptiv untersucht, welche Parameter Einfluss auf die bestimmten Kennwerte haben und welcher Art diese Einflüsse sind. Aufbauend darauf konnten in einem zweiten Schritt diese Erkenntnisse in die Regressionsmodelle für die empirischen Kenngrößen einfließen. Die berechneten Regressionsgleichungen wurden auf Ihre Güte hin untersucht, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse die Anforderungen an die Genauigkeit erfüllen. Ergebnis sind einfache Formeln, die die Zusammenhänge der Einflussparameter auf die Kenngrößen beschreiben und damit eine zuverlässige Vorhersage ermöglichen. Zusammen mit dem analytischen Grundansatz kann damit der mögliche Volumenstrom und die dazu nötige Antriebsleistung berechnet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Ermittlung von Dimensionierungs- und Auslegungsvorschriften für stark geneigte Schneckenförderer. In: AMS Online, Jahrgang 3 (2010), Nr. 4
Günthner, W. A.; Rakitsch, S.
- Ermittlung von Dimensionierungs- und Auslegungsvorschriften für stark geneigte Schneckenförderer. In: Tagungsbericht Fachtagung Schüttgutfördertechnik 2010, Technische Universität München; 7. - 8. Oktober 2010; München; ISBN: 978-3-941702-14-1
Günthner, W. A.; Rakitsch, S.
- Inclined Screw Conveyors - DEM Analysis of the Impact of Intermediate Bearings. (Peer Reviewed). In: Bulk Solids Handling, Jahrgang 31 (2011), Nr. 1, S. 52-56; ISSN: 0173-9980
Günthner, W. A.; Rakitsch, S.
- Use of DEM-Simulation in the Basic Research on Screw Conveyors. In: Conference Proceedings of the EDEM Conference 2011; DEM Solutions Ltd.; 31. März – 01. April 2011; Edinburgh, UK
Günthner, W. A.; Rakitsch, S.
