EuroWire July 2016

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Technischer artikel
Juli 2016 58
im Innenteil der Mehrkörpersoftware
parametrisiert. Offenbar simuliert die
Verbindung zwischen den verschiedenen
Körpern genau die tatsächliche
kinematische Verbindung (Getriebe,
Wellen usw.) damit ein Modell entsteht,
das der realen Maschine, bezogen auf die
Freiheitsgrade, an nächsten liegt.
Getriebe sind besondere Elemente
der RecurDyn®-Bibliotek, die
entworfen wurden um Kinematik
(Übersetzungsverhältnis) sowie Dynamik
(gegenseitiges Beladen) zu simulieren, die
bei allen Getriebepaaren auftreten.
Abb. 4 zeigt das Rückdrehungssystem
der Getriebe. Es ist somit leicht
ersichtlich, dass die „Funktion Getriebe“
von RecurDyn® massiv eingesetzt
wurde aufgrund der Gestaltung der
Übertragungskette.
Wenn jeweils eine Simulation
durchgeführt wird, werden jegliche
Lasten automatisch miteinander entlang
der Übertragungsketten kombiniert,
was zu einer genauen Einschätzung des
Strombedarfs bei allen Motorwellen führt.
Als aktive Elemente der Maschine werden
die Elektromotoren modelliert, unter
Berücksichtigung der tatsächlichen
Trägheit der drehenden Teile
und mit Einsatz der tatsächlichen
konstruktiven Kurven (Drehmoment
und Geschwindigkeit) moderner
Induktionsmotoren.
Anderenfalls bestünde durch den Einsatz
idealer Motoren (sehr einfach und leicht
in RecurDyn®) das Risiko eine ungenaue
Antwort zu erhalten.
In der Tat, würde ein derartiger Ansatz
unrealistische Drehmomentspitzen in
den simulierten Signalen schaffen -
Motoren mit unbegrenztem Drehmoment
existieren nicht.
Abb. 5 zeigt ein Beispiel der Gesetze über
die Motoren.
Dynamische Simulation
und Ergebnisse
Eine Menge dynamische Simulationen
werden durchgeführt, über 60 Fälle
werden analysiert, basierend auf die
möglichen unterschiedlichen vorläufig
festgelegten Lastfälle.
Jede dynamische Simulation besteht aus
drei Phasen: Beschleunigung (von 0 zur
Höchstgeschwindigkeit), ein stationärer
Zustand bei der Höchstgeschwindigkeit
und die Notbremsung (Verzögerung von
der Höchstgeschwindigkeit bis zu Null in
wenigen Sekunden).
Durch der gesammelten großen
Datenmenge können alle Informationen
bestimmt werden, die für die Konstruktion
erforderlich sind; insbesondere die
für die Motoren geforderte Höchstleistung
sowie der maximale Drehmoment und die
Höchstgeschwindigkeit je Element.
Diese Daten sind von fundamentaler
Bedeutung bei der richtigen Wahl der
Motoren und für einen geeigneten
strukturellen Entwurf der Teile (Rotor,
Wiege, Verbindungen usw.).
Abb. 6 zeigt die Ergebnisse in Hinblick auf
Drehgeschwindigkeit und Drehmoment
an jedem Teil der Übertragungskette.
Abb. 7 zeigt die Größe eines typischen
Drehmoments an einem Getriebe. Die
in der Kurve klar ersichtlichen
Spitzenwerte ergeben sich aus der
Unwucht der Spulen.
Dynamische Ergebnisse
als strukturelle
Dateneingaben
Wie zuvor erläutert, sind die erzielten
Ergebnisse aus der dynamischen
Simulation, die Dateneingaben der
strukturellen Simulation.
Mit Einsatz der CAE strukturellen
Software ANSYS Workbench®, die
direkt mit RecurDyn® vernetzt ist, führt
MFL die Simulation des mechanischen
Verhaltens der wichtigen Teile der
Korbverseilmaschine mit Rückdrehung
durch.
▲
▲ Abb. 4: Rückdrehung mit planetarer Bewegung
▼
▼ Abb. 5: Leistungs- und Drehmomentkurven in einem
Induktionsmotor
Drehmoment (Nm)
Geschwindigkeit (Upm)
Leistung (kW)
Geschwindigkeit (Upm)
▼ ▼ Abb. 6: Geschwindigkeit und Drehmoment bei jeder
Rückschlagwelle
▲ ▲ Abb. 7: Drehmomentkurve an einem Getriebe
Rückdreher 1 – Rad 2 – Größe
Drehmoment (Nm)
Zeit (s)
▲ ▲ Abb. 8: Belastung bei Spulenträger
Horizontalkraft
Vertikalkraft