EuroWire July 2016

Technischer artikel

Konstruktionsanalyse einer großen Korbverseilmaschine mit Rückdrehung bei Einsatz von CAE-Werkzeugen Von Giorgio Pirovano, MFL Group, und Fabiano Maggio, EnginSoft SpA

Einleitung Die

Modell der Festkörperdynamik

Konstruktion einer Korbverseilmaschine mit Rückdrehung ist kein einfaches Projekt wegen der „planetaren“ Drehung der Elemente, denn diese beinhalten dynamische Effekte, die schwer abzuschätzen sind; insbesondere wenn die Leistung, wegen der großen Spulenmasse, der Lastkonfigurationen und der Drehgeschwindigkeit extrem ist. genauesten Konstruktionsvorgaben zu erfüllen, wird - als zuverlässiger Partner für dieses Projekt - EnginSoft und seine Simulationsfähigkeiten von MFL mit einbezogen. Für dieses spezifische Projekt trägt EnginSoft die Verantwortung, die gesamte dynamische Bewertung der Korbverseilmaschine mit Rückdrehung durchzuführen. Um zuverlässige und präzise Ergebnisse zu erreichen ist der Einsatz einer leistungsstarken und universell verwendbaren Mehrkörpersoftware erforderlich: RecurDyn®. die Vervollständigung der Konstruktion aller Elemente zu sorgen, um die strukturellen Anforderungen an Festigkeit und Lebensdauer zu erfüllen. Um alle möglichen Gefahren auszuschließen und die Andererseits hat MFL für

Eine Analyse der Festkörperdynamik wird durchgeführt. Die inneren Lasten und die Leistung/Drehmomente der Motoren hängen vor allem von der Beschleunigung und der Trägheit beweglicher Teile ab, so dass kein klares Erfordernis besteht, dass das Modell Flexibilitäten beinhaltet (was einen signifikant erhöhten Rechenaufwand bedeuten würde).

dass die auf der Maschine geladenen Spulen unterschiedliche Größen und Positionen am Hauptrotor aufweisen können. Darüber hinaus sind die Spulen von Natur aus unsymmetrisch wegen der Wickelfehler, was verschiedene zu analysierende Beladeszenarien festlegt. Das Ziel ist die Bestimmung des Worst-Case, bezogen auf die benötigte Leistung für Motoren und der Beanspruchung der Elemente. Die Ingenieure bei EnginSoft sind dazu beauftragt diese ungünstigsten Bedingungen durch die dynamische Simulation zu finden. einem Einzigkäfig, eine Analyse definiert die ungünstigste Konfiguration. Danach werden gemeinsam mit MFL, Finite- Ladeszenarien definiert. Der nächste Schritt ist die dynamische Simulation der verschiedenen Ladeszenarien, indem man die ungünstigste zuvor festgelegte Käfigbedingung verwendet. Zum Schluss wird es ermöglicht, die schlechtesten Betriebsbedingungen der ganzen Maschinen zu erreichen. Anders gesagt besteht diese Tätigkeit aus der wissenschaftlichen und präzisen Anwendung der Versuchsplanung (DOE). ▲ ▲ Abb. 1 : Drehungen bei einer Korbverseilmaschine mit Rückdrehung Der Ansatz startet mit

Von der das

der

MFL

3D

CAD-Geometrie

Maschine

ausgehend,

wird

Dynamikmodell

in

der

RecurDyn®-Umgebung Das Ergebnis ist ein präzises Model mit über 100 Körpern. Die meisten Inertialeigenschaften werden automatisch vom CAD abgeleitet, jedoch werden verschiedene Körper ▼ ▼ Abb. 2 : Einzelkäfig der Korbverseilmaschine mit Rückdrehung bestimmt.

Einzelkäfig

Einzelkäfig

Einzelkäfig

▼ ▼ Abb. 3 : Methode und DOE-Ansatz

Spulenabmessung

Spulenunwucht Spulenkombination

Methoden und Problemstellung

DOE

Diese riesige Korbverseilmaschine mit Rückdrehung wird eingesetzt, um Kabel mit verschiedenen Querschnitten und Verseilkombinationen zu fertigen, so

Motorleistung

Belastung der Teile

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Juli 2016