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Konzeption eines neuen Verschleissprüfstandes

Tittas, Christina (2005):
Konzeption eines neuen Verschleissprüfstandes.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

In Kunststoffplastifiziereinheiten kann es zum Kontakt zwischen Schneckensteg und Zylinderwand kommen. In diesem Kontaktpunkt tritt Trocken- bzw. Nassgleitverschleiß auf. Die Art des Verschleißes hängt davon ab, ob die Berührung im Feststoff- oder Schmelzebereich geschieht.

Inhalt dieser Arbeit ist der Entwurf, die Implementierung und Inbetriebnahme eines Prüfstandes zur Simulation des adhäsiven Gleitverschleißes zwischen Schneckensteg und Zylinderwand in Extrudern. Forschungsgegenstand ist der Trockengleitverschleiß, d.h. es kommt keine Kunststoffschmelze zum Einsatz, daher der Name "`Trockenlauftribometer"'.

Die Probekörpergeometrien sind zu bestimmen, hinzu kommt die Erfassung verschiedener Betriebsparameter wie Probekörpertemperaturen, Drehzahl, Kaltverschweißzeitpunkt, Reibungskräfte und nach Möglichkeit auch die Reibungskoeffizienten. Die Einstellung der Reibungskraft soll dabei einfach aber variabel gestaltet sein. Um heutige Verarbeitungsbedingungen praxisnah nachbilden zu können, ist eine Drehzahlsteuerung zu integrieren, die Untersuchungen bei Drehzahlen bis zu 1000 \ min ermöglicht.

Das Prinzip und der mechanische Aufbau werden beschrieben und die Aufnahme und Einstellung der Betriebsparameter erläutert. Der Schneckensteg wird durch einen Ring verkörpert, der fest auf einer Welle montiert ist und mit dieser rotiert; ein Ausschnitt aus der Zylinderwand, in dem der Reibkontakt stattfindet, wird durch ein Plättchen simuliert. Diese beiden Probekörper werden über eine Hebelarmkonstruktion mit einer definierten Kraft F aufeinander gepresst.

Die Einstellung der Motordrehzahl von 0 – 1500 min-1 wird über eine Regelung vorgenommen und über eine Reflexlichtschranke mit Zähler detektiert. Die Plättchentemperatur von 0 – 900 °C wird über ein Mantelthermoelement erfasst, die des rotierenden Rings im Bereich von 0 – 500 °C berührungslos über ein Infrarot-Thermometer. Ein Drehgeber misst das Drehmoment des Plättchens, aus dem die Gleitreibungskräfte bis maximal 30 N und die Gleitreibungskoeffizienten berechnet werden. Zusätzlich ist ein Beschleunigungssensor zur Bestimmung der Haftreibungskraft bis 70 N und der Haftreibungskoeffizient integriert. Der Kaltverschweißzeitpunkt ist dann über den Zeitpunkt, in dem Haftreibung auftritt, bekannt.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 2005
Creators: Tittas, Christina
Title: Konzeption eines neuen Verschleissprüfstandes
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In Kunststoffplastifiziereinheiten kann es zum Kontakt zwischen Schneckensteg und Zylinderwand kommen. In diesem Kontaktpunkt tritt Trocken- bzw. Nassgleitverschleiß auf. Die Art des Verschleißes hängt davon ab, ob die Berührung im Feststoff- oder Schmelzebereich geschieht.

Inhalt dieser Arbeit ist der Entwurf, die Implementierung und Inbetriebnahme eines Prüfstandes zur Simulation des adhäsiven Gleitverschleißes zwischen Schneckensteg und Zylinderwand in Extrudern. Forschungsgegenstand ist der Trockengleitverschleiß, d.h. es kommt keine Kunststoffschmelze zum Einsatz, daher der Name "`Trockenlauftribometer"'.

Die Probekörpergeometrien sind zu bestimmen, hinzu kommt die Erfassung verschiedener Betriebsparameter wie Probekörpertemperaturen, Drehzahl, Kaltverschweißzeitpunkt, Reibungskräfte und nach Möglichkeit auch die Reibungskoeffizienten. Die Einstellung der Reibungskraft soll dabei einfach aber variabel gestaltet sein. Um heutige Verarbeitungsbedingungen praxisnah nachbilden zu können, ist eine Drehzahlsteuerung zu integrieren, die Untersuchungen bei Drehzahlen bis zu 1000 \ min ermöglicht.

Das Prinzip und der mechanische Aufbau werden beschrieben und die Aufnahme und Einstellung der Betriebsparameter erläutert. Der Schneckensteg wird durch einen Ring verkörpert, der fest auf einer Welle montiert ist und mit dieser rotiert; ein Ausschnitt aus der Zylinderwand, in dem der Reibkontakt stattfindet, wird durch ein Plättchen simuliert. Diese beiden Probekörper werden über eine Hebelarmkonstruktion mit einer definierten Kraft F aufeinander gepresst.

Die Einstellung der Motordrehzahl von 0 – 1500 min-1 wird über eine Regelung vorgenommen und über eine Reflexlichtschranke mit Zähler detektiert. Die Plättchentemperatur von 0 – 900 °C wird über ein Mantelthermoelement erfasst, die des rotierenden Rings im Bereich von 0 – 500 °C berührungslos über ein Infrarot-Thermometer. Ein Drehgeber misst das Drehmoment des Plättchens, aus dem die Gleitreibungskräfte bis maximal 30 N und die Gleitreibungskoeffizienten berechnet werden. Zusätzlich ist ein Beschleunigungssensor zur Bestimmung der Haftreibungskraft bis 70 N und der Haftreibungskoeffizient integriert. Der Kaltverschweißzeitpunkt ist dann über den Zeitpunkt, in dem Haftreibung auftritt, bekannt.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Drehmomentmessung, Reibungsberechnung, Reibungsmodell, Temperaturmessung, Temperaturmessung berührungslos, Tribometer
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
Date Deposited: 31 Aug 2011 10:14
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1589

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 17-05-2005

Ende Datum: 22-11-2005

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKD 1589
Referees: Nuber, Dipl.-Wirt Michael and Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz
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