Fördertechnik

Angetriebene Schwerlasträder optimal auslegen

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Vier verschiedene Ursachen für das Versagen feststellbar

Bei der Durchführung der Versuche wurden vier unterschiedliche Versagensursachen festgestellt (Bild 1).

Durch die periodische Verformung des viscoelastischen Rades kommt es durch die Walkarbeit zu einer Erwärmung der Bandage. Als Folge der schlechten Leitfähigkeit des Kunststoffes kann die aufgebaute Wärme nicht schnell genug abgeführt werden, so dass sich ein Wärmestau in der Bandage bildet. Der Werkstoff schmilzt im Radinneren und tritt dann im flüssigen Zustand durch seitliches Aufplatzen der Radflanke nach außen. Diese dynamische Überbeanspruchung wird auch als „heat-build-up“ bezeichnet.

Bei dem Adhäsionsbruch kommt es zur Ablösung der Polyurethanbandage von der metallischen Radnabe. Die Adhäsion ist für die Bindung der Bandage an die Nabe verantwortlich. Der Belag kann sich entweder vollständig oder in Teilen von der Nabe lösen. Bricht die Bandage durch den Werkstoff selbst, so wird von einem Kohäsionsbruch gesprochen, da der Zusammenhalt innerhalb eines Werkstoffes auch als Kohäsionskraft bezeichnet wird. Insbesondere bei der Übertragung von sehr hohen Drehmomenten kommt es zu einer Rissbildung auf der Radlauffläche. Als Ursache wird hier die lokale zulässige Spannungsüberschreitung des Bandagenwerkstoffes in der Kontaktfläche von Rad und Fahrbahn vermutet.

Die unterschiedlichen Schädigungsarten treten bei unterschiedlichen Belastungskonstellationen auf.

Das durch eine Regressionsanalyse ermittelte Belastungsmodell kann grafisch umgesetzt und in einfache Formeln, Diagramme und Tabellen überführt werden; so wird eine anwendungsorientierte Auslegung der beeinflussbaren Parameter möglich.

Es wurden insgesamt zwei Grenzen definiert, die von dem Drehmoment und der Anpresskraft sowie der Geschwindigkeit abhängen. Hierbei handelt es sich um die linke Grenze (Durchdrehen des Rades) und die rechte Grenze (dynamische Überlastung des Rades). In Bild 2 wird dieser Arbeitsbereich, das heißt die Anpresskraft im Verhältnis zum Drehmoment bei einer konstanten Geschwindigkeit von 16 km/h, grafisch dargestellt.

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