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Hallo zusammen,

ich bin momentan dabei für ein Labor ein "miniatur" Förderschnecke zu konzipieren. Die Schnecke wird im Durchmesser ca. 50mm haben und ca. 200mm lang sein.

Um eine erst Abschätzung treffen zu können, welche Antriebe benötigt werden, würde ich gerne das benötigte Antriebsmoment ermitteln.

Gibt es eine Formel zur Ermittlung des Antriebsmoments. Welche Stoffdaten muss ich vom Fördergut kennen..... Schüttgutdichte usw?
Gibt es zu diesem Thema empfehlenswerte Literatur/Internetseiten?

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Gruß Andreas

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Schneckensteigung, Drehzahl, Schüttdichte, Schneckendurchmesser, Länge und Füllgrad werden benötigt.

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Ergänzend: waagerecht oder ansteigend, Materialeigenschaften: trocken oder pastös, klebend, rieselfähig, Förderleistung (Masse oder Volumen/Zeiteinheit)

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Okay... danke schon mal für diese Aufstellung.

Fast alle diese Parameter werden ja von mir als Konstrukteur festgelegt bzw. resultieren sie aus den
Prozessparametern. Lediglich die Schüttdicht muss ich vom Labor noch erfahren.

Wie pack ich das nun zusammen um das Antriebsmoment zu errechnen?

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Gruß Andreas

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Die Schnecke läuft waagrecht. Das Produkt ist ein trockenes riselfähiges Pulver ähnlich einem feinem Sand.

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Gruß Andreas

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Was studierst du?
Also für Anfänger grobe Abschätzung (geht noch ohne Taschenrechner):
Leistung = Kraft mal Weg durch Zeit
Leistung( kw ) = Drehmoment (Nm) mal Drehzahl (1/min) durch 9550 (dimensionslose Umrechnungszahl)
Umstellen nach Drehmoment, dann noch einen Wirkungsgrad annehmen (wegen Reibung des Fördergutes im Trog und an der Schnecke, Anfahrwiderstand abschätzen u.ä)

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Hallo,

Eigentlich kann man sowas wirklich mit dem dicken Daumen machen, trotzdem hab ich mir mal die Mühe gemacht, dass nach dieser Veröffentlichung Empirische Entwicklung von Kenngrößen
zur Auslegung von Hochleistungs-
Schneckenförderern für Schüttgut zu machen und die erforderlichen Daten in unserem Technikum ermittelt, weil wir stichfesten Siebkuchen zu fördern hatten ( Der auch elend gestunken hat...). Der Motor hatte zwar trotzdem 30% weniger Leistungsaufnahme als gedacht, aber besser als anders rum. 

Für rieselfähigen Sand, gibt's da aber schon einiges.

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

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Hallo zusammen,

danke für die Hinweise.

@weisbescheid

Ich habe Maschinenbau studiert. Das Diplom müsste mittlerweile in Post zu mir liegen. Was ich am Studium oft kritisiert
habe ist, dass es versäumt wird eine Brücke zwischen Aufgabenstellung und Berechnungsansatz zu bauen. Ich gebe zu, trotz
meinem sehr gutem Abschlusses fehlt mir die grundlegenden Basics in der Abstraktion von der Aufgabenstellung zum Ansatz.

@Ing. Gollum

Danke für den Literaturverweis.... damit werde ich mich näher beschäftigen.

Nun zur dicken Daumen Rechnung:

Schüttdichte: 0,9 kg/l
Fördermenge: 3 kg/h --> 30 N/3600 sec
Förderstrecke: 200 mm --> 0,2 m
Schnecke: waagrecht

Leistung = (30N * 0,2m) / 3600 sec = 0,0017 Watt
Drehmoment = (9550 * 0,0017 Watt) / 60 1/min = 0,3 Nm

Dabei ist der Wirkungsgrad absolut vernachlässigt.

Ist mein Ansatz plausibel?

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Gruß Andreas

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Zitat:

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Ist mein Ansatz plausibel?

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Wie kommst du auf diese Drehzahl?
Gehst du in deinem Ansatz davon aus, dass du senkrecht förderst?
Die Drehzahl kannst du nur bestimmen, in dem du ermittelst, was die Schnecke je Umdrehung fördert. Und das ist vom Füllungsgrad und der konstruktiven Ausbildung (Schaufelschnecke, Vollschnecke) abhängig.

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Die 60 Umdrehunngen sind eine Annahme. Mir ist bewusst das die real benötigte Drehzahl von den genannten Parametern wie Schneckensteigung, Füllgrad usw. abhängt. Mir geht es im ersten moment nur darum ob mein Ansatz so stimmt? Sollte dies der Fall sein ermittele ich die realen Parameter und rechne das ganze (so viel ist das ja nicht) erneut durch.Ž

Wie bereits beschrieben fördert die Schnecke Waagerecht über eine Strecke von 200mm.

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Gruß Andreas

[Diese Nachricht wurde von Apex am 03. Okt. 2012 editiert.]

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So.... ich hab das ganze nun noch etwas genauer betrachet. Gemäß dem Link von Ing. Gollum (noch mal vielen Dank!) errechnet sich die Leistung für horizontale oder leicht geneigte Schneckenförderer folgendermaßen.

P = Im * g *(Lambda *  L + H)

Im --> Maßenstrom in kg/sec
g --> Erdbeschleunigung
Lambda --> Verschiebewiderstandsbeiwert (Fördergutabhänig in der Regel zwischen 2 und 4)
L --> Förderstrecke in m
H --> Höhenunterschied in m

Letzendlich ist das die gleiche Formel wie schon angewendet ergänzt um den Faktor Lambda. Da ich kein Zugriff auf die im PDF zitierte Norm habe aus der ich Lambda ablesen könnte, wähle ich hier einfach, um auf der sicheren Seite zu sein, den Faktor 4.

P ist somit um den Faktor 4 aus meiner vorangegangen Rechnung höher und beträgt 6,54 mW.

Bei der Drehzahl lag ich bei meiner Schätzung ziemlich daneben. Bei einem Schneckendurchmesser von 50mm einem Schneckenwellendurchmesser von 20mm einer Steigung von 40mm und einem Füllgrad von 45% kommme ich auf eine Drehzahl von 5,88 U/min. Da habe ich mich gut um den Faktor 10 verschätzt.

Das benötigte Drehmoment liegt somit bei

Drehmoment = ( 9550 * 0,00654 Watt ) / 5,88 U/min = 10,62 Nm

Ich denke somit habe ich ganze gute Werte um nach dem geeigneten Antrieb ausschau zu halten. Falls jemanden noch einen Denkfehler meinerseits auffällt bitte ich darum mich darauf hinzuweisen.

Danke soweit für die Hilfe! 

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Gruß Andreas

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Du gehst in deinem Ansatz davon aus, dass du senkrecht förderst, aber die Förderschnecke soll doch waagerecht fördern.
Für eine überschlägige Annahme ist das ok, wenn der Reibwert mü des Fördergutes an der Schnecke und im Trog nicht größer 1 (Klebekräfte) wird oder das Fördergut zähflüssig/pastös ist und eine "Walkarbeit" zu berücksichtigen ist und man eine Überdimensionierung vertreten kann. Eventl. ist es aber zielführender, die Antriebsleistung über die zu bewältigende Reibungsarbeit zu bestimmen.

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Eine Frage noch: Wo kommen die 45% Füllgrad her?

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Ohne nachgerechnet zu haben, würde ich sagen, dass es jetzt wohl passt.

Du wirst im Übrigen noch öffter feststellen, dass kaum etwas von dem was du in der Hochschule so an Aufgaben gelöst hast, nicht ganz so viel mit echten Herausvorderungen zu tun hatte. Das erkennt jeder Berufsanfänger.

Die eigentliche wichtige Fähigkeit, welche du im Studium erworben haben musst, ist es sich schnell und selbstständig in komplizierte Sachverhalte eindenken zu können. Der Rest waren lediglich Grundlagen und Handwerkszeug.

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

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@weisbescheid

Die Gleichung aus dem verlinktem PDF angelehnt an die DIN 15262 ist explizit zur Leistungsberchnung
von horizontalen bis leicht geneigte Schnecken. Also passend zu meiner Aufgabenstellung mit waagerechter
Förderung. Mir ist bewusst das hier im physkalischem Sinne keine "Hubarbeit" verrichtet wird und somit
eher die "Reibarbeit" zur Leistungsberechnung herangezogen werden muss. Gemäß dem PDF heißt es aber

P = (Fr+Fst)*v = Im * g *(Lambda *  L + H)

Also die Leistung ist gleich die Summe aus Steigungswiderstand (Fst) und Reibungswiederstand (Fr) multipliziert
mit der Fördergeschwindigkeit. Das ganze soll/ist identisch zu der von mir im vorherigen Beitrag angewendeten Gelichung
sein.

@Peterpaul

Die Füllgrad von 45% ist der anzustrebende Füllgrad zum Fördern von pulverförmigen Medien in Förderschnecken.
Durch die Produktzuführung muss dieser gewährleistet werden.

@Ing. Gollum

Da ich nebenberuflich Studiert habe ist mir das schon während dem Studium aufgefallen. Dennoch bin ich
froh, dass es Foren wie dieses gibt die einem helfen die richtige Richtung zu finden.

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Gruß Andreas

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