HBM-Technologie im Einsatz beim Messen, Wiegen und Bestimmen des Schwerpunktes der Aufbauten von Bergbaumaschinen

Kolubara Metal mit Sitz in Vreoci, Serbien, wurde 1953 als Teil von Kolubara - eines großen, industriellen Bergbaumischkonzerns - gegründet. Kolubara Metal hat sich auf die Herstellung und Entwicklung von Bergbauausrüstung, Wartung und Reparatur der Ausrüstung und Entwicklung anderer in der Bergbauindustrie eingesetzter Maschinen spezialisiert.

Zur Vereinfachung der Montage und Wartung von Bergbaumaschinen sollte eine verbesserte Methode für die Bestimmung des Gewichtes der Aufbauten von Bergbaumaschinen gefunden werden.

Das Verfahren der Wahl für die Bestimmung von Gewicht und Schwerpunkt der Aufbauten von Bergbaumaschinen war das Wiegen. Es kann bei unterschiedlichen Arten von Bergbaumaschinen (Schaufelradbagger, Absetzer, mobile Förderbänder, etc.) und auch bei verschiedenen Stahlkonstruktionen in anderen industriellen Anwendungen zur Anwendung kommen.

Seit 1988 führt Kolubara Metal Verwiegungen durch. Das Messlaboratorium mit Forschungseinrichtung wurde 2002 gegründet. Es ist seit 2009 gemäß SRPS ISO/IEC 17025:2006 akkreditiert.

Das Verwiegen von Bergbaumaschinen ist nach Fertigstellung oder größerem Umbau einer Anlage in regelmäßigen Abständen erforderlich. Die Standfestigkeit von Bergbaumaschinen wird auf Basis der Wägeergebnisse beurteilt (in der Vergangenheit ist es bei einigen Bergbaumaschinen in Serbien zu Unfällen gekommen, da ihr Schwerpunkt nicht bekannt war).

Wägevorgang

Das Wiegen ist ein komplexer Vorgang, bei dem ganze Aufbauten (von bis zu 50 m Länge und 20 m Höhe mit einem Gewicht von 1500 t) mit Hilfe von Hydraulikhebern von ihrem kugelgelagerten Fahrwerk abgehoben und dabei die Belastung der einzelnen Heber bestimmt wird.

Das eingesetzte Verfahren basiert auf zwei parallel arbeitenden Messsystemen:

  • Hydraulikmessungen zur Bestimmung des hydraulischen Öldrucks
  • Messungen des elektrischen Widerstands, d.h. Messungen der Widerstandsänderung von DMS-Kraftaufnehmern

Die Stelle an der Bergbaumaschine, an der der Kraftaufnehmer installiert wird, ist der so genannte Heberansatzpunkt, der kundenspezifisch ist. Im Normalfall haben im Bergbau verwendete Maschinen drei oder vier Heberansatzpunkte; das Unternehmen ist jedoch in der Lage an sechs solchen Punkte gleichzeitig zu messen.

Heberansatzpunkte am Schaufelradbagger

Messung des elektrischen Widerstands

Für dieses Messverfahren werden folgende Produkte von HBM eingesetzt: Kraftaufnehmer C6A (mit Nennkräften von 5000 KN) sowie das Datenerfassungssystem MGCplus und die Messtechnik-Software catman® für Konfiguration, Visualisierung und Datenanalyse.

Heberansatzpunkte
Kraftaufnehmer und Datenerfassungssystem mit Visualisierung

Gewichts- und Schwerpunktbestimmung

Die Lasten an den Heberansatzpunkten werden online gemessen und die Messdaten numerisch oder grafisch dargestellt. Während des Verwiegens können die Lasten an den verschiedenen Punkten beobachtet werden. Die Abbildung zeigt den Moment, in dem der Aufbau von dem kugelgelagerten Fahrwerk abgehoben wird (glatte Linie). Die Schwingung des Aufbaus kann ebenfalls während der Messreihe beobachtet werden.

Der Schwerpunkt wird mithilfe des Satzes von Varignon bestimmt. 

Grafische Darstellung der Lasten an verschiedenen Punkten und ihres Gesamtbetrags
Grafische Darstellung des Satzes von Varignon

Referenzen & Autoren

Auswertung der Messergebnisse

Seit 2002 hat das Messlaboratorium mit Forschungseinrichtung 120 Verwiegungen durchgeführt.

Autoren

Branko Nikolić, MSc Maschinenbau-Ingenieur
Rajko Spasojević, BSc Elektrotechnik-Ingenieur

Mehr Informationen finden Sie unter:
http://www.kolubarametal.com/

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