Schürfkübelbagger - Schüttguteigenschaften und deren Einfluss auf die Umschlagleistung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung von Schürfkübeln durch den Einsatz der “Diskrete Elemente Simulation“ (DE–Simulation). Eingesetzt wurde das Simulationsprogramm EDEM des Softwareherstellers Altair, welches speziell für die numerische Modellierung von Schüttgütern entwickelt wurde. Ziel war es, das Grabverhalten sowie die potenziellen Verschleißzonen des Schürfkübels zu analysieren und die Anhaftung von Schüttgut zu simulieren.
Hierzu wurden zunächst experimentelle Versuche mit Schüttgut und Schaufelmaterial durchgeführt, um deren Eigenschaften zu ermitteln. Die daraus gewonnenen Parameter wurden anschließend mittels Simulationen kalibriert, um das Verhalten des Schüttguts und Schaufelmaterials realitätsnah in der Simulation abzubilden.
Im Rahmen mehrerer Simulationen wurden sowohl Grab- als auch Entleerungsvorgänge des Schürfkübels simuliert, um realistische Vorhersagen zu den Verschleißzonen und Anhaftungen treffen zu können. Die Ergebnisse zeigen, dass trotz der bekannten Herausforderungen bei der Bestimmung realistischer Schüttgutparameter eine hohe Übereinstimmung zwischen Simulation und realen Bedingungen erreicht werden konnte.
Die vorliegende Arbeit demonstriert, dass sich durch eine sorgfältige Kalibrierung sowie den Einsatz von Altair EDEM und den ergänzenden Simulationswerkzeugen aus der Altair-Produktpalette realitätsnahe Mehrkörpersimulationen umsetzen lassen. Dadurch wird ein leistungsfähiges Instrument zur präzisen Abbildung des Grabverhaltens des Schürfkübels, des Schüttgutverhaltens sowie der komplexen Wechselwirkungen zwischen Schüttgut und Schaufelmaterial bereitgestellt.