Das Ziel dieser Projektarbeit ist es, mittels eines Prüfstandes die Simulation des hydraulischen Systems eines Modellbaubaggers zu ermöglichen. Dazu wird auf Basis von Komponenten und in Zusammenarbeit mit der Firma Modellbau ein Prüfstand entwickelt und gebaut, welcher den funktionalen Aufbau eines Modellbaubaggers wiedergibt. Der Prüfstand soll die Möglichkeit bieten, veränderlich zu sein, um unterschiedliche Systeme eines Modellbaubaggers nachstellen zu können. Um die Simulation eines Modellbaubaggers zu ermöglichen, müssen elektrisch-hydraulische Komponenten (Pumpe, Ventile) ansteuerbar und regelbar sein. Weiterhin sollen mittels des Prüfstandes Messungen durchgeführt und die Messdaten erfasst werden können. Dazu sind geeignete Messsysteme am Prüfstand unterzubringen.
Um die Funktionalität des Prüfstandes zu verifizieren, wird eine abschließende Versuchsreihe durchgeführt.
In dieser Projektarbeit ist mit den folgenden Software-Produkten gearbeitet worden: Mit Matlab/Simulink sind sowohl die Ansteuerung der Beckhoff-Klemmen als auch für die Programmierung des Arduino MEGA 2560 durchgeführt worden. Mit dem Programm Testmanager ist das in Matlab/Simulink erzeugte Programm für das User Frontend kontrolliert und ist zur Aufnahme der Messdaten verwendet worden. Mittels dem 3D-CAD Programm Solidworks sind komplexere Einzelteile modelliert und als 2D-Zeichnung ausgeleitet worden, damit diese gefertigt werden können. Die Einzelteilzeichnungen sind im Anhang B: Einzelteilzeichnungen zu finden. Alle dargestellten Maße sind, sollten keine Einheiten angegeben sein, in Millimeter [mm] angegeben. Einfache Bauteile sind lediglich als Handskizzen erstellt und der Werkstatt übergeben worden. Alle hydraulischen Schaltpläne sind mit dem Scheme Editor 6 der Firma Bosch Rexroth erstellt worden. Der elektrische Schaltplan ist mit der kostenlosen Software TinyCAD erstellt worden.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung und Zielsetzung
- 2. Planungsphase
- 3. Aufbau des Prüfstandes (Konstruktionsphase)
- 4.1. Das hydraulische System
- 4.1.1. Simulation der mechanischen Belastung
- 4.2. Das elektronische System
- 4.2.1. Servopumpe
- 4.2.2. Servoventile
- 4.2.3. Ansteuerung der Pumpe und Ventile
- 4.2.4. Einrichtung des Messsystems
- 4.2.5. Einrichtung der Testumgebung
- 5. Modellierung (Phase Inbetriebnahme)
- 6. Nachweis der Funktionstüchtigkeit (Phase Abschluss)
- 6.1. Versuchsvorbereitung
- 6.2. Versuchsdurchführung
- 6.3. Auswertung der Messergebnisse und Beobachtungen
- 7. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Projektarbeit konzentriert sich auf die Entwicklung und den Aufbau eines Prüfstands zur Simulation eines Modellbaubaggers. Das Hauptziel ist die Nachstellung realer Abläufe des Baggers und die Erfassung relevanter Messdaten. Die Arbeit dokumentiert die Anforderungen, den Entwurf, die Konstruktion und die Inbetriebnahme des Prüfstands.
- Entwicklung eines Prüfstands für einen Modellbaubagger
- Simulation hydraulischer und mechanischer Abläufe
- Integration eines elektronischen Messsystems
- Konstruktion und Aufbau des Prüfstands
- Test und Validierung des Prüfstands
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung und Zielsetzung: Dieses Kapitel beschreibt die Ausgangssituation und die Ziele der Projektarbeit. Es wird der Übergang vom Modellbaubagger zum Prüfstand erläutert und die Aufgaben der Arbeit definiert. Das Kapitel legt den Grundstein für die folgenden Abschnitte und skizziert den Gesamtüberblick über das Projekt.
2. Planungsphase: Hier werden die grundlegenden Planungen für den Prüfstand detailliert dargestellt. Die Anforderungen an den Prüfstand werden spezifiziert, und es werden erste Überlegungen zur Konstruktion und den benötigten Komponenten angestellt. Dieser Abschnitt bildet die Basis für die nachfolgende Konstruktionsphase.
3. Aufbau des Prüfstandes (Konstruktionsphase): Dieses Kapitel beschreibt ausführlich den Aufbau des Prüfstands. Es werden die konstruktiven, hydraulischen, mechanischen und elektrisch/elektronischen Aspekte im Detail behandelt. Der Fokus liegt auf der Übertragung der Planungen aus Kapitel 2 in eine konkrete Umsetzung. Die einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel werden präzise erläutert.
4. Vom Modellbaubagger zum Prüfstand (Entwurfsphase): Dieses Kapitel detailliert den Entwurf des Prüfstands, wobei besondere Berücksichtigung auf die Übertragung der Funktionalität des Modellbaubaggers auf die Prüfstandsumgebung gelegt wird. Konkrete Designentscheidungen und ihre Begründung werden umfassend erklärt, unter Einbezug von hydraulischen, mechanischen und elektronischen Aspekten.
5. Modellierung (Phase Inbetriebnahme): Hier wird der Prozess der Inbetriebnahme des Prüfstands dokumentiert. Es werden die einzelnen Schritte der Integration und Kalibrierung der Komponenten beschrieben, und es werden die Herausforderungen und Lösungen bei der Umsetzung des Gesamtkonzepts beleuchtet. Dieser Abschnitt zeigt den Übergang von der Konstruktion zur funktionsfähigen Simulation.
Schlüsselwörter
Projektarbeit, Modellbaubagger, Simulation, Prüfstand, Hydraulik, Mechanik, Elektronik, Konstruktion, Inbetriebnahme, Messdaten.
Häufig gestellte Fragen zur Projektarbeit: Modellbaubagger-Prüfstand
Was ist das Thema dieser Projektarbeit?
Die Projektarbeit befasst sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines Prüfstands zur Simulation eines Modellbaubaggers. Ziel ist die Nachstellung realer Abläufe des Baggers und die Erfassung relevanter Messdaten.
Welche Phasen umfasst die Projektarbeit?
Die Arbeit gliedert sich in mehrere Phasen: Planung, Konstruktion (Aufbau des Prüfstands), Entwurf (Übertragung der Funktionalität vom Modellbaubagger auf den Prüfstand), Inbetriebnahme (Modellierung) und abschließende Funktionsüberprüfung. Jede Phase wird in einem separaten Kapitel detailliert beschrieben.
Welche Komponenten beinhaltet der Prüfstand?
Der Prüfstand besteht aus einem hydraulischen System (inkl. Simulation mechanischer Belastung) und einem elektronischen System (Servopumpe, Servoventile, Messsystem, Testumgebung). Die einzelnen Komponenten und ihr Zusammenspiel werden ausführlich erläutert.
Wie wird die Funktionalität des Modellbaubaggers simuliert?
Kapitel 4 ("Vom Modellbaubagger zum Prüfstand") beschreibt detailliert den Entwurf des Prüfstands und die Übertragung der Funktionalität des Modellbaubaggers auf die Prüfstandsumgebung. Dabei werden hydraulische, mechanische und elektronische Aspekte berücksichtigt.
Wie wird der Prüfstand in Betrieb genommen und validiert?
Kapitel 5 ("Modellierung (Phase Inbetriebnahme)") dokumentiert den Inbetriebnahmeprozess, inklusive Integration und Kalibrierung der Komponenten. Kapitel 6 ("Nachweis der Funktionstüchtigkeit") beschreibt die Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung, um die Funktionalität des Prüfstands zu validieren.
Welche Messdaten werden erfasst?
Die Projektarbeit konzentriert sich auf die Erfassung relevanter Messdaten während der Simulation der realen Abläufe des Baggers. Die genaue Art der Messdaten wird im Kapitel zur Versuchsdurchführung und Auswertung detailliert beschrieben.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Projektarbeit?
Schlüsselwörter sind: Projektarbeit, Modellbaubagger, Simulation, Prüfstand, Hydraulik, Mechanik, Elektronik, Konstruktion, Inbetriebnahme, Messdaten.
Welche Kapitel beinhaltet die Arbeit?
Die Arbeit umfasst folgende Kapitel: Einleitung und Zielsetzung, Planungsphase, Aufbau des Prüfstands (Konstruktionsphase), Vom Modellbaubagger zum Prüfstand (Entwurfsphase), Modellierung (Phase Inbetriebnahme), Nachweis der Funktionstüchtigkeit (Phase Abschluss), Zusammenfassung und Ausblick.
Wo finde ich detaillierte Informationen zu den einzelnen Komponenten des Prüfstands?
Detaillierte Informationen zu den einzelnen Komponenten des Prüfstands, insbesondere zum hydraulischen und elektronischen System, finden sich in Kapitel 3 ("Aufbau des Prüfstands").
Was ist das Hauptziel der Projektarbeit?
Das Hauptziel ist die Entwicklung und der Aufbau eines funktionierenden Prüfstands zur Simulation eines Modellbaubaggers, der realistische Abläufe nachstellt und relevante Messdaten erfasst.
- Arbeit zitieren
- Malte Kanngießer (Autor:in), 2017, Entwicklung und Konstruktion eines Prüfstands im Modellbaumaßstab, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/452034
