Aufgabe Vorschlag A - 1 · Abitur Hessen Maschinenbautechnik LK 2021

Antrieb eines Kleinförderbandes

Ein Kleinförderband kann Stückgüter, etwa Pakete oder Werkstücke, transportieren. In der vorliegenden Konstruktion besitzt das Kleinförderband ein Schneckengetriebe, welches über einen Elektromotor angetrieben wird. Auf der Abtriebswelle des Getriebes ist eine Trommel montiert, welche das Kleinförderband über Reibschluss bewegt. Der Antrieb des Kleinförderbands ist schlupffrei.

1 Im Folgenden soll der Antrieb des Kleinförderbands überprüft werden. Ein Blockschaltbild veranschaulicht die Interaktionen der einzelnen Komponenten Elektromotor, Schneckengetriebe und Antriebstrommel (Material 1).

1.1

Folgende Rahmendaten liegen vor:

mechanische Leistung des Elektromotors: $P_{\text{M}} = 3\text{ kW}$

Drehzahl des Elektromotors: $n_{\text{M}} = 1400\text{ min}^{-1}$

Wirkungsgrad des Elektromotors: $\eta_{\text{M}} = 0{,}99$

Wirkungsgrad des Schneckengetriebes: $\eta_{\text{G}} = 0{,}88$

Übersetzungsverhältnis Schneckengetriebe: $i_{\text{G}} = 12{,}1$

Berechnen Sie die fehlenden Werte im Blockschaltbild.

Weisen Sie nach, dass die vom Hersteller vorgegebene Fördergeschwindigkeit in Höhe von höchstens $0{,}5\text{ m/s}$ für eine Antriebstrommel mit einem Außendurchmesser von $d_{\text{Tr}} = 80\text{ mm}$ eingehalten wird. [9 BE]

1.2

Die in Aufgabe 1.1 vorgesehene Kombination aus Elektromotor und Schneckengetriebe ist defekt. Als Alternative wird eine Kombination eines Elektromotors mit einstellbarem Drehzahlbereich von $800\text{ min}^{-1}$ bis $3000\text{ min}^{-1}$ und eines Schneckengetriebes mit $i_{\text{G}2} = 26$ angeboten. Die Baugruppen haben die gleichen Wirkungsgrade wie die aus Aufgabe 1.1.

Beurteilen Sie die Verwendbarkeit der angebotenen Kombination von Elektromotor und Schneckengetriebe als Ersatz für die in Aufgabe 1.1 vorgesehenen Baugruppen. [5 BE]