Dokumentation zur Projektarbeit Projektbezeichnung: Demontage und Vermessung der Wellen einer Walzenpresse mit anschließender Erstellung einer technischen Dokumentation für die optimierte Neufertigung Prüfung zum Staatlich geprüften Maschinenbautechniker an dem Berufskolleg Fachschule für Technik der TÜV NORD College GmbH Eingereicht von: Thomas Roeder, Mathias Wingen und Sven Wittig Betrieb: Poll Umwelt und Verfahrenstechnik GmbH Lüner Straße 2c – 59379 Selm Projektbetreuer: Herr Dipl. Ing. Bernd Simbach
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Dokumentation zur Projektarbeit
Projektbezeichnung:
Demontage und Vermessung der Wellen einer Walzenpresse mit
anschließender Erstellung einer technischen Dokumentation für die
optimierte Neufertigung
Prüfung zum
Staatlich geprüften Maschinenbautechniker
an dem Berufskolleg Fachschule für Technik der TÜV NORD College GmbH
Eingereicht von:
Thomas Roeder, Mathias Wingen
und Sven Wittig
Betrieb:
Poll Umwelt und Verfahrenstechnik GmbH
Lüner Straße 2c – 59379 Selm
Projektbetreuer: Herr Dipl. Ing. Bernd Simbach
Inhaltsverzeichnis
Seite
1. Allgemeines
1.1 Vorwort 1
1.2 Entstehung des Projektes 2
1.3 Das Unternehmen 3
1.4 Projektbetreuer 3
2. Projektbeschreibung
2.1 Aufgabenstellung 4
2.2 Conceptual formulation 6
3. Projektdurchführung
3.1 Arbeitsablaufplan Demontage 8
3.2 Detailfotos der Demontage 12
3.3 Arbeitsablaufplan Remontage 16
3.4 Detailfotos der Remontage 19
3.5 Aufgetretene Probleme und deren Lösung 20
3.5.1 Ablaufplan 20
3.5.2 Einfülltrichter abziehen 21
3.5.3 Kupplungswellen demontieren 22
3.5.4 Stirnplatten lösen 23
3.5.5 Walze samt Lagerblöcken ausbauen 25
3.5.6 Lagerblöcke abziehen 26
3.5.7 Demontage bei Firma Momac Maschinenbau 29
3.5.8 Vermessung der Welle 31
3.5.9 Remontageplan 33
3.5.10 Montage der Lagerblöcke und Aufschieben auf die Welle 34
3.5.11 Walze samt Lagerblöcken einbauen 37
3.5.12 Stirnplatte anbringen 39
3.5.13 Kupplungswellen montieren 40
3.5.14 Einfülltrichter aufsetzen 41
3.5.15 Radiale Versatzeinstellung der Walzen 42
4. Umsetzung der Vermessungsergebnisse
4.1 Gesamtansicht der Welle 43
4.2 Detailansicht (kurze Seite) 44
4.3 Detailansicht (lange Seite) 45
4.4 Wellenringe 46
4.5 Welle Zusammenbau 47
5. Fazit
5.1 Fazit 48
5.2 Empfehlung 49
6. Anlagen
6.1 Transportauftrag Firma Kahl Schwerlast GmbH 50
6.2 Auftrag Firma Momac Maschinenbau 51
6.3 Rechnung Putzier Werkzeug und Eisenwaren GmbH 52
6.4 Auftragsbericht Firma Hosokawa Bepex GmbH 53
6.5 Technische Daten Castrol HT-1 55
6.6 Praktikumszeugnis Thomas Roeder 57
6.6.1 Praktikumszeugnis Mathias Wingen 58
6.6.2 Praktikumszeugnis Sven Wittig 59
6.7 Projektstammblatt 60
6.8 Schriftliche Versicherung 61
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1 Allgemeines
1.1 Vorwort
Wir, das Projektteam, möchten uns zum Abschluss unserer Projektarbeit ganz besonders
bei allen Beteiligten der Firma POLL Umwelt – und Verfahrenstechnik GmbH
bedanken, die uns die Durchführung des Projektes am Standort Moers in der Zeit vom
21.11.2011 bis zum 22.12.2011 ermöglicht haben.
Unser besonderer Dank gilt hierbei dem Geschäftsführer Herrn Dipl. Ing. Bernd
Simbach, der Transportfirma Kahl Internationale Schwerlasttransportlogistik, der
Firma Momac für die Bereitstellung der Vermessungswerkzeuge, der Firma Riedel
Recycling und seitens der Schule Frau Dipl. Ing. Heike Poll- Simbach und Herrn Dipl.
Ing. Jürgen Beuerlein.
Das von dem Geschäftsführer vorgegebene Thema eignete sich hervorragend als
Projektarbeit im Rahmen unserer Weiterbildung zum Staatlich geprüften Techniker.
Sowohl in Bezug auf die zeitliche als auch die technische Anforderung konnte die
Aufgabe in diesem Rahmen bewältigt werden.
Die Projektbetreuer waren für uns jederzeit, sowohl für theoretische und technische
Fragen als auch für die praktische Umsetzung der Projektarbeit, erreichbar und
kompetente Ansprechpartner. Darüber hinaus standen sie uns mit guten Ideen zur
Optimierung der Lösung zur Seite.
Bergkamen, den 22.12.2011
Das Projektteam:
_________________ _________________
(Thomas Roeder) (Mathias Wingen)
_________________
(Sven Wittig)
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1.2 Entstehung des Projektes
Im Rahmen unserer Weiterbildung zum Staatlich geprüften Maschinenbautechniker ist
es notwendig, eine möglichst außerschulische Projektarbeit durchzuführen. Die
Zielsetzung ist es, eine betriebliche Problemstellung selbstständig und als Team
eigenverantwortlich zu lösen. Mit Durchführung des Projektes sollen nicht nur Fach, –
und Lernkompetenz optimiert werden, gleichzeitig soll auch die
Kooperationsbereitschaft im Team verbessert werden.
In diesem Zusammenhang war es für uns wichtig, einen Betrieb zu finden, in dem wir
eine für uns anspruchsvolle Aufgabe durchführen konnten.
Nach intensiver Suche stießen wir auf die Firma POLL Umwelt – und
Verfahrenstechnik GmbH.
Nachdem der erste Kontakt hergestellt war, lud uns Herr Dipl. Ing. Bernd Simbach in
den zukünftigen Firmenstandort nach Moers ein. Als wir uns nun auch persönlich
vorgestellt hatten, erzählten wir von unserem Anliegen. Daraufhin erklärte Herr
Simbach uns, dass bereits im letzten Jahr angehende Techniker ihre Projektarbeit
erfolgreich in diesem Unternehmen abgeschlossen haben. Somit war die POLL Umwelt
– und Verfahrenstechnik GmbH mit unserem Anliegen vertraut.
Nach dem Gespräch machte uns Herr Simbach mit den Dienstleistungen des
Unternehmens weiter vertraut. In der großen Halle angekommen, zeigte man uns die
Briketttieranlage, wo in naher Zukunft zwei neue Wellen für die Walzenpresse
angefertigt werden. Leider waren von der gesamten Anlage keine technischen
Unterlagen mehr vorhanden, um neue Wellen fertigen zu können.
Somit war es unsere Aufgabe, im Rahmen des Projektes diese technische
Dokumentation zu erstellen. Mit großem Interesse überlegten wir bereits vor Ort, wie
man die Welle am besten ausbauen und vermessen könnte.
Zunächst mussten wir uns mit den Umfang dieses Vorhabens intensiver vertraut
machen und den Hintergrund sowie die Thematik mit den Projektbegleitern seitens der
Schule besprechen.
Daraufhin einigte sich das Projektteam mit der Geschäftsführung, das Projekt
anzunehmen und die technische Dokumentation zu erstellen.
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1.3 Das Unternehmen
Die Poll Umwelt- und Verfahrenstechnik GmbH mit Firmensitz in Selm ist eine
Ingenieurgesellschaft. Schwerpunkte sind die Verfahrens- und Produktentwicklung in
allen Bereichen der Umwelt- und Verfahrenstechnik. Hierzu gehören u.a. Produkte und
Verfahren zur biologischen und chemischen Abwasserbehandlung, zur Rückgewinnung
von Nährstoffen aus flüssigen Medien, die Optimierung der Abscheidung von Partikeln
aus Flüssigkeiten, die Ressourcenschonung durch Rückgewinnung von Wertstoffen aus
Abfällen, die Aufbereitung von Gärresten aus Biogasanlagen sowie der Abbau von
Medikamentenresten aus (Ab-)Wasser bzw. flüssigen Phasen.
Das Unternehmen wurde im Jahre 1995 gegründet und hat aktuell fünf Mitarbeiter.
Zurzeit beschäftigt man sich jedoch damit, ein neues Konzept in Moers aufzustellen.
Einer der aktuellen Tätigkeitsschwerpunkte ist es, aus Walzschlämmen Briketts zu
pressen, die in Hochöfen wieder eingeschmolzen werden können. Diese Briketts sollen
für alle Varianten von Werkstoffen mischbar sein.
1.4 Projektbetreuer
des Betriebes: Herr Dipl. Ing. Bernd Simbach
der Schule: Frau Dipl. Ing. Heike Poll- Simbach
Herr Dipl. Ing. Jürgen Beuerlein
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2 Projektbeschreibung
2.1 Aufgabenstellung
Die Aufgabenstellung umfasst die Erstellung und ggfs. Optimierung einer technischen
Dokumentation für die bestehende Kompaktorwelle einer Brikettieranlage, um diese
neu anfertigen lassen zu können. Um die Aufgabe ordnungsgemäß zu bearbeiten, muss
die Welle zur Vermessung ausgebaut und nach der Vermessung wieder eingebaut
werden.
Die Welle besteht aus einem vergüteten Schmiedestahl. Der aufgeschrumpfte
Werkzeugring mit mehreren Brikettierformen ist aus dem Werkstoff 1.2379
(X155CrVMo12-1) gefertigt. Gelagert ist die Welle in einem konischen Timken
H234649TD Wälzlager. Vom Getriebe aus wird das Drehmoment mittels einer
Bogenzahnkupplung auf die Welle übertragen. Beide Wellen drehen sich gegensinnig
zueinander, um die Briketts mit einem Druck von bis zu 150 bar zu pressen.
Das zu pressende Produkt wird durch Förderbänder zur Brikettieranlage transportiert.
Von dort wird es über den Einfülltrichter den Brikettierwalzen zugeführt und zu
Briketts verpresst. Der Motor überträgt die Leistung über die Getriebewellen auf die
Kompaktorwellen, sodass an diesen eine Umdrehungsfrequenz von 22 min-1 ensteht.
Die Briketts fallen aus bestimmter Höhe auf das nächste Förderband und werden in
Richtung Lagerort abtransportiert.
Da die Brikettieranlage über 30 Jahre alt ist und mehrere Vorbesitzer hatte, sind
zahlreiche technische Unterlagen heute sehr unvollständig bzw. nicht aktuell. Im Laufe
der Zeit wurden auch viele Veränderungen vorgenommen und nicht dokumentiert.
Beispielsweise wurden die Kupplungsstücke verschweißt, wodurch eine Korrektur des
Walzenversatzes mittels Verdrehen der Bogenzahnkupplung unmöglich wurde. Es
wurden Passschrauben gegen andere Maschinenschrauben (Festigkeitsklasse 4.6)
ausgetauscht und Passungen aufgebohrt. Zusätzlich wurde ein neuer Werkzeugring auf
die Welle aufgeschrumpft. Aus diesen Gründen ist es nicht möglich, mit den
Originalunterlagen, die beim Hersteller Hosokawa Bepex eingesehen werden können,
ausreichende Informationen über diese Anlage im derzeitigen Istzustand zu erfahren
Die Anlage wurde zuletzt für die Herstellung von Düngemittel - Granulat verwendet. Im
Jahr 2010 erwarb Poll Umwelt- und Verfahrenstechnik diese Anlage mit dem Vorhaben,
aus eisenhaltigen Abfallprodukten und verschiedenen Zusätzen, Eisenbriketts zu
pressen.
Diese Briketts sollen in Eisengießereien den Hochöfen zur Stahlgewinnung zugeführt
werden.
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Einfülltrichter
Kupplungsstücke
Getriebegehäuse Bogenzahnkupplung
Hydraulik Einheit
Stirnplatte mit
Hydraulik Zylinder
Spannstange
mit Mutter
Welle mit Aufgeschrumpften Werkzeugring
(Blickwinkel von oben nach Demontage des Einfülltrichters)
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2.2 Conceptual formulation
The conceptual formulation contains the creation and, if applicable, the improvements
of a technical documentation of an existing packer unit shaft of a briquettemachine in
order to manufacture a new shaft. To work on this business correctly, the packer unit
shaft has to be first dismantled for measurement and then again inserted afterwards.
The shaft consists out of tempered forged steel. The shrink-fitted tool ring, which has
several forms of briquettes, is wrought out of the raw material 1.2379(X155CrVMo12-
1). Moreover, the shaft is embedded in a conical H234649TD rolling bearing by
Timken. Via a curved tooth coupling, the torque is transmitted from the gearing to the
shaft. Both shafts turn inversely arranged to each other in order to press the briquettes
with a pressure up to 150 bars.
The product, which shall be pressed, is transported via conveyor belts to the
briquettemachine, where it is conveyed through the funnel tube to the briquette-rolls.
Then, the briquettes fall from a calculated height onto the next conveyor belt and are
directed towards the storage location. Via the gear shaft, the motor transmits the engine
power onto the packer unit shafts, where a frequency of rotation of 22 min-1 is
developed.
Because the briquettemachine exists about thirty years and had many previous owners,
there are nearly no existing technical documents available. During these years, several
technical modifications have been made, but have not been documented at all. For
example, the coupling elements have been welded, which made a correction of the roll
misalignment via distortion of the curved tooth coupling impossible. Dowel screws
have been exchanged to machine screws (4.6) and fittings have been drilled. In addition
to that, a new tool ring has been shrink-fitted onto the shaft. For these reasons, it is not
possible to get adequate information about the current state of the machine within the
original documents, which can be inspected at the producer Hosokawa Bepex.
The briquettemachine has been used so far to produce fertilizer-pellets. In 2010, Poll
Umwelt- und Verfahrenstechnik acquired this machine with the intention to press
ferrous briquettes out of ferrous waste-forms and different additives.
These briquettes shall be conveyed into blast furnaces in iron foundries in order to
produce steel.
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differential case Curved tooth coupling Funnel tube
Hydraulic power unit Coupling pieces Tension rod with
nut
front plate
with
hydraulic
cylinders
Shaft with shrink-fitted tool ring
(bird's eye view after dismantling of the funnel tube)