Moment siły do osi pionowej

huzzar.ts · Post napisał: **huzzar.ts** » 12 sty 2015, 11:25

Witam.

Szukam pomocy, podpowiedzi jak obliczyć "udźwig" śruby trapezowej.

Dokładnie mechanizm wygląda tak.
Silnik 2 Nm (koło zębate 12 zębów, średnica 10.70 mm)
Śruba trapezowa 16x4 (koło zębate 24 zęby, średnica 22.16 mm)

Śruba umieszczona jest w pionie, pytanie jak obliczyć masę jaką podniesie taki układ?
Zakładając że śruba jest na łożyskach i miedzy śrubą a nakrętką jest smar.

ursus_arctos · Post napisał: **ursus_arctos** » 12 sty 2015, 11:37

Na pytanie "jak obliczyć" odpowiem: z zasady zachowania energii. Przyjmij, że przekładnia pasowa ma sprawność 1 a śruba trapezowa 1/2.

huzzar.ts · Post napisał: **huzzar.ts** » 12 sty 2015, 12:16

Widzę że się nie rozumiemy a podana przekładnia wprowadza w błąd.

Inna sytuacja, silnik 4 Nm przymocowany do śruby trapezowej 16x4 bezpośrednio. Śruba ustawiona pionowo. Jaki ciężar jestem w stanie podnieść?

Bo przeliczenie przekładni 12:24 = 1:2 to ....

ursus_arctos · Post napisał: **ursus_arctos** » 12 sty 2015, 13:54

Tak, nie zrozumieliśmy się. Dyskusyjne jest to, kto nie zrozumiał

Silnik wykonuje na obrót pracę 2*pi*M, gdzie M = moment
Śruba wykonuje na obrót pracę F*d, gdzie F = siła, d = skok.
Do tego dochodzi przezkładnia pasowa n1/n2

Zatem mamy - od strony silnika W = 2*pi*M
Od strony śruby n1/n21 * F * d
do tego doliczamy sprawność śruby Q i mamy
Q*W = n1/n2 * F * d
ostatecznie:
Q*2*pi*M = n1/n2 * F * d
stąd:
F = Q*2*pi*M *n2/n1 / d

po podstawieniu wartości liczbowych:
F = pi kN ≈ 3141.6 N
(polecam google jako kalkulator: http://tinyurl.com/o7jq4bb )

huzzar.ts · Post napisał: **huzzar.ts** » 12 sty 2015, 14:50

No teraz to wszystko jasne

... prawie hehhe

rozpiszę to tak:

((24/12) * 0.5 * 2 * pi * (2N * m)) / 4mm
czyli:
koło na pręcie (ilość zębów) / koło na silniku (ilość zębów) * CO TO JEST ? * 2 * pi * moment silnika * 1000 / skok

A czym jest to 0,5 ? i jak to obliczyłeś?
Sorki może banalne pytanie :\

dragon44 · Post napisał: **dragon44** » 12 sty 2015, 15:04

Poza czysto mechanicznymi zależnościami nie możecie zapomnieć tutaj o dosyć istotnej części elektrycznej

Mianowicie chodzi mi o charakterystykę momentu w funkcji obrotów silnika krokowego. Aby móc podstawić niutonometry do wzoru, należy ustalić z jakimi obrotami będzie pracował silnik. Następnie z wykresu odczytać jego moment i dopiero podstawić. Należy pamiętać że moment podawany na silniku, to moment trzymania silnika przy zerowych obrotach, a jak wiadomo im większe obroty silnika tym mniejszym momentem dysponujemy.

A to 0,5 jest to zapewne sprawność przekładni śrubowej (sprawność śruby trapezowej) tego się nie oblicza, to się przyjmuje na wiarę

huzzar.ts · Post napisał: **huzzar.ts** » 12 sty 2015, 15:13

No to teraz kolega załamał mnie całkowicie :C

No to w takim razie jakie dane jeszcze trzeba uwzględnić aby obliczyć takie założenie jak na początku postu?

A z tą sprawnością to już doczytałem na forum że to masa czynników na to wpływa i standardowo przyjmuje się 30-50% z czego ponoć te 50 to trudno uzyskać.

ursus_arctos · Post napisał: **ursus_arctos** » 12 sty 2015, 15:23

0.5 to przyjęta przeze mnie sprawność gwintu. W rzeczywistości zależy ona od współczynnika tarcia, kąta nachylenia gwintu itd., ale 0.5 to rozsądne wstępne przybliżenie.
Co do efektów elektrycznych, to ja bym ich do tego wyprowadzenia nie mieszał - one ograniczają się do tego, że moment jest zależny od obrotów, ale nadal można go wstawić do tego wzoru.

Dudi1203 · Post napisał: **Dudi1203** » 12 sty 2015, 15:23

dla trapeza na uczelni przyjmij sprawność z zakresu 35-40%. Albo policz

sa na to wzory u kurmaza w książce

markcomp77 · Post napisał: **markcomp77** » 12 sty 2015, 22:08

ursus_arctos pisze:z zasady zachowania energii

wychodził bym do silnika - do punktu szczytowego mocy... który zależy od sposobu zasilania (U-zasilania, I-silnika i nieco na minus ze względu na indukcyjność faz)

Moment silnika - to wartość której NIE WOLNO wykorzystać w pełni... bo to oznacza chodzenie po równoważni.... i tracenie kroków

Bezpieczny margines momentu - np. 30% momentu pełnego
Prędkość początku spadania momentu to zrównanie energii elektrycznej P=Uz * Iz * (30%-80% ze względu na indukcyjność), z energią mechaniczną (w odpowiedni sposób mianowaną) T(moment) * V(prędkość obrotowa)

Jeśli będziemy stosować silnik tylko do punktu szczytowego mocy - jeśli chodzi o prędkość... i brać z niego tylko 30% momentu, to będziemy mieli PEWNĄ PRACĘ
margines bezpieczeństwa - ostatecznie jest wyznaczany eksperymentalnie...

---
wracając do części mechanicznej

Poza obliczeniami statycznymi, warto przeprowadzić analizę dynamiczną potrzebnych przyśpieszeń - to drugi istotny składnik wymagań ==>> IIZDN: F=m*a

W maszynach przyjmuje się dobre przyspieszenie na poziomie 1m/(s*s)
10m/(s*s) będzie wygodną wartością do obliczeń (i niebotycznie dużym przyśpieszeniem w pracy maszyny)

Dlatego
pytanie:

huzzar.ts pisze:ak obliczyć masę jaką podniesie taki układ?

a to zależy z jakim przyspieszeniem

Moment siły do osi pionowej