Obliczanie siły

Witam, potrzebuję twojej pomocy.
Mam rurę 16 ton do Ø2500mm nachyloną pod kątem 3° z obrotem 50 obr./min.
Muszę umieścić rolkę mocującą na końcu rurki, aby zablokować jej przesuwanie ze względu na jej ruch i siłę grawitacji
Mam 2 pytania.
1 = jaka jest siła na końcu rury dla rolki pośrodku.
2= jaka jest siła działająca na końcu rury dla 2 rolek oddalonych od siebie o 50°.
Dziękuję za pomoc

Jak jest napędzany obrócony? Rolki z napędem, takie jak tokarka?

Rura umieszczona jest na 4 kołach, z których jedno jest zmotoryzowane.

Witam;

Ciężar (P): P = m * g = 16000 kg * 9,81 m/s² = 156960 N
Składowa ciężaru równoległa do płaszczyzny nachylonej: F = P * sin(3°) = 156960 N * 0,0523 = 8209 N

Tak więc w przypadku pojedynczej rolki umieszczonej w środku rury jej siła trzymania jest równa składowej ciężaru równoległej do nachylonej płaszczyzny:
Siła dla kamyka = = 8209 N

W przypadku dwóch rolek oddalonych od siebie o 50° siła zostanie rozłożona między dwa punkty styku. Możemy użyć wzoru na siły wypadkowe, aby obliczyć siłę działającą na każdą rolkę:

F_retenue_2 = F / (2 * cos(25°))
F_retenue_2 = 8209 / (2 * 0,9063) = 4528 N na rolkę

Całkowita siła trzymania wyniesie zatem 4528 N * 2 = 9056 N, czyli nieco więcej niż w konfiguracji z pojedynczą rolką ze względu na rozkład sił.

=> Dodałbym jeszcze konieczność dodania współczynnika bezpieczeństwa na tych rolkach, aby skompensować siły odśrodkowe generowane przez obrót rury...
Nie znając użytych materiałów, nie jest łatwo obliczyć siły tarcia.

4 polubienia

Dziękuję bardzo.
Oto odniesienie do użytego kamyka
rolka poliamidowa GSPO 252/50K Obciążenie 6000 daN

1 polubienie




BLICKLE to dobry dostawca, produkty wysokiej jakości.
Brak komentarza na temat wybranego modelu.
Z drugiej strony, jeśli mogę tak powiedzieć, odwróciłbym stronę ogranicznika do regulacji położenia rolek płytowych, ponieważ po wyregulowaniu - siły nacisku nadal nie są bez znaczenia, być może pojawią się również drgania (prędkość liniowa 400m/min) - łatwiej będzie ustawić skalibrowane podkładki regulacyjne między podporą a płytą. Gwarancja sztywności i stabilności w czasie.

2 polubienia

Dziękuję za propozycję.
Ale ciężko jest mi zmienić pozycję, bo nie mam miejsca.


Rolka jest mocowana od dołu

regulacja odbywa się za pomocą M20, wiedząc, że w Rep1 jesteś gwintowany.

1 polubienie

@OBI_WAN , który zmaga się z Mocą :astonished: Ten świat staje się całkowicie aktywny!

7 polubień

pfffff Pojawia się ciemna strona :rofl:
image

4 polubienia

Dziękujemy wszystkim prelegentom za udział.
Niech moc będzie z wami.

1 polubienie

Aby określić siłę wywieraną na końcu rury przez grawitację i obrót, przeanalizujmy sytuację w dwóch konfiguracjach:

Podane dane:

Masa rury: 16 ton (16 000 kg)

Średnica: Ø2500 mm (R = 1250 mm)

Nachylenie: 3°

Prędkość obrotowa: 50 obr/min (ω = 50 × 2π / 60 rad/s ≈ 5,24 rad/s)

Grawitacja: g = 9,81 m/s²

Przypadek 1: 1 kamyk w środku

Przypadek 2: 2 kamyki oddalone od siebie o 50°


  1. Obliczanie siły na końcu rury dla 1 rolki pośrodku

Siła grawitacyjna (Fg)

Siła grawitacji generuje komponent równoległy do nachylonej płaszczyzny, który ma tendencję do przesuwania się rury:

F_g = m \cdot g \cdot \sin(3°)

Siła odśrodkowa (Fc)

Efekt obrotu generuje siłę odśrodkową działającą na środek ciężkości:

F_c = m \cdot R \cdot \omega^2

Cała ta wytrzymałość jest przenoszona na pojedynczą rolkę.


  1. Obliczanie siły dla 2 rolek oddalonych od siebie o 50°

Gdy są dwie rolki, siła rozkłada się między nimi, w zależności od ich położenia i kierunku sił. Każdy kamyk otrzymuje część powstałej siły.

Zamierzam wykonać obliczenia dla tych sił i podać dokładne wyniki.

1 polubienie

Wyniki obliczeń:

  1. Siła grawitacyjna (Fg): 8,21 kN

  2. Siła odśrodkowa (Fc) : 548,31 kN

  3. Siła całkowita działająca na pojedynczą rolkę: 548,37 kN

  4. Siła działająca na każdą rolkę (przy 2 rolkach rozstawionych pod kątem 50°): 302,53 kN na rolkę

Więc:

Jeśli użyjesz tylko 1 rolki, będzie ona musiała wytrzymać około 548,37 kN.

Jeśli użyjesz 2 rolek oddalonych od siebie o 50°, każda z nich wytrzyma 302,53 kN.

1 polubienie

Witam;

@maurizio ;

Miałem wątpliwości, kiedy przeczytałem twoją odpowiedź, choćby dlatego, że nie ma w niej " Cześć: ", więc poszedłem sprawdzić:

a także na:
https://quillbot.com/ai-content-detector

… Cytuj swoje źródła podczas korzystania ze sztucznej inteligencji... Nie chodzi o to, że wszystkie są złe, ale nigdy nie wolno nam zapominać, że w każdej chwili mogą mieć halucynacje... Swoją drogą, trochę jak ludzie.

Myślę, że fakt zwrócenia uwagi na użycie odpowiedzi przez I. A to przede wszystkim kwestia etyki i szacunku.
A jeśli kiedykolwiek się pomylę, proszę przyjąć moje przeprosiny.

@OBI_WAN : Nie mam okazji sprawdzić wymienionych obliczeń, w końcu może to ja mam halucynacje... :sweat_smile:

5 polubień

Witaj @Maclane ,

Rzeczywiście, musimy uważać na sztuczną inteligencję.
Powiedziałbym, że jego odpowiedzi są często trafne, ale uwarunkowane precyzją zadanego pytania, które musi być sformułowane w sposób jasny i kompletny.

W szczególności odpowiedź @maurizio zawiera zamieszanie, które nie jest spowodowane przez ChatGPT: w przypadku " siły odśrodkowej " (Fc = m w² r) promień r, który należy wziąć pod uwagę, to odległość od osi obrotu do środka ciężkości obiektu, a nie promień R cylindra. Możemy pomyśleć, że ta odległość r jest bardzo mała, jeśli cylinder jest odpowiedniej jakości.
Ponadto " siła odśrodkowa" działa promieniowo i nie ma rzutu na kierunek osi rury.
Moim zdaniem to działanie odśrodkowe jest całkowicie pomijalne przy doborze rolek podpory osiowej.

Wracając do początkowo postawionego problemu - obliczenia siły osiowej w celu walidacji rolki (rolek) - fakt użycia 2 rolek zasługuje na refleksję. Pozwól, że wyjaśnię:
Nie ma problemu z prowadzeniem obrotu rury, które odbywa się za pomocą 4 rolek (z których jedna jest zmotoryzowana), która określa oś obrotu.
Nie ma jednak gwarancji, że rolki używane do ogranicznika osiowego będą stykać się z przednią powierzchnią rury. Wszystko zależy od jakości powierzchni, obrobionych maszynowo lub surowych, prostopadłości czoła w stosunku do cylindrycznych siedzeń...
Nawet jeśli rolki " osiowe " mają system regulacji, który zapewnia ich jednoczesne podparcie, to nic nie wskazuje na to, że będzie tak samo za U-turn później, lub dla innej rury.
Po raz kolejny, to hiperstatyczny charakter zespołu dwurolkowego nie pozwala nam być pewnymi co do równości sił, które wspierają. Do projektanta należy wyobrażenie sobie rozwiązania, które zagwarantuje podwójne wsparcie...

4 polubienia

Witaj @Maclane,

Rozumiem twoje obawy dotyczące pochodzenia odpowiedzi i znaczenia cytowania źródeł podczas korzystania ze sztucznej inteligencji. Chcę jednak jasno powiedzieć, że moja odpowiedź jest wynikiem mojego własnego rozumowania i wiedzy technicznej.

Jeśli masz jakiekolwiek wątpliwości co do moich wyliczeń lub mojego podejścia, chętnie je omówię i uzasadnię punkt po punkcie. Moim zdaniem ważne jest, aby upewnić się, że wyjaśnienia są poprawne i przydatne dla społeczności.

Nie krępuj się powiedzieć mi, jakie są Twoje zdaniem problematyczne punkty, a my możemy je wspólnie przejrzeć.

Miłego dnia!

2 polubienia

Witam
To jest dokładnie to, co się dzieje. Obróbka skrawaniem odbywa się na powierzchniach styku z tolerancją prostopadłości do osi obrotu, ale biorąc pod uwagę rozmiar rury, tylko jedna rolka jest w stałym kontakcie, a druga z przerwami. Drugi zostawiamy jeszcze na wypadek, gdyby pierwszy się zepsuł.

1 polubienie

Cześć @OBI_WAN

Czy więc nie byłoby mądrze mieć tylko jedną rolkę, ale umieszczoną na osi (co pozwoliłoby na lepszą równowagę sił w porównaniu z tylko 1 rolką w kontakcie, ale nie w osi)?
Zwłaszcza, że w przypadku 2 rolek, jeśli kiedykolwiek nadliczbowy zostanie zamontowany zbyt blisko i faktycznie się zetknie, skończy się to naprzemiennym zmęczeniem 2 rolek / podpór (co w dłuższej perspektywie zwiększa ryzyko pęknięcia).

@froussel
Tak, masz rację, ale umieszczenie rolki na osi staje się niedostępne do konserwacji. wybór umieszczenia go pod kątem 50° i zapewnienia dostępności.

1 polubienie

Witam @OBI_WAN ,

Rozwiązaniem może być układ z drążkiem sterowym do połączenia dwóch rolek:

  • teoretycznie identyczny rozkład sił na obu rolkach (jeśli oś steru jest " wyśrodkowana ");
  • Zachowana dostępność, identyczna jak w przypadku dwóch rolek o stałych osiach.
    A połączenie obrotowe nie musi być szczególnie ostrożne, ponieważ amplituda ruchu jest nieznaczna, tylko ze względu na wady geometryczne rury.

2 polubienia