Auf der Suche nach einer unbekannten Kraft

Hallo ihr alle

Ich bin gerade dabei, einen Aufzug zu dimensionieren, der in der Lage sein sollte, eine Last von 1,8 Tonnen (~17,8 kN) zu heben.  Eine Einschränkung, die ich habe, ist die Ergonomie, da die Last auf einer Fläche von  850x200 mm platziert wird. Dazu muss ich einen oder mehrere Wagenheber verwenden, und ich müsste wissen, wie man das macht, um die Kraft zu finden,  diese Last mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu heben. Ich werde mehrere Konfigurationen meines Systems verwenden müssen, um die wirtschaftlichste Lösung zu finden. Unten sehen Sie ein Bild des Systems, das ich verwenden wollte.

Vielen Dank im Voraus für Ihre Hilfe 

Hallo

Was die unbekannte Kraft betrifft, glaube ich, dass unser angesehener Kollege @OBI WAN sich dessen sehr bewusst ist.

Ernsthafter !

Sie müssen angeben, um welche Kraft es sich handelt (Zylinder, Widerstand der Achsen, Widerstand der Scherenteile usw.)

Die Höhe muss auch in der eingefahrenen Stellung und in der oberen Stellung oben angegeben werden. Es ist wichtig zu wissen, dass die maximale Anstrengung auftritt, wenn der Tisch praktisch flach ist (vollständig eingefahren mit der minimalen Höhe), wenn Sie nie mit Ihrer Last unter 60 cm hinuntergehen, dann sind die Anstrengungen viel geringer.
Sie sollten auch angeben, ob Sie allgemeine Bemaßungsabhängigkeiten haben, da die Kontaktfläche der  Last von 800 x 200 nicht die Größe der Tischplatte voraussetzt.
Ergonomie hat nichts mit dem Problem zu tun.
Warum gehen Sie davon aus , dass Sie mehrere Buchsen benötigen? Zumal man nicht sagt, ob es sich um ein manuelles oder motorisiertes Spindelhubgetriebe handelt oder ob es sich um hydraulische Wagenheber handelt.
Sie geben nicht an , ob die Last immer in der Mitte des Bettes bleibt oder nicht.
Sie sagen nicht , ob der Schwerpunkt der Ladung  in der Mitte liegt oder vor allem, wo sich der Schwerpunkt oben befindet.
Sie sagen nicht  , indem Sie "eine bestimmte gewünschte Geschwindigkeit" angeben. ", noch die Geschwindigkeit des Hebens der Platte (und nicht die des Zylinders), noch ob die Beschleunigung augenblicklich oder progressiv ist und um wie viele cm. Sie sagen nicht, warum Sie eine genaue Geschwindigkeit benötigen oder vor allem warum (dies ist es, was die Wahl des Schrauben- oder Zylindersystems strukturiert)
Sie geben keine Auskunft über die Scherenprofile oder den Widerstand der Stifte und doch ist diese Berechnung fast noch strukturierender als das Wissen um die Kraft des Zylinders selbst.

Ich verstehe den Titel "Eine unbekannte Kraft finden" besser

Herzliche Grüße

 

 

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Ich gebe zu, dass ich mich zu diesem Thema nicht klar geäußert habe. Deshalb

Ich spreche von der Stärke des Zylinders, von dem Aufwand, der erforderlich ist, um die 1,8 Tonnen zu überwinden. 

Das Kettenblatt muss einen Hub von 510mm haben, nach einigem Nachforschen bräuchte ich einen Zylinderhub von 190-200mm.

Ich war mir nicht klar, das System sollte 800x200mm nicht überschreiten. Bei der Höhe habe ich keine Einschränkungen.

Der Schwerpunkt der Ladung befindet sich in der Mitte und die Ladung wird gleichmäßig  über das Tablett verteilt. Wenn man so will, ist es so, als würde man einen Vorschlaghammer auf das Brett legen, das die Maße 800x200mm hat. 

Planänderung, es werden Spindelhubgetriebe sein, ich brauche eine allmähliche Beschleunigung. Ich habe keine feste Geschwindigkeit. Es ist der Bediener, der entscheidet, wie schnell der Aufzug ansteigen soll. Ich habe mir 10mm/s als maximale Steiggeschwindigkeit gesetzt. 

Vielen Dank für Ihre Antwort, ich lerne, deshalb komme ich hierher, um mich zu verbessern und von anderen Ingenieuren zu lernen. Also lassen wir Obi Wan aus meinen Problemen heraus. 

Sag mir, wenn ich nicht klar war

 

Die Form Ihrer Frage deutet auf Ihren Status hin.

Da wir nicht hier sind, um Ihnen vorgefertigte Lösungen zu liefern, insbesondere für ein "einfaches" statisches Problem, geben wir Ihnen nur einige Hinweise.
In diesem Fall handelt es sich, wie ich eben gesagt habe, um ein Problem der Statik der Kräfte. Also verweise ich Sie auf den Kurs, den Sie zu diesem Thema besucht haben müssen.

Zeigen Sie uns Ihre Schaltpläne, Skizzen und andere Berechnungen, auf die Sie sich bei der Bestimmung Ihres Zylinderhubs stützen, z. Von dort aus führen wir Sie gerne.
Ist es ein Projekt des Unternehmens, in dem Sie lernen, oder eine Übung?
Sie sprechen nicht von der Mindesthöhe, die Ihr Tisch haben sollte (es sei denn, er ist in den Boden eingelassen).

ObiWan ist übrigens eines der prominenten Mitglieder dieser Community ;-)

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Hallo @davit27srg 

Offensichtlich gibt es das 3D-Modell des Hubtisches noch nicht, und das ist gut so...
Meiner Meinung nach besteht der Ansatz darin, zunächst auf einem kinematischen und statischen Diagramm zu simulieren (mit Meca3D, soweit es mich betrifft), um die optimale Anordnung in Bezug auf die auferlegten Einschränkungen zu finden: Hub, Geschwindigkeit, Gewicht der Last... Und den Zylinder vorzudimensionieren, sobald sein Hub und die Kraft, die er ausüben muss, bekannt sind.
Als nächstes folgt die Arbeit an einem 3D-Modell, um eventuell die Massen und die Trägheit der verschiedenen Teile zu berücksichtigen und das Problem dynamisch anzugehen. Dann kommt die FE-Simulation, um die verschiedenen Elemente zu dimensionieren...

Illustration einer Schnellstudie mit "etwas zufälligen" Dimensionen, die die folgenden Ergebnisse liefert.
Daten :
- Länge der Hubarme: 760 mm
- Breite des Tisches: 800 mm
- Hub: 520 mm, bei 13 mm/s Geschwindigkeit, mit Sanftanlauf und -stopp
- Maximale Belastung des Tisches:   18700 N
Ergebnisse :
- Sichtbare Bewegung auf dem Animationsanhang. Es ist klar, dass der von mir definierte Zylinder vom Federweg her nicht geeignet ist. Nachdem Sie die Befestigungspunkte mit dem Rahmen und dem Hubarm geändert haben, gibt die neu gestartete Simulation ihr Urteil ab. Ziel ist es, durch Iterationen nach "dem richtigen geometrischen und kinematischen Layout" zu suchen.

- Hubraum (in rot) und Drehzahl des Zylinders (in grün)
Der Zylinderhub beträgt 210 mm.
Die auf dem Tisch auferlegte Geschwindigkeit beträgt 13 mm/s, mit progressiven Start- und Stoppphasen über 10 s.
Die maximale Geschwindigkeit des Zylinders beträgt 6mm/s. Die Simulation gibt das Geschwindigkeitsgesetz des Zylinders an, um das erwartete Gesetz der Tabelle zu erhalten.

- Zylinderkraft (in grün), bei einer Belastung des Tisches von 18700 N (in rot):
Der maximale Wert beträgt 108 kN in der unteren Position des Tisches, d.h. mehr als das 6-fache der zu hebenden Last.
Die Position der Last auf der Platte hat keinen Einfluss auf die Wirkung des Zylinders.
Es liegt auf der Hand, dass die Bestimmung, die ich angenommen habe, nicht angemessen ist. Dies ist ein erster Entwurf, nur der Designer des Tisches ist in der Lage, die entsprechenden Entscheidungen zu treffen.

Viel Glück, zu Ihrer Verfügung, wenn Sie tiefer in die Frage eintauchen möchten

M.Blt


tableelevatrice.mp4
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Ich wüsste, wie man dieses Problem auf dem Papier löst, ich möchte wissen, wie man es auf SolidWorks macht, weil ich denke, dass es etwas ist, das oft auftauchen wird, und auch für später kann es für mich immer nützlich sein, zu wissen, wie man es macht.

Ich habe ein sehr vereinfachtes 3D-Modell erstellt, nur um eine Größenordnung des Wettlaufs zu haben, um zu sehen, was wir auf dem Markt finden. 

Tatsächlich wird der Aufzug auf einer Werkbank platziert, und auf dem Aufzug befindet sich eine spezielle Halterung für ein Teil, das 1,8 Tonnen wiegt und eine präzise Höhenverstellung erfordert. Dies ist ein Projekt des Unternehmens. 

Ich bin nicht klar in meinen Erklärungen, da ich mitten drin bin, ich kann keinen Schritt zurücktreten, um für diejenigen, die dieses Projekt nicht kennen, klarer zu sein. 

Vielen Dank für Ihre Antwort

Hallo @m.blt ,

Das ist genau das, was ich wissen wollte! Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, mir zu antworten!

Hallo @davit27srg

Freut mich, dass Sie die beste Antwort erhalten haben.

Da das Thema abgeschlossen und ziemlich schwierig zwischen uns und ernsthaften  Menschen ist, kann ich Ihnen sagen, dass ich nicht ganz auf einer Linie mit den Berechnungen bin.

Wozu!

1°) Die Gesamtabmessungen des Tisches betragen 800 mm (wir gehen davon aus, dass dies die Länge ist), was bedeutet, dass die Gelenkstangen nur 800 mm betragen können, wenn wir die Gelenkstangen genau in der Mitte nehmen. Weniger, da die Achsen zwangsläufig innerhalb der 800-mm-Zone liegen, die nicht überschritten werden darf.

2°) Wir wissen nicht, ob es sich um einen Hydraulikzylinder handelt, der verwendet wird. Du musst zusätzlich zum sinnvollen Lauf eine bestimmte Distanz hinzufügen
3°) wir kennen die niedrige Position des Tisches nicht, ich startete 300 mm über dem Boden (um zu viel Aufwand beim Start zu vermeiden)

4°) Wir kennen die Position des hinteren Käfigs des Zylinders in Bezug auf die untere Achse eines der Arme nicht

5°) Wir kennen die Position der Stange an der Oberseite des Arms nicht. (Dies ist entscheidend  für das Rennen und die Kraft, die ausgeübt werden muss, um die Last zu heben.

6°) Wir kennen die Höhe zwischen der niedrigen und der hohen Position 0 bis 560 mm

KURZ!

Eine einfache Skizze unter SW zeigt, dass es nicht möglich ist, mit einem einzigen Scherentisch 560 mm Verfahrweg zu haben, sondern dass es notwendig ist, zumindest auf eine Doppelschere umzusteigen.
Beachten Sie, dass es am einfachsten wäre, einen horizontalen Zylinder auf der Höhe der niedrigen Achsen zu haben, und selbst dort muss der Hub mindestens 425 mm betragen , aber zumindest die Gesamtlänge hat eine Chance zu passieren (Hub + minimaler Platz)
Der Zylinder für eine einfache Schere ist nicht lang genug für 560 mm, da die Größe des Zylinders = Hub + 100 bis 200 mm Raum, d.h. mindestens 800 mm, die in der niedrigen Position nicht in den Tisch passen usw. etc....

Mit einem Doppelmeißel und dem richtig platzierten Zylinder ist dies mit einem relativ geringen Hub, aber mit einer erheblichen Kraft des Zylinders möglich.

Für die notwendige Kraft ist es am Anfang noch schlimmer, sie beträgt mindestens 119 kN und nach 300 mm sind es 290 kN für 19 kN zu hebende Last.

Moralisch : Der vom ersten Bewerber angegebene Hub des Zylinders ist anscheinend falsch (er wird folgendermaßen angegeben:  Nach einigen Recherchen würde ich einen Zylinderhub von 190-200 mm benötigen.) Sie benötigen mindestens 345, aber in Wirklichkeit mehr.

Unter uns , einem Tisch, der 1,8 Tonnen hebt und nur 200 mm breit ist, wird es Tote unter den Bedienern geben, zumal der Tisch selbst auf einem Wagen steht.

Einen Doppelscherentisch mit einer zulässigen Breite von nur 200 mm zu bauen, wird sportlich.

Mein Standpunkt ist, dass eine statische Berechnung ohne die Abmessungen einer funktionalen Kinematik nur bei schlechten Berechnungen sicher sinnvoll ist, insbesondere bei Einzel- oder Doppelscherentischen.

Beachten Sie, dass Sie mit Solidworks motion die Kräfte kennen können und dass Sie mit Solidworks Simulation die maximalen Spannungen in den Stäben und Achsen ermitteln können und dass Sie mit Solidworks CAD in wenigen Minuten eine Kinematik erstellen können, die standhält. Eine einfache Excel-Tabelle macht praktisch das Gleiche (außer präzisem RDM)

Herzliche Grüße

PS: Die Berechnungen, die ich mache, basieren auf vollständig konfigurierbaren Excel-Tabellen! In der Tat verändert eine Einzelschere oder Doppelschere vieles ;:-)

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Hallo @Zozo_mp,

Vielen Dank für Ihre Antwort, ich nehme zur Kenntnis, ich werde heute nach einer effektiven Lösung suchen. 

Herzliche Grüße

Verwechseln wir nicht den Pianisten und das Klavier...

Hallo @Zozo_mp 

Ich möchte auf Ihre Nachricht an unseren Kollegen @davit27srg antworten, nachdem er um Hilfe gebeten hat.
Ich habe diese Nachricht sehr genau gelesen, wo Sie in der Einleitung angeben, dass Sie "nicht ganz auf einer Linie mit den Berechnungen" sind. Ich nehme an, dass Sie sich auf die mechanische Simulation beziehen, die ich als Antwort auf die Bitte dieses Kollegen vorgeschlagen habe.

Die Frage von Davit21srg betrifft die Bestimmung eines Aufwands in einem System, das er kurz beschreibt, indem er sich auf einige grundlegende Daten beschränkt: Lauf, Geschwindigkeit, Last... Meine Antwort besteht in der Möglichkeit, diese Bitte um Berechnung eines Aufwands (und der damit verbundenen Bewegung) zu erfüllen. Die Simulation verwendet ein Diagramm, dessen Prinzip dem der Abbildung zur Frage ähnelt. In Ermangelung von Abmessungen und genauen Spezifikationen schlage ich nur Analysemethoden vor und in keiner Weise eine Validierung des geplanten Entwurfs.
Vielleicht liege ich falsch, wenn ich die von mir vorgeschlagenen Ansätze auf der Grundlage von Diagrammen und anderen Kurven im Detail darlege, indem ich mir vorstelle, dass dies eine Hilfe zum Verständnis ist. Aber ich habe die Idee, dass die einfache Angabe "führe eine mechanische Simulation durch" nicht viel helfen wird.

Ich habe auch mehrmals darauf geachtet, Vorbehalte zu äußern: "Der Zylinder [] ist in Bezug auf den Federweg nicht angepasst", "Achten Sie auf das richtige geometrische und kinematische Layout" oder "Es ist klar, dass das von mir gewählte Layout nicht geeignet ist".
Die Simulation, die ich vorschlage, ist ein Werkzeug unter anderen, deren Zweck es ist, bestimmte physikalische Größen eines Systems zu bewerten, Größen, auf die wir uns verlassen können, um ein Vorentwurfsprojekt zu validieren - oder abzulehnen. Es liegt in der Verantwortung der Person, die für dieses Projekt verantwortlich ist, in diesem Fall Davit27srg, diese Entscheidung zu treffen, bevor sie mit der Entwicklung dieses Systems fortfährt.

Auf der anderen Seite stimme ich Ihren Bemerkungen über den Mangel an Daten für die Gestaltung des Mechanismus voll und ganz zu. Es liegt auf der Hand, dass der Einbau eines Spindelhubgetriebes, das eine Leistung von fast 100 kN bewältigen kann, auf dem zugewiesenen Platz keine leichte Aufgabe sein wird. Es ist jedoch notwendig, den Wert dieser Bemühungen kennen zu können, um sich des Problems bewusst zu werden...

Später in Ihrer Nachricht nehmen Sie selbst eine kritische Analyse des geplanten Systems vor und machen dann Vorschläge für die Weiterentwicklung (von der Einzelschere zur Doppelschere) auf der Grundlage der Ergebnisse einer SolidWorks-Skizze oder einer Excel-Tabelle. Sehen Sie einen Unterschied in der Natur zwischen diesen Werkzeugen und der kinematischen/statischen Analyse mit Meca3D? In allen Fällen handelt es sich um Simulationen, um zu Zahlenwerten zu gelangen, die die Entscheidung bestimmen. Die Berechnungen selbst stehen nicht in Frage...

Davit27srg deutet an, dass er lernt und dass er Fortschritte machen möchte. Er kann durch unsere jeweiligen Antworten zwei Aspekte der mechanischen Konstruktion entdecken: in erster Linie die "rechnerische" Dimension, unabhängig vom verwendeten Simulationswerkzeug, und die Fähigkeit, die Lösungen zu analysieren und zu kritisieren und unter anderem auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Simulationen zu entscheiden.

Und um zum Schluss zu kommen, ganz im Einklang mit der Qualität, die Sie uns als "seriöse Menschen" zuschreiben...
Herzliche Grüße

M. Blt

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Hallo @m.blt

Ich denke, wir sind uns einig und glaube nicht, dass ich meca3D oder deinen Ansatz kritisiere ;-)

Ich wollte vor allem darauf bestehen, aber wie Sie verstanden haben, auf der Tatsache, dass wir angesichts des sehr begrenzten Volumens, das uns auferlegt wurde, nicht nach einem Zylinder suchen konnten, der nicht über eine funktionale Kinematik verfügte.
Eine Mini-Kinematik mit einer einfachen Skizze zeigt, dass die einfache Schere nicht funktionieren kann und dies ohne Berechnungen, daher der Vorschlag eines Doppelscherentisches (und nicht einer einzelnen Schere wie im Bild des Anforderers).

In der beigefügten Datei habe ich zwei mögliche Positionen für den Zylinder eingefügt und für mich stellt nur der Zylinder unten horizontal die erforderlichen Bedingungen (Hub und Größe) dar. Allerdings habe ich nicht geschaut, ob der Ball zu weit ging (ich habe Zweifel)
Ich persönlich gehe immer der Reihe nach vor: voll funktionsfähige Kinematik und nach Berechnungen mit teilweise mit Iterationen, wenn die Berechnungen einen Bedarf an Größenänderung ergeben.

Wenn Sie so freundlich wären, die Berechnungen in mecha3D von diesem beigefügten Mini-Modell aus durchzuführen, wäre das schön und lehrreich.

Ich habe das Bild eingefügt, weil die PART-Datei in V 2019 ist, die nicht jeder hat

Herzliche Grüße

 

 


cinematique_table_elevatrice_encombrement_restreint.sldprt

Hallo @m.blt ,

Ich habe Mecha 3D, das letzte Mal, dass ich es benutzt habe, war vor 4 Jahren, könntest du mir bitte sagen, wie du eine 2D-Simulation erstellt hast? Ich schaffe es nur, die 3D-Mecha-Leiste zu bekommen, wenn ich in der Montage bin, also muss ich 3D-Teile haben, oder? 

Vielen Dank im Voraus 

Herzliche Grüße

@Zozo_mp , @davit27srg ...

Zurück zum Heben mit dem Scherentisch...
Ich habe gerade eine schnelle Simulation auf der gleichen Grundlage wie meine erste Antwort aus der Sicht der Last und ihrer Bewegung durchgeführt, aber mit der Kinematik, die Sie vorschlagen, mit einer Doppelschere.
Einige wichtige Erkenntnisse:
Unter dem Gesichtspunkt der Last, ihrer Geschwindigkeit und ihrer Verdrängung:
Die Geschwindigkeit (in grün) folgt einem Trapezgesetz mit einem Höchstwert von 13 mm/s. Der Hub (in Rosa) beträgt 510 mm.

Aus Sicht der Zylinderkinematik : Drehzahl (in grün), Maximalwert von 3,6 mm/s. Verdrängung (in rosa), Gesamthub 103 mm.

Aus der Sicht der Antriebskraft (in grün): maximale Kraft in der unteren Position, 175 kN, d.h. etwa das 10-fache des Wertes der Last (negative Kräfte bei Angabe der für den Antrieb verwendeten Referenz). Die Ladung erscheint zum Vergleich in Rosa.
Die X-Achse befindet sich am oberen Rand des Diagramms.

Ich nutzte das Diagramm, um die Lösung mit einem "schrägen" Zylinder zu betrachten. Der Hub des Zylinders beträgt 274 mm, seine maximale Geschwindigkeit beträgt 7,5 mm/s.
Unter dem Gesichtspunkt der Anstrengung ist das Tempo gleichmäßiger und der Maximalwert liegt bei etwa 60 kN (hier ist es positiv!).
Nicht wirklich überraschend, das Rennen ist 2,5 mal länger...
Das Verhältnis von Zylinderkraft zu Last ist in dieser Konfiguration günstiger. Alles, was übrig bleibt, ist, einen Zylinder mit dieser Kapazität einzubauen.

All dies in einer idealen Welt ohne Reibung, Störungen oder Verformungen...
Einen schönen Tag allerseits,

M.Blt

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