Het vinden van een onbekende kracht

Hoi allemaal

Ik ben bezig met het dimensioneren van een lift die een last van 1,8 ton (~17,8 kN) moet kunnen tillen.  Een beperking die ik heb is ergonomie, omdat de lading op een oppervlak van  850x200 mm wordt geplaatst. Ik moet hiervoor een of meer krikken gebruiken,  en ik zou moeten weten hoe ik dat moet doen om de kracht te vinden om die last met een bepaalde snelheid op te tillen. Ik zal verschillende configuraties van mijn systeem moeten gebruiken om de meest economische oplossing te vinden. Hieronder is een afbeelding van het systeem dat ik dacht te gebruiken.

Bij voorbaat dank voor uw hulp 

Hallo

Voor de onbekende kracht geloof ik dat onze vooraanstaande collega @OBI WAN zich heel goed bewust is.

Serieuzer !

Je moet aangeven over welke kracht je het hebt (cilinder, weerstand van de assen, weerstand van de schaardelen, etc...)

De hoogte moet ook worden aangegeven in de ingeschoven stand en in de bovenste stand bovenaan. Het is belangrijk om te weten dat de maximale inspanning wordt ondervonden wanneer de tafel praktisch vlak is (volledig ingetrokken met de minimale hoogte) als u nooit naar beneden gaat met uw last onder de 60 cm, dan zijn de inspanningen veel minder.
U moet ook aangeven of u algemene maatbeperkingen heeft, omdat het contactoppervlak van de lading van 800 x 200 niet de grootte van  het tafelblad veronderstelt.
Ergonomie heeft niets met het probleem te maken.
Waarom ga je ervan uit dat je meerdere krikken nodig hebt? Vooral omdat je niet zegt of het een handmatige of gemotoriseerde vijzel is of dat het hydraulische vijzels zijn.
Je geeft niet aan of de lading altijd in het midden van het bed blijft of niet.
Je zegt niet of het zwaartepunt van de last  in het midden zit of vooral waar het zwaartepunt zich bovenin bevindt.
Dat zeg je niet  door aan te geven 'een bepaalde gewenste snelheid'. ", noch de elevatiesnelheid van de plaat (en niet die van de cilinder), noch of de versnelling onmiddellijk of progressief is en over hoeveel cm. Je zegt niet waarom je een precieze snelheid nodig hebt of vooral waarom (dit is wat de keuze van het schroef- of cilindersysteem zal structureren)
Je geeft geen informatie over de schaarprofielen of de weerstand van de pennen en toch is deze berekening bijna structurerender dan de kennis van de kracht van de cilinder zelf.

Ik begrijp de titel "het vinden van een onbekende kracht" beter

Vriendelijke groeten

 

 

2 likes

Ik geef toe dat ik niet duidelijk ben geweest over dit onderwerp. Daarom

Ik heb het over de sterkte van de cilinder, welke inspanning nodig is om de 1,8 ton te overwinnen. 

Het kettingblad moet een slag hebben van 510mm, na wat onderzoek zou ik een cilinderslag van 190-200mm nodig hebben.

Ik was niet duidelijk, het systeem mag niet groter zijn dan 800x200mm. Op de hoogte heb ik geen beperkingen.

Het zwaartepunt van de lading bevindt zich in het midden en de belasting wordt gelijkmatig  over de lade verdeeld. Als je wilt, is het alsof je een voorhamer op het bord met de afmetingen 800x200 mm legt. 

Verandering van plannen, het zullen vijzels zijn, ik heb een geleidelijke versnelling nodig. Ik heb geen vaste snelheid. Het is de operator die kiest hoe snel de lift moet stijgen. Ik stel mezelf in op 10 mm/s als de maximale klimsnelheid. 

Bedankt voor je antwoord, ik ben aan het leren, daarom kom ik hier om mezelf te verbeteren en te leren van andere ingenieurs. Dus we laten Obi Wan buiten mijn problemen. 

Zeg het me als ik niet duidelijk was

 

De vorm van uw vraag suggereerde uw status.

Omdat we hier niet zijn om u kant-en-klare oplossingen te bieden, vooral niet voor een "eenvoudig" statisch probleem, geven we u alleen wat aanwijzingen.
In dit geval is het, zoals ik zojuist heb gezegd, een probleem van statica van krachten. Dus ik verwijs je naar de cursus die je over dit onderwerp moet hebben gehad.

Toon ons uw schema's, schetsen en andere berekeningen waarop u vertrouwt om uw cilinderslag te bepalen, bijv. Van daaruit begeleiden wij u graag.
Is het een project van het bedrijf waar je aan het leren bent of een oefening?
Je hebt het niet over de minimale hoogte die je tafel moet hebben (tenzij hij in de vloer is verzonken).

Trouwens, ObiWan is een van de prominente leden van deze gemeenschap ;-)

1 like

Hallo @davit27srg 

Het is duidelijk dat het 3D-model van de heftafel nog niet bestaat, en dat is goed...
Naar mijn mening bestaat de aanpak uit het eerst simuleren op een kinematisch en statisch diagram (met Meca3D wat mij betreft), om de optimale opstelling te vinden met betrekking tot de opgelegde beperkingen: slag, snelheid, gewicht van de last... En de cilinder vooraf op maat te maken, zodra de slag en de inspanning die hij moet leveren bekend zijn.
Daarna komt het werk aan een 3D-model, om eventueel rekening te houden met de massa's en traagheid van de verschillende onderdelen, en om het probleem dynamisch aan te pakken. Dan komt de FE-simulatie om de verschillende elementen op maat te maken...

Illustratie van een snelle studie met "een beetje willekeurige" afmetingen, die de onderstaande resultaten geeft.
Gegevens :
- Lengte van de hefarmen: 760 mm
- Breedte tafel: 800 mm
- Hefslag: 520 mm, bij 13 mm/s snelheid, met zachte start en stop
- Maximale belasting op de tafel:   18700 N
Resultaten :
- Zichtbare beweging op de animatiebijlage. Het is duidelijk dat de cilinder die ik heb gedefinieerd niet geschikt is in termen van reizen. Na het wijzigen van de bevestigingspunten met het frame en de hefarm, zal de opnieuw gestarte simulatie zijn oordeel geven. Het doel is om door iteraties te zoeken naar "de juiste geometrische en kinematische lay-out".

- Cilinderinhoud (in rood) en snelheid van de cilinder (in groen)
De cilinderslag is 210 mm.
De op de tafel opgelegde snelheid is 13 mm/s, met progressieve start- en stopfasen van meer dan 10 s.
De maximale snelheid van de cilinder is 6mm/s. De simulatie geeft de snelheidswet van de cilinder om de verwachte wet van de tafel te verkrijgen.

- Cilinderkracht (in groen), voor een belasting van 18700 N op de tafel (in rood):
De maximale waarde is 108 kN, in de onderste positie van de tafel, d.w.z. meer dan 6 keer de te heffen last.
De positie van de belasting op de plaat heeft geen invloed op de werking van de cilinder.
Het is duidelijk dat de bepaling die ik heb aangenomen niet geschikt is. Dit is een eerste ontwerp, alleen de ontwerper van de tafel is in staat om de juiste keuzes te maken.

Veel succes, tot je beschikking als je dieper op de vraag wilt ingaan

M.Blt


tableelevatrice.mp4
1 like

Ik zou weten hoe ik dit probleem op papier moet oplossen, ik wil weten hoe ik het op SolidWorks moet doen omdat ik denk dat het iets is dat vaak zal voorkomen en zelfs voor later kan het altijd nuttig voor mij zijn om te weten hoe ik het moet doen.

Ik heb een zeer vereenvoudigd 3D-model gemaakt, gewoon om een orde van grootte van de race te hebben om te zien wat we op de markt vinden. 

In feite wordt de lift op een werkbank geplaatst en op de lift komt een speciale steun voor een onderdeel dat 1,8 ton weegt en een nauwkeurige hoogteverstelling vereist. Dit is een project van het bedrijf. 

Ik ben niet duidelijk in mijn uitleg omdat ik er middenin zit, ik kan geen stap terug doen om duidelijker te zijn voor degenen die dit project niet kennen. 

Dank u voor uw antwoord

Hallo @m.blt ,

Dat is precies wat ik wilde weten! Heel erg bedankt dat je de tijd hebt genomen om me te antwoorden!

Hallo @davit27srg

Blij om te zien dat je het beste antwoord hebt gekregen.

Aangezien het onderwerp gesloten is en nogal fazit tussen ons en serieuze  mensen, kan ik je zeggen dat ik niet helemaal op één lijn zit met de berekeningen.

Waarvoor!

1°) De totale afmetingen van de tafel zijn 800 mm (we gaan ervan uit dat dit de lengte is), wat betekent dat als we gelede staven precies in het midden nemen, ze slechts 800 mm kunnen zijn. Minder omdat de assen zich onvermijdelijk binnen de 800 mm-zone bevinden die niet mag worden overschreden.

2°) We weten niet of het een hydraulische cilinder is die gebruikt zal worden. Je moet een bepaalde afstand toevoegen naast de nuttige run
3°) we kennen de lage positie van de tafel niet, ik begon op 300 mm van de grond (om te veel inspanning bij de start te vermijden)

4°) we kennen de positie van de achterste kooi van de cilinder ten opzichte van de onderste as van een van de armen niet

5°) we weten niet hoe de staaf zich aan de bovenkant van de arm bevindt. (Dit is bepalend  voor de race en de kracht die moet worden uitgeoefend om de last op te tillen.

6°) kennen we de hoogte tussen de lage en hoge stand 0 tot 560 mm

KORT!

een eenvoudige schets onder SW laat zien dat het niet mogelijk is om met een enkele schaartafel 560 mm slag te hebben, maar dat het noodzakelijk is om op zijn minst over te stappen op een dubbele schaar.
Merk op dat het eenvoudigste zou zijn om een horizontale cilinder te hebben die zich ter hoogte van de lage assen bevindt, en zelfs daar moet de slag minimaal 425 mm zijn , maar ten minste de totale lengte heeft een kans om te slagen (slag + minimale ruimte)
De cilinder voor een eenvoudige schaar is niet lang genoeg voor 560 mm omdat de grootte van de cilinder = Slag + 100 tot 200 mm ruimte, d.w.z. minimaal 800 mm die in de lage stand niet in de tafel past enz... enz....

Met een dubbele beitel en de cilinder correct geplaatst is het mogelijk met een vrij lage slag maar met een aanzienlijke kracht van de cilinder.

Voor de benodigde kracht is het nog erger: in het begin is het minimaal 119 kN en na 300 mm is het ) 290 kN om 19kN last te tillen.

Moraal : de door de eerste aanvrager aangegeven slag van de cilinder is blijkbaar onjuist (er wordt dit aangegeven:  na wat onderzoek zou ik een cilinderslag van 190-200 mm nodig hebben.) Je hebt er minimaal 345 nodig, maar in werkelijkheid meer.

Tussen ons , een tafel die 1,8 ton tilt en slechts 200 mm breed is, zullen er doden vallen onder de operators, vooral omdat de tafel zelf op een trolley staat.

Het maken van een dubbele schaartafel met een toegestane breedte van slechts 200 mm wordt sportief.

Mijn standpunt is dat het uitvoeren van een statische berekening zonder de afmetingen van een functionele kinematica te hebben, zeker alleen nuttig is bij slechte berekeningen, vooral bij enkele of dubbele schaartafels.

Merk op dat Solidworks motion u in staat stelt de krachten te kennen en dat Solidworks Simulation u in staat stelt de maximale spanningen in de staven en assen te kennen en dat Solidworks CAD u in staat stelt om in een paar minuten een kinematica te maken die standhoudt. Een eenvoudige Excel-sheet doet praktisch hetzelfde (behalve nauwkeurige RDM)

Vriendelijke groeten

PS: De berekeningen die ik maak zijn gebaseerd op volledig configureerbare excel sheets! Sterker nog, een enkele schaar of dubbele schaar verandert veel dingen ;:-)

1 like

Hallo @Zozo_mp,

Dank u voor uw antwoord, ik neem er nota van, ik zal vandaag naar een effectieve oplossing zoeken. 

Vriendelijke groeten

Laten we de pianist en de piano niet verwarren...

Hallo @Zozo_mp 

Graag wil ik reageren op uw bericht aan onze collega @davit27srg , naar aanleiding van zijn hulpvraag.
Ik heb dit bericht heel goed gelezen, waarbij je in de inleiding aangeeft dat je "niet helemaal in lijn bent met de berekeningen". Ik neem aan dat u verwijst naar de mechanische simulatie die ik heb voorgesteld in antwoord op het verzoek van deze collega.

De vraag van Davit21srg betreft de bepaling van een inspanning in een systeem dat hij kort beschrijft door zich te beperken tot een paar basisgegevens: lopen, snelheid, belasting... Mijn antwoord bestaat uit een mogelijkheid om aan dit verzoek te voldoen om een inspanning (en de bijbehorende beweging) te berekenen. De simulatie maakt gebruik van een diagram waarvan het principe vergelijkbaar is met dat van de illustratie bij de vraag. Bij gebrek aan afmetingen en precieze specificaties stel ik alleen analysemogelijkheden voor, en op geen enkele manier een validatie van het beoogde ontwerp.
Misschien heb ik het bij het verkeerde eind als ik de benaderingen die ik voorstel in detail illustreer aan de hand van diagrammen en andere curves, in de veronderstelling dat het een hulpmiddel is om te begrijpen. Maar ik heb het idee dat het simpelweg aangeven "doe een mechanische simulatie" niet veel zal helpen.

Ik heb er ook bij verschillende gelegenheden voor gezorgd om bedenkingen te uiten: "de cilinder [] is niet aangepast qua reis", "zoek naar [] de juiste geometrische en kinematische lay-out", of "Het is duidelijk dat de lay-out die ik heb gekozen niet geschikt is".
De simulatie die ik voorstel is een van de vele instrumenten die tot doel hebben bepaalde fysische grootheden van een systeem te evalueren, hoeveelheden waarop we kunnen vertrouwen om een voorlopig ontwerpproject te valideren - of af te wijzen. Het is aan de persoon die verantwoordelijk is voor dit project, in dit geval Davit27srg, om deze beslissing te nemen alvorens verder te gaan met het ontwerp van dit systeem.

Aan de andere kant ben ik het volledig eens met uw opmerkingen over het gebrek aan gegevens om het mechanisme te ontwerpen. Het is duidelijk dat het installeren van een vijzel met een inspanning van bijna 100 kN geen gemakkelijke taak zal zijn in de toegewezen ruimte. Het is echter noodzakelijk om de waarde van deze inspanning te kennen om zich bewust te worden van het probleem...

Verderop in uw bericht maakt u zelf een kritische analyse van het beoogde systeem, vervolgens voorstellen voor evolutie (van enkele schaar naar dubbele schaar) op basis van resultaten uit een SolidWorks-schets of een Excel-spreadsheet. Ziet u een verschil in aard tussen deze tools en kinematische/statische analyse met Meca3D? In alle gevallen zijn dit simulaties, om tot cijfermatige waarden te komen die de beslissing bepalen. De berekeningen zelf staan niet ter discussie...

Davit27srg geeft aan dat hij aan het leren is en dat hij op zoek is naar vooruitgang. Hij kan twee aspecten van mechanisch ontwerp ontdekken door onze respectievelijke antwoorden: de "computationele" dimensie in de eerste plaats, ongeacht het gebruikte simulatie-instrument, en het vermogen om de oplossingen te analyseren en te bekritiseren, en om te beslissen op basis van, onder andere, de resultaten van deze simulaties.

En om af te sluiten, volledig in lijn met de kwaliteit die u ons toeschrijft van "serieuze mensen"...
Vriendelijke groeten

M. Blt

3 likes

Hallo @m.blt

Ik denk dat we het eens zijn en denk niet dat ik meca3D bekritiseer, noch jouw aanpak ;-)

Ik wilde vooral aandringen, maar zoals u hebt begrepen, op het feit dat we, gezien het zeer beperkte opgelegde volume, niet op zoek konden gaan naar een cilinder zonder een functionele kinematica te hebben.
Een mini-kinematica met een eenvoudige schets laat zien dat de eenvoudige schaar niet kan werken en dit zonder berekeningen, vandaar het voorstel van een dubbele schaartafel (en niet een enkele schaar zoals in de afbeelding van de aanvrager).

In het bijgevoegde bestand heb ik twee mogelijke posities voor de cilinder gezet en voor mij presenteert alleen de cilinder aan de onderkant horizontaal de vereiste voorwaarden (slag en grootte). Ik heb echter niet gekeken of het breed ging (ik heb twijfels)
Persoonlijk ga ik altijd in volgorde te werk: volledig functionele kinematica en na berekeningen met soms met iteraties als uit de berekeningen blijkt dat het nodig is om het formaat te wijzigen.

Als je zo vriendelijk zou zijn om de berekeningen in mecha3D uit te voeren vanaf dit bijgevoegde minimodel, zou het leuk en leerzaam zijn.

Ik heb de afbeelding geplaatst omdat het PART-bestand in V 2019 is dat niet iedereen heeft

Vriendelijke groeten

 

 


cinematique_table_elevatrice_encombrement_restreint.sldprt

Hallo @m.blt ,

Ik heb Mecha 3D, de laatste keer dat ik het gebruikte was 4 jaar geleden, kun je me vertellen hoe je een 2D-simulatie hebt gemaakt? Het lukt me alleen om de 3D mecha bar te krijgen als ik in de montage ben, dus ik moet 3D onderdelen hebben, toch? 

Bij voorbaat dank

Vriendelijke groeten

@Zozo_mp , @davit27srg ...

Terug naar tillen met schaartafel...
Ik heb zojuist een snelle simulatie gedaan op dezelfde basis als mijn eerste antwoord vanuit het oogpunt van de belasting en zijn beweging, maar met de kinematica die u voorstelt, met een dubbele schaar.
Enkele belangrijke bevindingen:
Vanuit het oogpunt van de lading, de snelheid en de verplaatsing:
De snelheid (in groen) volgt een wet opgelegd in trapezium met een maximale waarde van 13 mm/s. De slag (in roze) is 510 mm.

Vanuit het oogpunt van cilinderkinematica : snelheid (in groen), maximale waarde van 3,6 mm/s. Waterverplaatsing (in roze), totale slag 103 mm.

Vanuit het oogpunt van de actuatorkracht (in groen): maximale kracht in de onderste positie, 175 kN, d.w.z. ongeveer 10 keer de waarde van de belasting (negatieve krachten gegeven de referentie die voor de actuator wordt gebruikt). De lading verschijnt in het roze ter vergelijking.
De x-as staat bovenaan de grafiek.

Ik maakte gebruik van het diagram om naar de oplossing te kijken met een "schuine" cilinder. De slag van de cilinder is 274 mm, de maximale snelheid is 7,5 mm/s.
Vanuit het oogpunt van inspanning is het tempo regelmatiger en is de maximale waarde ongeveer 60 kN (hier is het positief!).
Niet echt verwonderlijk, de race is 2,5 keer langer...
De verhouding tussen cilinderkracht en belasting is in deze configuratie gunstiger. Het enige dat overblijft is het installeren van een cilinder met deze capaciteit.

Dit alles in een ideale wereld zonder wrijving, verstoringen of vervormingen...
Fijne dag allemaal,

M.Blt

2 likes