Minden gépészmérnök, leendő gépészmérnök vagy akár már nyugdijas, de még érdeklődő szakmai és szakmát érintő közéleti támák fóruma. Induljon hát utjéra. Rajtunk múlik hova jutunk.
Jó estét, szeretnék tanácsot ötletet kérni, vettem egy Sahinler 4R hss 4hengeres hengeritö gépet,amikor meghozták nagyjából elmagyarázták hogyan működik meg a gép könyvet ide adták vele és ennyi,most ott tartok hogy szeretnék gyűrűt illetve ívet hengeriteni de a gyűrűn marad egyenes szakasz a kettő végén illetve az ív hengeritesenel a végén kell hogy maradjon egyenes szakasz de nem tudom hogy kell csinálni hogy jó legyen.
Akkor marad, amit írtam; a csapágyazási veszteségeket kell fedezni.
A csapágysúrlódás által felemésztett tejesítményt praktikusan mint Fkerületi*vkerületi vagy M*ω értékeket tudod számolni; a szükséges kerületi erőket pedig Fkerületi = Fsúrlódási = μ*Fradiális formában.
A heveder, ha tonnákat emelsz, szintén emészt fel teljesítményt (ha lánc, akkor a csapsúrlódás révén, ha plasztikus anyag, akkor a deformáció okozta belső felmelegedés révén).
A testet csak forgatni kell. Nem hajtunk meg vele semmit. A légellenállást el lehet hanyagolni mert a forgatás sebessége igen alacsony. Több tonnás gerenda szerű testet kell forgatni, ezért kell a lassú a forgatás.
Azt az akármit csak forgatni kell? Úgy értem, nem veszel ki valamekkora teljesítményt a rendszerből, nem hajtasz meg vele valamit?
Egy test egyenletes szögsebességű forgatásához, ha nem veszel ki teljesítményt, akkor csak a súrlódást és a légellenállást kell legyőzni. A légellenállás szerepe (nem túl magas fordulatszámon, és persze ha nem pl. ventilátorról beszélünk ...) általában jóval kisebb, mint a súrlódásé; ez utóbbit pedig a csapágyazás ismeretében lehet (nem túl pontosan) meghatározni. Gördülőcsapágy-katalógusokban vannak adatok; siklócsapágy esetére meg tapasztalati értékek, táblázatok.
Sziasztok! Adott egy magasan elhelyezett forgatógép amelynek a működési elve röviden a következő: egy tengely két végén van egy-egy tárcsa melyekre végtelenített heveder van ráakasztva. Ezekbe a hevederkebe fűzzük be a forgatni kívánt testet. A kérdésem az lenne, hogy ebben az esetben hogyan lehet meghatározni a forgatáshoz szükséges teljesítményt? Lényegében olyan mintha egy szíjhajtásnál a kisebb hajtó tárcsa forgatásához szükséges teljesítményt határoznánk meg amellyel a nagyobb tárcsát lehet forgatni.
Köszi. De a főnökök már rég eldöntötték, hogy nem számolunk, hanem mérünk.
(Volt olyan feladat, hogy egy géppark minden darabja más fajta volt.)
Lehet munkahenger vagy forgattyú, amit alternáló mozgássá alakítanak különféle módon. Paraméterek a legritkább esetben ismertek.
Egyszerűsödik a probléma: hány helyen kell mérni?
Tegyük fel, hogy adott a löket. Mondjuk négy helyre adott rugalmasságú akadályt teszünk a mozgás útjába (például vonszolt mutató). Aztán a mérési pontokat mérnöki lendülettel összekötjük. Nem biztos, hogy a maximális erő pontosan ott lépne fel, ahol mértünk. Lehetséges, hogy valahol két mérési pont között lenne a maximum helye.
Nyilvánvalóan a maximum meghatározásásnak hibája annál kisebb, minél több mérési pontot veszünk fel. (Kivéve ha véletlenül eltaláljuk a maximum helyét.)
Mégis van értelme annak, amit kiszámoltál. Mert ezzel valamiféle becslést lehet adni az N mérés maximuma alapján a tényleges maximumra, vagyis bizonyos szempontból a közelítő maximum mérés hibájára.
Hasonló a helyzet akkor is, amikor erőmérés helyett a mozgás időfüggvényét vizsgáljuk (elmozdulásmérővel vagy fényképezéssel, mint a feldobott teniszlabda példája). Ilyenkor persze azt a közelítést követjük el, hogy a differenciálhányadost differenciahányadosokkal helyettesítjük, átlagsebességeket és átlaggyorsulásokat számolunk. Illetve a hajtómű tömegét elhanyagoljuk a medve (vagy egyéb mozgó alkatrész) tömegéhez képest.
A wiki-cikk szépen levezeti a mechanizmus mozgásállapotát. Ha úgy közelítünk, hogy az ábrán pirossal jelzett r hosszú forgattyús rúd és l hosszú hajtókar mindkettő súlytalan merev rúd, a medve pedig m tömegű, akkor az erő, amit kerestek, F = m*a, ahol 'a' medve (cikkben keresztfej) gyorsulása az idő függvényében állandó omega szögsebesség mellett. Mivel m tömeg állandó, a gyorsulás pedig fi = omega*t függvénye, kiszámolható, hogy milyen szögállásnál lesz F = F(omega) erő maximális. De ez nagyon közelítés!
Valamivel jobb lenne, ha csak az l hosszú hajtókar lenne súlytalan merev rúd (mert pszi valóban nem nagyon tér el nullától a mozgás során, ha az l hosszú hajtókar jóval hosszabb, mint az excenteren beállított r méret, tehát a hajtókar mozgási energiáját talán életszerű elhanyagolni, pontosabban a hajtókar tömegét hozzávenném a medve tömegéhez, és csak a hajtókar elfordulásából származó tagot venném nullának), ám a forgattyú tehetetlenségét nem hanyagolnám el (tehát m3 lenne a medve és a hajtókar össztömege)! Szóval valami ilyesmiből indulnék ki:
Ekin = 1/2 * (J1 + m3*r^2*sin(fi)^2) * (dfi/dt)^2
Első tag a J1 tehetetlenségi nyomatékú lendítőkerék (ami a forgattyús rúd szerepét tölti be ennél a mechanizmusnál) omega = dfi/dt szögsebességű forgásából származó kinetikus energia, második tag pedig az m3 tömeg v = -r*sin(fi)*dfi/dt sebességéből adódó kinetikus energia (itt éltünk azzal a közelítéssel, hogy a hajtókar tömegét hozzávettük a medve tömegéhez, és a pszi = 0 közelítéssel a hajtókar csak egyenes vonalú mozgást végez a medvével együtt, nem számoljuk a hajtókar elfordulásából adódó tehetetlenségi nyomaték hatását).
A hajtás legyen M = áll nyomaték a lendítőkerék (wiki ábrán forgattyús rúd) tengelyén, és hasson a medvére a keresett F erő, ekkor:
P = M*dfi/dt - F*r*sin(fi)*dfi/dt
Negatívnak vettem fel a medvére ható F erőt, hogy lefelé mutató sebességhez pozitív erő jöjjön ki, tehát az erő a negatív koordináta-irányba mutasson. Ekkor a mozgásegyenlet:
Ez eléggé ronda lett... Nem tudom, hogyan lenne célszerű továbblépni, milyen közelítéssel lehetne kikeveredni ebből a nemlineáris diff.egyenletből. Hacsak azt nem mondjuk, hogy fi(t) = omega*t állandó szögsebességgel forog a lendítőkerék. Ekkor:
1/2*m3*r^2*sin(2*omega*t)*omega^2 + F*r*sin(omega*t) - M = 0
Ebből pedig:
F(fi) = M/(r*sin(fi)) - m3*r*omega^2*cos(fi))
Ennek maximuma pedig dF/dfi = 0 egyenletből számítható: -M/r * 2*cos(fi)/(1-cos(2*fi)) + m3*r*omega^2*sin(fi) = 0 -> fi0 = ... , és Fmax = F(fi0)
Ezt lehet úgy kiszámolni, hogy 'fi' függvényében meghatározod az erőket
Nálunk ez rendszeresen visszatérő feladat, hogy meg kell határozni azt a helyet, ahol a legnagyobb erő ébredne (ha azon - és csak azon - a ponton a mozgás akadályba ütközne (természetesen ehhez az akadályt sztenderdizálni kell)), és persze az erő maximumát is. Különböző módszerekkel próbálkoztunk már megmérni (ugyanis a kollégák közül még a legképzettebb sem tudja kiszámolni).
Amíg szabadságon voltam, a kollégák elvégeztek egy ilyen mérést. Szerencsére komoly baleset nem történt.
A felbélyegzett (?edzett?) próbatest alá és fölé tettek valami puhább anyagot, és éppen csak nekikoccolták a mackót. A próbatestet másfél milliméterre belenyomták a szendvicsbe. Szóval mértek valamit, de ez szerintem nem az erő maximuma. (Mi harminc? Ami annyi!)
Nem egészen erre irányult a kérdés eredetileg (ha jól értettem)!
Amit mondasz, az a következő: Van egy excenterpés mechanizmus (mondjuk a wiki-cikk ábrája szerinti mechanizmus). Ez áll egy lendítőkerékből, amiben a középponttól 'r' távolságra van csapágyazva a hajtókar, a lendítőkerék pedig középen csapágyazva van, amit mondjuk egy motor 'M' nyomatékkal 'omega' szögsebességgel képes forgatni. A hajtókar hossza (az ábra jelöléseit használva) 'l', a medve elmozdulása pedig az egyenes vezetékben 'x'. Mekkora 'F' erő szükséges, hogy egyensúlyt tartson a lendítőkerékre ható 'M' nyomatékkal, miközben a mechanizmus áll (egyensúlyban van)? Ezt lehet úgy kiszámolni, hogy 'fi' függvényében meghatározod az erőket, és megnézed, milyen szögállásnál lesz maximuma a medvére ható 'F' erőt leíró F = F(fi) függvénynek. Ha nincs mozgás, hanem statikus egyensúly van, akkor így számolunk, ahogy mondod.
Ám az excenterprés mozgó mechanizmus!
Az egész rendszernek van egy mozgási energiája, ami egyrészt a lendítőkerék tehetetlenségéből áll: 1/2*J1*(dfi/dt)^2, másrészt a hajtókar mozgási energiájából (ami két részből áll, egy forgó mozgásból, és egy haladó mozgásból: tehát a pillanatnyi forgáspontba számított tehetetlenségi nyomatékból álló tagból, és a hajtókar tömegéből és sebességéből álló tagból, ahol mindkét tagot fi függvényében kell felírni), továbbá a medve is mozog, az is egy 1/2*tömeg*sebesség^2 mennyiséggel hozzájárul a mechanizmus teljes kinetikai energiájához. Szép összetett mennyiség, minden tag sebessége és szögsebessége fi függvénye (némileg egyszerűsödik a dolog, ha a hajtókart súlytalan merev rúdnak vesszük, még egyszerűbb, ha az r/l viszonyt nullának vesszük, tehát pszi értékét végig nullával közelítjük).
Ez a kinetikus energia a hajtómotor teljesítményéből adódik. Tehát ismert P hajtó teljesítmény mellett (és ismert J1 lendítőkerék tehetetlenségi nyomaték, J2, m2 hajtókar adatok, ahol J2 is 'fi' függvénye, mert a mozgás során változik a hajtókar pillanatnyi forgási középpontja, és m3 medve tömeg értékek mellett) elvileg kiszámolható fi = fi(t) függvény, és minden további mennyiség (melyek fi függvényei). Mozog tehát a mechanizmus, forog a lendítőkerék, jár le-fel a medve.
És akkor a medve találkozik a munkarabbal! Ha eddig nem volt bonyolult, akkor ezután garantáltan az lesz! A kinetikus energia egy része alakváltozási munkává alakul a munkadarabban, máris elfelejthetjük a fi(t) = omega*t állandó szögsebességet, és bejött egy nemlineáris diff.egyenlet fi-re, ami ahhoz kell, hogy megkapjuk a medvéről a munkadarabra átadódó munkát, és ennek időbeli lefolyásából kiszámoljuk a munkadarabot alakító erőhatás időfüggvényét.
Első körben azzal a feltételezéssel élhetünk, hogy rugalmas alakváltozás történik, tehát a munkadarabra ható erő a medve elmozdulásának függvényében úgy viselkedik, mint egy lineáris rugó (aztán végül megnézzük, a kapott eredmények szerint valóban rugalmas alakváltozás történt-e, vagy a folyáshatárt meghaladó feszültségek ébrednének a munkadarabban a számolt erőhatások következtében). Szép feladat!
Excenter présnél másképp van. A forgattyú kar állás szöge szerint hol adja le a maximális préselő erőt, miközben a medve függőlegesen h távolságra van az asztaltól.
Van egy berendezés (szerkezet), amit több különböző cég is gyárt.
Más cégek megveszik, használják, üzemeltetik. Akár több félét is, vegyesen. Eddig érthető?
Az üzemeltetésért vagy karbantartásért felelős mérnök megnézte a (?valamelyik?) gyártó dokumentációját, hogy a berendezés működését hogyan ellenőrzik. Ennek alapján kiírtak egy tendert. Egy másik mérnök pedig elvállalta.
Mit nekem, ti zordon (belső) szabványokban vadregényes tája!?
A bökkenő csak az, hogy a gyártó ismeri a saját gyártmányának a jelleggörbéit, tehát neki nem gond a "számsorozat" (vagy időfüggvény) 99%-át megállapítani. De ezt az információt nem adják tovább.
Egy "sima" (monoton) görbe esetén az eddigi változások alapján talán meg lehet becsülni, hogy a határérték eléréséig még mennyit fog változni a mért érték. Viszont nem zárható ki, hogy a vizsgált rendszerben lengések keletkeznek.
(Egy vizsgálóberendezést nem lehet úgy átadni, hogy csak a legegyszerűbb esetre készülünk fel, és aztán komplikáció esetén majd uttólag vakarjuk a fejünket. (Általában mire hozzám kerülnek az ilyen problémák, addigra már szerződés van és be van árazva.) Olyan felvetés is volt múltkor, hogy a kézikönyvben "megtiltjuk" a rendellenes használatot. Nagyon sajnálom, de a rendellenes viselkedést legalább detektálni illene. Asszem ez lesz a megoldás. Ha nem monoton a görbe, akkor értelmes eredményt (információ hiányában) nem lehet adni, az értelmetlen eredményt pedig értelmetlen. Kár, hogy a megbízó jogászai által gondosanelőkészített gyorsan összedobált szerződésben ilyen kitétel nincs.)
Talán pont az a probléma, hogy nincs gépkönyv (vagy bármi infó a gépről a beállítható nyomóerőről), és szeretnék kiszámolni vagy kimérni, hogy mire alkalmas a prés. Egy gépkönyv persze sokat segít, ebben pl. alapadatként benne van a beállítható nyomóerő.
Sokféle lehet egy edzett acél (a célnak megfelelően sokféle hőkezelési eljárással nagyon eltérő tulajdonságúra lehet edzeni bizonyos acélokat), és bizony előfordulhat, hogy az edzett acél rideg lesz. Gondolj bele, ha egy hidraulikus prés (ami nagyon kíméletesen lassan és fokozatosan szabályozható módon tudja növelni a nyomóerőt) szilánkosra robbant egy ilyen próbatestet, akkor mi történik, ha egy excenterpréssel sújtotok oda! Tkp mi a cél a kisérlettel? Mit vizsgáltok, mit szeretnétek megtudni?
A feszültség számításakor a rugalmas alakváltozásra érvényes képletet használtad, ami csak a folyáshatárig igaz, tehát nem lesz szükséged MN-os gigantikus erőkre, hiszen a próbatestben a feszültség csak a folyáshatárig nő, azután képlékeny alakváltozás és felkeményedés történik, de ez utóbbit más képletekkel kell számolni! Ezek mellett is alaposan megfontolandó, hogy ráküldjétek a prést arra a próbatestre :))
