Benodigde klemkracht verstelbaar pootstel (in elkaar schuivende kokers)

[wolberss]

Goedemiddag,
 

Ik hoop dat jullie mij kunnen helpen met het oplossen van het volgende sterkteleer / constructieleer probleem.

 

 

 
Hoe kan ik berekeken wat de benodigde klemkracht is om de twee aluminium kokers (verstelbare poot) op hoogte te houden als ik weet wat voor druk de poot te verduren krijgt. Het is de bedoeling om de poten d.m.v. een bout / moer verbinding te klemmen.

 
De sleuf en het gat zijn er op dit moment ingetekend, maar ik snap dat deze mogelijk groter moet worden om voldoende klemming te kunnen generenden.

 
De buitenste koker heeft de afmetingen 45x45x2 mm en de binnenste heeft de afmetingen 40x40x2 mm. Tussen de binnenste en de buitenste koker zit dus rond 0,5mm ruimte.

 
De poot krijgt maximaal 300 MPa (ruim genomen) te verduren op de bovenzijde van de koker waar een kopplaat op is gelast.
 

Pootstel 919 keer bekeken

 
Alvast bedankt,
 
 
 
Met vriendelijke groet,
Jeffrey

[Jan van de Velde]

Er is een druk op een kopplaat gegeven, die moet dus worden omgerekend naar een kracht op de poot.
Daarvoor is een oppervlakte nodig, die van de kopplaat dus. 
 
Nou ken ik de term "kopplaat" niet; is dat een plaatje dat per definitie precies de afmetingen van de pootdoorsnede heeft? Of is dat ergens apart gegeven? 

[wolberss]

Eigenlijk heb ik het niet helemaal goed uitgelegd zie ik nu. Een poot krijgt een gewicht van 30 kg te verduren.

30kg * 9,81 = 294N .., ongeveer 300N zegmaar voor het gemak.

Het gewicht, wat rust op een frame , wordt overgebracht op de poten. De poten zitten aan de zijkant van het frame vastgelast (dus niet onder het frame zoals ik eerder suggereerde). De oppervlakte waarover de kracht wordt overgebracht is 60*45=2700 mm^2 (contact oppervlakte tussen poot en het frame).

Dus de druk P=F/A = 300 / 0,0027 = ongeveer 111111 pa

Klopt dit tot zover? Vanaf hier weet ik niet zo goed hoe ik verder moet..

Jeffrey

[Jan van de Velde]

de berekeningen die je hier laat zien doen er totaal niet toe, en zijn bovendien geheel ernaast omdat, zoals ik uit je omschrijving begrijp, de kracht van 300 N naar beneden is gericht, en dat gelaste oppervlak (als ik het goed begrijp) verticaal staat, zodat de kracht niet op het oppervlak is gericht maar erlangs, en er dus dáár geen druk is, maar een afschuifsituatie.
 
Waar het wél om gaat als ik het begrijp is dat je die binnenpoot zó hard tegen de buitenpoot moet klemmen dat de wrijvingskracht tussen dei twee poten 300 N groot wordt. Wrijvingskracht is een kwestie van Fw = µ·Fn.
 
zoek dus op de wrijvingscoëfficiënt van alu op alu , de gewenst wrijvingskracht is bekend (300 N) en Fn geeft dan de kracht waarmee die twee kokers tegen elkaar moeten worden getrokken.

[wolberss]

Wat je hierboven zegt klopt inderdaad. Ik ga er mee aan de slag en laat je weten of het gelukt is.

[wolberss]

Nog even een vraagje,

Als ik de kracht heb berekend die nodig is om de binnenste koker te klemmen tegen de binnenkant van de buitenste koker, hoe kan ik dan bepalen hoe zo'n bout hiervoor nodig is?

Er zit dus schroefdraad (inpersmoer oid) aan een zijde van de buitenste koker waar een bout omgedraaid kan worden om de benodigde klemkracht te realiseren.

[Jan van de Velde]

daarmee lijkt me de diameter van de schroefdraad vast te staan.
de doorsnee van die bout geeft een oppervlakte in mm², de benodigde kracht heb je straks. Die F/A geeft een benodigde spanning in die bout. 
Zekerheidsfactor eroverheen (maar daarvan heb ik geen verstand) en dan materiaal zoeken dat die spanning in N/mm² aankan. 
 
Als je tekening een beetje op schaal is lijkt die sleuf iets in de buurt van de 8 mm. 
Als ik het zo inschat ga je dus met een boutje van peperkoekstaal ook nog een heel eind komen . 

[wolberss]

Dat heb je goed ingeschat haha.

Gaat voor de bout kan in dit stadium nog naar wens worden aangepast.

ZOu je er voor kiezen om de sleuf in de binnen poot weg te laten en de bout direct daar te klemmen? Of zo als het nu is.., door de sleuf en de bout tegen de binnenkant van binnen poot aan?

Bedankt voor je hulp.

[Jan van de Velde]

ZOu je er voor kiezen om de sleuf in de binnen poot weg te laten en de bout direct daar te klemmen? 

Voor het probleem hoe sterk die bout moet zijn lijkt me dat onbelangrijk. Voor zo'n vraag komt het er denk ik op neer om zowel de gevolgen voor productie áls voor transport, assemblage  en gebruik gebruik van los of vast op een rijtje te zetten en een afweging te maken. Zoiets heet in mijn wereld "doordacht ontwerp". 
 
Dus ik zou zeggen, denk het eens door. Elluk foordeel hep se nadeel.

[wolberss]

Voorbeeld: 
 
Wrijvingscoeficient aluminium op aluminium = 1,05
Fw = 1650(meer dan eerder gezegd)
 
Fw = mu * Fn
 
Fn = 1571
 
-----------
Boutklasse 4.6 treksterkte = 390 N/mm2 --> Laagste klasse die er is
veiligheidsfactor dus 390 * 0,7 = 273 N/mm2
 
sigma = F/A --> 1571/273 = 5,75mm2
 
 
Dus een bout van die klasse met een doorsnede oppervlak van 5,75mm2 zou voldoende zijn?
Dan zou in theorie een hele kleine bout voldoen..? Lijkt me sterk
 
 
Alvast bedankt,
 
 
Met vriendelijke groet,
Jeffrey

[Koenx88]

je zou t zelf verder `s kunnen checken op http://werktuigbouw.nl/sub9.htmen links kun je de keuze maken voor afschuifspanning berekenen

[wolberss]

Dat staat er bij mij niet tussen..

[Koenx88]

excuses er staat : "Schroefdraadafschuifsterkte"

[king nero]

 
Boutklasse 4.6 treksterkte = 390 N/mm2 --> Laagste klasse die er is
veiligheidsfactor dus 390 * 0,7 = 273 N/mm2
 
 
Jeffrey

 
Voor bouten in "gewone" toepassingen reken je met de vloeigrens, en niet met de treksterkte.
Als spanningsdoorsnede dien je ook de juiste doorsnede te nemen, en die is afhankelijk van het type draad (gerold of gesneden).
 
Als laatste zou ik ook aanraden om de poten niet te blokkeren op basis van wrijving, maar met een "positive stop" systeem, dus verschillende dwarse gaten op een regelmatige afstand van elkaar. Je hebt dan niet de vrijheid van ongelimiteerde regeling, maar je voorkomt ook dat de tafel "inzakt" wanneer de belasting erop groter wordt dan voorzien.

[wolberss]

Heb een en ander nagerekend met afschuifspanning..
max afschuifspanning: 0,5 x 235 = 117,5 n/mm2
 
Bij een m2 bout kom ik op afschuifspanning van 147,7 N/mm2 --> bout voldoet dus niet.
Bij een m3 bout kom ik op afschuifspanning van 59,0 N/mm2 --> bout voldoet dus.
 
Blijf het een kleine bout vinden.. Hoe denken jullie hier over?
 
 
Er is uitgegaan van een kracht van 277,25 N op een poot!!!!
 
Jeffrey