horizontale en verticale krachten

[michelk]

Voor mijn afstuderen ben ik een product aan het maken die het mogelijk maakt om een mobiel bureau / tafel te creëren.
Dit houdt in dat de plank wordt opgehangen aan een product dat kan roteren.
Het product kan rechtop worden gezet , waardoor de plank dus ook rechtop staat, maar kan ook 90° worden geroteerd zodat de plank horizontaal komt.
In dit geval zal de plankhouder op de bevestigingsdeel leunen. (in de tekening is dit te lezen als: het rode deel valt tegen het groene deel waardoor het onderdeel niet verder kan roteren.)
Nu weet ik alleen niet hoe ik de kracht kan berekenen die op het groene vlak komt te staan.
 
de lengte van de plank is 700 mm en aan het uiteinde komt een kracht van 800 N.
 
Ik hoop echt dat jullie mij kunnen vertellen wat de kracht is die het rode deel op het groene deel uit zal oefenen of hoe ik dat zou kunnen berekenen.
 
Alvast super bedankt!
 
Groeten Michel

Assemblage 2117 keer bekeken

krachten horizontaal en verticaal 2117 keer bekeken

[Michel Uphoff]

Echt precies berekenen kan zo nog niet, omdat er wat maten ontbreken, maar die kracht is minimaal:
Kracht (800N) * arm (700 mm) = kracht (x) * arm (18 mm, gemiddelde van 16 en 20 mm) = (800*700)/18 = 31kN
Dat is een forse kracht terwijl de krachten in de muurbeugel nog veel groter zijn. Zo op het oog is die beugel te zwak, er is maar een beugel voorzien?
 
De kracht van 10 N in het midden is hier nog niet in meegenomen, waar komt deze vandaan?
Is het eigen gewicht van het blad ook meegenomen?

[michelk]

Dag Michel,
 
Bedankt voor je snelle reactie.
 
Het is inderdaad zo dat er sprake is van meerdere beugels.
 
Dit kan oplopen tot 4. Dit betekent dus (neem ik aan) dat er sprake is van een kracht van 31kN / 4 = ongeveer 8 kN per onderdeel.
 
Als dit het geval is, zal de beugel dit, na enkele aanpassingen, aankunnen.
 
Kunt u mij echter misschien nog vertellen wat de missende maten zijn, zodat de precieze berekening gemaakt kan worden?
 
de 10 N staat voor de aangenomen kracht van de eigen massa van de plank.
 
groet,
 
Michel

[Michel Uphoff]

Normaal worden in dit soort schetsen alle maten en de materiaalsoorten opgegeven.
Het meest problematisch lijkt mij de muurbeugel. Bij de blauwe pijl treedt een groot moment op.
 

Image1 2116 keer bekeken

 
Als ik af moet gaan op het schetsje is het materiaal daar maar ongeveer 2 mm dik? Dat lijkt mij veel te weinig, ook al is het gekozen materiaal sterk. Om daar een berekening over te kunnen doen is naast alle maten ook de breedte van een beugel en het aantal gebruikte beugels vereist.
Verder lijkt een maximale belasting van 800N mij nogal gering. Wat als er iemand met een plof op die rand gaat zitten? Je zou toch graag een veiligheidsfactor (ik weet niet welke in dit soort situaties gebruikelijk is, maar die zal waarschijnlijk hoger dan 2 liggen) willen gebruiken.

[michelk]

     Bij deze de maten van de producten

afbeelding krachten roteerkoppeling 2116 keer bekeken

 
De plank heeft in dit geval een diepte van 23 mm. de hoogte van de plankhouder is daarmee dus 31 mm
 
Ook hier de eigenschappen van het materiaal wat wordt toegepast, namelijk gietijzer
 

mech eigenschappen iron 2116 keer bekeken

 
Het gaat mij er dus voornamelijk om hoeveel kracht er op het groene vlak komt te staan.
 
Is dit dan daadwerkelijk de 31 kN of kan dit nog preciezer worden berekend?
 
Bedankt!

[Michel Uphoff]

Die 31kN is nauwkeurig genoeg, wat preciezer:
Als je de eerste kracht maal arm stelt op 800N * (700 + ~5 mm) = 800 * 0,705 = 564Nm
De tweede op 10N (dat is een wel erg lichte plank) * (350 + ~5mm) = 10 * 0,355 = 3,55Nm
Totaal 567,55Nm / ~0,018m = 31531 N
 
Terzijde: Weet je zeker dat je de tabel van gietijzer toont? De gegeven waarden (o.a. breeksterkte 86 kg/mm²) lijken mij meer bij een sterk materiaal als Rvs te horen. De treksterkte van gietijzer ligt veel lager, op ongeveer 25% van de opgegeven waarde. Bovendien is gewoon gietijzer weinig elastisch (erg bros, het breekt dus makkelijk), dat lijkt mij dus geen geschikt materiaal voor deze toepassing.

[michelk]

Dag Michel,
 
Enorm bedankt weer voor je reactie.
 
Nu weet ik dus hoe ik de kracht moet berekenen en hoe ik dit moet doen met de juiste krachten van de massa van de plank..
 
Ik zal nog een keer checken wat de juiste eigenschappen van het materiaal zijn.
 
Nogmaals erg bedankt voor uw reacties.
 
U heeft mij hierbij erg geholpen.
 
mvg
 
Michel

[king nero]

Akkoord met de opmerkingen van Michel Uphoff.

Verder is ook de lengte van de beugel belangrijk, want je rekent met krachten, maar die worden verdeeld over een bepaald oppervlak.

Ook zul je de bevestiging van de beugel aan de achterliggende wand/structuur moeten bepalen.

[Jan van de Velde]

Ook zul je de bevestiging van de beugel aan de achterliggende wand/structuur moeten bepalen.

ja, want ik zie daar vier boorgaten zitten op enkele vierkante centimeters. Daarmee boor ik punt 1 de muur aan gort zodat bij een klap op die tafel allevier de schroeven gelijk losbreken met een brok muurmateriaal en al,  gaan punt 2 die bovenste twee schroeven serieuze mannen moeten zijn, en punt 3 : die beugel zelf zit in de weg om op een fatsoenlijke manier die serieuze schroeven (maar zelfs ook kleinere)  door die bovenste gaten te steken laat staan in de muur te draaien.

[Michel Uphoff]

Dat laatste zou je met keilbouten/muurankers en een moer op kunnen lossen.

Dat de wand met deze maatvoering zelf ook een zwak punt is, ben ik met je eens.

[king nero]

Aangezien de TS spreekt van een mobiel bureau ga ik ervan uit dat deze beugel op een kokerprofiel of iets dergelijks komt. Dan maak ik me meer zorgen over de optredende materiaalspanningen dan over de muur. Maar in ieder geval, de opmerkingen van JvdV houden steek.

[michelk]

Heren, bedankt voor jullie reactie.
 
Ik begrijp van Jan van de Velde dat de schroeven los zullen breken zoals ze nu gepositioneerd zijn. Is het mogelijk dit te voorkomen door de ruimte tussen de schroeven groter te maken, en zo ja aan welke afmetingen zou ik dan ongeveer moeten denken.
Of denken jullie dat hier nog andere (slimmere ) oplossingen voor te bedenken zijn?
 
Excuses , op de foto lijkt het inderdaad niet te kloppen, maar er zijn twee gaten onder het roteervlak geplaatst waardoor je met een schroevendraaier bij de schroefgaten kan komen.
 
De keilbouten zouden een oplossing kunnen zijn, maar graag hoor ik dan hoe ik kan voorkomen dat de muur kapot wordt getrokken.
 
Bedankt!
 
Groeten, Michel

[Jan van de Velde]

Opmerking moderator

Verplaatst naar constructie- en sterkteleer

[michelk]

Dag iedereen,
 
Ik zit momenteel te twijfelen om het materiaal te veranderen naar 4340 staal.
 
Dit omdat het betere mechanische eigenschappen heeft.
 
Kunnen jullie echter na- en voordelen van dit materiaal geven t.o.v. gietijzer?
 
Kan het bijvoorbeeld überhaupt worden geproduceerd middels zandgieten of (vooral) Verloren was gieten?
 
Het is voor binnenshuis gebruik en zal dus ook roestvast moeten zijn. Ik neem aan dat het materiaal hier wel tegen behandeld kan worden?
 
Bedankt voor jullie hulp.
 
Groeten, Michel

[Michel Uphoff]

Gietbare legeringen is een specialisme waar ik weinig van weet, maar 4340 staal is niet gietbaar. Tegenwoordig kan er heel wat meer gegoten worden dan een eenvoudige legering of wat gietijzer soorten. Zo zijn er (redelijk corrosiebestendige) aluminium legeringen met hoge treksterkte en ook is er roestvast gietstaal. Kijk eens bij bedrijven als deze voor meer informatie.