kracht berekening

[Simonsprons]

Goedemiddag,
 
Ik ben bezig met een project en in dit project maak ik gebruik van een veer in een koker(plaatje bijgevoegd). Op die veer komen ongeveer 100 schijfjes te liggen met een maximale belasting van ongeveer 0.93N. Nu komt er nog een extra kracht bij namelijk: de koker beweegt(rode pijl) over een as lineair richting de plaat met prikkertjes(groene pijl) erin met een snelheid van 0,02m/s. Als de het eerste schijfje op de veer tegen de plaat aankomt mag de veer niet indrukken om er zo 1 schijfje op de plaat te prikken.
 
Mijn vraag is nu: hoeveel kracht wordt er nu op de veer uitgeoefend door de plaat met prikkertjes? Dan kan ik bereken wat de veerconstante moet zijn.
 
Graag hoor ik jullie mening hierover.
 
Gr. Simon

[Michel Uphoff]

Daar valt zo niet aan te rekenen, er ontbreken heel veel gegevens.

 

Wat je m.i. het beste kan doen is de kracht bepalen (dmv. meten) die er nodig is om een zo'n plaatje in de gewenste tijdsduur op de prikkertjes te krijgen, en dan de veer zodanig dimensioneren dat hij altijd ruim minder dan de dikte van een zo'n plaatje indrukt bij die kracht. Liefst kies je de veer (en de koker) dan van zodanige lengte dat er weinig verschil is in drukkracht bij een volle en bijna lege dispenser.

[Simonsprons]

Bedankt voor uw reactie. Zelf had ik nog wel deze formule gevonden: F = m x v/t
m = 0,093 kg
v  = 0,02 m/s
t   = bijvoorbeeld 0,5 sec.
 
F = 0,093 x 0,02 / 0,5
F = 3,72 x10^-3 N
 
Dit is wel erg klein vind ik, maar misschien doe ik iets niet goed dan hoor ik dat graag.

[Michel Uphoff]

M is geen 0,093 kg, dat is de massa van die plaatjes. Maar afhankelijk van de constructie en werking is m veel groter (plaatjes, veer, koker, onderstel + onderdelen van de aandrijving van die dispenser, dat alles beweegt). Daarnaast neemt m ook af als de dispenser minder plaatjes bevat. De kracht waarmee de plaatjes op de pinnetjes wordt gedrukt is afhankelijk van de totale massa, de snelheid en de remweg, en die zijn onbekend. Materiaalsoorten en maten van pennetjes en plaatjes zijn niet bekend. De benodigde kracht om de pennetjes in de plaatjes te drukken is onbekend. De gewenste diepte van de pennetjes in de plaatjes is onbekend, aantal pennetjes is onbekend, et cetera.
 
In principe kan je de hoeveelheid energie bij de botsing berekenen met Ek=0,5 mv² en als de remweg bekend is de resulterende kracht met W=f.s. Stel dat de totaal massa 1 kg is en de snelheid bij botsen met de pennetjes 0,02 m/s. Dan is de kinetische energie 0,5 kg * 0,0004 m²/s² = 0,0002 kgm²/s² (Joule). Stel dat de remweg s 1 mm is (0,001m) dan moet f gelijk zijn aan 0,0002 kgm²/s² / 0,001 m = 0,2 kgm/s² (Newton).
 
Maar naar mijn mening kan dit, ook al zijn alle maten, massa's en materiaalsoorten bekend nauwelijks correct berekend worden. Meten is weten.

[Simonsprons]

Dat is eigenlijk wel logisch ja, alle bewegende delen zijn M. Het meeste van de onbekende kan ik wel achter komen, dan ga ik toch even kijken waar ik op uitkomt met de berekening. In ieder geval bedankt voor uw hulp, ik ben weer een stapje verder.

[Michel Uphoff]

Ik weet natuurlijk niet of dit slechts een oefening is, of dat je daadwerkelijk een dergelijke dispenser wilt bouwen.
 
In het laatste geval, hou dan ook rekening met de kans dat het plaatje bij teruggaan van de dispenser weer van de pinnetjes worden afgetrokken, en tevens dat er schuifkrachten en beschadigingen kunnen optreden als het transportmechanisme het afgevangen plaatje langs de plaatjes in de dispenser schuift. Wellicht is vastzuigen op de transportband een betere optie.

[Simonsprons]

Ik ga dit daadwerkelijk maken. Bedankt voor het meedenken over deze probleemstelling maar ik heb dit al opgelost door de dispenser verticaal naar beneden te bewegen en vervolgens gaat de dispenser terug.