Dikte as berekenen

[robart]

@OOOVincentOOO: Als ik dus jouw bovengegeven formule gebruik, kan ik het van het volgende uitgaan?

500/60= 8.33 omwentelingen per seconde
100gr gewicht met een 10cm diameter maakt 8.33kg uitwaardse kracht
Armlengte van 100cm met 100gr tipgewicht maakt 83.3kg uitwaardse kracht? (dit kan dus weer gebruikt worden voor de as berekening?)

*Ik meet het toerental met een Arduino RPM meter en doe een dubbele check met een strobe tachometer.

*De elektriciteit toevoer is op dit moment zelfgemaakt met koperen ringen en isolatie ringen, maar in de uiteindelijke versie ga ik hiervoor een sleepring gebruiken of als dit te duur wordt, kogellagers deze werken ook prima voor roterende stroomverbindingen.

[Xilvo]

500/60= 8.33 omwentelingen per seconde
100gr gewicht met een 10cm diameter maakt 8.33kg uitwaardse kracht

Nee, dat geeft maar een kracht van 1,4 kg (kg is wel geen officiële maat voor kracht maar je kunt je er wel makkelijk iets bij voorstellen).

Gebruik deze formule voor de kracht:
F = 4,03 * m * f² * r

met m de massa in kg, f het aantal omwentelingen per seconde en r de straal (= halve diameter).
Dat geeft de kracht in kg.

Het is dezelfde formule die Vincent gaf maar iets anders geschreven.

[robart]

F = 4,03 * 2 * 68.89 * 0.5 = 277.63kg

Met dit gegeven kan ik de torsie op de as uitrekenen? En vanuit daar de benodigde dikte van de as bepalen?

[Xilvo]

Welke waardes heb je hier ingevuld?
Let op dat je f (het aantal omwentelingen per seconde) moet kwadrateren.

Je krijgt dan de centrifugale kracht die de arm/het lampje op de as uitoefent, loodrecht op de as, naar "buiten".

Torsie is weer heel wat anders, dat is de kracht die de as moet doorgeven als wat draait bijvoorbeeld veel luchtweerstand ondervindt.
Torsie is wat de as ondervindt als je 'm met je ene hand probeert te draaien terwijl je 'm met je andere hand stil probeert te houden.

[robart]

Ik weet niet of dat is wat ik wil weten. De arm wil ik op een as bevestigen, en ik wil graag weten vanaf welke diameter as ik veilig zit, deze niet ombuigt etc.

[Xilvo]

Ik denk dat je dat ook wilt (of zou moeten) weten.
Je moet rekening houden met de kracht waarmee een voorwerp buiten de as naar buiten trekt.
Je hebt gezien dat die heel makkelijk heel groot kunnen worden.
Je wilt niet dat de bevestiging het begeeft want dan vliegt het voorwerp (het lampje bijvoorbeeld ) met een gigantische, gevaarlijke, snelheid de ruimte in.

Ik denk dat de torsie kracht wel meevalt, tenzij je heel veel luchtweerstand krijgt zoals met de snelheden boven mach 1 in je oorspronkelijke voorstel.

De as moet wel sterk en stabiel genoeg zijn om trillingen aan te kunnen (volmaakt balanceren van de "armen" is nooit mogelijk). Ook wil je niet dat onbalans door wat buigen van de as zichzelf versterkt zodat het apparaat zichzelf kapot schudt. Tenslotte ligt metaalmoeheid op de loer door het voortdurend trillen van de as.

Dat zijn dingen waar ik je verder niet mee kan helpen. Daar zijn vast werktuigbouwkundige vuistregels voor maar dat is mijn vak niet.

[robart]

@Xilvo: Bedankt voor je hulp.

Ik heb vanuit een andere hoek hulp ontvangen betreft keuze as en ga deze maandag bestellen. Bedankt voor de hulp allen, het is in ieder geval duidelijk geworden voor mij dat ik goed over de constructie moet nadenken en het niet zomaar in elkaar moet flansen. En ik weet nu de kracht van de pinspot tijden rotatie.

**Wat mij betreft mag het topic gesloten/verwijderd worden.

[OOOVincentOOO]

In feite hoeven dat geen losse spiegels te zijn, maar zou een rechte reflecterende cylinder ook voldoende zijn. Een plastic buis die van binnen met spiegelfolie beplakt is bijvoorbeeld.
Het kost wel wat extra hoogte, omdat de lichtbron dan boven de spiegelring zit, ipv ertussen.

@CoenCo,

Mooi idee. Maar ik heb een schets gemaakt.Ik weet niet of dit is wat je bedoeld, anders kreeg ik de lichtbundel niet getekend.

*Ik meet het toerental met een Arduino RPM meter en doe een dubbele check met een strobe tachometer.

*De elektriciteit toevoer is op dit moment zelfgemaakt met koperen ringen en isolatie ringen, maar in de uiteindelijke versie ga ik hiervoor een sleepring gebruiken of als dit te duur wordt, kogellagers deze werken ook prima voor roterende stroomverbindingen.

@robart,

Zo te zien ben je goed op de hoogte van de mogelijkheden en de techniek. Misschien dat je je moet voorbereiden op de vraag hoe jij de kwaliteit eisen definieert van de lichtbundel. Tevens goed dat je je laat informeren over de veiligheid.

[boertje125]

een snel draaiend spiegeltje is relatief makkelijk te realiseren
een klein hogesnelheid motertje zoals er bijvoorbeeld in een hdd zit
zet er een kleine prisma of spiegel op en je hebt een roterende lichtstraal

je zou als basis ook een goedkope bouwlaser kunnen gebruiken
daar zitten bijna alle benodigdheden in en ze draaien hard genoeg om een doorgaande lichtstreep te maken

[OOOVincentOOO]

Gemiddelde intensiteit:

$$I=\frac{t_{on}}{T_{cycle}}$$

Neem aan dat een stilstaande spot een diameter d (kleine d) heeft geprojecteerd op de grond. De tijd dat een plek op de vloer belicht \(t_{on}\) word is de tipsnelheid gedeeld door spot diameter: \(t=d/v.\)

De tijd voor een cyclus is afhankelijk van de grootte diameter D. Deze tijd is dan: \( T=D/v.\) Dus de waargenomen intensteit is:

$$I=\frac{t_{on}}{T_{cycle}}=\frac{d/v}{D/v}=\frac{d}{D}$$

Dus een stilstaande spot grootte 30 cm en roterende diameter op vloer: 300 cm levert een gemiddelde intensiteit op van : 30/300=10%.

Duty Cycle 931 keer bekeken

In mijn achterhoofd had ik geruime tijd een opmerking die ik wilde plaatsen:

"De (gemiddeld) waargenomen intensiteit veranderd niet door sneller te draaien! De verhouding tussen diameter lichtbundel "licht aan" en diameter grote cirkel "licht uit" is de bepalende factor (niet de rpm's). Dit is erg contra intuïtief."

Dit was een vervelende knagende opmerking wat ik vergeten was te vermelden.