Berekenen van een nok mechanismen

[Sebas Bal]

Beste Lezers,
 
Op dit moment ben ik een bestaand systeem aan het optimaliseren. Echt komen mijn bevindingen niet overeen met wat ik verwacht had. Het krachten verloop in systeem wordt, naar verwachting, sterk beïnvloed door een nok mechanisme. In de bijlage heb ik een schematische overzicht geplaatst met de afmetingen enz.
 
Hoe kan ik het systeem doorrekenen. De last bedraagt 562.5Kg en moet 40mm om hoog bewogen worden.
 
Door het niet centrisch plaatsen van de as is er een nok ontstaan met een kleine cirkel van 40mm en grootste cirkel van 80mm.
 
Massatraagheid van de as met nok is 0.00046kgm^2
 
De vraag is dus welke koppel is er nodig om de last op te tillen en weer te laten zakken.

Mochten er maten en gegevens missen hoor ik het graag.
 
Sebas

[Michel Uphoff]

Lastig probleempje!

 

Wat je nodig hebt is het maximale koppel.

Je hebt het hier over een excentrische cirkel, en dus eigenlijk over een variabele hellingshoek, net als bij een nokkenas.

Als de nok helemaal naar boven staat is de hellingshoek even nul, evenzo bij de laagste stand. Bij een gecentreerde as zou de hellingshoek altijd nul zijn.

 

Vraag is waar in dit geval de hellingshoek het grootst is (en dus de grootste verticale verplaatsing per booggraad optreedt), maar tegelijk echter neemt de arm van het koppel toe en af, dus is het niet zeker dat de grootste hellingshoek ook het grootste koppel betekent. Je zou het allemaal kunnen berekenen maar ik zie niet echt hoe je dat aanpakt; het zou wel eens een tamelijk complexe berekening kunnen worden. Misschien heeft een ander daar meer inzicht in.

 

Je kan niet in de opstelling zelf meten door het geheel een rotatie te laten maken met bijvoorbeeld een tijdelijk dwarsasje en een veerunster? Dan meet je direct het koppel inclusief  de ook aanwezige wrijvingscomponenten.

 

Image1 1096 keer bekeken

 

Mocht jouw constructie ook nog een behoorlijk toerental hebben, dan wordt het helemaal lastig te berekenen door de variërende versnelling die dan een belangrijke rol kan gaan spelen.

[Sebas Bal]

Ik heb er voor gekozen om het systeem te simuleren in solidworks. Dit is een prima oplossing en zie hier het resultaat
 

Image1 1093 keer bekeken

[Michel Uphoff]

Solidworks, mooi!
Ik heb even de vrijheid genomen om de afbeelding zelf binnen jouw bericht te zetten, makkelijker voor de lezers.
Welke kleur hoort bij welke parameter?

[Sebas Bal]

Blauw is het koppel in Nm/mm
Rood is de versnelling in graden per sec^2
Groen de verplaatsing in graden
Geel de snelheid in graden per sec ^2

[Michel Uphoff]

Intuïtief dacht ik dat het maximale koppel op 45 graden voor het bovenste dode punt zou liggen. Het blijkt dus bij ongeveer 52 graden te zijn.
 
Ik zie hetzelfde positieve koppel gespiegeld, dus positief bij zowel stijgen als dalen van de 'krukas'. Heb je de negatieve waarden geïnverteerd?

[Sebas Bal]

Om eerlijk te zijn heb ik geen idee hoe solidworks het doet. Ik verwacht dat het afremmen van de het systeem is meegenomen en daardoor als het waren in spiegelbeeld wordt weergegeven.
 
Inmiddels heb ik nog een probleemstelling geformuleerd:
 
http://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/192058-as-dimensioneren/