[ChNB]

Здравствуйте! Подскажите пожалуйста как выполнить расчёт тарельчатой пружины? Имеется свободнопадающий груз создающий в конце своего пути удар в 200-250 КН. Необходимо рассчитать тарельчатую пружину, чтобы она демпфировала удар до 20 КН.

[Ильнур]

Сила удара (200-250) зависит от массы, начальной скорости к моменту удара и "тормозного" пути (или соответствующего времени):
∆t - время удара, ∆v/∆t = a (при vкон=0 ∆v=vнач), Fуд = m*a.
Мне кажется, здесь не хватает данных. Как определялись 200-250?

[sbi]

тарельчатые пружины смотри ГОСТ 3057-90 http://www.docload.ru/standart/Pages_gost/10873.htm
расчет по поиску или если поможет:

[ChNB]

Сила в 200-250 КН - исходные данные. ГОСТ смотрел, но мне нужны другие данные. Мне необходимо рассчитать пружину исходя из того, что она должна демпфировать удар до 20КН.

[Sid Barret]

есть замечательная книга Д.И. Решетов "Детали машин" (стр.614) там очень хорошо рассматривается расчет пружины под конечную нагрузку.

и для 25 т "тарелки" применять не очень хорошо (уж очень жесткие они). Цилиндрические винтовые хороши для этих дел и гост солидный на них и техническая база есть.

[rocker]

Не могу понять что Вам нужно. Если под действием прилагаемого усилия пружина деформируется, то, как представляется, следует говорить о размере деформации. Усилие деформируемой (сжимаемой) пружины может только увеличиваться.

[ChNB]

Как я уже писал ранее мне необходимо демпфировать удар груза. Тарельчатая пружина выбрана из-за сравнительно небольших габаритов, по сравнению с винтовыми(по высоте). И , как мне кажется, часть энергии удара уйдёт на деформацию пружины. Возможно конечно что я в чём то не прав.

[Малец]

Насчет "тарелок" правы - слишком маленькие деформации для гашения удара. Сила действующая на демпфер F=m*a+m*g. Чем больше деформация, тем меньше ускорение a, тем меньше сила, передоваемая демпфером.

[sbi]

Сообщение от ChNB Сила в 200-250 КН - исходные данные. ГОСТ смотрел, но мне нужны другие данные. Мне необходимо рассчитать пружину исходя из того, что она должна демпфировать удар до 20КН.

Любая пружина расчитывается по силе (20КН) и максимально возможному перемещению, которое в данном случае неизвестно. Что в Вашем случае означает понятие "демпфировать"?

[T-Yoke]

Сообщение от ChNB Как я уже писал ранее мне необходимо демпфировать удар груза. Тарельчатая пружина выбрана из-за сравнительно небольших габаритов, по сравнению с винтовыми(по высоте). И , как мне кажется, часть энергии удара уйдёт на деформацию пружины. Возможно конечно что я в чём то не прав.

Кроме всего прочего вам необходимо определить на каком расстоянии должен быть сдемпфирован удар, то есть при движении соударяемых объектов, скорость должна быть погашена от некоей величины до нуля. Соответственно вы получите расстояние необходимое для расчета жесткости пружины

[ChNB]

sbi: мне необходимо уменьшит удар с 200 до 20 КН.

T-Yoke: Собственно это расстояние должно быть минимально возможным. Меня интересует именно расчёт поглащения удара. Как выполнить его?

[rocker]

Сообщение от ChNB ...Собственно это расстояние должно быть минимально возможным...

Примите какое-то приемлемое для Вас значение, собственно, это и будет начальным условием для расчета, а затем, исходя из конструктивных соображений, выберите по таблице (напр. в соотв. разделе справочника Анурьева) нужное кол-во "тарелок", которые и будут Вашей пружиной. В таблице есть нужные для Ваc параметры: деформация и усилие, к-рое развивает пружина при этой деформации.

Any questions?

[ChNB]

В таблице то я разобрался и Анурьева смотрел, но дело в том, что у меня динамический удар и его энергия переходит в деформацию пружины. Если исходить из того, что я выбрал пружину, я имею в итоге величину деформации, но что делать с ней дальше? Как мне рассчитать на какую величину деформируется пружина при этом ударе? Вопрос только в этом.

[Солидворкер]

Сообщение от ChNB Как мне рассчитать на какую величину деформируется пружина при этом ударе?

Надо исходить из того, что, в первом приближении, вся кинетическая инергия удара переходит в потенциальную энергию сжатой пружины.

[rocker]

Сообщение от ChNB ...Как мне рассчитать на какую величину деформируется пружина при этом ударе?..

В соотв. таблице есть значение деформации (прогиба) f3 к-рому соответствует развиваемое пружиной усилие P3. Сумма деформаций даст Вам полную деформацию (прогиб) пружины, а сумма усилий -- полное усилие.

[ChNB]

То есть как я понимаю мне нужно посчитать жесткость пружины и исходя из усилия в 20 КН найти необходимую деформацию и выбрать количество пружин в пакете?

[rocker]

Sic! (Не знаю всех условий работы, динамики процесса, но, как правило, это рассчитывается именно так)

[ChNB]

Спасибо огромное за помощь! Буду стремиться к получению положительного результата от полученных советов)))

[Ильнур]

Сообщение от ChNB sbi: мне необходимо уменьшит удар с 200 до 20 КН.

УДАР в 200 кН означает, что тело массой m имела к началу столкновения скорость v1 и за время ∆t загасило эту скорость до v2 (возможно и до 0).
Где эти данные? Ведь 200 можно набрать, как видите, при РАЗНЫХ m, v1 и ∆t.
Не зная хотя бы массу тела и высоту падения (для вычисления v1), Вы не сможете рассчитать ни тарельчатую, не винтовую, и никакую вообще, сколько бы ГОСТов по пружинам и литературы по расчетам Вам не предоставили.

Сила в 200-250 КН - исходные данные.

Это не исходные данные для расчета демпфера, а какая-то посторонняя информация о чем-то отдаленном....
Возможно, эта величина - сила удара об ж/б плиту или стальной упор.

[ChNB]

Ильнур: да, соглашусь с вами что данные весьма противоречивые и мне тоже не особо понятны. Условия следующие: груз массой 120 кг свободно падает с высоты 1м и ударяется о наковальню. Но на практике сила удара груза достигает величин в 200-250 КН (величины указаны мне начальником). Мне необходимо уменьшить силу удара до 20 КН(Конструктивное ограничение), для чего выбрана тарельчатая пружина. Решение данной, не совсем понятной мне задачи, вызвало некоторое затруднение, из-за чего и обратился на форум. Буду рад услышать какие либо рекомендации по её решению.

[Ильнур]

Дык ведь все просто!
Принимаете упрощения: трением пренебречь, массой пружины пренебречь, остальной мелочевкой тоже пренебречь, ускорение считать среднее.
За 1 м свободного падения груз 120 кг наберет скорость v=корень(2*g*1м)=4,47 м/с.
В конце удара (после сжатия на величину s) при скорости 0 пружина должна давить обратной силой 2 кН (по условиям).
Осадка пружины s будет зависеть от времени удара. Время удара - от отрицательного ускорения (торможения), т.е. от противосилы пружины. Эта сила F меняется за путь s от 0 до 20 кН прямо пропорционально, и в каждый момент времени равна si*C (жесткость тарелки). В свою очередь, а=F/m. Составляете уравнения и решаете, найдя s.
В конце, поделив s на ход одной тарелки (той, жесткость С которой ввели в расчет), найдете кол-во тарелок. Ну и + пару штук, чтоб не было стука.
Тут подумалось: если применить энергетический подход, то можно обойтись без интегрирования; все сведется к трем арифметическим действиям:
1. Кинетическая энергия груза на момент прикосновения к пружине Ек=0,5*m*v^2 (Ек=0,5*120кГ*4,47м/c^2=1200 Дж).
2. Работа на сжатие пружины на величину s c конечным усилием F (при постоянной С по закону треугольника) А=0,5*s*F (A=0,5*s*20000 Н=s*10000 Н*м=s*10000 Дж).
3. Т.к. при принятых упрощениях, в т.ч. игнорировании нагрева, Eк=А, то s=Eк/(0,5*F)=1200 Дж/(0,5*20000 Н)=0,12 м=120 мм.
Необходимая жесткость пружины (или одной тарелки) С=F/s=20000 Н/0,12 м=167000 Н/м.
Результаты обоих способов должны совпасть.

[ChNB]

Ильнур! Большое спасибо за столь подробное пояснение. Но как я понимаю в расчёт взята только масса груза, но по моему условию сила удара, как мне кажется, во много раз превышает силу, которую способен создать груз? Иными словами я имею величину не связанную со скоростью или массой данного груза, ведь если считать, что F=ma, то ускорение a=2083 м/с2? Как мне кажется, возможно из-за отсутствия опыта или по незнанию, я могу свести задачу к следующему: зная что 250 КН - динамическая(а не статическая) нагрузка я могу исходя из расчитанной жёсткости конкретной "тарелки" посчитать необходимую деформацию, за которую она поглатит эту энергию и передаст только 20 КН на опору? Если что, то извините, в физике не силён

[Ильнур]

Энергия в килоньютонах не измеряется - это сила, кстати развиваемая при ударе. Вы не силу поглощайте, а энергию. Энергия 1/2*(m*v*v).
Offtop: Кстати, ускорение может быть сколь угодно большое - при больших ускорениях физика процесса в корне меняется и в расчете демпфера их наверно не нужно рассматривать.

[ChNB]

Я понимаю , что поглощается энергия))) Но как мне сопоставить энергию груза и данную мне силу удара в 250 КН? я же никак не могу пересчитать её в энергию! Я совсем уже запутался с этим демпфером!

[rocker]

В Вашем задании в исходных данных сила равна 250кН. Вот и не отвлекайтесь, а посчитайте сколько "тарелок" нужно набрать для того, чтобы их суммарная сила была равна или больше заданной и какой при этом будет деформация (прогиб) и будет ли он Вам приемлем. Если нет (слишком большой) возьмите пружину жестче...

[ChNB]

То есть, как я понимаю, я выбираю пружину на 20000 Н, считаю её жёсткость, определяю необходимую деформацию (имея усилие в 250 КН) и исходя из этого выбираю количество таких "тарелок"?

[rocker]

Исходным параметром, все-таки, должна быть нужная Вам деформация (прогиб) и, исходя из конструктивных соображений, общая длина пружины (пакета) и диаметры "тарелок". Например. Вы выбираете "тарелку" с D=32, D1=10, s=3мм, f3=0,7мм, P3=24кН. Далее: 250кН/24кН=10,41. Принимаете кол-во "тарелок", например, n=12. Общая деформация при этом составит 10,41х0,7=7,28мм. Вас это устраивает? Если нет, то выбирайте "тарелки" с иными параметрами...

[Ильнур]

Сообщение от rocker В Вашем задании в исходных данных сила равна 250кН. Вот и не отвлекайтесь, а посчитайте сколько "тарелок" нужно набрать для того, чтобы их суммарная сила была равна или больше заданной и какой при этом будет деформация (прогиб) и будет ли он Вам приемлем. Если нет (слишком большой) возьмите пружину жестче...

В последний раз - исходная сила УДАРА посчитана для случая удара ОБ НАКОВАЛЬНЮ! Забудьте!

я же никак не могу пересчитать её в энергию!

Ее и не нужно пересчитывать. Она может быть посчитана по формуле 1/2*(m*v*v) - пишу 99-й раз. Все данные у Вас для вставления в эту формулу ЕСТЬ!
Вообще, если внимательно перепишете вторую часть поста 21, у Вас будет ГОТОВЫЙ расчет. Вам осталось только открыть каталог и выбрать тарелку подходящей конфигурации и с УКАЗАННЫМ уже на п.21 С, для чего в каталоге есть или готовые С, или формулы для определения С в зависимости от данных выбранной (ВАМИ) тарелки.

[ChNB]

Благодарю за столь ПОДРОБНОЕ объяснение. Прошу не относиться ко мне с таким негодованием, я ещё не являюсь дипломированным специалистом, а только студент. И такого рода задачи мне ещё не приходилось решать. Я уже достаточно давно выполнил расчёт как описано ув. rocker'ом, но меня несколько настораживала простота расчёта.

[rocker]

Сообщение от Ильнур В последний раз - исходная сила УДАРА посчитана для случая удара ОБ НАКОВАЛЬНЮ! Забудьте!

Ильнур, ответьте на простой вопрос: если пакет (пружина) в результате сжимания будет развивать усилие больше заданного (>250kN), достаточно ли это для противодействия заданному усилию?

Сообщение от ChNB ...меня несколько настораживала простота расчёта...

Понимаете, инженерные расчеты иногда сводятся к простым. В справочнике для Вас уже были посчитаны параметры для соотв. "тарелок". Вам оставалось воспользоваться этим.

[sbi]

Сообщение от ChNB Благодарю за столь ПОДРОБНОЕ объяснение. Прошу не относиться ко мне с таким негодованием, я ещё не являюсь дипломированным специалистом, а только студент.

Советую Вам серьезно повторить теормех,а именно динамику, закон сохранения энергии, законы Ньютона, а также вспомнить метод последовательных приближений.
Например, предположим, что остаточная сила 20КН- это вес свободно падующего груза, значит его масса m= F/g=2т, при падении и ударе о наковальню (абсолютно твердое тело) сила в 10раз больше, что означает,
что ускорение данного тела в 10 раз превышает g-ускорение земного притяжения. Это на какой планете может быть?

[ChNB]

Спасибо конечно, но с основными понятиями я знаком. Я уже много раз повторил! что меня во всех данных смущало наличие удара величиной в 250кН, но это практический результат и удар действительно достигает таких величин. И решить задачу в состоянии, вопрос был в том, какие данные принимать в расчёт, потому что если брать только свободнопадающий груз и считать через закон сохранения энергии то это одно, а вот если брать удар и рассчитывать "тарёлку" только это совсем другое. Я обратился на форум, а тут тоже раскол в мнениях, кто-то говорит считать через закон сохранения и плюнуть на удар, а кто-то рассчитывать через удар! И не надо думать что я настолько глуп, что не знаю элеметарных законов физики.

[Ильнур]

Сообщение от rocker Ильнур, ответьте на простой вопрос: если пакет (пружина) в результате сжимания будет развивать усилие больше заданного (>250kN), достаточно ли это для противодействия заданному усилию?

Пакет (пружина) развивает усилие по мере сжимания от 0 до s*C. Заданное усилие (сила удара об наковальню, к слову абсолютно жесткой считающейся весьма условно - в природе нет абс. жестк. вещей) 250 кН не развивается при сжатии пакета, такая сила РАЗВИВАЛАСЬ при ударе об наковальню. При сжимании пакета развивается сила, адекватная ходу и жесткости пружины!
Даже если Вы задали более мощную, чем по расчету пружину, демпфер будет работать. Но сила удара будет больше, чем требуемые 2 тонны, но всегда меньше 25 тонн. Для достижения 25 тонн нужно, чтобы С~бесконечности. Т.е. пружина в виде наковальни

[sbi]

Сообщение от Ильнур Для достижения 25 тонн нужно, чтобы С~бесконечности. Т.е. пружина в виде наковальни

Что, и требовалось доказать. Свободнопадающий груз с ускорением 10g, не может развить это. Это делает ракета или пушка, но совершенно с другими параметрами.
Offtop: ( СhNB -"студенту" Лапшу заливать с этим вопросом хорошо? Лучше бы ответил на вопрос:
- Где зимуют лягушки?)

[Jonas]

Если задано 200-250КН то и конечная сила должна быть 20-25КН.
Думаю можно решать так:
- определить силу которая будет полностью сжимать пружину,
200(250) - 20(25) = 180(225)КН.
Определиться с длиной полного хода (деформации) и подбирать по справочнику или расчитать пружину которая будет полностью сжиматься при ударе силой 180(225)КН.

[rocker]

Sic!

Сообщение от Ильнур Пакет (пружина) развивает усилие по мере сжимания от 0 до s*C. Заданное усилие (сила удара об наковальню, к слову абсолютно жесткой считающейся весьма условно - в природе нет абс. жестк. вещей) 250 кН не развивается при сжатии пакета, такая сила РАЗВИВАЛАСЬ при ударе об наковальню. При сжимании пакета развивается сила, адекватная ходу и жесткости пружины! Даже если Вы задали более мощную, чем по расчету пружину, демпфер будет работать. Но сила удара будет больше, чем требуемые 2 тонны, но всегда меньше 25 тонн. Для достижения 25 тонн нужно, чтобы С~бесконечности. Т.е. пружина в виде наковальни

Вы так и не ответили на мой вопрос...

[Ильнур]

Сообщение от rocker ... Вы так и не ответили на мой вопрос...

Вопрос:

вопрос: если пакет (пружина) в результате сжимания будет развивать усилие больше заданного (>250kN), достаточно ли это для противодействия заданному усилию?

Вопрос-то некорректный. Как на такой вопрос ответит? Типа "Да" или "Нет"?
Хорошо, отвлечемся от задачи автора и отвлеченно ответим на поставленный вопрос в рамках вопроса:
Для противодействия заданному усилию 250 кН (здесь надо было бы уточнить, какое усилие задано - это (250) НЕ МОЖЕТ быть силой удара об демпфер, предназначенный для получения силы не более 20 кН, т.к. при ударе об демпфер сила будет возрастать от 0 до 20 кН, но никогда не превысит 20 кН; значит предположительно это усилие сжатия пружины хрен знает от чего) достаточно ЛЮБОЙ силы, отличной от 0.
При силе меньше 250 это хрен знает что будет ускоряться.
При силе равной 250 наступят баланс и покой.
При силе больше 250 произойдет торможение.
Таким образом, логический ответ:
Если пакет (пружина) в результате сжимания будет развивать усилие больше заданного (>250kN), то этого достаточно для противодействия заданному усилию
И еще: 250 кН, как правильно говорит sbi, вашим грузом в 120 кГ с высоты 1 м трудно будет развить .
Думается, условие задачи сформировалось примерно так:" Вот блин, 120 кГ падают на эту железку - удар-то будет сильный наверно... Насколько сильный? Ну... вот я читал в школе, что при реальном ударе тел происходит деформация соударяющихся тел и распространение по ним упругих волн, передающих взаимодействие от сталкивающихся границ по всему телу. Пусть сталкиваются одинаковые тела. Если c — скорость звука в теле, L — характерный размер каждого тела, то время удара будет порядка t = 2L / c. Множитель 2 соответствует распространению волны в прямом и обратном направлении. Соответственно, систему сталкивающихся тел можно считать замкнутой, если импульс внешних сил за время t мал по сравнению с импульсами тел. Кроме того, само время t должно быть достаточно мало, в противном случае становится проблематично оценить потери энергии на деформации за время удара (часть энергии всегда расходуется на внутреннее трение), а само описание сталкивающихся тел становится неполным из-за существенного вклада внутренних степеней свободы. Необходимо, чтобы все деформации при ударе были существенно меньше, чем размеры тел. У нас вроде железки жесткие и прочные, время-то коротенькое, ускорение ой-ой-ой, тон эдак 20, ато 25, думаю, разавьется... А сколько желательно? Ну, где-то 2 тонны бы нас устроило... Ну все, где этот ChNB, пусть посчитает пружинку, что было 2 тонны, а не 20-25....

[rocker]

Вы ответили положительно на мой вопрос? Потому что все остальное -- демагогия...

Сообщение от Ильнур И еще: 250 кН, как правильно говорит sbi, вашим грузом в 120 кГ с высоты 1 м трудно будет развить .

Да не интересует меня каким грузом и с какой высоты.С этим пусть разбирается наш уважаемый будущий коллега-студент. Я выше сказал, что я не знаю динамики процесса. Для примера было принята сила >258kN, вот и все.

[Ильнур]

Сообщение от rocker ... Я выше сказал, что я не знаю динамики процесса. Для примера было принята сила >258kN, вот и все.

Динамическая?

[rocker]

No comment...

[ChNB]

Вот я читаю и удивляюсь! Ильнур за что я заслужил такие фтазы в свой адрес? И почему к неопытному человеку относятся с таким презрением? Ты что сразу умный как Вассерман вылез чтоли? И я уже неоднократно повторил, что для меня непонятно происхождение этого усилия в 250кН!!!!! И именно из-за того что оно присутствует в условии я и обратился на форум! Эта величина задана мне начальником и я понятия не имею откуда она берётся, но на практике получают усилие вот такой величины! Я что сделать должен если у меня такие исходные данные!

[Ильнур]

Сообщение от ChNB Вот я читаю и удивляюсь! Ильнур за что я заслужил такие фтазы в свой адрес? И почему к неопытному человеку относятся с таким презрением? Ты что сразу умный как Вассерман вылез чтоли? И я уже неоднократно повторил, что для меня непонятно происхождение этого усилия в 250кН!!!!! И именно из-за того что оно присутствует в условии я и обратился на форум! Эта величина задана мне начальником и я понятия не имею откуда она берётся, но на практике получают усилие вот такой величины! Я что сделать должен если у меня такие исходные данные!

1. Я не очень то и умный - тестировался. Так себе...
2. К Вам у меня никакого презрения - Вы что, где это Вы усмотрели?
3. Представьте себе человека (или даже чугунного шара) весом всего-то 120 кГ, спрыгивающего (падающего) с высоты всего-то 1 метр, на стальную наковальню. Каким образом может получиться 25 тонн ударной силы?
4. Допустим, поставили пружину, дающую при полном сжатии 25 тонн (на всякий случай, по рекомендации rocker). Если ее жесткость такова, что позволяет на ходе 125 мм получать 2 тонны, то длина ее будет в 10 раз больше. Зачем это? Действительно на всякий случай?
5. Сила, развиваемая при динамическом воздействии, зависит от динамических параметров элементов. Поэтому, имея только инфо о 20-25 тоннах, нельзя пересчитать задачу на 2 тонны. Нужна инфо о динамических параметров элементов. Что Вы на п.20 и сделали.

[rocker]

Сообщение от Ильнур ... по рекомендации rocker)...

rocker давал рекомендации только по методике расчета.

Сообщение от Ильнур ...Если ее жесткость такова, что позволяет на ходе 125 мм получать 2 тонны, то длина...

Откуда Вы взяли сие?

[ChNB]

Я понимаю что груз в 120 кг не может развить такую силу, ну не на нашей планете.Но на практике (это устройство динамического зондирования грунтов) каким-то чудным образом получают удары до 250кН и моя задача как раз в том, чтобы в тот момент, когда наковальня упрётся в демпфер (штанга погружается в грунт, а с ней и наковальня) удары не превышали 20кН. То есть как понимаю я, видимо ошибаюсь, я как раз должен принимать во внимание только это усилие, т.к. сам груз( при свободном падении) не развивает усилия даже 20кН(опять же это моё мнение). Вот и всё. И я очень надеюсь что опытные конструктора подскажут мне как поступить и на что из условия необходимо опираться...

[Ильнур]

Сообщение от rocker ...Откуда Вы взяли сие?

п. 21, энергетический вариант. Кстати, проверьте...

[rocker]

Нет. Мне больше подходит В.И.Анурьев ... Вашу методику считаю неприемлемой.

[sbi]

Сообщение от ChNB моя задача как раз в том, чтобы в тот момент, когда наковальня упрётся в демпфер (штанга погружается в грунт, а с ней и наковальня) удары не превышали 20кН

Так бы сразу и задали вопрос. Демпфер
(нем. Dämpfer — глушитель, от dämpfen — заглушать), глушитель, устройство для гашения, успокоения (демпфирования) колебаний или предотвращения механических колебаний, возникающих в машинах и приборах при их работе. (См. БСЭ) Они бывают гидравлическими, пневматическими, механическими и комбинировнными. Но это совсем другой вопрос.
Для того чтобы уменьшить усилие в 25тс совсем не обязательно применять тарельчатые пружины - нужно просто "наковальню" демпфера возвратить в исходное положение.

[Serge Krasnikov]

"... Вашу методику считаю неприемлемой"
rocker, Вообще-то это бУла чистая физика
-------
" Свободнопадающий груз с ускорением 10g, не может развить это. Это делает ракета или пушка, но совершенно с другими параметрами."
sbi, После свободного падения начинается торможение Етих самых 120 кГ, для того чтобы получить 10g, достаточно после метра падения затормозить Етот самый груз на расстоянии в 10 раз меньше чем само свободное падение т.е. на 10см
-------
ChNB, Вообще-то Ильнур тебе почти все правильно излагал, токо слушать его наверное не хотелось
-------
ЗЫ. Был в отпуске, зашел на работу, а тут у ВАС такое

[sbi]

Serge Krasnikov Читайте внимательно!

Сообщение от Serge Krasnikov sbi, После свободного падения начинается торможение Етих самых 120 кГ

Сообщение от ChNB Имеется свободнопадающий груз создающий в конце своего пути удар в 200-250 КН. Необходимо рассчитать тарельчатую пружину, чтобы она демпфировала удар до 20 КН.

Где 120кг?
А передаваемое усилие уменьшить в 10 раз можно, например уменьшить с помощью рычага (принцип Архимеда). Журнал "Знание-сила"

[Serge Krasnikov]

Сообщение от sbi Serge Krasnikov Читайте внимательно! Где 120кг? А передаваемое усилие уменьшить в 10 раз можно, например уменьшить с помощью рычага (принцип Архимеда). Журнал "Знание-сила"

Читаем внимательно: Пост 20
"Условия следующие: груз массой 120 кг свободно падает с высоты 1м и ударяется о наковальню."

[ChNB]

То есть как я понял из поста 20 если затормозить груз на расстоянии в 1см то получится 100g? Правильным будет подойти к решению этой задачи с энергетической точки? Если груз падает с высоты 1м и ударяется об наковальню, то его ускорение не только резко уменьшается, оно, как я понимаю, ещё и меняет направление, то есть в результате груз будет подпрыгивать. Меня смущает во всём этом удар в 200-250кН, то есть он может и не достигнуть такой величины и я вот читаю комментарии и вижу, что даже у спецов нету в этом вопросе единства (хотя может это и моя вина из-за не корректно изложенных данных)

[Serge Krasnikov]

Сообщение от ChNB То есть как я понял из поста 20

Это ты писал пост 20 , в нем насколько я понял дополнительное условие

если затормозить груз на расстоянии в 1см то получится 100g?

Не совсем так, правильнее будет написать так, "Если затормозить груз на расстоянии 1см, после свободного падения в 1м, получится ускорение эквивалентьное 100G, потому как при торможении свободного падения не будет

Правильным будет подойти к решению этой задачи с энергетической точки? Если груз падает с высоты 1м и ударяется об наковальню, то его ускорение не только резко уменьшается, оно, как я понимаю, ещё и меняет направление, то есть в результате груз будет подпрыгивать.

Сначало груз будет тормозится, потом когда скорость достигрет нуля начнет высвобождаться энергия которую поглотила пружина

Меня смущает во всём этом удар в 200-250кН, то есть он может и не достигнуть такой величины

Теоретически это выглядит так:
F=масса х ускорение
Ускрение=изменение скорости/время
Если скорость будет изменяться в более короткий промежуток времени, то будет увеличиваться и ускорение, т.е. если время изменения скорости будет стремиться к нулю, сила будет стремиться у бесконечности

и я вот читаю комментарии и вижу, что даже у спецов нету в этом вопросе единства (хотя может это и моя вина из-за не корректно изложенных данных)

Ну во первых: ты сам не все сразу понятно изложил.
Во вторых: не все помнЮт курс физики

[shell2021]

За какое бы решение здесь ни проголосовали, надо ознакомиться с книгой Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от shell2021 За какое бы решение здесь ни проголосовали, надо ознакомиться с книгой Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977.

Мне важнее знать, что сам-то об Етом думаешь, пока я домой не ушёл

[Ильнур]

Сообщение от ChNB ...нету в этом вопросе единства ...

Единства нет не в этом вопросе, а в вопросе технической политки.
Я лично склонен к простоте и надежности.
Пример: рассчитываем некий параметр Х, величина которого при допустим меньшей P предписывает принимать (допустим по нормам) условие А, а при большей - условие Б. Условия А и Б - допустим, условия (пути) дальнейшего расчета.
Теперь: знаний, навыков и способностей недостатчно для точного вычисления параметра Х при сильном приближении к черте Р, т.е. точность вычислений больше, чем разница между P и X. Надежность результата не обеспечена - А или Б будут приняты условно, по номиналу Х!
Поэтому: исходные данные или методику расчета меняем так, чтобы отдалиться от P на величину, превышающую точность. Тогда надежное попадание в зону условия А (или Б) будет обеспечено.
Итак: нужно стремиться не к точным результатам, а к надежным резултатам.
Например: сколько влезет воды в то ведро? Можно обмерить микрометром, создать модель, учесть все кривизны и изломы, возможные температурные и др. параметры и т.д. и т.п. и получить ответ например 8 литров. Или, запутавшись в сложностях, допустив мелкую мехошибку, получить 4 или 16 литров. Точность в первом случае идеальная, но с надежностью 1/3.
А можно снять два-три размера, умышленно и с запасом вписывая их внутрь ведра, и получить 7 литров. Точность 13%, зато с надежнстью 100%.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от Ильнур Единства нет не в этом вопросе, а в вопросе технической политки. Я лично склонен к простоте и надежности.

Самое простое уменьшить ход до наковальни, но конструктива не знаю, поэтому вопрос открыт

[T-Yoke]

Сообщение от shell2021 За какое бы решение здесь ни проголосовали, надо ознакомиться с книгой Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977.

Ну или хотя бы прочитать вот эту статью про физику плоского удара
http://www.keldysh.ru/papers/2001/pr...ep2001_10.html

[sbi]

Сообщение от ChNB хотя может это и моя вина из-за не корректно изложенных данных)

Сообщение от ChNB Эта величина задана мне начальником и я понятия не имею откуда она берётся, но на практике получают усилие вот такой величины! Я что сделать должен если у меня такие исходные данные!

Сообщение от ChNB это устройство динамического зондирования грунтов

Так выложете кинематическую схему Вашего вибрационного устройства, с его характеристиками, конструкцию демфера. Вашего начальника растормашите -откуда такие данные берутся. Без ответа не останитесь.

[ChNB]

Да так то и выкладывать нечего, всё и так просто до безобразия. Наковальня-стальная болванка, к ней прикреплена направляющая по которой и двигается груз. Наковальня, по мере погружения в грунт штанги(от ударов груза), также опускается, в нижней точке она(наковальня) упрётся в стол буровой, дЫк мне надо чтобы в этом случае на стол передавалось не более 20кН(в качестве демпфера мною выбрана "тарелка" как наиболее простое устройство), при том что удары достигают величины в 250кН(как сказал мне начальник такую величину каким то чудным образом получают геологи при работе с такой установкой, а как это получается для меня не важно, мне нужно чтобы они её не раздолбали).

[sbi]

Самое простое ставить на направляющей "беcконтакник" - конечный выключатель, а то получается сам себя колотишь. Ну, а в аварийном случае, сгодится и пакет пружин, расчитанный Ильнуром

[ChNB]

Конечно можно тут целую кучу электроники наворотить, но вы не забывайте где мы живём! они уедут в поле с этой установкой и забудут батарейки поменять...или ещё чего... а с тарельчатой пружиной уж как не вороти ничего не сделаешь))) вот поэтому и берётся что они грузом будут аж 250кН "выбивать" и при этом ещё нужно чтобы всё работало) а в поле у геологов кроме лома и кувалды вряд ли что есть

[sbi]

ChNB А привод вибратора - это двигатель внутреннего сгорания, для его пуска нужен аккумулятор? На чем устройство транспортируется?
Конечно в полевых условиях "пьяному и море по колено". Так что, ставь тарелки и не мучайся.

[Ильнур]

[Serge Krasnikov]

Сообщение от ChNB То есть как я понял из поста 20 если затормозить груз на расстоянии в 1см то получится 100g? Правильным будет подойти к решению этой задачи с энергетической точки? Если груз падает с высоты 1м и ударяется об наковальню, то его ускорение не только резко уменьшается, оно, как я понимаю, ещё и меняет направление, то есть в результате груз будет подпрыгивать. Меня смущает во всём этом удар в 200-250кН, то есть он может и не достигнуть такой величины и я вот читаю комментарии и вижу, что даже у спецов нету в этом вопросе единства (хотя может это и моя вина из-за не корректно изложенных данных)

Ну дыквобщем поторопился я тебе ответить, зависимость там не прямая.
Ход пружины расчиать можно так
исходя из формулы приведенной Ильнуром
g*S*2=a*S1*2
итого
g*S=S1*a

S1=(g*S)/а
где

S1-ход пружины
g-9.81
S=ход бойка
а-ускорение при торможениии, оно ранвно a=F/m
F-это усилие которое должно воздействовать на пружину т.е. 20Кн

В конце получаем
S1=(g*S*m)/F
по моему так

[Ильнур]

К слову: по грубым прикидкам, бабой 120 кГ этот копер действительно будет бить по свае силой 25 тонн, если отказ сваи будет не больше 5-6 мм.

[ChNB]

Большое спасибо всем за помощь в решении данной задачи. Впомнил старое и узнал нового. Обязательно обращусь ещё)))
ЗЫ Ильнур, я обязательно предложу выложенную вами конструкию начальнику)))