|
||
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны | Справка по форуму | Файлообменник | |
|
Поиск в этой теме |
29.03.2016, 09:06 | #1 | |
Рассчет элементов ножничного подъмника.
Москва
Регистрация: 23.08.2007
Сообщений: 529
|
||
Просмотров: 33618
|
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
"Краткий курс теоретической механики". Нарисовать все элементы отдельно (во всех возможных положениях), добавить к ним все воздействующие нагрузки, вычислить изгибающий момент, посмотреть момент сопротивления трубы квадратной (вычислить тоже можно) сравнить с допускаемыми нагрузками. Не забыть про коэффициент запаса. ИМХО если не представляете суть расчета, то никакая программа вам не поможет (или разбираться методом тыка будете вечно)
|
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Ай-ай-ай! Как нехорошо обманывать маленьких! Нагрузка на платформу распределяется на _два_ рычага, да еще и неравномерно (вплоть до того что может стать на одном рычаге отрицательной) Да и раскладывать на цилиндре усилия ИМХО не надо, проще по оси и плечо до этой силы поискать - графически это проще сделать чем на две силы
|
|||
|
||||
Конструктор, инженер-механик на пенсии Регистрация: 03.10.2003
Новосибирск
Сообщений: 6,953
|
Цитата:
А вообще-то это делается еще и для того, чтобы ножницы работали как мультипликатор, т.е. при небольшом ходе штока цилиндра получить больший ход площадки... Вспомни свои выкладки в соседней теме |
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Да я не про конструктив, понятно что цилиндр чуть ли не горизонтально ляжет, а про то, что Rx и Ry скучно выискивать, проще единую реакцию брать и плечо до неё прямо с картинки - тут все же не умозрительная задачка из термеха, где все размеры заданы "а" и "б", тут можно и упростить себе жизнь.
|
|||
|
||||
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646
|
Графически - это вряд ли. Будут ведь и осевые составляющие на балке, а шарнир на срез тоже надо посчитать. А балку считайте как двухопорную (часть между центральным шарниром и верхом. Вес груза, усилие на штоке цилиндра, реакции в опорах. Будут где-то в других местах реакции отрицательны или нет, все равно это самая нагруженная часть конструкции.
|
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Графически оно может оказаться даже легче - не надо заморачиваться всякими формулами.
Итак, для начала рисуем груз на платформе и вычисляем с какими усилиями платформа давит на свои шарниры. Согласитесь что при разных положениях рычагов эти усилия разные? Потом считаем свободный рычаг (который подвижный сверху - в верхнем шарнире у него только вертикальная сила, а обеспечивает ее усилие от другого рычага. Теперь считаем второй рычаг - все нагрузки заданы, а обеспечивает их цилиндр - тупо моменты прикинули, благо точку можно выбрать удачную для гашения лишнего и приравняли к моменту от цилиндра. Проблема лишь в нелинейности нагрузок, поэтому повторяем вышесказаное для разных положений. |
|||
|
||||
Конструктор, инженер-механик на пенсии Регистрация: 03.10.2003
Новосибирск
Сообщений: 6,953
|
Я не буду комментировать моих коллег, это классическая механика она одинаковая, разве что мы можем смотреть под разными углами
Pв - это вертикальная составляющая равнодействующей R Pf(вернее Pг - рукописная опечатка) - это горизонтальная составляющая равнодействующей R(усилия пневмоцилиндра) Как они считаются можно построить вектор силы R буквально на бумаге и проекции силы на вертикальную и горизонтальную плоскость как раз и будут Pb и Pг... это как раз и есть основа графического метода. ЗЫЖ Сорри а что у вас было по термеху в ликбезе |
|||
|
||||
Регистрация: 23.08.2007
Москва
Сообщений: 529
|
У меня в начальном положении угол наклона цилиндра к горизонту составляет 14 градусов.
Значит ли это, что сила, действующая на поперечные балки составит: 4/sin(14) = 16,5 т на два цилиндра? Как-то это много... Я приложил эскиз в формате dwg, посмотрите, пожалуйста, в том ли я направлении делаю? Как по вашему, это будет работать? Буду рад любым советам! Заранее спасибо! |
|||
|
||||
нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707
|
Даже для одного гидроцилиндра 16 тс это не страшно (при давлении 200ати Dпоршня=100мм), а вот угол 14* это очень мало - велика вероятность заклинивания.
|
|||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
Практически такие задачи удобно решать в солидворксе с его модулями. Сила в цилиндре может быть найдена вообще очень просто через виртуальные работы Fц*delta_шток = Вес_груза*перемещение_груза_соотв_delta_штока. Сила может быть переменна потому что геометрия трансформируется.
В солидворкс Motion все конечно быстрее и проще найти (там есть Linear-actuator). Тут нагрузки будут большие и надо правильно все расчитывать. Трубы 120х6 может и пойдут, но с местным усилением в зоне передачи нагрузок.
__________________
мой блог по некоторым вопросам Последний раз редактировалось ETCartman, 30.03.2016 в 17:58. |
|||
|
||||
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646
|
А ведь напутал я, самая нагруженная у нас правая балка, и там все еще проще: одна нагружающая сила в половину веса, максимальный момент в центральном шарнире. Ну усилие на цилиндре считать надо само собой. Половина веса - это и усилие среза на центральном шарнире.
|
|||
|
||||
Регистрация: 04.09.2009
Сообщений: 349
|
Цитата:
|
|||
|
||||
нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707
|
Он просто подсчитал усилие, а про заклинивание и углы трения скорее всего даже не подумал. Обычно угол самоторможения ролика по наклонной плоскости 6*. ТС получил угол всего в два раза больше.
Учитывая изгибы балок, стержней, допуски на изготовление, перекосы из-за зазоров в шарнирах и пр., шанс получить заклинивание очень велик. Гидроцилиндр может создать и намного большее усилие (он для этого собственно и предназначен), а вот выдержит ли это усилие конструкция, это большой вопрос... |
|||
|
||||
нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707
|
to ratay. Я отвечал йцуке
Но если ТС не знает как сконструировать и рассчитать конструкцию (на прочность, работоспособность и пр.) то вариантов 2: 1. самостоятельно изучить теормех, сопромат, ТММ, ДМ. 2. заплатить тому, кто всё это сможет. Натаскивание на форумах ничему из вышеперечисленных наук не научит. |
|||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
Цитата:
До всяких схем и чертежей существует простой прикидочный расчет. Например нужно поднять груз на 0,5 м. При этом ход поршня 0,25. Усилие в одном цилиндре из 2х грубо =4*0.5*1.2/0.25/2=5 тонн (где 1,2 поправка на трение). На самом деле усилие переменное и данная пропорция применима только в малых перемещениях относительно некоторого положения. выше был дан метод расчета из уравнений равновесия для конкретного положения штока. Но так или иначе если вы хотите получить выигрыш в перемещении, то есть поднимать ножницы не прямо вертикально а присобачив цилиндры сбоку, то усилие в цилиндре будет увеличиваться по сравнению с нагрузкой примерно пропорционально выигрышу в перемещении. И соответственно если у вас усилие большое - то и подшипники и узлы должны быть соответствующие (не просто болтики). То есть предварительно можно прикинуть вообще даже без схемы. А конструировать такие вещи лучше конечно в солидворксе - там есть исчерпывающий набор инструментов по расчету и прикидкам чтобы такие штуки делать за несколько часов.
__________________
мой блог по некоторым вопросам |
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Схема, кстати, изменилась от первоначального варианта. А на счет простого перемножения веса груза на синус угла наклона цилиндра... Ничего что между ними еще пара рычагов?
ETCartman, изложеное верно, но для обычного полиспаста, тут же нагрузка на цилиндр совершенно не равномерная - в самом начале ему приходится в основном "против самого механизма работать" Еще раз повторяю: Рисуете схему нагрузок: сверху две силы от груза, снизу реакция основания - эти силы норовят "сложить" ножницы, им противостоит сила от цилиндра. Проще всего посчитать через уравнение моментов относительно точки соединения рычагов друг с другом. Что-то я сильно сомневаюсь на счет 14 тонн, сейчас утрений завал разгребу, может и гляну что там в реалиях. |
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Ок, глянул, на точность не надейтесь, но "на пальцах прикину".
Более-менее симетрично все в сложеном виде, посему реакции берем по две тонны на узел, плечо 1,6м (3,2 между концами рычага по горизонту). Итого, чтоб развернуть ножницы, надо вращающий момент в 2*2*1,6=6,4тм От точки вращения до цилиндра плечо... 0,17м. Делим момент на плечо и... 6,4/0,17=37 тонн на два цилиндра. И это без учета угла трения! Что и требовалось доказать. Пути решения проблемы: противовесы или пружины могут помочь цилиндру именно в самый неприятный момент, изменение геометрии - вынести точки крепления повыше и пониже, всякие "хитрые" рычажные механизмы |
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Нельзя взять 0,34 - на чертеже 0,17. Несколькими сообщениями раньше есть чертеж. И зачем мне угол цилиндра? Если я знаю _плечо_ (собственно через синусы и косинусы и вычисляется плечо действия силы, но на чертеже можно использовать привязки типа нормаль и в лишней математике смысл пропадает)
|
|||
|
||||
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646
|
На той схеме, которую я нашел, размер не между осями, а что-то другое, но бог с ним. Пусть у вас плечо 0,17, вы момент фактически считаете из предположения, что шток перпендикулярен балке, а это не так. На схеме треугольник, где есть две стороны (0,34 и 0,17), и ни одного угла.
|
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Цитата:
Это нормальное предположение (момент от силы равен произведению этой силы на плечо, а это перпендипикуляр от точки вращения до оси действия силы. Где при этом фактически сила приложена все едино), если оговариваться что углы трения мы не учитываем и не проверяем механизм на заклинивание |
|||
|
||||
нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707
|
to ТС. есть такие книги, под общим названием "Механизмы", например:
Артоболевский И.И. "Механизмы в современной технике" 7 томов Кожевников С.Н. "Механизмы" Справочник. Крайнев А.Ф. "Словарь-справочник по механизмам" и др. Что-то есть в download'е сайта Очень хорошие книги, много хороших идей. Хотя бы полистайте их. |
|||
|
||||
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646
|
Проекции не силы, а нормальной проекции этой силы. А в зависимости от положения механизма угол приложения силы меняется, и при постоянной проекции сама сила меняется.
----- добавлено через ~1 мин. ----- Впрочем, это бесполезно. Каждый говорит о своем. |
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Ну почему же бесполезно? Возможно мы искренне друг друга не понимаем. Абстрагируемся от конкретной задачи. Допустим есть колесо и мы будем цеплять цилиндр за разные его точки _не меняя положения цилиндра_. Усилие в цилиндре постоянное, трением пренебрегаем, будет постоянным момент на колесе или нет?
|
|||
|
||||
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646
|
Разговор-то про силу, которая при постоянном моменте может быть различной в зависимости от направления. Зацепите цилиндр так, что линия действия силы проходит через центр и точку контакта с поверхностью (мгновенный центр вращения) - и не будет момента. Хотя модель с цилиндром абсолютно не стыкуется с нашим механизмом, т.е. неудачный пример.
|
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Если будет разное направление, то и плечо будет разным, а отсюда и разная сила нужна для разных положений для создания одинаковых моментов. Но претензия была именно по точке крепления цилиндра, мол перпендипиклярно рычагу, не перпендипикулярно... Если трением пренебрегаем, то абсолютно фиолетово. А если не пренебрегаем, то ухо конечно же делают в оптимальном месте.
|
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Усе, я сдаюсь. Ну при чем тут углы? Главное момент, а момент это сила перемноженая на плечо. ВСЁ! Никаких углов в формуле нет! Прикидывал я по чертежу, по второму положению, там где в сложеном виде, ибо самое поганое положение.
|
|||
|
||||
Регистрация: 23.08.2007
Москва
Сообщений: 529
|
Спасибо всем, кто откликнулся.
Пытаюсь построить схему, никак не могу понять, что лучше Вариант1 или Вариант2. Вариант два, как я понял из объяснений, работает немного в противоход. В варианте один, угол наклона цилиндра не меняется и составляет 12 грдусов к балке (в сложенном состоянии по прежнему 14 градусов к горизонту). Усилия во втором варианте, по идее, ниже за счет работы по принципу мультипликатора. Подскажите, пожалуйста, по какому варианту дальше идти? |
|||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
А на какую высоту требуется поднять груз 4 тонны? Какой ход и максимальное усилие в цилиндре?
Если высота = ходу поршня то проще расположить цилиндр вообще вертикально под шарниром.
__________________
мой блог по некоторым вопросам |
|||
|
||||
Регистрация: 23.08.2007
Москва
Сообщений: 529
|
Ход поршня всего 440мм (от640 до 1080). Подъем почти на два метра. Усилие в цилиндре не знаю, но выглядят они мощно!
|
|||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
Цитата:
А оно может быть и больше конечно, при неудачно выбранной схеме, потому что в ножницах оно переменное а не постоянное. Усилие в цилиндре предельное подсчитывается как давление масла*площадь поршня. Какое там рабочее давление нарисовано? Вообще погуглите Hydraulic Scissor Lift Solidworks и перейдите на вкладку video https://www.youtube.com/watch?v=6g60eUcbGZA https://www.youtube.com/watch?v=XJswfMZnNG0 https://youtu.be/c-9ziblRGsk
__________________
мой блог по некоторым вопросам Последний раз редактировалось ETCartman, 31.03.2016 в 20:08. |
|||
|
||||||
Регистрация: 23.08.2007
Москва
Сообщений: 529
|
Цитата:
По видео прямо Клондайк! |
|||||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
На цилиндре то какая то табличка есть? Площадь поршня и рабочее давление?
__________________
мой блог по некоторым вопросам |
|||
|
||||
Регистрация: 23.08.2007
Москва
Сообщений: 529
|
Цитата:
----- добавлено через ~5 мин. ----- В смысле ближе к четвертям балок? Тогда не получится низкое сложенное положение |
|||
|
||||
конструктор-механик Регистрация: 27.03.2011
Украина (после Урала и Алтая)
Сообщений: 2,758
|
В феврале - апреле 2013 года здесь обсуждали аналогичную тележку-подъёмник, правда, с механическим приводом. Поскольку в начальный момент подъёма нагрузка на привод максимальная, то было предложено установить пружины кручения на все 5 шарниров. Пружины пытаются поднять платформу, но выполнены таким образом, что их суммарное усилие не превышает вертикального усилия порожней платформы с рычагами и т.д. Т.е., привод разгружен. Когда привод поднимает платформу, пружины ослабевают, кинематика меняется, нагрузка пошла и на привод. Для разгрузки вместо пружин кручения (или вместе с ними) могут быть применены и другие решения. Там же предлагалось симметричное перемещение шарниров под платформой, т.е., при поднятой платформе у неё будет не одна целая консоль, а две половинных, что приведёт к значительному уменьшению нагрузок на ножницы.
__________________
Сделать просто очень сложно. |
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Кроме пружин я бы предложил ещё использовать и обратное усилие в цилиндре - сделать пружины более мощными чем для простого удержания платформы в статике - на подъеме можно будет сократить усилие благодаря тому, что мы его на спуске приложили. (пружины можно и вдоль цилиндра закладывать).
Можно подумать и о неподвижном цилиндре с цепным приводом на кулачок переменного радиуса - просто вращать нижнюю ось ножниц, правда нагрузки могут возрасти, но тоже решаемо. |
|||
|
||||
нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707
|
|
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Только в одном из промежуточных положений, да и то, в зависимости от конструктива.
Храповик или фиксирующие пальцы надо делать в любом случае, если не хочется чтоб подъемник рухнул когда шланг из заделки вылетит или где клапан лопнет. |
|||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
вот такой быстрый и наглядный метод исследования усилий в цилиндре с использованием параметрического эскиза freecad или solidworks, электронных таблиц и принципа возможных перемещений.
файлы прилагаю. кстати там надо бы и собственный вес учесть в дополнение к трению, потому как штука тяжелая довольно. если прикидочно определять по полным приращениям - то получается как раз среднее значения усилия. но тут максимальное важней для проектирования
__________________
мой блог по некоторым вопросам |
|||
|
||||
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 646
|
Плавное опускание вы можете получить и за счет самой гидросхемы. Пара обратных клапанов, регулируемый дроссель, при опускании насос отключается, основная линия перекрывается, масло идет через дроссель. Что-то похожее (без регулировки) используется в артиллерии в тормозе отката ствола.
|
|||
|
||||
Регистрация: 23.08.2007
Москва
Сообщений: 529
|
Цитата:
Спасибо огромное! Трение слишком непредсказуемое... Сделаю в запас процентов 30. Да... Трубочки мои не пройдут. Усилю листом. ----- добавлено через ~1 мин. ----- Цитата:
|
|||
|
||||
Регистрация: 23.08.2007
Москва
Сообщений: 529
|
|
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,903
|
Да классика жанра
Привод тросовой сделать от цилиндров расположившихся в платформе, тут точно такой пробегал в обсуждениях. Если необходимо, то стойки в нерабочем виде можно сделать складными или телескопическими. Хозяин - барин тут... |
|||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
Мне эта тема очень интересна, некоторым образом тоже подъемники проектирую. Если можно, то расшарьте дизайн, когда получите.
Из того что я про себя понял про ножничные подъемники (очень интересные), то существует некоторый оптимальный дизайн, при котором сила в цилиндре варьирует как можно меньше (Pmax/Pmin ближе к 1). Например когда цилиндр поставлен вертикально под центральный шарнир. Но в этом случае выигрыш в перемещении уменьшается (либо нужны многоуровневые ножницы, что удорожает конструкцию). Также это не оптимальный вариант в смысле начальной высоты конструкции (в случае автосервиса надо углублять яму под подъемник). В принципе тот дизайн что выложен в DWG на странице 1 и повторен в моем посте 53 - тоже не плох, усилие большое потребует локального усиления конструкций - а это сравнительно не сложно. Зато большой выгрыш в перемещении и компактный сложенный размер. Так и не понял - сколько понесет цилиндр и на какое давление он рассчитан. Это в общем начальные данные с которых нужно стартовать в данном случае. Вот еще ссылка на покупные-готовые. 3д модели они к сожалению не дают http://www.mcmaster.com/#hydraulic-lift-tables/=11u91xv есть модели (в том числе в STEP которые открываются во freecad тут https://grabcad.com/library/scissor-lift--1 но сложно сказать насколько они реальны, туда кто во что горазд постит) еще можно как я думаю рассмотреть схему подобную ромбическому домкрату. Нагрузка на винт у него зависит от угла между винтом и наклонным элементом = P/ tg(alpha) Если alpha не очень мал то соотношение между усилием в цилиндре и нагрузкой может быть небольшим. При alpha=15 градусов - коэффициент порядка 3,7
__________________
мой блог по некоторым вопросам Последний раз редактировалось ETCartman, 05.04.2016 в 06:15. |
|||
|
||||
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,649
|
Тут делал поиск по гидравлическим схемам - загружу ка я это сюда.
__________________
мой блог по некоторым вопросам Последний раз редактировалось ETCartman, 18.04.2016 в 16:38. |
|||
|
Опции темы | Поиск в этой теме |
|
|
Похожие темы | ||||
Тема | Автор | Раздел | Ответов | Последнее сообщение |
Документация Проектировщику на Torrents | DEM | Разное | 262 | 24.02.2024 17:19 |
Создание дополнительных параметров Visibility Set в динамических блоках. | Supermax | Программирование | 708 | 12.04.2021 14:54 |
Случайный эксцентриситет | p_sh | Прочее. Архитектура и строительство | 14 | 22.07.2009 11:32 |
Нумерация объемных элементов при моделировании грунта в SCAD | Den_Den | SCAD | 11 | 20.11.2008 04:27 |
Lisp: Список элементов в слоях | ALFMario | LISP | 4 | 29.04.2008 17:26 |