yritän laskea kiristysvoimaa, joka johtuu mutterin ja pultin kiristämisestä tietylle tasolle.
Olen löytänyt tämän kaavan eri muodoissa monista paikoista.
$$ T = KDP $$
- $ T $ = vääntömomentti (lb )
- $ K $ = Jatkuva kitkan huomioon ottamiseksi (0,15 – 0,2 näille yksiköille)
- $ D $ = Pultin halkaisija (tuumaa)
- $ P $ = Puristusvoima (lb)
Sovellin tätä ongelmasi
- $ T = 0.6 \ text {Nm} = 5.3 \ text {in- lb} $
- $ D = 3 \ text {mm} = 0,12 \ text {in} $
- $ K = 0,2 $
Tämä antaa $ P = \ dfrac {T} {KD} = 220 \ text {lb} = 100 \ text {kg} $.
Minulla on siis kaksi kysymystä.
- Tulos tuntuu aivan liian korkealta. Käytän pientä M3-pulttia eikä paljon vääntöä. En näe, miten tämä johtaisi 100 kg: n voimaan. Voiko kukaan nähdä virheen?
- Kaavassa ei oteta huomioon langan nousua. Odotan, että hieno kierre antaa enemmän kiinnitysvoimaa samalle vääntömomentille. Onko olemassa kaavaa, joka ottaa ketjun sävelkorkeuden huomioon?
Kommentit
- Sinä ' d olla hämmästynyt siitä, kuinka paljon mekaanista hyötyä voi saada aikaan.
- Vertailun vuoksi rakennepultit voidaan kiristää kymmeniin tuhansiin paunoihin pelkästään kiertämällä jakoavaimella. Tämän tyyppiset pultit ovat tietysti paljon suurempia kuin M3-pulttisi, mutta 220 lbs ei ole mitään.
- Huomaa, että vääntömomentin ja kiristysvoiman suhde ei ole kovin luotettava käytännön tilanteissa ja missä sillä todella on merkitystä muille kiinnitysvoiman määrittämiseen käytetään usein menetelmiä.
- Kiitos @ttonon – Tämä vastaus on mielestäni järkevä. Se ' on todella kitkakerroin, joka määrittää momentin ja kuormituksen välisen suhteen. Langan ramppivaikutus on pieni tähän verrattuna.
- @CameronAnderson Varmasti. Rakenneteräsmaailmassa ne ' s kutsuivat mutterin ' kierrosta ' menetelmä.
vastaus
Vaadittu vääntömomentti lasketaan periaatteessa samalla tavalla kuin laskisit kuinka paljon voimaa tarvitset kolmion muotoisen oven pysäyttimen työntämiseksi oven pohjan ja lattian välille. Tähän toimintaan liittyy välttämättä kitka, joka on arvioitava tarkkojen laskelmien tekemiseksi. Lasketut tulokset ovat kaiken kaikkiaan vain + tai – 25% tarkkoja.
On yksinkertaisia yhtälöitä, kuten kysyjän tarjoama, ja on tarkempia (alla). Kysyjän kaava on virheellinen, koska se ei sisällä ruuvikierteen tärkeää vaikutusta. Kyseisen yhtälön " K " tulisi sisältää kitka sekä ruuvin kierteinen kulma. Uskon, että tämä yksinkertainen yhtälömuoto alkoi kuvan tai kaavion säestyksellä etsimään sopivaa arvoa K: lle, ja sitten se yksinkertaistui, mutta tietämyksellä fysiikan perustiedoista menetettiin. voi aloittaa yhtälöllä, mutta kirjoita sitten K edelleen:
K = {[(0,5 dp) (tan l + mt sec b) / (1 – mt tan l sec b)] + [0,625 mc D]} / D
tai,
K = {[0.5 p/p] + [0.5 mt (D – 0.75 p sin a)/sin a] + [0.625 mc D]}/D missä D = pultin varren nimellishalkaisija. p = kierteen nousu (pultin pituussuuntainen etäisyys kierrosta kohti). a = kierreprofiilikulma = 60 ° (M, MJ, UN, UNR ja UNJ kierreprofiileille). b = kierteen profiilin puolikulma = 60 ° / 2 = 30 °. tan l = kierteen kierukkakulma tan = p / (p dp). dp = pultin nousun halkaisija. mt = kierteen kitkakerroin. mc = kauluksen kitkakerroin.
Nämä lausekkeet sisältävät sekä kitkan että ruuvikierteen vaikutukset. Ne löytyvät arvostetuista teksteistä, Shigley, Mechanical Engineering Design, 5. painos, McGraw-Hill, 1989, s. 346, yht. 8-19, ja MIL-HDBK-60, 1990, osa. 100.5.1, s. 26, yhtälö 100.5.1. Ne saattavat olla liikaa joillekin ihmisille, ja voimme ymmärtää yksinkertaistamisen halun.
Minulla ei ole käytännön kokemusta näiden laskelmien vertaamisesta todelliseen maailmaan. On mahdollista, että monimutkaisemmat ilmaisut arvioidaan. ei ole vaivan arvoista niiden tarkkuuteen verrattuna. " Engineering " -foorumissa mielestäni on kuitenkin tärkeää olla unohtamatta perusfysiikkaa.
Kommentit
- Tämä vastaa alkuperäiseen kysymykseeni kierteen noususta – Koska normaalille pultille D on paljon suurempi kuin " 0,75 p sin (a) ", on turvallista jättää toinen termi pois (kun otetaan huomioon laskelmien muu vaihtelu).
Vastaus
Tämä luku on suunnilleen alhainen vetopultti.Katso myös tämä laskin ja tämä taulukko
Todellisuuden tarkistuksena jos arvioimme noin poikkileikkauksen pinta-alaksi 7 mm 2 ja kuorman 1000 N, joka antaa vetolujuuden 140 MPa, joka on alhaisempi kuin matalan vetolujuuden omaavien terästen vetovoima.
Tässä tilanteessa, jossa vääntömomentti on tiedossa, kierteen nousu ei tule siihen, kun lasket vääntömomentin, kitkan ja jännityksen välisen suhteen perusteella.
Hieno lanka on (kaikki muut yhtä suuret) vahvempi kuin karkea. Jotkut menetelmät käsittävät kiinnitysvoiman laskemisen kiristämällä pulttia ennalta määrätyllä kulmalla, ja tässä nousulla on merkitystä.
Ruuvikierre on olennaisesti muunnos kiila tai kalteva taso ja voi tarjota erittäin suuren mekaanisen edun, ennen kuin edes harkitset käytetyn jakoavaimen / ruuvinvääntimen vipua.
Kommentit
- kiitos Chris , Käytin laskinta – se tuli 960n: ssä, joka on riittävän lähellä vastaustani antaakseni itseluottamusta, mutta wow. Se ' on paljon voimaa sille, mikä ei ole ' ei tunnu kovin tiukalta. Käytämme ohjaimia, joiden vääntömomentin napsautus on kalibroitu aallonpituudella 0,6 nm, ja se ei ' t ' ota paljon käännöksiä pultin kiristämiseksi.
- " Tässä nimenomaisessa tilanteessa, jossa vääntömomentti tiedetään, kierteen nousu ei ' t tulee siihen, kun lasket vääntömomentin, kitkan ja jännityksen välisen suhteen perusteella. " Tämä lausunto on väärä. Ruuvin nousu tulee siihen aina, ja se ' on määrä, joka on ruuvin mekaanisen edun mukainen.
- Tarkennuksena ja todisteena vaatimuksestasi, eri kierteet vaativat saman vääntömomentin, mutta joudut tekemään enemmän käännöksiä hienommalla kierteellä. Koska energia on vääntömomentti kertaa kulmassa, lausuntosi rikkoo energiansäästöä, koska kitkattomassa tapauksessa se väittää, että voit laittaa erilaisia energiamääriä, mutta saat samalla määrän energiaa venyttämällä pulttia. Mihin ylimääräinen energia menee?
Vastaa
Huono menetelmä tunnetun kiinnitysvoiman saamiseksi; kitkat ovat suuria tuntemattomia. Todellisessa maailmassa (kun kiinnitysvoima on tärkeää), hydraulinen kiristin vetää tappia / pulttia ja sitten mutteri kiristetään. Tavallisissa sovelluksissa, kuten auton pyörän korvakkeissa tai etupyörissä, valmistajalla on kokemusta tietää sovellettavat vääntömomenttitasot.
kommentit
- hyvä koulukokeeseen.