I megpróbálom kiszámítani azt a szorítóerőt, amely egy anya és csavar meghatározott szintre történő megfordításából származik.
Sok helyen találtam ezt a képletet különböző formákban.
$$ T = KDP $$
- $ T $ = nyomaték (lb-ben) )
- $ K $ = A súrlódás figyelembevétele állandó (ezeknél az egységeknél 0,15 – 0,2)
- $ D $ = Csavar átmérője (hüvelyk)
- $ P $ = Szorítóerő (lb)
Ezt alkalmaztam a problémámra
- $ T = 0,6 \ text {Nm} = 5,3 \ text {in- lb} $
- $ D = 3 \ text {mm} = 0,12 \ text {in} $
- $ K = 0,2 $
Ez megadja a $ P = \ dfrac {T} {KD} = 220 \ text {lb} = 100 \ text {kg} $ értéket.
Tehát két kérdésem lenne.
- Az eredmény túl magasnak tűnik. Apró M3 csavart használok, és nem sok nyomatékot. Nem látom, hogy ez 100 kg-os erőt eredményezne. Látja valaki a hibát?
- A képlet nem veszi figyelembe a menet menetemelkedését. Azt várnám, hogy egy finom menet nagyobb leszorító erőt ad ugyanahhoz a nyomatékhoz. Van olyan képlet, amely a szálmagasságot veszi figyelembe?
Megjegyzések
- Ön ' d csodálkozzon, hogy mekkora mechanikai előny érhető el.
- Összehasonlításképpen a szerkezeti csavarokat több tízezer font ra lehet előre megfeszíteni, csak egy csavarkulccsal. Az ilyen típusú csavarok sokkal nagyobbak, mint az M3-as csavarok, de a 220 font semmi.
- Ne feledje, hogy a nyomaték és a szorítóerő kapcsolata nem túl megbízható gyakorlati helyzetekben, és ahol ez valóban fontos módszereket gyakran alkalmaznak a szorítóerő meghatározására.
- Köszönöm @ttonon – Ez a válasz nekem értelmes. ' valóban az a súrlódási együttható, amely meghatározza a nyomaték és a terhelés kapcsolatát. A szál rámpa hatása ehhez képest kicsi.
- @CameronAnderson Biztos. A szerkezeti acélvilágban az a ' s hívta az anya ' fordulatot ' módszer.
Válasz
A szükséges nyomatékot alapvetően úgy számolják, ahogy kiszámolná, hogy mekkora erőre van szüksége háromszög alakú ajtóütközőt tolni az ajtó alja és a padló közé. Ez a művelet szükségszerűen magában foglalja a súrlódást, amelyet a pontos számításokhoz meg kell becsülni. Összességében a kiszámított eredmények talán csak + vagy – 25% -os pontossággal bírnak.
Vannak egyszerű egyenletek, például a kérdező által megadottak, és vannak pontosabbak (alább). A kérdező képlete hibás, mert nem tartalmazza a csavarmenet fontos hatását. Az egyenlet " K " -nek tartalmaznia kell a súrlódást, valamint a csavar spirális szögét. Úgy gondolom, hogy az egyenletnek ez az egyszerű formája egy ábra vagy diagram kíséretében kezdődött, hogy megtalálja a K számára megfelelő értéket, majd egyszerűsödött, de az alapvető fizika elveszett ismeretében.
Mi ezzel az egyenlettel kezdhetjük, de ezután írjuk tovább a K-t
K = {[(0,5 dp) (tan l + mt sec b) / (1 – mt tan l sec b)] + [0,625 mc D]} / D
vagy,
K = {[0.5 p/p] + [0.5 mt (D – 0.75 p sin a)/sin a] + [0.625 mc D]}/D ahol D = a csavar névleges szárátmérője. p = menetemelkedés (a csavar hosszanti távolsága menetenként). a = menetprofil szöge = 60 ° (M, MJ, UN, UNR és UNJ menetprofiloknál). b = menetprofil félszöge = 60 ° / 2 = 30 °. tan l = menet spirálszöge tan = p / (p dp). dp = a csavarok átmérője. mt = menet súrlódási együtthatója. mc = gallér súrlódási együttható.
Ezek a kifejezések a súrlódás és a csavarmenet hatásait egyaránt tartalmazzák. Megtalálhatók a jó hírű szövegekben: Shigley, Mechanical Engineering Design, 5 szerk., McGraw-Hill, 1989, p. 346, egyenlő 8-19. És MIL-HDBK-60, 1990. sz. 100.5.1, p. 26., egyenlő 100.5.1. Lehet, hogy néhány embernek túl sok, és megérthetjük az egyszerűsítés vágyát.
Nincs gyakorlati tapasztalatom ezeknek a számításoknak a való világhoz való összehasonlításában. Lehetséges, hogy a bonyolultabb kifejezéseket megítéljük hogy ne érje meg az erőfeszítést pontosságukhoz képest. Azonban egy " Engineering " fórumon fontosnak tartom, hogy ne tévesszük szem elől az alapvető fizikát.
Megjegyzések
- Ez megválaszolja az eredeti kérdésemet a menetmagassággal kapcsolatban – Mivel minden normál csavar esetében a D sokkal nagyobb, mint a " 0,75 p sin (a) ", biztonságosan elhagyhatja ezt a második tagot (figyelembe véve a számítások másik változatosságát).
Válasz
Ez az ábra nagyjából megfelelő egy alacsony szakítócsavarhoz.Lásd még ezt a számológépet és ezt a táblázatot
Valóságellenőrzésként ha megközelítőleg 7 mm 2 keresztmetszetet és 1000 N terhelést adunk, amely 140 MPa húzófeszültséget eredményez, amely alacsony szakítószilárdságú acélok esetén is alacsonyabb hozamot jelent.
Ebben a konkrét helyzetben, ahol a nyomaték ismert, a menet menetemelkedése nem jön be, mivel a nyomaték, a súrlódás és a feszültség viszonya alapján számol.
Finom a menet (minden más egyenlő) erősebb lesz, mint egy durva. Néhány módszer magában foglalja a szorítóerő kiszámítását úgy, hogy a csavart előre meghatározott szöggel meghúzza, és itt a menetemelkedés számít.
A csavarmenet lényegében a ék vagy ferde sík, és nagyon magas mechanikai előnyt jelenthet, mielőtt még figyelembe venné a használt kulcs / hajtómű kihasználását.
Megjegyzések
- Köszönöm Chris , Használtam a számológépet – 960n-nél jött ki, amely elég közel van a válaszomhoz, hogy bizalmat adjon nekem, de hú. Ez ' sok erőt jelent ahhoz, ami nem ' nem érez sok feszítést. Kalibrált forgatónyomaték-kattintással rendelkező illesztőprogramokat használunk 0,6 nm-en, és ez nem ' t ' take sok fordítási erőfeszítés a csavar nyomatékának megteremtése érdekében.
- " Ebben a konkrét összefüggésben, ahol a nyomaték ismert, a menet menetemelkedése nem ' t akkor kerüljön bele, amikor a nyomaték, a súrlódás és a feszültség viszonya alapján számol. " Ez az állítás helytelen. A csavaremelkedés mindig bejön, és ' az a mennyiség, amely a csavar mechanikai előnyét jelenti.
- Részletezésként és bizonyítékként az Ön igénye szerint a különböző menetekhez ugyanazt a nyomatékot kell megkövetelni, de finomabb menettel több fordulatot kell tennie. Mivel az energia a nyomaték szorzata, a kijelentése sérti az energia megőrzését, mert súrlódásmentes esetben azt állítja, hogy különböző mennyiségű energiát tud beilleszteni, ugyanakkora mennyiségű energiát nyerhet a csavarra. Hová kerül az extra energia?
Válasz
Gyenge módszer az ismert szorítóerő megszerzésére; a súrlódások nagy ismeretlenek. A való világban (amikor a szorítóerő fontos) egy hidraulikus feszítő meghúzza a csapot / csavart, majd meghúzza az anyát. Az olyan szokásos alkalmazásokhoz, mint az autó kerékfülei vagy a fejlécek, a gyártó tapasztalattal rendelkezik az alkalmazandó nyomatékszintek megismeréséről.
Megjegyzések
- Jó iskolai teszthez.