Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Obliczenia napedu do bramy przesuwnej

Tomasz8282 05 Gru 2015 09:10 2988 12
  • #1 05 Gru 2015 09:10
    Tomasz8282
    Poziom 4  

    Witam
    Mam zaprojektować napęd do bramy przesuwnej. Czy ktoś posiada jakieś wzory , odnośnie tego abym mógł policzyć silnik jaki będzie mi potrzebny przekładnie, itd. Wiem ze dla danego ciężaru bramy mogę dobrać z katalogów danej firmy lecz to mnie nie interesuje bo sam mam to policzyć. Przyjmijmy że brama ma mieć 400kg i przesuwać się z prędkością 20cm/s. Czy ktoś posiada taki projekt lub wie od czego zacząć? Był bym wdzięczny za pomoc bo nie wiem jak mam te wszystkie "bebechy" danego napędu policzyć.

    0 12
  • #2 05 Gru 2015 10:20
    LORD90
    Poziom 20  

    Jeśli masz podaną prędkość przesuwu, to następnie musisz wybrać z katalogu jakiś silnik, a następnie odczytać jego prędkość obrotową. Standardowo silniki tego typu mają 1440 obr/min. Należy więc zastosować przekładnie redukcyjną, żeby uzyskać obroty koła zębatego na poziomie ok 45 obr/min.
    I wtedy należy dobrać do niego takie koło zębate, które na obwodzie uzyska prędkość liniową równą prędkości przesuwu bramy czyli jak tu podałeś 20cm/s.
    Promień koła zębatego obliczysz ze wzoru R=v/w gdzie R=promień, v=prędkość liniowa a w= prędkość obrotowa koła zębatego.

    0
  • #3 05 Gru 2015 10:30
    Tomasz8282
    Poziom 4  

    Rozumiem cię ale wybierając jakiś silnik w tym projekcie muszę podeprzeć to obliczeniami tzn jeśli wybieram silnik 1440obr/min to muszę mieć obliczenia na podstawie których wybrałem ten silnik. Wydaje mi się choć nie jestem tego pewien że silnik jaki mi jest potrzebny liczę wykorzystując ciężar bramy lecz nie wiem jakie wzory zastosować.

    0
  • #4 05 Gru 2015 11:28
    208885
    Użytkownik usunął konto  
  • #5 05 Gru 2015 11:33
    Tomasz8282
    Poziom 4  

    Wszystko pięknie lecz nadal nie wiem jak mam wyliczyć potrzebny silnik :D czy posiadacie może jakieś wzory na których oprę swoje dobory ?

    0
  • #7 05 Gru 2015 11:42
    Tomasz8282
    Poziom 4  

    Wybacz ale nie mam pojęcia w jaki sposób miało by mi to pomóc.

    0
  • Pomocny post
    #8 05 Gru 2015 14:53
    Nicedog
    Poziom 23  

    Tomasz8282 napisał:
    Czy ktoś posiada jakieś wzory , odnośnie tego abym mógł policzyć silnik jaki będzie mi potrzebny przekładnie, itd. Wiem ze dla danego ciężaru bramy mogę dobrać z katalogów danej firmy lecz to mnie nie interesuje bo sam mam to policzyć. Przyjmijmy że brama ma mieć 400kg i przesuwać się z prędkością 20cm/s. Czy ktoś posiada taki projekt lub wie od czego zacząć? Był bym wdzięczny za pomoc bo nie wiem jak mam te wszystkie "bebechy" danego napędu policzyć.
    Wydaje mi się, że tutaj w pierwszym kroku przede wszystkim należałoby ustalić jaka jest potrzebna moc do zamknięcia tej bramy (gdyż według tej mocy należałoby dobierać jakiś silnik elektryczny), a ustalić to można np. z wzoru na moc mechaniczną ---> P = F v , gdzie: P - to moc, F - to siła działająca na ciało (np. siła ciągu), v - prędkość ciała (bramy)

    W tym ww. wzorze nie znamy siły, którą możemy policzyć wg. II zasady dynamiki Newtona, czyli F = Vm/t , gdzie V= 0,2 m/s, m = 400 kg, natomiast t - to czas zamykania bramy, który możemy wyliczyć z tego wzoru: t = s/v. Załóżmy, że prześwit bramy - to 4 m, a zatem t = 4m/0,2m/s = 20 sekund, a stąd F = 0,2m/s * 400kg / 20s = 4 [kgm/s2] = 4 N (jeden niuton = 1 kg * 1 m/s2)

    Stąd moc P = 4N * 0,2m/s = 0,8 Nm/s = 0,8 J/s (J oznacza tu dżul) = 0.8 W (1 Wat = dżul na sekundę).
    Nie wiem, czy dobrze tu to wszystko w tych moich pośpiesznych rozważaniach policzyłem, gdyż ta potrzebna moc wydaje mi się tu trochę mała. :) Zatem proszę Kolegę, aby to jeszcze sprawdził.
    Jeżeli ta moc ok. 1 W jest prawidłowo tu policzona - to praktycznie i w zupełności chyba wystarczyłby już moc od jakiegoś silniczka od wentylatora chłodnicy samochodowej, gdzie wynosi ona ok. 80 W (tu nie wiem czy wszystkie).
    O ile dobrze się orientuję - to np. silnik od wycieraczek od malucha ma moc około 15W i prędkość obrotową 2500-3000 1/min z przekładnie ślimakową 1/51, a największe silniki od wycieraczek to są w autobusach (moc ponad 50W) i przeważnie są one na napięcie 24V, gdzie obroty na wałku przekładni to max ok 1/s)

    Mając już wybrany konkretny silnik z pożądaną mocą i wiadomymi obrotami przekładni "n" - to można przystąpić do obliczenia promienia zębatki napędzającej bramę przesuwną.
    Moim zdaniem chyba najlepiej z przekształcenia wzoru na prędkość liniowa, czyli r = V/2*3,14*f = 0,03184*f [m], gdzie f to częstotliwość.
    Jeżeli autor tematu zastosowałby do napędu ww. bramy silnik wycieraczki( razem z jego przekładnią) od autobusu o mocy 50 W - to średnica zębatki napędzającej listwę zębatą przy bramie musiałaby mieć wielkość ok. 65 mm.

    0
  • #9 05 Gru 2015 16:24
    Tomasz8282
    Poziom 4  

    Dzięki wielkie to juz jest jakaś podstawa :) wykminiłem ze mogę policzyć moment na kole tym które łączy się z brama potem policzyć z tego moment jaki jest potrzebny na silniku dobrać do tego obroty silnika i wyliczyć moc silnika. Nie jestem pewien czy mogę tak zrobić wolę bardziej modelować. Oto moja koncepcja tego projektu. Powiedzcie czy moja dedukcja odnośnie policzenia momentu na kole wyjściowym jest dobra? Czy obliczenie momentu na podstawie -> ciężar(400kg)razy promień małego koła.

    0
  • Pomocny post
    #10 05 Gru 2015 17:06
    Nicedog
    Poziom 23  

    Tomasz8282 napisał:
    Czy obliczenie momentu na podstawie -> ciężar(400kg)razy promień małego koła.
    Wydaje mi się, że ciężar 400kg razy promień małego koła może być liczony dla określenia momentu, jeżeliby ten ciężar 400 kg naciskałby na ramię (promień koła, czy też zębatki) - a taki przypadek w tym podanym przykładzie nie zachodzi, gdyż ciężar całej bramy o wadze 400kg nie będzie przecież spoczywał na zębatce napędzającej listwę zębatą (która jest przymocowana do ww. bramy).
    Tutaj ciężar bramy spoczywa na osobnych rolkach (kółkach) jezdnych, a zatem nie o taki moment (= ciężar bramy razy promień małego koła) powinno tu chodzić. :).

    0
  • #11 05 Gru 2015 19:25
    Tomasz8282
    Poziom 4  

    Twoje obliczenia sa okej lecz zastosowałem je do danych które podają producenci i ni jak się one nie maja :(. Licząc siłę wychodzą mi 0.3N a producent podaje raptem 300 dla tych danych :( nie wiem dlaczego tak mu wychodzi.

    2
  • Pomocny post
    #12 05 Gru 2015 23:12
    Nicedog
    Poziom 23  

    Tomasz8282 napisał:
    Licząc siłę wychodzą mi 0.3N a producent podaje raptem 300 dla tych danych :( nie wiem dlaczego tak mu wychodzi.
    U mnie w #4 wyszło nieco więcej, bo 4 N, ale nie to jest tu do obliczeń priorytetem, gdyż najważniejsze jest spełnienie warunku dokładnego utrzymania prędkości liniowej przesuwu bramy (v=0,2m/s), która w tym przypadku powinna być równa prędkości liniowej w ruchu po okręgu. :)

    Zatem uporządkujmy troszkę nasze myślenie i podejście do tej sprawy.
    Otóż, wobec powyższego wyliczenie tej minimalnej, poziomej siły F do przesunięcia bramy (u Kolegi F=0,3N, a u mnie F=4N) ma tylko orientacyjny charakter, a po wstawieniu jej do tego wzoru: P = F v - możemy szacunkowo już założyć, że moc napędu w tym przypadku nie może być mniejsza od np. ok. 0,06 W u Kolegi, a u mnie od 0,8 W (#8). Zatem wstępnie można przyjąć moc silnika elektrycznego co najmniej 50 W, gdyż pamiętać należy jeszcze o dodatkowych oporach powstałych na skutek tarcia, czy też zanieczyszczenia bieżni rolek kamykami, lodem, śniegiem itd.

    A zatem skoncentrujmy się na kinematyce, czyli na ww. wzorze v = 2*3,14*r*f, gdzie f = n/t Jak wiadomo, obroty silników "n" podawane są w odniesieniu do czasu t = 1 min (60s), czyli f = n/60, a wtedy powyższy wzór można przedstawić tak: v = 2*3,14*r*n/60
    Jak teraz widzimy - prędkość przesuwu bramy "v" jest zależna tylko od promienia zębatki "r" i obrotów "n" wałka (silnika lub przekładni), na którym ta zębatka jest osadzona.
    Przyjmuję, że do bramy zastosuje się silnik elektryczny mający prędkość obrotową rzędu 2500-3000 obr/min (i jak powyżej wspomniałem - chodzi tu o silnik o mocy 50W do ewentualnie nieco większej wartości tej jego tak zgrubnie przyjętej mocy).
    Zatem w naszym przypadku musi być zastosowania przekładnia z dobranym przełożeniem 'i", gdzie na jej wałku wyjściowym będzie osadzona zębatka również z odpowiednim promieniem "r", aby prędkość liniowa (przesuwu bramy) mogła mieć tę na początku założoną wartość 0,2 m/s.

    Przełożenie "i" (zmniejszające obroty) = d2/d1 , gdzie d1 - to obroty silnika, a d2 = n - to obroty walka wyjściowego przekładni, czyli n = d2 = i * d1,
    co po podstawieniu do ww. wzoru v = 2*3,14*r*n/60 , daje nam v = 2*3,14*r*i*d1/60. Jeżeli teraz za v podstawimy do tego wzoru 0,2m/s, a za d1 przyjmiemy np. 3000 obr/min
    - to 0,2 = 2*3,14*r*i*3000/60 ---> r = 0,000637/i [m] = 0,637/i [mm] ---> d = 1,274/i [mm]

    I tak np. dla zębatki o średnicy d = 65 mm należałoby zastosować przekładnię o przełożeniu i = 1,274/d = 1,274/65 = 0,02 , czyli przekładnię 50 krotnie zmniejszającą obroty silnika elektrycznego. Przy takim założeniu obroty na wałku wyjściowym przekładni obracałyby zębatkę (z tą przykładowo przyjętą średnicą = 65 mm) z prędkością 60 obr/min.

    Podsumowanie:
    Dla tej bramy silnik elektryczny (3000 obr/min) nie powinien mieć mniej aniżeli od 50 W. Im bardziej w górę z mocą tym lepiej (ale bez przesady) :) - gdyż prędkość przesuwu bramy nie zależy od mocy silnika, lecz przede wszystkim od doboru dwóch parametrów tj. średnicy zębatki oraz przełożenia przekładni.

    0
  • #13 06 Gru 2015 10:37
    Nicedog
    Poziom 23  

    Tomasz8282 napisał:
    Licząc siłę wychodzą mi 0.3N a producent podaje raptem 300 dla tych danych :( nie wiem dlaczego tak mu wychodzi.
    To, że u producenta ta siła F jest większa - nie wynika z konieczności zastosowania aż tak dużej siły, lecz przede wszystkim z potrzeb konstrukcyjnych.
    Do bardzo ciężkiej bramy (która jest narażona na mróz, śnieg, wilgoć, drgania itd.) raczej nie przykręca się małych silniczków-"zabawek" np. o mocy 50 W (których moc jest mimo to w stanie obsługiwać takie otwieranie), lecz stosuje sie silniki gabarytowo zdecydowanie większe, gdyż przede wszystkim taki silnik łatwiej jest połączyć (sparować) z prostą, nieskomplikowaną przekładnią, której wał wyjściowy jest na tyle solidny, że nadaje się do bezpośredniego osadzenia zębatki o dość dużej średnicy. Zatem większy gabarytowo silnik implikuje większą moc P, która jest wprost proporcjonalna do siły F, bo wynika to ze wzoru: P = F v

    0