Сила удара

[Pav]

Энергия пихания = сила пихания * расстояние пихания

Не путайте работу и энергию.

На самом деле задача требует детального рассчёта.

Остальные факторы менее значительные, будут давать поправку 5-10%, а цепь будет браться с запасом в разы, поэтому этими мелочами можно пренебречь. Детальный расчет не требуется.

[Dometer]

Ничего путанного. Размерности работы и энергии совпадают. Или как-то повлияло на результат [грубого, прикидочного] рассчёта ?

[Dometer]

Остальные факторы менее значительные, будут давать поправку 5-10%, а цепь будет браться с запасом в разы, поэтому этими мелочами можно пренебречь. Детальный расчет не требуется.

1. Автор топика не предоставил (или я-таки проворонил) полной схемы конвейера. Сколько вагонок тянется одной цепью ?  Если "не известно", то откуда может быть известно про "5-10%" ?
2. Цепь берётся с многократным запасом не для того, чтобы она выдерживала удары, а потому, что это и не "запас" вовсе, а эмпирическая зависимость между рабочей нагрузкой и разрывным усилием [новой] цепи. Если цепь- в дополнение к тягловому нагрузу - ещё и дёргать [с усилием, превышающем тягловое], то "запас в разы" будет повергнут.
3. Кроме цепи могут быть поломаны другие элементы привода.
4. Необхоимость детального рассчёта  может быть выявлена только прикидочными рассчётами ПОЛНОЙ СХЕМЫ ковейера.

[Pav]

1. Автор топика не предоставил (или я-таки проворонил) полной схемы конвейера. Сколько вагонок тянется одной цепью ?  Если "не известно", то откуда может быть известно про "5-10%" ?
2. Цепь берётся с многократным запасом не для того, чтобы она выдерживала удары, а потому, что это и не "запас" вовсе, а эмпирическая зависимость между рабочей нагрузкой и разрывным усилием [новой] цепи. Если цепь- в дополнение к тягловому нагрузу - ещё и дёргать [с усилием, превышающем тягловое], то "запас в разы" будет повергнут.
3. Кроме цепи могут быть поломаны другие элементы привода.
4. Необхоимость детального рассчёта  может быть выявлена только прикидочными рассчётами ПОЛНОЙ СХЕМЫ ковейера.

А что если внутри телеги слон ? Автор же не сделал разрез по телеге..
Ваши замечания скорее из раздела философии, данный список можно бесконечно продолжать...Не вижу смысла обсуждать в деталях..

Размерности работы и энергии совпадают.

Да, я ошибся, писал перед сном Посмотрю еще Ваш расчет попозже подробнее..

Чуть позже :

...требуется усилие 19.6/0.001=19600 N (1960 кГ)....

До этого места наши расчеты почти совпадают, т.к. я брал исходные 2мм и очень грубо округлял числа.

усилие следует удвоить

Да, нужно учитывать, что ускорение и сила не постоянна, я этот момент упустил. Пока я склоняюсь что нужно не удвоить, а наоборот поделить на 2, но еще подумаю  Сейчас некогда, нужно олимпиаду смотреть

[Pav]

... наши расчеты почти совпадают, т.к. я брал исходные 2мм и очень грубо округлял числа.
Да, нужно учитывать, что ускорение и сила не постоянна, я этот момент упустил. Пока я склоняюсь что нужно не удвоить, а наоборот поделить на 2, но еще подумаю  Сейчас некогда, нужно олимпиаду смотреть

Подумал я подумал и ничего не надумал
На самом деле среди инженеров которых я встречаю очень низкий уровень знания физики и математики, поэтому обычно мне хватает знаний школьной программы, чтобы любому "утереть нос" Но сегодня видимо не мой день, пытался я составить уравнения, но как-то не получается, тут нужно уже использовать более высокие навыки 1-2 курс института Если сильно упереться, то задачу решить можно, но мне на это нужно потратить несколько дней, в данном случае не такая ситуация, что стоит так за это бороться.

С точки зрения теории...
Как я посчитал, без учета того, что сила переменная, можно принять как "прикидочный" расчет и он совпал с расчетом от Dometer.
Если учесть, что сила переменная, то это даст поправку к расчету не более чем в 2 раза. Если "заморочиться" и составить уравнения, то можно получить более точный расчет, но нельзя забывать что жесткость системы 2мм, мы берем от балды, поэтому если даже расчет будет точный, то результат будет грубый.

С точки зрения практики...
Если бы у меня была такая задача на практике, то я бы сделал этот расчет (примерный) и на основании его определил бы порядок силы удара очень грубо. В данном случае от 500 до 3000кг. В любом случае такая сила удара меня не устраивает, поэтому я бы поставил демпфер из резины и опытным путем подобрал бы его жесткость. Либо можно использовать автомобильный амортизаторы с пружинами- дешево и сердито.

P.S. Если кто может составить уравнения движения для данного случая и решить их, то было бы спортивно-интересно 

[Николай]

Так, до кучи... Наблюдал сцепку ж.д. вагонов. Там, по моему, как раз и применён мощный демпфер. Можно погуглить как практический пример конструкции.

[Дим]

Ух а тут обсуждение вовсю)), а мне даже некогда отписаться, занимался другими работами. А за это время и заказчик уже изменения внес и новые пожелания.

Так, до кучи... Наблюдал сцепку ж.д. вагонов. Там, по моему, как раз и применён мощный демпфер. Можно погуглить как практический пример конструкции.

Там мощнейший поглощающий аппарат стоит, сюда такой просто некула ставить))

Павлу и всем учавствовашим спасибо! хоть малость прояснился вопрос,

Сейчас пока не знаю появится тут демпфер или нет, но захват тележки будем далать на самой минимальной скорости - скорости на сколько  только позволит частотник.

[Dometer]

Главная проблема "читателей", что "писатель" не указал длину
цепи от зацепа до ведущей звёздочки. Предположим, что 10 м.
Вторая проблема - узнать "прогиб".
Попробую прикинуть жосткость цепи.
Предположим, что будет использоваться цепь
12 A-1 ISO 606 (ПР-19,05-31,8 ГОСТ 13568).

ГОСТ 13568-97 Приложение 1. Рисунок А3.
Грубо (с запасом) продольное сечение цепи можно посчитать
как F=h3*(b2-b1).
Для цепи 12 A
h3=15,62
b1=12,57
b2=17,75
Ниже - подсчёт с переводом всё к СИ (дабы не ошибиться на пару
порядков). Рассчёт выполнен в калькулятор-блокноте (его можно
копипастнуть и менять параметры)
***********
h3=15,62
b1=12,57
b2=17,75
F=h3*(b2-b1)/1000000 = 0,0000809116
Young=2*10^11 = 200000000000
L=10
c=F*Young/L = 1618232
m=2500
v=8/60 = 0,1333
E=m*v^2/2 = 22,22
s=sqrt(2*E/c) = 0,00524
Tchain=s*c = 8480,64987
Tbreak=31100
kbreak=Tbreak/Tchain = 3,667
*************
Выходит, что цепь имеет недостаточный запас по разрушающей нагрузке.
Желательно получить величину kbreak от 6 до 10.
Для подобранной цепи удовлетворительный результат получается если
увеличить длину цепи до 27 м (в этом смысле разумно (если "нет" такой
длины) ведущую звёздочку расположить позади зацепа - тогда L , более чем
удвоится при заданных габаритах).
Либо снижением скорости до 4,8 м/мин.
Ещё есть резерв - точнее просчитать жосткость цепи. Ибо в предлагаемый
грубый рассчёт не учитывает деформаций в сочленениях, представляя цепь как
сплошную полосу. Если точный [конечноэлементарный] рассчёт покажет, что
жосткость цепи вдвое меньше, то kbreak=5,18. А это почти (чуть удлинить
цепь или снизить скорость) достаточно.

[Dometer]

к вышеизложенному.
c - это жосткость
Young - это модуль Юнга. Общепринято обозначение E (но как тогда энергию обозначать ?)
Е - энергия. Для энергии упругости E = 0,5*c*s^2 (при линейной жёсткости)  ,где
s - смещение от недефорированного состояния

Т.е. для нахождения силы рывка достаточно одной формулы.


Ну вот. Переборол желание "уточнить" методом конечных элементов. Ибо лень, но ещё и разум подсказывает, что жосткость цепей давно и практически (а не на 3D-модели) измерена. (Нашёл по :drive chain Elastic Elongation).
Похожая цепь компнии Tsubaki вытягивается на 4 мм/м под нагрузкой менее 9 kN. Жосткость метрового отрезка этой цепи выходит 2`250`000 N/m. Если взять не 1 м, а 10 (как в вышепредставленных выкладках), получится вдесятеро меньшая величина - 225`000 N/m.
А мой грубый (но ведь предупреждал, что с запасом !) прикид дал c=1`618`232 - разница в 7,2 раза !
Даже если "перестраховаться" (у  Tsubaki цепь того же шага, но американского стандарта - более широкая) , то  приняв, что учёт сочленений звеньев добавляют податливости вчетверо, получим вдвое меньшую [в сравнени с ранееподсчитанной] нагрузку рывка. (Т.е. - если использовать цепь ПР-19,05-31,8 ГОСТ 13568 или близкую, то ничего не надо делать, даже мучить электродвигатель принудительным (от частотника) снижением-увеличеием оборотов (Если остальные параметры системы угаданы правильно)).

[Dometer]

Уточнил, однако, различие между Tsubak-овской цепью RS-60 и 12 A-1 ISO 606. Различий в размерах практически нет (она как-бы уже на 0.2 мм, но это обусловлено скорее системой задания допусков), что означает такую же жосткость.

Для завершения собственного интереса к теме жосткости приводных цепей я пересчитал  соотношение жосткости и стандартной (а не Tsubak-овской)  разрывной прочности. Получилось что для отрезка втулочно-роликовой цепи длиной 1 м жосткость
c=65*T_break, где с - жосткость, N/m
T_break - разрывное усилие по ISO 606 (ГОСТ 13568), N.

Для грузовых цепей (по данным Rexnord) c=75*T_break.

---

Если прикинуть потребную мощность для перемещения тележки достаточно 100 Ватт. Т.е. моторы мощностью 0,18 и 0,25 kW  имеют достаточный запас для протаска телеги. Но у таких моторов для поддержания скорости в момент рывка нет ни достаточного момента, ни инерции ротора. Таким образом - в качетве разумной стратегии управления мотором - я предлагаю не снижать скорость перед рывком тележки, но просто позволить мотору замедлить скорость от возрастания нагрузки и поддерживать на нём номинальный момент.  Процесс разгона (восстановления скорости электромотора) займёт доли секунды (скорость 8 м/мин сама-по-себе довольно маленькая). Снижение же скорости до удара сопряжено в необходимости иметь какой-то датчик положения зацепа относительно тележки, который даже и не ясно как устроить.

Если систем работает время-от-времени (и/или экономия электроэнергии не актуальна), то можно поcтавить нормалный (без всяких "частотников") мотор на 1..1,5 kW.
Но частотное регулирования для конкретных условий имеет ещё то преимущество, что усилие толкания ограничено "человеческими" усилиями в 500..1000  N - если кто-то попадёт под вагонетку, то может отделаться переломами и ушибами (а не ногу оторвёт).
---

Перечитавши начало темы (а не название), заметил, что топикстартер желал "подобрать цепь".
Но для подбора цепи ещё меньше данных, чем для рассчёта. Среднестатистически-телепатически я счёл цепь 19.05 оптимальным выбором из соображений "напольности" (пыль, грязь, оторванные пугвицы не должны быстро разрушать цепь). По прочности (особенно при частотном приводе с ограничением усилия) такая цепь переизбыточна.
Так же следует добавить, что при использовании привода малой мощности в уравнение кинетической и упругой энергии следует ставить не кинетичекую энергию разогнанной телеги, а энергию разогнанного ротора мотора (приведёная инерция моторов мощностью менее 0,37 kW заметно меньше инерции телеги, и получается, что не телега ударяется в  [массивный] привод, но "мотор" [приведённый к фазовым координатам телеги] удяряется (через упругое звено "цепь") в массивную телегу.)

[niklas]

Столкнулся с такой задачкой.
Имеем цепной конвеер, специальным зацепом на цепи конвеер должен подхватить тележку массой в 2 или 2,5 тонны, скорость цепи мах - 8м/мин.

Надо проверить/подобрать цепь
Вот сижу и не могу сообразить с чего начать, не доводилось раньше такую схему расчитывать и в инете я что то подходящего не могу найти (хотя может я ищу не в той "плоскости"?)

Информация не полная!!! Каким макаром эта тележка оказалась на конвейере??? Кран опустил, съехала с горки, пяток богатырей её тудыть вкатили???

[Дим]

Информация не полная!!! Каким макаром эта тележка оказалась на конвейере??? Кран опустил, съехала с горки, пяток богатырей её тудыть вкатили???

Телепортацией :-)))Краном конечно
а вообще какая разница? стоит тележка на пути а  её нужно сдвинуть

[Starik]

Все правильно. Она там и раньше стояла