Strojařské výpočty - profil na štípačku

[Jakub]

Chystám se dělat štípačku - nastojato. Pístnice a pohyblivý klín shora - klasika. Pístnice přivařená k traverze hned na kraji pístnice, ne až nahoře za oko, aby byla traverza co nejkratší a nejlehčí. Podle čerpadla a pístnice mi vychází síla 140kN neboli 14 tun.

A teď mám problém jakou sehnat traverzu. Tady na fóru málokdo uvádí rozměry. Když už, tak je to např 240 mm ičko pro 15 tun štípačku. Třeba Tomáš má 240 HEB - což je 240 x 240 - je to daleko masivnější a těžší než klasické I. Jiný má zase 240 x 120 což je asi IPE.

Na stránkách např. Ferony jsou technické údaje ke všem profilům, ale vzhledem k tomu, že nejsem strojař, tak nevím jak to spočítat. Když ale vidím, že HEB 240 x 240 váží 83,2 kg/m a I 240x106 36,2 kg/m tak předpokládám, že i v pevnosti budou podstatné rozdíly při stejné výšce profilu.

Proto bych prosil pokud někdo ví jak to spočítat, aby mě poradil, jde mi o to aby se to neohlo, ale aby to nebylo zbytečně těžké a tím i drahé. Výrobci udávají nějaký průřezový modul ohybu v cm3, potom rameno vnitřních sil, Statický moment poloviny průřezu a další, ale to je pro mě špaňelská vesnice.

Nevím, který parametr udává onu pevnost, proto bych potřeboval poradit jak to spočítat, abych věděl rozměry pro I, IPE nebo HEB a sehnal to v kovošrotě.
Síla 140 kN, délka profilu 160cm, vzálenost středu pístnice od kraje profilu 10 cm.

Nejlíp, když uvedete přímo vzorec, aby ho mohl použít i kdokoli jiný pro jiné parametry

Jinak navrhuju toto vlákno pro další podobné výpočty, vzorce, atd.
Bylo by to přehledné pohoromadě a kdo bude chtít, tak si to lehce najde Myslím, že se to do technických problémů hodí.

[sajgonak]

Ahoj,
myslíš to nějak takto?

[sajgonak]

výpočet není vůbec jednoduchý, už jsem to z vejšky všechno zapomněl
Nejvetší namáhání bude ve středu profilu, který bude namáhám ohybem. Záleží hodně na vzdálenosti osy pístu k ose profilu, kterou nemáš uvedenou ( ani nemůžeš, nebot nevíš rozměr). Ale to vše jde dopočítat.

načrt2.jpg (6.91 KiB) Zobrazeno 11673 x

[adam125]

Pokud mužu něco doporučit, tak použij profil I 180 jediny vypočet 1m=21,9kg, takže 35,04kg, kdysi jsme měli v praci 5t lis bylo to podobnym zpusobem jak to chceš ty, akorat bylo tam ičko 220 a valec byl asi 600mm od toho profilu a fungovalo to vpohodě.

[sajgonak]

nemůžu najít ty pitomý skripta, ale vzorce jsou šílené ( TAK STRÁNKA VÝPOČTŮ )

[Jakub]

Myslím něco takového, jako Tomáš. Těch 100 mm za traverzou dozadu, jako máš na tom 2. obrázku. A síla je 140 kN neboli 14 tun.
To adam to jste měli 5 tun lis? já potřebuju 14 tun

[adam125]

Jo tak, to ja nějak špatně převedl ty Newtony, ale kdybys dal 2 a udělal takovy profil, tak si myslim žeby to mohlo byt dobre. Ale vem si jaka tam musela byt paka, když to bylo 600mm od osy te sily, ty to maš jemon 100mm. Ty tam maš nějakych 14000Nm a na tom lisu 30000Nm.

[Zdeněk B.]

Pár vzorců pro výpočty:
tah, tlak: napětí v tahu-tlaku (sigma)=F/S<(sigma dovolené), kde F-síla (N), S plocha (mm2)
střih(=smyk): tečné napětí ve střihu(tau)=F/S<(tau dovolené)
ohyb: (napětí v ohybu)=Mo/Wo<(napětí dovolené), kde Mo-ohybový moment(N.mm), Wo-průřezový modul v ohybu(mm3)
krut: napětí v krutu (tau)=Mk/Wk<(tau dovolené), kde Mk-kroutící moment (N.mm), Wk-průřezový modul v krutu (mm3)

Wo pro kruhový průřez: Wo=(pí*d*d*d)/32; průměr d v mm
Wk pro kruhový průřez: Wk=(pí*d*d*d)/16; průměr d v mm

Dovolená napětí:
počítají se z meze pevnosti materiálu označované Rm.
Pro běžné konstrukční oceli třídy 11 se může mez pevnosti odhadovat z označení podle druhého a třetího čísla:
např. ocel 11373-> Rm= 370MPa, 11500->Rm=500MPa atd.

výpočet dovoleného napětí:
tah, tlak: (sigma)=(0,6*Rm)/k
střih(smyk), krut: (tau)=(0,36*Rm)/k
ohyb: (sigma)=(0,7*Rm)/k

bezpečnost k:
protože se konstrukce počítají staticky (klidné, pomalé zatěžování), ale v provozu působí síly dynamicky, zahrnují se tyto vlivy do bezpečnosti. Pro běžné konstrukční oceli a statické zatížení se volí k=1,5 až 2, i 3.

Postup dimenzování:
1. zvolit materiál, spočítat maximální dovolené napětí
2.dosadit do vzorce, spočítat hledaný rozměr (plochu průžezu)
3.z průřezu určit rozměr polotovaru (volit nejvyšší bližší rozměr)






Doufám, že se mi podařilo aspoň trochu objasnit základy dimenzování. Pokud jsem něco napsal špatně tak mě prosím opravte.

[sekalsemmalo]

a ja sem na to chtel jit pres vzper a pres eulera.

[Jakub]

To Zdeněk B : Diky moc. Takže se jednoduše vypočítá průřez. Ale ten průřez platí pro všechny profily? Já sem myslel, že např. plnou tyč ohneš snáz jak trubku stejného průřezu a předpokládám že to je různé pro různé profily. Namáhané na ohyb to bude asi taky, štípačka v záběru se má snahu prohýbat, jako luk, těch 14 tun to dosáhne, to je dáno přepouštěcím ventilem a stačí velký suk a je to. Čistě na tah to určitě zvládne malý profil, ale tady jde právě o to předsunutí pístnice. Ale možná to máš započítané v tom koeficientu 3 . To 3 je jakoby nejpředimenzovanější?

Ještě mě v souvislosti s tím ohýbáním napadlo, že pokud bude pístnice přivařena natvrdo a profil zapruží, pístnice musí zapružit taky, to je dáno vedením klínu. Předpokládám, že se pístní tyč neohne, ale budou tím trpět manžety a to není dobré. Proto bych chtěl udělat tu pístnici výkyvnou na takovém hrotu, jak je to na obrázku

vykyvne

Co vy na to?
Dotaz na majitele štípaček: Pruží profily dost?

Já jsem kdysi štípal na jedné štípačce a ta měla ten sloup z kolejnice a to teda pružilo fest. Nebylo tam to vedení klínu, takže to ničemu nevadilo, ale to tam má být. Bylo to okem viditelné jak to pruží Ale kolejnice musí pružit, aby nepraskly...
Tak se dívám a nejmenší HEB 100 x 100 má průřez 26 cm2, což je 1,5 krát víc, než je potřeba a přitom to je dost malý profil, neumim si to představit při délce 1,6 m.
Pro HEA vychází taky nejmemší 100 x 100 , pro IPE 160 x 82
No nevím, já jsem původně odhadoval výšku profilu kolem 240 pro klasické I nebo IPE a tyto rozměry mě přijdou docela málo... vždyť sama pístnice má průměr 100.

[strojař]

To Zdenek: vysvetlil jsi to hezky,jen bych Ti s dovolenim oponoval v tom ze to staci pocitat na tah!!! Ono totiz sila cca 140000N pri vzdalenosti cca 15cm od osy profilu zpusobi ohybovy moment cca 21000Nm,coz uz sakra neni maaalo . V danym pripade je vhodnejsi pocitat to i na ohyb a ve vysledku i zjistis ze napeti v tomto pripade je mnohokrat vyssi nezli u tahu...Plocha je vec jedna,jeji rozlozeni od osy je vec druha.... Pokud by ta pistnice byla ulozena tak ze by mezi ni a povrchem profilu nebyla temer mezera pak by stacilo na ten tah,zalezi jak to budes mit ulozeny.Dovolil sem si udelat mensi skicu jak bych to asi pocital ja...treba tam je taky neco blbe nerikam ze ne,ale s tim jen Sigma=F/S <Sigma dovoleny v zasade nesouhlasim,promin Jinak co se tyka koeficientu bezpecnosti s tim souhlasim. Nejlepsi je asi si to vypocitat oboje ohyb i tah a z nich vypocitat tzv.ekvivalentni napeti = (Sigma v ohybu na druhou+Sigma v tahu na druhou)a to cele odmocnit..Jinak k tomu ulozeni ty pistnice tak jak si to nakreslil, ja bych to takto nedelal,tim ze ti sila bude pusobit na male plose ti tam vznikne desive napeti...

[jano]

Tož chlapci, v mladosti som všetky takéto veci sa snažil vypočítaľ. Zásadný problém je, postaviť to (matematicky), čo,treba vypočítať, a tu je to minimálne "zapeklité". Riešenie je v celku úplne jednoduché, postaviť funkčný vzor (a takých je aj tu dosť), začať pri nižšom tlaku, a sledovať (v rámci pružnej deformácie) čo sa deje. No a v prípade nutnosti od chrbta posíliť.
Verte mi, vypočítať ide všetko, len zadať vstupy(pre konkrétnu aplikáciu) je v podstate nemožné.
No vypočítaľ ohyb je možné (v rámci pružnej deformácie), ale kde nenávratne končí (pre neznačkové materialy) je preoblém.
Otázka je, či aj keď použiješ silu 14 kN či budeš namáhať rám touto silou, Takže funčné skúšky sú asi najvhodnejšie riešenie.

[Zdeněk B.]

strojař: Psal jsem to už na začátku mého příspěvku, že by se to mělo počítat na kombinaci tah+ohyb, ale bral jsem to podle sebe, na palivo dělám špalky do 22cm na průměru a délky max 50 cm, takže pak by to snad stačilo.
Jinak jsem ten výpočet uváděl spíš pro názornost jak se z toho dostane ten profil

[Zdeněk B.]

To Zdeněk B : Diky moc. ... Takže se jednoduše vypočítá průřez. Ale ten průřez platí pro všechny profily? Já sem myslel, že např. plnou tyč ohneš snáz jak trubku stejného průřezu a předpokládám že to je různé pro různé profily....

Tady pozor, u ohybu je to jinak, než u prostého tahu. U tahu ti vypadne přímo průřez plochy, ale u ohybu dostaneš průřezový modul, podle kterého volíš profil. A složená namáhání jako třeba v tomhle případě už se počítá přes napětí jak psal strojař.

Ten příklad radši smažu ať to tu nikoho neplete

[strojař]

To Zdenek:Samozrejme ze zalezi na konkretnim pripadu o tom zadna debata V pripade jak pises Ty kdy to mas na 50cm polena na delku a pomerne maly prumer pak staci ten tah .
To Jano: jestli jsi to ale cetl od zacatku,tak kolega ten material nebude kupovat nekde ve srote ale pravdepodobne nekde novej material ktery ovsem ma jiz zajistenou pevnost a pak to pocitat muzes vcelku spolehlive,nehlede na to ze od toho tam je i castecne ten koeficient bezpecnosti. Jak pises neco "sesmolit" a pak vyztuzovat je hezke ale neni tak trochu skoda potom vicemene vyhodit XYZ penez za nosnik ktery Ti pak bude k prdu...?
Jeste k te stiapcce obecne, nejvetsi napeti nebude nikdy v tom nosniku, problemy budes mit v miste kde chytas pistnici,kde se opira spalek,na klinu atp...neni to tak davno co sem stipacku "navrhoval" v Catii (http://www.nasetraktory.com/forum/viewt ... =48&t=4207) a nasledne pocital co jsem to spachal a nosnik je to posledni ceho se muzes bat ze nevydrzi . Ale samozrejme ze je dobry,kdyz uz to kupujes a "nelepis" z bodelu, kupovat neco co bude spravne plnit svou fci... Hodne zdaru pri stavbe, ta moje "virtualni" se ted uz pomalu meni v realnou...