trapezium spindel moer moet 4000+ N weg duwen.

Een trapezium spindel 8x1,5 of 10x 2 moet kunnen draaien op een regelbare snelheid van 0-250 rpm.

Het is de bedoeling dat de spindel moer ongeveer een pers druk van 4-5000 N kan leveren.
Terzijde, de spindel wordt 500-600mm lang.

Zou het kunnen proberen met een flinke accu boor machine maar wil een dedicated motortje er aan hangen. Liefst in het verlengde van de spindel, maar dat zou flink wat torque betekenen lijkt mij.

Voordat ik naar 12-18V ( 24V) (stappen) motoren ga kijken zou het verstandig zijn om wat info te hebben over wat voor kracht ik nodig heb. Nu is mijn F naar kgf kennis op een gevaarlijk diepvries punt gekomen. Zeker als ik het spindel materiaal gewicht en weerstand erbij moet rekenen.

Enige suggesties?

Wat moet ik bij Torque [kgf cm] = F [N] x afstand [m] voor de afstand nemen, mits dit de juiste formula is?

Als er geen motor beschikbaar is voor aan het verlengde van de spindel en b.v de motor toch haaks op de spindel moet zetten of parallel aan de spindel, is het zo dat ik zomaar mag aannemen dat bij een eventuele tandwiel reductie ik die verhouding mag gebruiken of de Kracht F te vergroten? Hoe zit dat met weerstand?

Ik zag b.v deze typen motoren op ebay [ https://www.ebay.com/itm/1pcs-High-Torque-12V-24V-JGY385-Gea...VUT9VCIlyA ]
en wilde deze als reken test gebruiken

Oke met een Torque van 1 kg.cm kom ikniet ver, maar hoe zet ik die waarde om in een waarde op de moer van de spindel?

Graag advies.

Als je om te beginnen uitgaat van een situatie zonder wrijving, is de diameter van de spindel niet relevant, alleen de spoed.

Stel dat je de spindel aandrijft met 1 omwenteling per seconde en een koppel van 1Nm, dan is het vermogen 2 * Pi * 1 ~= 6.28W. Na de translatie moet dat vermogen gelijk blijven, en met 1 omwenteling per seconde is de afgelegde weg 0.0015m/s (voor een spoed van 1.5mm). De kracht wordt dan 6.28 / 0.0015 ~= 4189N.

Bij 250rpm (4.17 omw/sec) wordt het vermogen natuurlijk proportioneel groter; dus zo'n 26W. Uiteraard moet je nog een factor nemen voor de wrijving; hoeveel dat is, is afhankelijk van de spindel en de moer; voor een goed gesmeerde kogelomloop spindel zal die factor veel kleiner zijn dan voor een stuk standaard draadstang met een stalen moer.

Als je daadwerkelijk gaat duwen tegen de spindel, in plaats van trekken, ga je die flink op knik belasten; als die niet perfect recht en goed uitgelijnd is, loopt je het risico dat je hem dubbel vouwt, wat bij een spindel van gehard staal erg gevaarlijk kan zijn.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Tidak Ada

Golden Member

Op 12 juni 2019 16:27:40 schreef Lord Anubis:
[....] Liefst in het verlengde van de spindel, maar dat zou flink wat torque betekenen lijkt mij.
[....]

Al eens aan planetair bakje gedacht? Zit ook vaak in boormachines.
Een wormwiel (dus haaks op de motoras) heeft echter het voordeel dat het systeem is geblokkeerd bij stilstand en stroomuitval.

Let er op, dat als een en ander lang achterelkaar moet draaien, de motor een voldoende duty cycle heeft bij de benodigde torque.

Let ook op de maximum temperatuur van de motor bij die omstandigheden. Een waaier op de as (liefst inwendig) of een andere manier om de motor goed te koelen lijkt me geen onzin....

Wat is het doel van die constructie?

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----------------------> TUBECOLLECTORSASSOCIATION@yahoogroups.com
GJ_

Moderator

Ik denk dat een 10x2 trapeziumspindeltje een beetje een sneu dingetje is voor 5kN. Dan moet je echt meer richting 14mm denken. Daarbij is het rendement erg laag, je gooit de helft van je energie weg met een trapezium.

Op 12 juni 2019 18:44:14 schreef GJ_:
Daarbij is het rendement erg laag, je gooit de helft van je energie weg met een trapezium.

Dat is interessant, waar vind je dit soort informatie? Wordt dit niet bepaald door de smering van het geheel?

Henri's Law 1: De wet van behoud van ellende. Law 2: Ellende komt nooit alleen.
GJ_

Moderator

Die 50% is een generieke trapezium, met smering bij nominale belasting. Uiteraard zit er bij een trapezium normaal een datasheet met nog veel meer en nauwkeuriger informatie dan deze natte vinger stelling. Maar veel beter dan 50% is het meestal niet.

Als je daadwerkelijk gaat duwen tegen de spindel, in plaats van trekken, ga je die flink op knik belasten; als die niet perfect recht en goed uitgelijnd is, loopt je het risico dat je hem dubbel vouwt, wat bij een spindel van gehard staal erg gevaarlijk kan zijn.

NU lijkt me 5000N is 500kG op staafje van 6mm met een lengte van 60 cm al geen goed plan zelfs als het uitgelijnd is.
Ik zeg staafje van 6mm want dat is er wat er in het hard van de trapezium draad ongeveer overblijft. HEt zal omdat het een spiraal is nog wel wat extra stevigheid hebben dan puur een 6mm staaf maar het is wel iets om rekening me te houden.

Als je met staaldraad en katrol of ketting gaat werken kan je bijna altijd de duwkracht in een trekkracht omzetten en dat maakt het wel makkelijker voor je trapezium draad. Een ander aandachtspunt is dat je voor een trek of duwkracht van 5000N ook nog wel speciale aandacht aan je lagers moet gaan besteden met name axiale lagers moet gaan toepassen want anders blijft er van de 50% nog veel minder over.

Ik zou persoonlijk voor 5000N al naar hydrauliek overstappen alleen nadeel van hydrauliek is dat je bijna nooit kleine cillinders ziet en je minimaal al dia 60mm hebt.

@SparkyGSX, bedankt, is ineens veel duidelijker. Zou dus even uit het hoofdje een motor moeten zijn minimaal 11 keer zo sterk als van de foto.

@Tidak Ada
Hoeft niet echt lang te draaien, de spindel lengte in tijd maximaal, vaak in fasen. Van 1/2 minuut tot 3 minuten.

Doel is tweeledig. Om worsten te vullen en te ledigen.
Worsten met kit.

Ik vind 4-5000N best veel maar zo'n Milwaukee geeft aan van zo'n 4410N persdruk. Ik vraag me af of ze dan de druk door de tuit bedoelen. Ik wil er een maken die wat langer is zodat ik kan blijven staan en niet op de knieën moet. Heb er een gezien, van 1,20m maar die was boven de €1100.

@benleentje

Ik kan nog van spindel diameter wijzigen dus dat is geen probleem. Had een bestaande genomen als v.b. alhoewel er ook zijn met een heugel, maar dat zou mijn constructie weer bemoeilijken.

[Bericht gewijzigd door Lord Anubis op 12 juni 2019 22:12:13 (14%)]

Als werktuigbouwer zou ik dat moeten weten...:

Stel je gebruikt een M24x5, dat betekent buitendiameter 24mm en de draadspoed is 5mm/omw.
Je gaat er van uit dat de aandrijfkracht aangrijpt op de flankdiameter, die is 21,5mm = 0,0215m en de straal 0,0215/2.
Dan wordt de tangens van spoedhoek = p/(pi * 21,5) ===> spoedhoek = 4,23 graden
Voor de wrijvingscoefficient kan je 0,27 nemen, daar hoort een wrijvingshoek van 15 graden bij

Aandrijfmoment wordt dan 5000N * 0,0215/2 * tan (15 + 4,23) = 18,75 Nm als je omhoog moet,
en 5000 * 0, 0215/2 * tan (15 - 4,23) = 10,22 als je naar beneden gaat.

Je kan het hier narekenen: http://www.racointernational.com/screw_formula.htm (Kies: Torque required for thrust)
Let op: als je kiest voor "Vertical downward motion" krijg je een negatieve waarde: -10,33 Nm. Het minteken daar houdt in dat ie zelfremmend is.
(Deze uitkomst heeft kleine afrondingsfout ivm mijn waarde 10,22).
Als je heel weinig wrijving hebt, bv f = 0,05 is de wrijvingshoek 2,8 graden, dus kleiner dan de spoedhoek.
Dan is de spindel niet zelfremmend en levert hij daar een koppel van +1,29 Nm.

Hou er rekening mee dat die spindel meestal naast deze moerwrijving nòg een wrijving ondervindt van een lager tegen de last aan het spindeleind.

Nog een tip: het rendement van een bewegingsschroefdraad is het hoogst als de spoedhoek 45 graden is. Je ziet die dingen vaak in floppydrives of CDspelers.

"Jan zegt dat twee flessen whisky drinken op een dag voor hem geen probleem is, omdat dat gerijpt is op een eiken vat en het beste is voor je gezondheid...”