שְׁאֵלָה:
חישוב כוח הידוק ממומנט הבריח
harry courtice
2016-04-07 04:33:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אני מנסה לחשב את כוח ההידוק הנובע ממתיחת אום ובורג לרמה מסוימת.

מצאתי נוסחה זו בצורות שונות בהרבה מקומות.

$$ T = KDP $$

  • $ T $ = מומנט (in-lb)
  • $ K $ = קבוע לחשבון חיכוך (0.15 - 0.2 עבור יחידות אלה)
  • $ D $ = קוטר בורג (אינץ ')
  • $ P $ = כוח הידוק (lb)

יישמתי זאת על הבעיה שלי

  • $ T = 0.6 \ text {Nm} = 5.3 \ text {in-lb} $
  • $ D = 3 \ text {mm} = 0.12 \ טקסט {in} $
  • $ K = 0.2 $

זה נותן $ P = \ dfrac {T} {KD} = 220 \ text {lb} = 100 \ text {kg} $.

אז יש לי שתי שאלות.

  • התוצאה נראית גבוהה מדי. אני משתמש בבורג M3 זעיר ולא במומנט רב. אני לא יכול לראות איך זה יביא לכוח של 100 ק"ג. האם מישהו יכול לראות את השגיאה?
  • הנוסחה אינה מתחשבת בגובה ההברגה. הייתי מצפה מחוט עדין שייתן יותר כוח הידוק לאותו מומנט. האם יש נוסחה שמטפלת בגובה הצליל?
תתפלא כמה יתרון מכני יכול לעשות.
כנקודת השוואה, ברגים מבניים ניתנים למתיחה מוקדמת _ לעשרות אלפי קילוגרמים - רק באמצעות מפתח ברגים. נכון, סוגים אלה של ברגים גדולים בהרבה מבורג M3 שלך, אך 220 ק"ג זה לא כלום.
שים לב שהקשר בין מומנט לכוח הידוק אינו מהימן במיוחד במצבים מעשיים, וכאשר זה באמת משנה שיטות אחרות משמשות לעתים קרובות לקביעת כוח ההידוק.
תודה @ttonon - התשובה הזו הגיונית לי. זה באמת מקדם החיכוך שקובע את הקשר בין מומנט להעמסה. אפקט הרמפה של החוט הוא קטן בהשוואה לזה.
@Ethan48 במיוחד בהקשר של יישומי רכב! מומנט הבריח אינו מהימן למדידה ובדרך כלל משתמשים במדידת זווית במקום מדידת מומנט על דברים הרגישים מאוד לכוח הידוק (קצות גדולים של מוטות חיבור עולים בראשך)
@CameronAnderson בוודאות. בעולם הפלדה המבני, זה נקרא שיטת 'תור האגוז'.
שְׁלוֹשָׁה תשובות:
Chris Johns
2016-04-07 14:47:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

נתון זה בערך מתאים לבורג מתיחה נמוך. ראו גם את המחשבון ואת הטבלה הזו

כבדק מציאות אם אנו מקורבים לשטח חתך של 7 מ"מ 2 sup > ועומס של 1000 N הנותן מתח מתיחה של 140 MPa שהוא מתחת לתפוקה גם לפלדות מתיחה נמוכה.

בהקשר הספציפי הזה, שבו ידוע מומנט, גובה החוט אינו נכנס אליו כפי שאתה מחשב על סמך הקשר בין מומנט, חיכוך ומתח.

חוט דק (ככל שיהיה שווה) יהיה חזק יותר מחוט גס. ישנן שיטות הכוללות חישוב כוח הידוק באמצעות הידוק הבריח בזווית קבועה מראש וכאן גובה הצליל משנה.

חוט בורג הוא בעצם וריאציה של טריז או מישור נוטה ויכול לספק יתרון מכני גבוה מאוד לפני שתשקול אפילו את המינוף של מפתח הברגים / הנהג המשמש.

תודה כריס, השתמשתי במחשבון - הוא יצא ב 960n שהוא קרוב מספיק לתשובה שלי כדי לתת לי ביטחון, אבל וואו. זה הרבה כוח למה שלא מרגיש כמו הידוק רב. אנו משתמשים בנהגים עם לחיצת מומנט מכוילת ב 0.6 ננומטר, וזה לא לוקח הרבה מאמץ סיבוב כדי להבריג את הבורג.
"בהקשר הספציפי הזה, שבו ידוע מומנט, גובה החוט אינו נכנס אליו תוך כדי חישוב על סמך הקשר בין מומנט, חיכוך ומתח." הצהרה זו אינה נכונה. מגרש הברגים תמיד נכנס לתוכו, והכמות מהווה את היתרון המכני של בורג.
כהרחבה והוכחה, מטענתך, חוטים שונים ידרשו את אותו מומנט, אך תצטרך לעשות יותר סיבובים עם חוט עדין יותר. מכיוון שאנרגיה היא פי הזווית של מומנט, ההצהרה שלך מפרה את שימור האנרגיה מכיוון שבמקרה ללא חיכוך היא טוענת שאתה יכול להכניס כמויות שונות של אנרגיה ובכל זאת לקבל את אותה כמות אנרגיה שמותחת את הבריח. לאן נעלמת האנרגיה הנוספת?
blacksmith37
2018-01-17 21:55:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

שיטה גרועה להשגת כוח הידוק ידוע; חיכוכים הם לא ידועים גדולים. בעולם האמיתי (כשכוח הידוק חשוב), מותח הידראולי מושך את הברגה / הבריח ואז האום מהודק. ליישומים רגילים כמו זיזים לגלגלים לרכב או ברגי ראש, ליצרן יש את הניסיון לדעת את רמות המומנט שיש להחיל.

טוב למבחן בית ספר.
ttonon
2020-08-24 21:33:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

המומנט הנדרש מחושב בעצם באופן בו היית מחשב כמה כוח אתה צריך כדי לדחוף עצירת דלת בצורת משולש בין תחתית הדלת לרצפה. פעולה זו כרוכה בהכרח בחיכוך שלצורך אומדן חישובים מדויקים. בסך הכל התוצאות המחושבות אולי מדויקות רק + או - 25%.

יש משוואות פשוטות, כמו זו שהשואל מספק וישנן מדויקות יותר (להלן). הנוסחה של השואל שגויה מכיוון שהיא אינה כוללת את ההשפעה החשובה של הברגה. ה- "K" במשוואה זו צריך לכלול חיכוך כמו גם את זווית הסליל של הבורג. אני מאמין שהצורה הפשוטה הזו של המשוואה התחילה בליווי של דמות או תרשים כדי לחפש ערך מתאים ל- K, ואז היא הפכה לפשוטה יותר, אך עם הידע של הפיזיקה הבסיסית אבדה.

אנחנו יכול להתחיל במשוואה זו, אך לאחר מכן לכתוב K הלאה כ

K = {[(0.5 dp) (tan l + mt sec b) / (1 - mt tan l sec b)] + [0.625 mc D]} / D

או,

  K = {[0.5 p / p] + [0.5 mt (D - 0.75 p sin a) / sin a] + [0.625 mc D]} / D 

כאשר D = קוטר השוק הנומינלי של הבריח. P = גובה הברגה (מרחק אורך בורג לכל חוט). A = זווית פרופיל חוט = 60 ° (עבור M פרופילי חוט, MJ, UN, UNR ו- UNJ). B = פרופיל חוט חצי זווית = 60 ° / 2 = 30 °. טאן l = זווית סליל חוט tan = p / (p dp). Dp = קוטר המגרש בורג. Mt = מקדם חיכוך חוט. mc = מקדם חיכוך צווארון.

ביטויים אלה מכילים הן את השפעות החיכוך והן את חוט הברגה. ניתן למצוא אותם בטקסטים המכובדים, שיגלי, תכנון הנדסת מכונות, מהדורה 5, מקגרו-היל, 1989, עמ '. 346, שוויון 8-19, ו- MIL-HDBK-60, 1990, כת. 100.5.1, עמ ' 26, שווה ערך 100.5.1, בהתאמה. הם עשויים להיות יותר מדי עבור אנשים מסוימים ואנחנו יכולים להבין את הרצון לפשט.

אין לי ניסיון מעשי בהשוואת חישובים אלה לעולם האמיתי. יתכן שהביטויים המסובכים יותר נשפטים לא שווים את המאמץ בהשוואה לדיוק שלהם. עם זאת, בפורום "הנדסה" אני חושב שחשוב לא לאבד את הפיזיקה הבסיסית.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...