Trapeziumdraad Axiale kracht vs Rotatie

[Remko]

Goedemiddag,

Ik ben even nieuwsgierig hoe het precies zit met trapeziumdraad qua krachten en moment. Eerder was ik op dit forum om te kijken naar zelfbouw CNC machine, maar er komt nu bij de universiteit een turn-key machine. Maar nu zit ik nog met mijn inklemming voor mijn proefstukjes. Ik wil namelijk mijn proefstukjes een (plastische) voorspanning geven. Hiervoor is ongeveer 25kN nodig.

Maar was even nieuwsgierig of iemand kan bevestigen of mijn denkwijze klopt voor het natuurkundige deel:

W_out=Spoed*Kracht_out

Hier is de verplaatsing gelijk aan verplaatsing van de schroef. De kracht is gedefinieerd als de kracht die noodzakelijk is om het materiaal überhaupt plastisch te vervormen en zal ongeveer 25kN zijn.

W_in=2*pi*Radius*Kracht_in

Voor W_in is de energie berekening iets ingewikkelder, aangezien de kracht op een bepaalde arm roteert. De omwenteling van deze arm is in dit geval de verplaatsing. Gedurende 1 omwenteling zal de schroef 1 spoed afstand verplaatsen.

Nu weet ik ook dat W_in=/=W_out i.v.m. wrijving. De efficiëntie is waarschijnlijk laag i.v.m. trapezium draad en de bijbehorende weerstand. Ik gok even voor het gemak op 40%.

W_out=0.4*W_in

Dus alles bij elkaar geeft:
0.4*2*pi*Radius*Kracht_in=Spoed*Kracht_out

(0.4*2*pi*Radius)/Spoed = Kracht_out/Kracht_in
of
(0.4*2*pi)/Spoed = Kracht_out/Moment_in

Tot zover het natuurkundige gedeelte.

Wat betreft het praktische gedeelte. Ik zat zelf te denken aan een trapeziumdraad met 30mm diameter met een spoed van 6mm, zoals te vinden op trapeziumdraad.nl. Via een calculator zou dat in orde moeten zijn. Wel moet ik deze per hand aandraaien en is er volgens deze calculator een torsiemoment nodig van +/- 300Nm. Wat neerkomt op 60kg aan kracht verdeelt over een arm van 500mm op het uiteinde. Dit lijkt mij in principe haalbaar. Maar indien jullie een betere suggestie hebben dan hoor ik dat graag.

[hugo stoutjesdijk]

Dan zou ik toch voor een hydraulische machineklem gaan. Die gaan meestal tot zo'n 3 ton. ( wat volgens mij overeenkomt met 30kN)
Zoiets, maar ze zijn in alle maatvoeringen te leveren.
http://www.hogetex.com/hydraulische-mac ... -vh-4.html

[Linki]

40 Nm op een M8 12.9 bout doet het ook.

edit, ik gebruik ook liever een klem.

[Damocles]

Het is wel haalbaar met trapezium draad denk ik maar op het randje van.
Waar ik het meeste schrik voor zou hebben is de spanning in de (bronzen?) moer.
Ik zou dan gewoon kiezen voor een M20 bout als eerste test.
Die M8 ga je er waarschijnlijk niet geraken met wrijving en kans is groot dat de draad in het moer deel snel gaat lossen.

Ter info: http://www.gerardispa.com/products/work ... ifications
M12 ... M30 moet wel Tr zijn vermoed ik.


Net zoals Linki en Hugo vraag ik me ook af of als je zelf iets gaat (laten) maken met een draadstang en moer, of je daarmee die grote krachten wel gaat bereiken zonder dat de bekken gaan kantelen etc.? Misschien toch maar gewoon een grote spanschroef van een machine plukken?

[Linki]

Die M8 ga je er waarschijnlijk niet geraken met wrijving

Als je geen wrijving meerekent levert 5 Nm op een M8 al 25 kN axiaal.

[Remko]

Die M8 ga je er waarschijnlijk niet geraken met wrijving

Als je geen wrijving meerekent levert 5 Nm op een M8 al 25 kN axiaal.

True, alleen zit je wel met de spanning binnen de schroef. M8 is geloof ik uit mijn hoofd iets van 7mm diameter + 0.5mm spoed aan beide zijden. Daardoor heb je een oppervlak van 38.5 mm2. Dit oppervlak met een axiale kracht van 25 kN levert 649 MPa op en hier komen dan nog torsie spanningen bij. Dus ik ben bang dat ik daarmee mijn schroef kapot trek. Maar in theorie zou het mogelijk kunnen zijn.

Ik zal vanavond even een ruwe schets van de inklemming toevoegen aan het eerste bericht, want het is vrij lastig uit te leggen hoe en wat precies. En tenslotte zegt een plaatje meer dan duizend woorden.

[DaBit]

Linki zegt niet voor niets 12.9 ipv 8.8, lijkt me....

[Damocles]

Hoeveel gangen van de draad gaan de kracht daadwerkelijk dragen? Wat is de spanning daarin? Ga je dan ook een stuk van 1200MPa staal nemen voor in te tappen? Wat is de toegelaten knik lengte onder zo een grote druk voor M8, hoe kort kan je die houden?
Denk ook aan de wrijving die ontstaat als je de bout t.o.v. de bewegende klauw moet verdraaien. Daar wil je liefst ook geen puntcontact.

T zal misschien werken, maar ik zou er mijn geld toch niet op in zetten. Dan geef ik liever 50cent aan een M20 bout.