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Dauerfestifkeit einer Welle Berechnen
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Foren-Übersicht -> Ingenieurwissenschaften -> Dauerfestifkeit einer Welle Berechnen
 
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RoterZwerg85
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Anmeldungsdatum: 11.02.2011
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 16 Feb 2011 - 10:10:17    Titel:

Ja tut mir leid wegen den wenigen INformation ich ärger mich nur das ich nicht selbst rauf kommen!

Als das Rohr soll auf einen Dorn geschoben werden. Diese Rohr wird auf einen Wagen, auf dem vier Rollen befestigt sind und zwar an der "unterseite" der Spirale, geschoben. Eine Rolle, die ist aus Stahl, dient dabei als fixierung diese soll das Rohr an die Spirale drücken und somit den Biegevorgang einleiten. Die 3 Anderen Rollen, aus kunststoff, diene nur als Stabiliesierung des Rohres, nehmen aber da das Rohr ende sich ja rein theortisch mit drehen will die Kraft von dem Rohr auf. Die Spirale dreht sich also und das Rohr wird aufgewickelt dabie läuft der Wagen ständig mit.

Das Rohr hat einen Außendurchmesser von 48,3, eine Wanddicke von 2 mm und ist aus einem rostfreien Stahl. Bei biegen wird nur ein Dorn eingesetzt als mit nichts gefüllt!

Für ein Festigkeitsnachweis muss ich ja erstmal die Auflagerkräfte berechnen, um anschließen das Mb an einer bestimmten Stelle zu erlangen!

Nun sehe ich die Welle als Balken auf zwei stützen, ich habe jetzt angenommen das eine Kraft( das Eigengewicht der Spirale) auf die Welle "von oben drauf drückt"
dann drückt doch eine Kraft genau an der einspannung des Rohres auch auf die Welle halt nur von unten!
Nun habe ich überall geschaut und nichts gefunden was mache ich mit dem Torsionsmoment zerlege ich es ihn eine Kraft! die auch auf die Welle wirkt oder was mache ich da mit.

Ich hoffe das hilft ansonst entschuldigt mich das ich so ne Trantüte bin!
Lothol
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Anmeldungsdatum: 08.03.2009
Beiträge: 1124

BeitragVerfasst am: 18 Feb 2011 - 00:41:33    Titel:

Zitat:
Als das Rohr soll auf einen Dorn geschoben werden. Diese Rohr wird auf einen Wagen, auf dem vier Rollen befestigt sind und zwar an der "unterseite" der Spirale, geschoben. Eine Rolle, die ist aus Stahl, dient dabei als fixierung diese soll das Rohr an die Spirale drücken und somit den Biegevorgang einleiten. Die 3 Anderen Rollen, aus kunststoff, diene nur als Stabiliesierung des Rohres, nehmen aber da das Rohr ende sich ja rein theortisch mit drehen will die Kraft von dem Rohr auf. Die Spirale dreht sich also und das Rohr wird aufgewickelt dabie läuft der Wagen ständig mit.

Welche Funktion hat der Dorn?
Meinst Du mit den vier Rollen lange Roll-Walzen?
Drückt dann eine dieser Rollwalzen das Rohr von unten an die Spirale der quer zur Rohr-Längsfluchtung über dem Rohr angeordneten Aufwickel-Vorrichtung?

Wenn dem so ist, ist mir unklar, wie diese Rollwalze den Biegevorgang einleiten soll.

Unklar ist immer noch, wie das Rohr mit der Spirale fest verbunden ist, damit das Drehmoment zum biegenden Vorgang auf das Rohr übertragen werden kann.

Wie sieht denn das fertige End-Produkt aus?
Sind da die Rohrenden = Spiralenende?
Oder gehen vom Spiralenende evtl. Rohrstummel geradlinig weiter?
RoterZwerg85
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Anmeldungsdatum: 11.02.2011
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 21 Feb 2011 - 10:31:15    Titel:

Hi ich nochmal,

also zu dem Prinzip. An der Spirale wird eine Fixierung angebaut, hier wird wahrscheinlich so vorgegangen wie bei herkömmlichen Biegerollen, wo das Rohr eingespannt wird, durch drehen der Spirale wird halt das Rohr mitgezogen. Der Dorn dient dazu da hier eine enger Biegeradius vorliegt das Rohr von innen zu stützen. Die Rollen dienen sogesehen als Gegenhalter, welcher beim Dornbiegen vorliegt.

Die Enden gehen nach der Spirale geradlinig nach unten.
Lothol
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Anmeldungsdatum: 08.03.2009
Beiträge: 1124

BeitragVerfasst am: 21 Feb 2011 - 18:48:01    Titel:

Treffen wir folglich die Annahmen:
1. das zu biegende Rohr wird irgendwie mit der Spirale verbunden
2. die biegende Kraft wird über Motor/Welle/Spirale auf das Rohr übertragen
3. Gegenkräfte werden über geeignete Rollen aufgenommen
4. die Biegemaschine ist mit dem Wagen fest verbunden
5. zu Beginn des Biegevorgangs befindet sich das Rohr unten zwischen Gegenrolle und Spirale
6. noch weitere zu berücksichtigende Annahmen?

Und nun überleg mal: von welcher Seite sind größere Kräfte auf die Welle zu erwarten?
Vom Gewicht Spirale Flansch und Eigengewicht Welle oder vom Biegevorgang?

Und wie könntest Du den Biegevorgang rechnerisch erfassen?
Für sich selbst gesehen und in seiner Wirkung auf die Welle.

Idee dazu?
RoterZwerg85
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Anmeldungsdatum: 11.02.2011
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 21 Feb 2011 - 22:41:20    Titel:

Ich würde Annehmen das die größte Kraft von dem Gewicht der Spirale und dem Flansch und dem EIgengewicht der Welle!
Weil doch beim Biegen die meiste Kraft auf den Wagen wirkt oder?

Ach ja um den Flansch an der Welle zu befestigen könnte dieser auf der Welle festgeschweißt werden! Da ne Passfederverbindung das Drehmoment wahrscheinlich nicht überträgt!

Und den Biegevorgang rechnerisch zu erfassen.....buhhhh kein Plan! Kann man nicht da man ja ein Biegemoment benötigt vorhanden Werte vergleichen und eventuell auf diese Machine übertragen um so ein passendes Biegemoment zu erhalten!
Lothol
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Anmeldungsdatum: 08.03.2009
Beiträge: 1124

BeitragVerfasst am: 22 Feb 2011 - 01:08:48    Titel:

Zitat:
Weil doch beim Biegen die meiste Kraft auf den Wagen wirkt oder?

Was meinst Du, wozu ich stellvertretend für Dich Annahmen traf? Z.B.:
Zitat:
3. Gegenkräfte werden über geeignete Rollen aufgenommen
4. die Biegemaschine ist mit dem Wagen fest verbunden
5. zu Beginn des Biegevorgangs befindet sich das Rohr unten zwischen Gegenrolle und Spirale

Natürlich, um des "Pudels Kern" herauszuschälen.
Im Klartext: 3. bis 5. interessiert uns nicht weiter. Das ist unter reactio abgehakt. Smile

Und wo findet die uns interessierende actio statt?
Zitat:
2. die biegende Kraft wird über Motor/Welle/Spirale auf das Rohr übertragen

Natürlich hier; denn das Drehmoment des Motors (actio) soll in Rohrbiegung (actio) umgesetzt werden.
Folglich entsteht durch diese actio wiederum eine reactio auf die Welle.
Und diese reactio interessiert uns ganz speziell in zweierlei Hinsicht:
a) vom Wert an sich; d.h. von der Größe der biegenden Kraft
b) wo diese Größe bzgl. ihrer Wirkung auf die Welle uns ganz besonders interessiert
Zu a) ist es damit
Zitat:
Und den Biegevorgang rechnerisch zu erfassen.....buhhhh kein Plan!

nicht getan. Smile
Schalt gefälligst mal Dein Hirn ein und überleg Dir, wie die Größe der biegenden Kraft erfassbar ist.
Immerhin ist Dir ja bekannt, daß Du ein Rohr biegen willst. Oder nicht? Wink
Die Rohrabmessung kennst Du.
Auf die 48,3 Außendurchm. ist gepfiffen.
Nimm 50 x 2 mm her.
Und dann geh in Tabellen für Widerstandsmomente.
Und such Dir das W für diesen Rohrdurchm. heraus; denn mit diesem kannst Du dann weiter arbeiten.
Den Werkstoff kennst Du auch: St. Welcher? Welches sigma hat der?
Welches sigma mußt Du ansetzen?

Und dann kannst Du das Biegemoment, d.h. die Kraft, die zur Biegung des Rohres erforderlich ist, ausrechnen.

Hast Du denn überhaupt ein entspr. Buch od. Unterlagen, in denen die entspr. Formeln stehen oder stocherst Du hier nur im Nebel herum? Smile

Zu b) was meinst Du wo uns die unter a) ermittelte Kraft besonders interessiert?

Noch eine abschließende Frage: soll diese Maschine gebaut werden oder geht es hier um eine rein theoretische Bearbeitung?
Lothol
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Anmeldungsdatum: 08.03.2009
Beiträge: 1124

BeitragVerfasst am: 27 Feb 2011 - 14:11:54    Titel:

RoterZwerg85 ist auf "Tauchstation". Smile

Falls dauerhaft, hier die grundsätzliche Vorgehensweise:

- ausgehend von der Überlegung, daß das zum Aufwickeln des Rohres erforderliche Biegemoment ein Vielfaches der Belastung der Welle durch deren Eigengewicht und das Gewicht der "Wickelspirale" ist, ermittelt man zunächst das Biegemoment Rohr

- im Gegensatz zur sonst üblichen Ermittlung des Biegemomentes, wo ja immer ein Abschlag des Material-sigmas vorgenommen wird, um mit Sicherheit im elastischen Bereich (= steil ansteigender Bereich der Kennlinie und jedenfalls unterhalb der Streckgrenze http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungs-Dehnungs-Diagramm ) zu bleiben, setzt man hier am zweckmäßigsten das Material-sigma ohne jeden Abschlag an.
Denn damit befindet man sich mit Sicherheit weit oberhalb der Streckgrenze, was für jeden Umform-Vorgang erforderlich ist.

- die ermittelte Kraft wird dann als im Extrempunkt auf die Welle einwirkend angenommen; d.h. als mittig zwischen den Lagern die Welle belastend

- damit hat man alle Kräfte, die max. auf die Welle einwirken können; d.h. man kann dann das max. auf die Welle einwirkende Biegemoment ermitteln und überprüfen, welcher minimale Wellen-Durchmesser dieser Belastungs-Anforderung gewachsen ist

Hat man den minimalen Wellen-Durchmesser setzen die Überlegungen zur Dauerfestigkeit ein:
- zu berücksichtigende Torsionsbelastung
- zu berücksichtigende Kerbwirkung Schweißkonstruktion Flansch
- zu berücksichtigende Paßfeder(n)-Auswirkungen
- zu berücksichtigende dyn. Belastung (soweit nicht bereits bei der Wellen-Berechnung bereits geschehen)

Das kann man im einzelnen nach entspr. Vorgaben/Tabellen ermitteln und entspr. zuschlagen.

Man kann aber auch (besser) ganz anders vorgehen:
man sieht sich die geometrischen Bedingungen an; d.h. man legt die Wickelspirale völlig anders aus.
Nicht aus PA 6 G (Platz- bzw. Sprenggefahr) sondern aus Stahl.
Mit max. möglichem Innen-Durchmesser, um einen max. möglichen Wellen-Durchmesser verbauen zu können.

Hat man diesen, kann man ihn mit dem berechneten Wert vergleichen und daraus die Sicherheitszahl ermitteln.
Diese dürfte dann so hoch liegen, daß man sich die Feinberechnungen (Torsion, Kerbwirkungen, Paßfedern u.ä.) schenken kann.

Denn worum geht es letztlich bzgl. Dauerfestigkeit?

Um Materialeinsatz und nichts weiter. Smile
Schließlich soll eine Maschine ja völlig problemlos dem gewachsen sein, was man ihr abverlangt.
Wen interessieren da einige kg Stahl mehr oder weniger?
-stopfkind-
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Anmeldungsdatum: 27.02.2010
Beiträge: 2007

BeitragVerfasst am: 27 Feb 2011 - 14:37:37    Titel:

Lothol hat folgendes geschrieben:

Wen interessieren da einige kg Stahl mehr oder weniger?


im sondermaschinenbau ja, aber sonst spielt das sehr wohl eine rollen. mehr gewicht und damit mehr matterial ist ein kostenfaktor den man nicht außer acht lassen darf. besonders in der massenfertigung

deswegen legt man bauteile ja auch nur so stark wie nötig aus.
Lothol
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Anmeldungsdatum: 08.03.2009
Beiträge: 1124

BeitragVerfasst am: 27 Feb 2011 - 15:22:00    Titel:

stopfkind hat folgendes geschrieben:
deswegen legt man bauteile ja auch nur so stark wie nötig aus.

Ich denke, man sollte sich des Unterschiedes zwischen (gerade noch) hinreichend und gut immer bewußt sein. Smile
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