Jump to content

Расчёт трения торца вала по опоре


Recommended Posts

dobrov

Здравствуйте, уважаемые участники форума.

 

Я конструктор, работаю в сфере приборостроения. Когда-то всё было просто и незамысловато — рисуй коробочки и будет тебе счастье. Но всё течёт, всё меняется, жизнь не стоит на месте, есть потребность по ходу дела осваивать новые умения и навыки. Возникает нужда моделировать динамику подвижных механизмов, в которых, конечно, хочется учитывать и трение.

Прошу вашего совета вот по какому вопросу. Имеем вал радиусом R, торцом стоящий на закреплённой опоре — схему привожу ниже на рисунке.

Схема вал-опора

 

 

На вал вдоль его оси действует сила тяжести Fт. Между валом и опорой имеем коэффициент трения f. Сообщаем валу вращение с постоянной угловой скоростью.

 

Вопрос: какой момент трения возникает между торцом вала и опорой?

 

Расчёты этого «простого» случая в Solidworks Motion, RecurDyn показывают совершенно разные результаты, разница на 2 порядка. Возникает вопрос — а где же правда?

Если кто-то может поделиться знанием, как аналитически рассчитать момент трения — буду вам очень признателен.

Edited by dobrov
Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
maxx2000

Что-то должно быть сделано для чего-то. Пока непонятно для чего это Вам.

я думаю, что если надо получить отклик вала от действия силы трения, то достаточно на конец в опоре конец приложить силу эквивалентную силе страгивания, т.е. необходимую для преодоления силы трения. Мне кажется Вы загоняетесь, этим всем можно пренебречь.

Link to post
Share on other sites
maxx2000

Сделайте на дне опоры буртик и пусть вас волнует только сила трения о стенки :smile:

Link to post
Share on other sites
Orchestra2603
4 hours ago, dobrov said:

Вопрос: какой момент трения возникает между торцом вала и опорой?

Если пренебречь небольшим вертикальным участком (в предположении, что там нет натяга, т.е. нет сил в нормальном напраавлении), и что трение идеальное сухое по Кулону без всякой хирой зависимости от скорости, то вот какая штука получается...

 

Вот мое решение в несколько этапов:

 

1. Вставили мы вал в опору, и начинаем самую-самую малость поворачивать. Приложенный момент считаем таким мальеньким, что он полностью компнесируется за счет сил трения внизу, и никакого вращения не происходит. Вместо этого вал начинает закручиваться, вал находится в сцеплении с опорой. На каждой бесконечно малой площадке в поперечном сеченеии вала (в том числе и в опоре) начинают дейстовать касательные напряжения τ в тангенциальном направлении (направлении закручивания) и вдоль оси нормальные напряжения σ, связанные с действием осевой силы F. Распределение τ по поперечному сечению вала в этот момент такое, как на картинке.

image.png

2. По мере того как вы прикладываете все бОльший и бОльший момент эта треугольная эпюра касательных напряжений увеличивается, но не до бесконечности, т.к. на самых крайних от центра площадках есть ограничение  из-за трения:

tau_max * dA ≤ sigma * f * dA (dA  - площадь этой площадки).

 

В какой-то момент это ограничение становится равенством и tau в том месте упирается "в потолок", и на этих площадка пропадлает сцепление. Но tau еще может расти на соседних площадках ближе к центру и все же компнсировать приложенный момент. Потом там они тоже упираются в потолок, и тоже происходит потеря сцепления.

 

3. В конце концов на всех даже самых ближайших к центру площадках tau достигает tau_max, сцепление уже нет нигде, и вал начинает крутиться. Если так предполагать, то распределение tau в поперечном сечении в месте контакта с опорой должно быть такое:

image.png

4. Теперь нужно просто посчитать главной момент всех этих напряжений по площажи поперечного сечения:

image.png

 

 5.  Найдем tau_max исходя из того, что везде в поперечном счечени выполняется tau_max * dA = sigma * f * dA:

image.png

 

6. Подсталвяем в М и получаем:

 

image.png

 

 

Вроде так, если нигде не напортачил

 

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
6 часов назад, dobrov сказал:

Вопрос: какой момент трения возникает между торцом вала и опорой?

Здесь почитайте https://openedo.mrsu.ru/pluginfile.php/131742/mod_resource/content/1/%D0%9B%D0%95%D0%9A%D0%A6%D0%98%D0%AF%2016.%D0%A2%D0%A0%D0%95%D0%9D%D0%98%D0%95%20%D0%92%20%D0%9A%D0%98%D0%9D%D0%95%D0%9C%D0%90%D0%A2%D0%98%D0%A7%D0%95%D0%A1%D0%9A%D0%98%D0%A5%20%D0%9F%D0%90%D0%A0%D0%90%D0%A5.pdf

18.3.2. Трение в подпятниках

  • Нравится 1
  • Чемпион 1
Link to post
Share on other sites
dobrov

Большущее человеческое всем спасибо за такие подробные и вдумчивые ответы ! ))) Вы очень помогли стронуть с места мои мозги в направлении правильных и нужных мыслей ;)

Link to post
Share on other sites
Jesse
3 часа назад, Orchestra2603 сказал:

image.png

ура! значит я правильно вывел

получается момент трения не зависит от частоты вращения/скорости вращения вала?:g:

Link to post
Share on other sites
ak762
1 hour ago, dobrov said:

Вы очень помогли стронуть с места мои мозги в направлении правильных и нужных мыслей ;)

если можете теперь посчитать аналитически, то интересно результат в СВ мотион насколько близок к аналитике

Link to post
Share on other sites
AlexArt
1 час назад, Jesse сказал:

получается момент трения не зависит от частоты вращения/скорости вращения вала?:g:

Момент зависит от коэффициента трения, а тот в свою очередь от скорости.

Link to post
Share on other sites
Ветерок
3 часа назад, dobrov сказал:

помогли стронуть с места мои мозги

А надо было стронуть с места вал...

Link to post
Share on other sites
maxx2000

смещение головного мозга это сложнейшая, необратимая патология.

10 часов назад, Jesse сказал:

получается

так в начальный мент скорость равна нулю, а когда вал придёт в движение то сила трения будет определяться другим условием, см. п.18.1 у Добряка

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.




  • Сообщения

    • gudstartup
      подсвечивать не будет а look ahead все равно работать продолжит 
    • Jesse
      понял, принял... идея неплоха. подумаем..))
    • SAPRonOff
      конечно - нет. для начало нужно понять : что вы уже пытались настроить и нажимать для этого:)   тут можно настроить по разному, если речь через tws-файл: 1. ручное обновление списка библиотек : сделать в DOCs подписку (штатный функция) - которая сообщит, что в библиотеках, пришло уведомление - обновил библиотеки :   2) либо настроить автоматически загружаемую\обновлямую папку\каталог с библиотеками tws:   3) другие способы.
    • Богоманшин Игорь
      А если бы парень был в свитере другого цвета, то не подошел бы... Или подошел бы другой кот! (сарказм) Милая история, и котик хорош! И буква М на лбу, как и у нашего рыжего! Сорри за оффтоп, - но это пруф:  
    • gudstartup
      оно может и внутри привода пропадать недавно только меняли 611d там реле внутри здохло привод жил своей жизнью и выключался в любой момент при этом еще и ось была гравитационной если есть идентичный  то почему не подкинуть?  вам терпения такие неисправности могут месяцами  диагностироваться окопался где нибудь проводок с плохим контактом или наоборот с контактом на землю и ищи его. а что нет реле безопасности это даже хорошо но придется ладдер лопатить тут без комментариев это ошибка уже идет после отключения привода первична 21612
    • AlexKaz
    • Fixidea
      Чтобы складывать-раскладывать конструкцию с определённым усилием.
    • Igor Lipin
      Спасибо за такие подробности, в рамку и под стекло. Будем пробовать, еще раз спасибо.  
    • Genesix
      Сработало! Спасибо! Теперь код выглядит так: % O0001 (CREATED BY      : PORGRAMMER                     ) (DATE            : 17.04.2024 , 16:46                      ) (PARTNAME        : PART.PR                                ) N10 G17 G21 G94 G90   (SPOT_DRILLING_1 , TOOL : D2_CENTROVKA)   N12 G0 G53 Z0. N14 G53 X0. Y0. N16 T12 M6 . . .   Однако что интересно, я нашел rewind_stop_code, в котором содержится вожделенный знак процента, но как его вставить в шапку программы - не знаю. Однако, после внесения некоторых изменений средствами конфигуратора, вылезают нежелательные артефакты. В данном случае я добавил возвращение станка в машинный ноль по всем осям. Как бы всё хорошо но он добавил паразитную команду G49! Опция которую я включил добавляет сразу 3 строки: N86 G49 N88 G53 Z0. N90 G53 X0. Y0.   В коде это выглядит вот так: N74 X9.624 Y-5.515 R-0.53 N76 X9.82 Y-5.196 R0.265 N78 X9.5 Y-5. R0.265 N80 G0 Z59.25 N82 M9 N84 M5 N86 G49 - опасная команда которую надо убрать N88 G53 Z0. N90 G53 X0. Y0. N92 M30   Эта команда опасна тем что после завершения всех движений, выключается коррекция на длину инструмента и инструмент в самом деле летит вниз, перестав обращаться к длине инструмента в таблице стойки станка.        
    • ID_Hacker
      Фига се решение. У него разрешение на привод пропадает. Которое формируется на Sinumerik SL c Sinamics S120 через телеграмму, и передаётся по внутренней шине Integrated profibus. Если там нет внешнего Control Unit Sinamics.   Это схема подключения моторного модуля (сервоусилитель, конвертер, привод), сигналы управления на него подаются через шину Drive Click. Управляет моторными модулями Control Unit. В ЧПУ системах Sinumerik SL оно интегрировано в NCU модуль, совместно с PLC, NCK, коммуникационным процессором, и HMI модулем.     Так вот что бы определить причину пропадания сигнала разрешения привода, вам надо изучить программу электроавтоматики. Производитель станка может блокировать разрешение привода состоянием зажима инструмента, состоянием работы смазки, состоянием замков дверей, датчиков дверей, и множеством других алгоритмов. У вас 840D SL, возьмите любой нормальный ноутбук, возьмите дистрибутив Step 7, оно работает в триальном режиме 2 недели. Установите Add-on for Step 7 из тулбокса. Подключитесь Ethernet кабелем к разъёму X127. Настройки сетевой карты автоматом. Адрес у NCU будет 192.168.215.1, если пинг не проходит, можете в ручную прописать ноутбуку адрес 192.168.215.2, маску 255.255.255.0 и шлюз 192.168.215.1. В степ 7 создаёте новый проект, визард пропускаете. В опциях Set PG/PC надо активировать интерфейс для Step 7 вашу сетевую карту. Заходите в главном меню в раздел PLC, выбираете Upload station to PG, в окошке жмёте View, должен найти PLС кликаете на строку с ним и жмёте Ok. Если не находит, пробуете вводить в строке IP адрес 192.168.215.1 или 192.168.214.1 и нажимать Enter. Должен найти и выгрузить проект. Далее изучаете Step 7, языки программирования LAD, FBD, STL. Базовую программу 840D SL. Список переменных и интерфейсных сигналов Sinumerik. Ах да, если что задавайте вопросы. Помогу чем смогу.
×
×
  • Create New...