Как измерить нагрузку на валах?

[Андрей67 2]

Имеется вальцовая мельница для помола зерновых.

 

 

Как измерить силу, которая будет раздвигать валы при помоле? Могу измерть крутящий момент на ведущей шестерне. Но как его потом пересчитать в силу?

 

[ANT0N1DZE 178]

Почитайте учебник по деталям машин или тмм, там есть

[k_v 301]

радиальная сила в прямозубом цилиндрическом зубчатом зацеплении Fr = M1/r1/tan(20*), M - момент, r - делительный радиус. Наверно в случае с мельницей дело должно осложняться тем, что сила возникает не только в зубчатом зацеплении, но и на валах самой мельницы. Наверняка по расчету этих мельниц талмуды написаны.

[Андрей67 2]

4 минуты назад, k_v сказал:

Наверняка по расчету этих мельниц талмуды написаны.

Так мне не нужно расчитывать, мне нужно измерить при помоле различных зерновых.

[k_v 301]

чтобы косвенно оценить одну величину - Силу зная другую - Момент надо знать формулы их связывающие и параметры в формулах участвующие. Поэтому и говорю, должны быть какие-то дореволюционные справочники где можно найти инфу какими характерными радиусами валков и характерными углами контакта нужно задаваться чтобы получить похожие на реальность силы зная моменты. Ну а если нет - мастерите стенд с тензо/пьезо датчиками, чудес не бывет

[Андрей67 2]

1 минуту назад, k_v сказал:

мастерите стенд с тензо/пьезо датчиками, чудес не бывет

Тензорезисторы есть. Есть и плата, снимающая показания с них. Но как-то нужно всё это дело откалибровать?

 

3 минуты назад, k_v сказал:

можно найти инфу какими характерными радиусами валков и характерными углами контакта нужно задаваться чтобы получить похожие на реальность силы зная моменты.

 

Спасибо! Попробую поискать.

[k_v 301]

6 минут назад, Андрей67 сказал:

Тензорезисторы есть. Есть и плата, снимающая показания с них. Но как-то нужно всё это дело откалибровать?

ну наверно надо будет нагрузить разными известными силами, снять показания и построить график зависимости сила-сигнал и потом на него ориентироваться.

В реальности наверно сигнал с работающей мельницы потребуется как-то отфильтровывать и осреднять, наверняка там будут сильные кратковременные колебания

Изменено 3 мая 2018 пользователем k_v

[Андрей67 2]

17 минут назад, k_v сказал:

ну наверно надо будет нагрузить разными известными силами,

Тянуть гирями через блок?

 

18 минут назад, k_v сказал:

В реальности наверно сигнал с работающей мельницы потребуется как-то отфильтровывать и осреднять, наверняка там будут сильные кратковременные колебания

Да, сложно всё получается. Может, я не по тому пути пошел? Основная задача узнать, не деформирутся ли алюминивый корпус при работе через какое-то время.

[k_v 301]

короче как я понимаю, грубо эту радиальную силу можно прикинуть как силу, требующуюся чтобы раздавить одновременно слой зерна, помещающийся в зазор этих вальцов. или взять силу, требующуся чтобы раздавить одно самое твердое зерно и умножить на количество зерен в зазоре

[Андрей67 2]

4 минуты назад, k_v сказал:

грубо эту радиальную силу можно прикинуть как силу, требующуюся чтобы раздавить одновременно слой зерна,

Да. Но нужно узнать эту радиальную силу, хотя бы приблизительно. Вот и хотел измерить, что есть под рукой- динамометрический ключ.

[k_v 301]

ну вот, взять десяток зерен самого твердого сорта, который предполагается к помолу на аппарате. и измерить какой силой их получится раздавить, все вместе или каждое по отдельности и потом осреднить. потом взять длину рабочего зазора мельницы, и считая что зерна в нее попадают в два ряда, допустим, посчитать общее количество одновременно раздавливаемых зерен в процессе работы мельницы, и умножить его на силу, посчитанную для одного зерна.

щас пиден задастся упруго-пластическими параметрами кукурузы и все опошлит одним скриншотом

[Андрей67 2]

3 минуты назад, k_v сказал:

взять десяток зерен самого твердого сорта, который предполагается к помолу на аппарате. и измерить какой силой их получится раздавить,

Наверное, как вариант! 

[Андрей67 2]

1 час назад, k_v сказал:

должны быть какие-то дореволюционные справочники где можно найти инфу какими характерными радиусами валков и характерными углами контакта нужно задаваться чтобы получить похожие на реальность силы зная моменты.

Вот нашел кое-что. Но как увязать величину момента на приводной шестерёнке и давление на вальцы так и не понял.

[k_v 301]

2 минуты назад, Андрей67 сказал:

Вот нашел кое-что. Но как увязать величину момента на приводной шестерёнке и давление на вальцы так и не понял.

там внизу есть формула мощности, можно через нее прикинуть, если считать что вся мощность реализуется радиальной силой сжатия зерен. N=Fr*vr, Fr - сила, vr - средняя радиальная скорость, vr = R*(1-cos(a))/a*w, a - угол захвата, w - угловая скорость валка, все в рад/сек. но тут тоже получается много параметров притянутых за уши, да еще и напряжение разрушения зерен откуда-то брать надо

[Андрей67 2]

А если так? Взять из таблицы величину разрушающего усилия. Разве это не будет силой, действующей на валы?

[k_v 301]

6 минут назад, Андрей67 сказал:

А если так? Взять из таблицы величину разрушающего усилия. Разве это не будет силой, действующей на валы?

в принципе там есть данные разрушающего усилия для отдельного зерна, если взять 10 кгс на зерно, то уже можно получить какую-то цифру

[Андрей67 2]

Только что, k_v сказал:

если взять 10 кгс на зерно, то уже можно получить какую-то цифру

Я так и начал писать, да пришел ответ от Вас. Посчитать количество зёрен между валами и умножить на 10. Получим какаю-то величину Х. Т.к. у мельницы крышки опор валов с 2-х сторон, делим на 2 и получается, что сила "разрывает" каждую часть корпуса с силой Х/2?

 

 

Или не так?

[k_v 301]

Только что, Андрей67 сказал:

Я так и начал писать, да пришел ответ от Вас. Посчитать количество зёрен между валами и умножить на 10. Получим какаю-то величину Х. Т.к. у мельницы крышки опор валов с 2-х сторон, делим на 2 и получается, что сила "разрывает" каждую часть корпуса с силой Х/2?

я исхожу из того что одновременно размалывается валками два ряда зерен ( z=2, но это вопрос дискуссионный), характерный размер, который занимает зерно вдоль валков пусть будет s0=5 мм. тогда количество зерен в ряду при рабочей длине валка L будет n1=L/s0.

общее количество одновременно размалываемых зерен n= z*n1, суммарная радиальная сила на валке Fr = n*F0, F0=10 кгс. И врядле сами корпуса опор валков будут слабым местом конструкции, если не сломаются сразу. Подшипники гораздо чувствительнее.

[Андрей67 2]

7 минут назад, k_v сказал:

И врядле сами корпуса опор валков будут слабым местом конструкции,

Есть тонкое место в корпусе опор, сечением 10х7мм.  Не "растянется" ли корпус в этом месте при длительном помоле?

n1=L/s0=100/5=20

n=40

Fr=40*10=400кгс

Изменено 3 мая 2018 пользователем Андрей67

[k_v 301]

1 минуту назад, Андрей67 сказал:

Есть тонкое место в корпусе опор, сечением 10х7мм.  Не "растянется" ли корпус в этом месте при длительном помоле?

ну получается 7 мм*10 мм* 120 МПа = 840 кг где-то допустимой статической нагрузки. теперь надо прикинуть силу на валках.