Помогите определить крутящий момент

[makess54 1]

Есть вал диаметром 80мм и весом около 90 кг который будет вращатся с скоростью 30 об/мин. На него установлена конструкция. В дальнейшем будет производится намотка тонкого металла (0,5мм) на эту конструкцию. Общий вес намотанного металла составляет около 7000кг. Я не могу правильно определить крутящий момент необходимый для проворота и правильного подбора редуктора и двигателя. По подсчётам у меня получилось что крутящий момент если округлить до ровного числа получился 8000 Нм. Считал я по формуле момент инерции умноженый на угловую скорость. Помогите разобраться

 

 

[Udav817 288]

Снова сессия? :)

 

18 часов назад, makess54 сказал:

Считал я по формуле момент инерции умноженый на угловую скорость.

Момент инерции чего? Как мы тебя можем проверить, если ты исходных данных не дал?

Где размеры барабана, где материал (барабана, вала и наматываемых листов)? Металл - это что? Сталь, медь, алюминий или ещё что?

 

18 часов назад, makess54 сказал:

Я не могу правильно определить крутящий момент необходимый для проворота и правильного подбора редуктора и двигателя.

Не совсем понял, какой именно момент нужен? Предельно допустимый, после которого листы на барабане провернёт, или достаточный для вращения барабана с рулоном металла массой 7 тонн? Считаются они по-разному.

 

Для первого видимо важна сила трения. Для этого нужны диаметр и длина барабана, материал барабана и листа металла, наличие или отсутствие масла или смазки и т.д., вплоть до температуры окружающей среды, барабана и листа. Если не сила трения, то рассчитывать, при каком моменте отгиб на свёрнутом в рулон листе выпрямится и рулон провернёт.

Для второго тоже не мешало бы знать и размеры барабана.

[vasyam 483]

20 часов назад, makess54 сказал:

Считал я по формуле момент инерции умноженый на угловую скорость

Чтобы посчитать крутящий момент из момента инерции, умножать нужно на угловое ускорение. И этот момент будет действовать только в момент пуска барабана, до того пока он не наберет 30 об/мин. 

Чтобы поддерживать вращение барабана нужно преодолеть силу трения в подшипниках, редукторе и т.д. Кроме того у вас вал консольно висит и он будет прогибаться, при вращении еще и на его деформацию будет уходить момент.

Ну и момент будет требоваться на деформацию листа, при намотке.

[ANT0N1DZE 178]

Там поди еще и натяжение должно быть, иначе нормально может не намотаться

[makess54 1]

Натяжения как такового не будет потому что будет дополнительный двигатель который этот лист тянуть будет в ножницы продольной резки металла, и после ножниц сразу наматываться на эту конструкцию. Скорости вращения будут одинаковы, поэтому думаю натяжения если и будет то не значительное. Это я учту при выборе редуктора.

Я подсчитал по формулам для вала 80мм и 90 кг и скорости вращения 30 об/мин момент инерции равен 0,3 кг*м2. Момент инерции цилиндра (бухта 600внутр х 1200наружн мм) равен 945 кг*м2.

Так как у меня будет наматывание то для старта особо момента не нужно, я считал что когда бухта намотается и все 7000 кг будут намотаны нужно это все это остановить. рассчитываю время остановки "экстренное" - 2сек. формула Момент инерции*угловое ускорение. Угловое ускорение= Угловая скорость/время остановки. Угловое ускорение вышло у меня 3,14/2=1,57 рад/с. Кр. момент= 945*1,57= 1483 Н*м + момент на валу 0,3*1,57= 0,45 Н*м. Итого вышло 1484 Н*м. Всё ли я правильно просчитал.

 

Сталь обычная конструкционная. И да посчитав на прочность вал, он не выдержит нагрузки, я сейчас делаю подпорку.

Изменено 30 июля 2019 пользователем makess54

[vasyam 483]

22 минуты назад, makess54 сказал:

я считал что когда бухта намотается и все 7000 кг будут намотаны нужно это все это остановить. рассчитываю время остановки "экстренное" - 2сек.

ИМХО торможение можно не считать редуктор сам затормозит если двигатель отключить, ну если он не развалиться конечно 

Как мне видится так вся сложность подсчитать какое усилие нужно приложить для деформации листа чтобы он скрутился, причем вначале намотки будет меньше плечо и это хорошо меньше момент  нужен, но и радиус будет меньше а это плохо усилие нужно больше. При дальнейшей намотке увеличится плечо это плохо, но с увеличением радиуса упадет усилие

Вообщем ищите как найти усилие при намотке на барабан

Изменено 30 июля 2019 пользователем vasyam

[Udav817 288]

В 30.07.2019 в 15:14, makess54 сказал:

когда бухта намотается и все 7000 кг будут намотаны нужно это все это остановить. рассчитываю время остановки "экстренное" - 2сек

Что-то я думаю, вам подшипники придётся каждый день менять. Вращающиеся 7 тонн за 2 секунды остановить... Чем останавливать-то? 

Обычная советская кривошипная гильотина, которой сталь до 10-16 мм рубят имеет редуктор, в котором колёсо на одной оси с маховиком. Так там вся гильотина 5 тонн весит, маховик и колесо - значительно меньше, максимум 800 кг. И то когда двигатель выключается, это всё останавливается минуты 2-3. И там тоже обороты примерно такие же. А вам 7 тонн за 2 секунды. Ну это только ломом.  И то я даже не знаю из чего такой лом сделать. И где вы столько одноразовых людей найдёте, которые будут этот лом всовывать.

 

Техника безопасности важнее, чем выигрыш нескольких минут с технологической паузы.

 

В 30.07.2019 в 10:43, vasyam сказал:

Кроме того у вас вал консольно висит и он будет прогибаться, при вращении еще и на его деформацию будет уходить момент.

Кстати, да. Лучше предусмотреть какую-то съёмную опору, которая хотя бы часть нагрузки возьмёт и будет компенсировать момент. Правда, конструкция такой опоры вряд ли будет простой.

Первое, что приходит на ум - свободно скользящая в осевом направлении, чтобы можно было сдвинуть, а дальше поворачивается в сторону на шарнире. Проблема в том, что со временем её будет всё труднее надеть и снять с конца вала.

 

 

[AlexKaz 1 823]

В 30.07.2019 в 13:14, makess54 сказал:

Момент инерции цилиндра (бухта 600внутр х 1200наружн мм) равен 945 кг*м2.

Так как у меня будет наматывание то для старта особо момента не нужно, я считал что когда бухта намотается и все 7000 кг будут намотаны нужно это все это остановить.

Момент инерции бухты 7000 кг не учли что ли? J_бухты=6300 кг*м^2, в 6.5 раз больше того, что Вы привели.

Для экстренного останова необходим какой-нибудь тормоз колодочный/дисковый и т.д..

И то не факт, что эту консольную конструкцию не развалит на первой же намотке.