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Bremsflächenermittlung
 
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Burii



Anmeldungsdatum: 20.10.2016
Beiträge: 4

Beitrag Burii Verfasst am: 20. Okt 2016 10:30    Titel: Bremsflächenermittlung Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hey Leute bin im Rahmen meines Studiums auf eine Aufgabe gestoßen, die ich selbst nicht lösen kann. Es geht um das Bremsen einer Komponente, welche vorher an einem Prüfstand simuliert werden soll. Ich habe eine Geschwindigkeit in °/s gegeben (25°/s), das Gewicht der Komponente (620kg), Haftreibewerte (Stahl auf Stahl 0,15), den Hebelarm der Bremskrafteinleitung (1,53m), mindestens erforderliche Bremskraft (1926N) und Anpresskraft (6421N) und ein statisches Bremsmoment (2938Nm).
Jetzt brauche ich die nötige Bremsfläche, um es anschließend auf den Prüfstand herunterskalieren zu können. Zu dieser gibt es jedoch anscheinend keine wirkliche Formel und es mit Versuchen herauszufinden halte ich für unwahrscheinlich. Wahrscheinlich ist dieses Problem für einige von Ihnen eine Lappalie, jedoch stehe ich hier richtig auf dem Schlauch und freue mich über jede Form von Hilfe.


Meine Ideen:
Als erstes muss ich mir nach meiner Überlegung die zu bremsende Schwungmasse berechnen. Hier beginnt das erste Problem. Ich berechne die Bewegungsenergie mit der Formel:
wobei ich die Geschwindigkeit aus dem Umfang des Bremskreises: U=2r multipliziert mit den 25/360 1/s. Hierfür kommt dann bei mir 138Nm heraus, welche ich als für ziemlich klein erachte, in Anbetracht der gegebenen Werte. Rein theoretisch hängt die notwendige Bremsfläche dann mit der Bremskraft und der Anpresskraft zusammen, faktisch weiss ich es jedoch nicht. Da ich auch Minimalwerte gegeben habe, bin ich etwas verwirrt. Soll ich nun die Minimalwerte aufrunden?

Vielen Dank im Voraus für die Bemühungen!
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 20. Okt 2016 16:46    Titel: Antworten mit Zitat

Bitte Skizze der Anordnung.
Burii



Anmeldungsdatum: 20.10.2016
Beiträge: 4

Beitrag Burii Verfasst am: 20. Okt 2016 17:08    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe leider keine Skizze der Anordnung. Es handelt sich jedoch um einen C-Bogen, wie man ihn hier erkennen kann:

https://www.healthcare.siemens.de/surgical-c-arms-and-navigation/mobile-c-arms/cios-alpha

Zu bremsen gilt der Bogen, welcher sich drehen soll, in der Verankerung an der Mitte des C's

Ich selbst verstehe leider den Bremsvorgang hier nicht, weswegen sich die Aufgabe für mich noch schwieriger gestaltet.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 20. Okt 2016 17:18    Titel: Antworten mit Zitat

Burii hat Folgendes geschrieben:
Ich habe leider keine Skizze der Anordnung. Es handelt sich jedoch um einen C-Bogen, wie man ihn hier erkennen kann:

https://www.healthcare.siemens.de/surgical-c-arms-and-navigation/mobile-c-arms/cios-alpha

Zu bremsen gilt der Bogen, welcher sich drehen soll, in der Verankerung an der Mitte des C's

Ich selbst verstehe leider den Bremsvorgang hier nicht, weswegen sich die Aufgabe für mich noch schwieriger gestaltet.


Ohne genaue Beschreibung der Aufgabe, kann ich Dir bei der Lösung leider nicht helfen.

Hinweise:
a) Die Bremsfläche spielt bei der Berechnung der Reibungskraft keine Rolle. Sie wird bestimmt durch die zulässige Flächenpressung und Wärmeabführung (Fading).

b) Für die Ermittlung der Energie hast Du die Formel für eine translatorische Bewegung verwendet.
So wie es verstehe rotiert der C-Arm; da ist die Rotationsenergie anzusetzen:



Mit I = Massenträgheitsmoment des C_Arms und omega = Winkelgeschwindigkeit.

Also ohne Skizze nicht lösbar.


Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 20. Okt 2016 17:27, insgesamt einmal bearbeitet
Burii



Anmeldungsdatum: 20.10.2016
Beiträge: 4

Beitrag Burii Verfasst am: 20. Okt 2016 17:25    Titel: Antworten mit Zitat

Okay danke das hilft schon einmal weiter!

Gibt es für das "fading" bestimmte Richtlinien, welche Werte für welches Material zulässig sind, sodass es keine langfristigen Schäden gibt, oder kann man es berechnen?

Und die Bremsfläche bestimme ich dann einfach beliebig? Ich weiss zum bsp, dass verschiedene Formen verschiedene Vor- und Nachteile haben, jedoch dachte ich, dass ich die insgesamte Fläche, welche dann auf die Bremsscheibe drückt, ausrechnen kann.
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