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adalro
Anmeldungsdatum: 14.03.2017
Beiträge: 8
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 adalro Verfasst am: 26. März 2017 18:18 Titel: Masse löst sich auf Drehtisch |
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Hallo,
ich muss grad überlegen was alles mit dem Werkstück während der Drehbearbeitung passieren kann wenn sich ein Spannelement beim Vertikaldrehen löst.
Meine Ideen sind schon mal:
- Bei großem d/h-Verhältnis dann verschiebt sich das Werkstück radial nach außen
- Bei kleinem d/h-Verhältnis kippt das Werkstück
- evtl. könnte das Werkstück eine Kreiselbewegung machen aber das ist nur eine Überlegung. Wenn jemand bezeugen kann dass es geht dann könnt ihr mir das gerne erklären weil die Kreiselbewegung doch etwas komplexer ist (für mich)
Hat jemand andere Ideen was realistisch passieren könnte? Alle Ideen würden mir weiterhelfen.
Vielen Dank!!! |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 26. März 2017 23:17 Titel: Re: Masse löst sich auf Drehtisch! |
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| adalro hat Folgendes geschrieben: | | Hat jemand andere Ideen was realistisch passieren könnte? Alle Ideen würden mir weiterhelfen. |
Es geht ja darum, dass die Energie, die in der Drehung steckt, unkontrolliert freigesetzt wird:
- Das Werkstück könnte auseinandergerissen werden, die Teile wie Geschosse umherfliegen
- das Werkzeug könnte sich ins Werkstück bohren und verbiegen, lösen, umherfliegen
- das Werkstück könnte als Ganzes seinen Platz verlassen und in der Werkstatt umherrasen |
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adalro
Anmeldungsdatum: 14.03.2017
Beiträge: 8
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| adalro Verfasst am: 27. März 2017 10:14 Titel: |
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Vielen Dank für den Beitrag.
Ich war etwas unvollständig.
Es soll ein einfacher Zylinder ab 500 kg betrachtet werden, der mit einem Dreibackenfutter gespannt wird. Löst sich ein Spannelement, so bekommt das Werkstück eine zufällige Anzahl an Freiheitsgraden.
Somit würde ich den ersten Fall ausschließen aber die anderen sind realistisch.
Es geht mir genau um die erwähnte unkontrollierte Freisetzung.
Aber die Frage ist, wie kann man diese unkontrollierte Freisetzung beschreiben? Welche Bewegungsarten und -formen kommen vor?
Gerne können mehrere Ideen hinzukommen.
Vielen Dank! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 28. März 2017 15:28 Titel: |
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Auf das Werkstück wirkt die Zentripetalkraft. Diese greift im Schwerpunkt des zylindrischen Werkstücks an.
Welche Bewegung das Werkstück macht, hängt nicht nur vom Verhältnis d/h sondern auch von der Reibkraft zwischen Tisch und Werkstück ab. Durch die Reibkraft entsteht ein Kippmoment, dessen Höhe darüber entscheidet, ob das Werkstückt kippt, anfängt zu rotieren oder sonstige erratische Bewegungen macht.
Bei den Abmessungen kann die Corioliskraft vernachlässigt werden. |
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adalro
Anmeldungsdatum: 14.03.2017
Beiträge: 8
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| adalro Verfasst am: 28. März 2017 15:46 Titel: |
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Danke Mathefix für deinen Beitrag.
Mit der Zentripetalkraft ist klar.
Dass die Reibung unbedingt mit betrachtet werden muss ist auch klar.
Dass das Werkstück kippt ist von der Höhe UND vom Durchmesser abhängig. Die Höhe kann noch so groß sein aber wenn der Durchmesser nicht kleiner als die Höhe ist, wird der Zylinder nicht kippen (Kippmoment muss größer sein als Standmoment und das Standmoment ist vom Durchmesser abhängig)
Wieso kann die Corioliskraft bei diesen Abmessungen eigentlich vernachlässigt werden? Kannst du mir das mal mathematisch klarmachen?
Danke!! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 28. März 2017 19:29 Titel: |
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| adalro hat Folgendes geschrieben: | Danke Mathefix für deinen Beitrag.
Mit der Zentripetalkraft ist klar.
Dass die Reibung unbedingt mit betrachtet werden muss ist auch klar.
Dass das Werkstück kippt ist von der Höhe UND vom Durchmesser abhängig. Die Höhe kann noch so groß sein aber wenn der Durchmesser nicht kleiner als die Höhe ist, wird der Zylinder nicht kippen (Kippmoment muss größer sein als Standmoment und das Standmoment ist vom Durchmesser abhängig)
Wieso kann die Corioliskraft bei diesen Abmessungen eigentlich vernachlässigt werden? Kannst du mir das mal mathematisch klarmachen?
Danke!! |
Wenn Dir schon alles klar war, warum fragst Du dann noch?
Das Verhältniss von d/h spielt insofern eine Rolle, da sich mit dem Durchmesser das Stand- und mit der Höhe das Kippmoment ändert.
Die Corioliskraft kann m. E. deshalb vernachkössigt werden, da die Radialgeschwindigkeit relativ gering ist. Ausserdem muss zur Berechnung die Drehzahl des Tisches und der Radius ab dem sich der Zylinder ablöst gegeben sein. |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 29. März 2017 22:21 Titel: |
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| adalro hat Folgendes geschrieben: | | Ich war etwas unvollständig. |
Gut, also setzen wir nochmal neu auf.
| adalro hat Folgendes geschrieben: | | Es soll ein einfacher Zylinder ab 500 kg betrachtet werden, |
Das Material ist nicht definiert. 500 kg Eisen sind weniger voluminös als 500 kg Holz. Und vermutlich ist auch die (unbekannte) Drehzahl auf das Material abgestimmt.
Was ist die Zielstellung deiner Frage? Musst du als Maschinenbauer eine ausreichende Schutzvorrichtung planen?
| adalro hat Folgendes geschrieben: | | Löst sich ein Spannelement, so bekommt das Werkstück eine zufällige Anzahl an Freiheitsgraden. |
Ich stelle mir vor, der Metall- oder Holz-Zylinder hat eine gemeinsame Drehachse mit der Maschine und ist auch ein Zylinder, also einigermaßen ausgewuchtet, eiert nicht. Dann könnte man alle drei Haltebacken oder zwei oder eine entfernen. Welche Kraft sollte das Werkstück von seiner Position stoßen?
Okay, das Werkzeug der Drehbearbeitung. Das Werkstück wäre wohl so etwas wie ein Kreisel, behält im Prinzip seine Ratationsachse und wird seitlich versetzt. Das klappt aber nicht, weil ein Futter die Versetzung hindert, also wird das Werkstück gekippt.
Was macht ein 500 kg schwerer Kreisel, dessen Achse zwangsweise gekippt wird und der dann von seiner Plattform stürzt?
| adalro hat Folgendes geschrieben: | | wie kann man diese unkontrollierte Freisetzung beschreiben? Welche Bewegungsarten und -formen kommen vor? |
Ich kann beim Schach vielleicht zwei oder drei Züge voraus schätzen. Aber mit kippenden Kreiseln habe ich keine Erfahrung. |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 29. März 2017 22:45 Titel: |
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| adalro hat Folgendes geschrieben: | | Die Höhe kann noch so groß sein aber wenn der Durchmesser nicht kleiner als die Höhe ist, wird der Zylinder nicht kippen. |
Das stimmt nicht. Ob es kippt oder nicht hängt von verschiedenen Parmetern ab. Ein exakt mittig stehender Zylinder kippt nicht und fliegt auch nicht weg, das gilt grundsätzlich auch für einen hohen, dünnen Stab. Ansonsten kommt es auf die Anfangsexzentrizität an, die Geometrie des Körpers, die Reibungszahl oder die Höhe des verbeleibenden Futters, wenn der Körper in diese Richtung abfliegt. Das sind alles relativ einfache Zusammenhänge, aber doch viel Aufwand, wenn man alle Möglichkeiten beschreiben soll. |
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adalro
Anmeldungsdatum: 14.03.2017
Beiträge: 8
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| adalro Verfasst am: 31. März 2017 09:15 Titel: |
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Vielen Dank für die Antworten.
Zu Mathefix:
Mir ist nicht alles klar, deshalb suche ich hier Hilfe. Da ich mich mit dem Thema schon etwas beschäftige, weiß ich eben paar Sachen schon die ich beachten muss. War also nicht zickig gemeint.
Zu Billant:
Es handelt sich um ein Stahlzylinder. Ich betrachte hier Werkstücke bis zu 3 Tonnen. Bei den 500 kg Werkstück wäre die max. Drehzahl auf 900 U/min beschränkt, beim 3 t Werkstück auf 300 U/min. Dadurch ergeben sich eben sehr hohe Energien.
Zur Zielstellung:
Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, wie man die Energie des Werkstücks in seiner Bewegungsbahn erfassen kann.
Letztendlich ist das sicherlich für die Schutzvorrichtung wichtig aber bis dahin muss ich nicht gehen. Es geht wirklich nur um die Energie während der Bewegungsbahn eines sich lösenden Werkstücks bei Vertikaldrehen.
Zu Ich:
Das Werkstück dreht sich zunächst exakt mittig (Annahme) und wird von drei Spannelementen gespannt. Löst sich ein Spannelement, so drücken die anderen Spannelementen gegen das Werkstück, um sich ebenfalls zu entspannen (actio=reactio). Ist diese Vorspannung der Spannelemente größer als die Reibkraft (Werkstück-Tisch) dann ergibt sich eine Exzentrizität. Ab diesem Zeitpunkt bewegt sich das Werkstück weiter.
Die Frage ist eben, WIE kann sich das Werkstück weiter bewegen (es sollen so viele Möglichkeiten aufgezeigt werden wie möglich, deshalb habe ich hier um Unterstützung gebeten)
Du sprichst über relativ einfache Zusammenhänge. Genau diese Zusammenhänge sind mir wichtig. Könntest du mir vielleicht einige analytisch beschreiben? Da hab ich nämlich die meisten Probleme!
Danke für die Unterstützung!! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 31. März 2017 13:11 Titel: |
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| adalro hat Folgendes geschrieben: | Vielen Dank für die Antworten.
Zu Mathefix:
Mir ist nicht alles klar, deshalb suche ich hier Hilfe. Da ich mich mit dem Thema schon etwas beschäftige, weiß ich eben paar Sachen schon die ich beachten muss. War also nicht zickig gemeint.
Zu Billant:
Es handelt sich um ein Stahlzylinder. Ich betrachte hier Werkstücke bis zu 3 Tonnen. Bei den 500 kg Werkstück wäre die max. Drehzahl auf 900 U/min beschränkt, beim 3 t Werkstück auf 300 U/min. Dadurch ergeben sich eben sehr hohe Energien.
Zur Zielstellung:
Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, wie man die Energie des Werkstücks in seiner Bewegungsbahn erfassen kann.
Letztendlich ist das sicherlich für die Schutzvorrichtung wichtig aber bis dahin muss ich nicht gehen. Es geht wirklich nur um die Energie während der Bewegungsbahn eines sich lösenden Werkstücks bei Vertikaldrehen.
Zu Ich:
Das Werkstück dreht sich zunächst exakt mittig (Annahme) und wird von drei Spannelementen gespannt. Löst sich ein Spannelement, so drücken die anderen Spannelementen gegen das Werkstück, um sich ebenfalls zu entspannen (actio=reactio). Ist diese Vorspannung der Spannelemente größer als die Reibkraft (Werkstück-Tisch) dann ergibt sich eine Exzentrizität. Ab diesem Zeitpunkt bewegt sich das Werkstück weiter.
Die Frage ist eben, WIE kann sich das Werkstück weiter bewegen (es sollen so viele Möglichkeiten aufgezeigt werden wie möglich, deshalb habe ich hier um Unterstützung gebeten)
Du sprichst über relativ einfache Zusammenhänge. Genau diese Zusammenhänge sind mir wichtig. Könntest du mir vielleicht einige analytisch beschreiben? Da hab ich nämlich die meisten Probleme!
Danke für die Unterstützung!! |
Die leitende Fragestellungen sind:
a) Wie gross ist die Exzentrizität?
b) Wie gross ist der Reibungskoeffizient?
c) Wie cgross ist die Kraft der Spannbacken?
1. muss die Kraft der Spannbacken auf das Werkstück grösser als die Haftreibung sein, sonst entsteht keine Exzentrizität.
2. Die durch die Exzentrizität hervorgerufene Zentripetalkraft muss grösser sein als die Reibkraft, sonst bleibt das Werkstück liegen.
D.h.
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 31. März 2017 14:05, insgesamt einmal bearbeitet |
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adalro
Anmeldungsdatum: 14.03.2017
Beiträge: 8
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| adalro Verfasst am: 31. März 2017 13:31 Titel: |
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zu a) ich nehme eine Anfangsexzentrizität von 0,1 mm an
b) Reibungskoeffizient zwischen Werkstück-Drehtisch 0,2-0,3 (will ich variieren)
c) Diese Kraft ist natürlich von den Prozesskräften abhängig. Auch hier würde ich zwischen 5000 - 7000 N variieren.
zu 1. und 2. kann ich nur zusagen!
Wenn ich ein sehr kleines d/h Verhältnis habe, dann kann ich das Werkstück als Stab bezeichnen. Hier taucht wieder die Frage auf: Was kann passieren? Das Werkstück könnte ja nach "hinten" kippen. Und was passiert wenn oben der Drehmeißel am Werkstück angreift. Bricht er ab oder verhinder er das Kippen des Werkstücks oder kippt und rollt das Werkstück seitlich weg?
Auf diese Fragen suche ich z.B. eine analytische Beschreibung um zumindest wissen zu können dass diese Fälle möglich sind. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 31. März 2017 14:46 Titel: |
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| adalro hat Folgendes geschrieben: | zu a) ich nehme eine Anfangsexzentrizität von 0,1 mm an
b) Reibungskoeffizient zwischen Werkstück-Drehtisch 0,2-0,3 (will ich variieren)
c) Diese Kraft ist natürlich von den Prozesskräften abhängig. Auch hier würde ich zwischen 5000 - 7000 N variieren.
zu 1. und 2. kann ich nur zusagen!
Wenn ich ein sehr kleines d/h Verhältnis habe, dann kann ich das Werkstück als Stab bezeichnen. Hier taucht wieder die Frage auf: Was kann passieren? Das Werkstück könnte ja nach "hinten" kippen. Und was passiert wenn oben der Drehmeißel am Werkstück angreift. Bricht er ab oder verhinder er das Kippen des Werkstücks oder kippt und rollt das Werkstück seitlich weg?
Auf diese Fragen suche ich z.B. eine analytische Beschreibung um zumindest wissen zu können dass diese Fälle möglich sind. |
Alles mögliche ist möglich, hängt von den Maßen des Werkstücks und den anderen genannten Parameter ab.
Da diese nicht bekannt sind, macht wenig Sinn alle möglichen Kombinationen durchzurechnen. Es können nur qualitative Aussagen gemacht werden. |
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adalro
Anmeldungsdatum: 14.03.2017
Beiträge: 8
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| adalro Verfasst am: 31. März 2017 15:16 Titel: |
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Man kann doch auch ohne die Werte zu kennen eine analytische Beschreibung durchführen. Ich werde natürlich einen begrenzten Wertebereich festlegen müssen, wenn ich dann zu Lösungen kommen will. Aber ich dachte mir erstmal die Zusammenhänge der verschiedenen Parameter mathematisch herzuleiten.
Ich werde auch nicht alle Möglichkeiten berechnen aber eben die wahrscheinlichsten. |
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 31. März 2017 19:08 Titel: |
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Wenn Du tatsächlich die Flugbahn und die Flugrotation mit analytischen Mitteln lösen willst, dann halte ich dies für ein sehr ambitioniertes Ziel. |
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adalro
Anmeldungsdatum: 14.03.2017
Beiträge: 8
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| adalro Verfasst am: 06. Apr 2017 14:48 Titel: |
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Also die Flugbahn und -rotation soll dann mittels numerischer Simulation gelöst werden. Dafür benötige ich aber vorher die Randbedingungen, welche ich dann in das Mehrkörpersystem einbringe.
Deshalb ist mir die Kenntnis oder zumindest die Vermutung möglicher Flugbahnen oder Bewegungen der gelösten Masse wichtig. |
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