Kräfteberechnung Roboter Vakuumsauger

[i_make_it]

Korrigierte Version:

Diese Berechnung wäre jetzt für eine Schraubenverbindung, Schweißnaht oder andere starre Verbindung maßgeblich.

Bein Vacuumsauger stellt aber je nach verwendeter Bauart eine mehr oder weniger elastische Verbindung dar.
Eine Elastische Verbindung ist federnd und somit ein Energiespeicher.
Im ungünstigsten Fall, (der allerdings recht unwahrscheinlich ist, nimmt die Feder die gesammte Energie die beim Beschleunigen entsteht auf.
Wird dann aus der Beschleunigung heraus direkt gebremst, addiert sie diese zu der Trägheitskraft die beim Bremsen entsteht hinzu.
Man kann also die Trägheitskraft mal zwei nehmen und ist dann was den Anteil der Scheerkraft angeht auf der sicheren Seite. (ziemlich weit auf der sicheren Seite)
Bedingt durch Werkstoffpaarung (Reibungsbeiwert) und Oberflächenrauhigkeit des Werkstücks, ergeben sich noch einmal Multiplikatoren für die Haltekraft des Saugers.
Durch das Beschleunigen und Bremsen, liegt eine pendelnde Belastung vor.
In der Statik ist das Lastfall III.
Um die Saugkraft zu errechnen die notwendig ist um die Scheerkraft zu neutralisieren, kann man die Formeln für die Schraubenberechnung (Lastfall III) heranziehen.

[killian3110]

Wieso verwendest du bei der Berechnung für Ffz die 3,454 m/s?
Die Formel verlangt doch omega^2 und die Einheit ist rad/s.

[Geistesblitz]

Gibt zwei Formeln, einmal eine die von der Winkelgeschwindigkeit ausgeht, und eine für die Umfangsgeschwindigkeit. omega=v/r, und damit kann man die dann auch umrechnen:
F_fz = m*v²/r oder
F_fz = m*omega²*r

Demnach wäre in seiner Rechnung aber trotzdem ein Fehler, und das erkennt man auch schon bei der Einheitenbetrachtung. Da würden dann kg*m³/s² herauskommen, was keine sinnvolle Einheit ist, erst recht nicht wenn man Kraft berechnen will.

[killian3110]

Ja das kam mir gleich komisch vor weil er einfach anstatt Omega die Geschwindigkeit nimmt.
Außerdem liegen seine Werte ziemlich weit weg von meinen und auch bei kurzem nachdenken sind seine Werte viel zu gering. 1,23N im Gegensatz zu 3,25N.

Mit den ganzen Berechnungen komme ich jetzt auf eine Haltekraft von maximal 8,55N (ohne Sicherheitsfaktor) was ich für einen sehr realistischen Wert halte.

Vielen Dank euch beiden für die Unterstützung

[i_make_it]

Sorry,
ich liege mit 40 Fieber im Bett und mir war langweilig.
Ich stelle fest Fieber ist der Konzentrationsfähigkeit abträglich.
Bin anscheinend beim Lesen in der Formelsammlung eins hochgerutscht.
Die korrigierte Fassung habe ich oben in dne Post eingefügt.
Vom prinzipiellen Vorgehen ändert sich aber nichts.
Zwei senkrech aufeinander stehende Kräfte kann man mit immer mit dem Pythagoras addieren.
Man kann natürlich auch immer die Winkelfunktionen nehmen, da man diese universell für beliebige Winkel nutzen kann. In dem Sonderfall 90° Winkel geht es aber halt auch so.

Und wie gesagt die Rechnung gilt für eine starre Verbindung. Bei einer elastischen Verbindung und dem Fall das aus der Beschleunigung direkt ins Bremsen übergegangen wird, sind die ermittelten Kräfte zu klein, da die beim Beschleunigen gespeicherte potentielle Energie ein Kraft erzeugt die in die selbe Richtung wirkt wie die Trägheitskraft beim Bremsen.
Die Federeigenschaften eines solchen Saugers in Scheerrichtung zu berechen dürfte aber knackig sein.
1998 habe ich schon meinen damaligen Chef daran scheitern sehen.
War eine Wendeeinrichtung für "Tailored Blanks" (Laserverschweiste Bleche vom Coil, um ein breiteres Blech zu erhalten)
Für die Qualitätssicherung fuhr die Schweisnaht unter einer optischen Sensor durch sollte dann gewendet werden um nach dem nächsten Sensor in dieser Lage in eine Tiefziehpresse zu gehen.
Bei der Optimierung der Taktzeit, haben die Bleche dann irgendwann angefangen sich zu versetzen und dann flog das erste weg.
Zum Glück hat es nur die Einhausung gekrasht.
25% mehr Sauger haben das Problem dann behoben.
Die ursprüngliche Haltekraft war halt auch für eine starre Verindung berechnet.
Bei einem 5*7m Blech von über 30kg wirkt sich das aber halt doch etwas stärker aus.
Den Wender umdrehen (So das die Bleche gegen die Sauger gedrückt werden, ging aber nicht wegen dem Maschinen Takt vom Schweißgerät und dem ersten Sensor. (Blech kann erst in den Schwenkbereich fahren wenn der Schwenkarm zurückgeschwenkt hat) und da für die Coils und das Pressenfundament jeweils Gruben im Boden waren, kann man so eine Kette auch nicht auseinanderziehen.