Kraft für Beschleunigung auf Endgeschwindigkeit

Von: , Frage gestellt am Do, 19. Jul 2012

Hallo
Und schon mal Sorry für die für manche vielleicht ganz einfache Frage.
Ich habe hier eine Maschine die etwa 4,5 Tonnen wiegt. Diese wird durch einen elektrischen Antrieb innerhalb von etwa 1 Sekunde auf ca 100m/min beschleunigt.
Leider lässt es mein vor 40 Jahren genossenes Schulmathematik nicht zu, dass ich die dafür notwendige Kraft, egal ob N oder Kg berechnen kann.
Ich habe zwar schon das Internet und auch hier nach Lösungsansätzen gesucht aber leider nix gefunden.
Kann mir hier geholfen werden?

LG Armin1

11 Antworten zu dieser Frage

Antwort von (abgemeldet) nach 5 Stunden 2 hilfreich

Re: Kraft für Beschleunigung auf Endgeschwindigkei

Hallo!

Die Antwort auf die Frage (so wie sie gestellt ist) ist einfach, denn die Kraft ist Masse mal Beschleunigung:

F = ma

und die Beschleunigung ist Geschwindigkeitsänderung pro Zeit:

a = v/t

Alle Größen sind gegeben, also

F = 4500 kg * (100 m/min) / 1 s = 4500 kg * 100 m / 60 s² = 7500 N.

(Kräfte werden immer in Newton gemessen, nie in Kilogramm!)

Trotzdem habe ich Zweifel, ob das die richtige Antwort im Sinne des Problems ist. Die Einheit "Meter pro Minute" kenne ich nur aus der Fertigkungstechnik, und zwar für Schnittgeschwindigkeiten z. B. beim Drehen, Fräsen oder Bohren. Wenn es darum geht, wird ja nicht die ganze Maschine auf diese Geschwindigkeit beschleunigt, sondern nur das bewegliche Teil, also z. B. die Bohrspindel.

Und dann kommt noch hinzu, dass es sich in diesen Fällen nicht um eine geradlinige Bewegung handelt, sondern um eine Kreisbewegung. Wenn es eine Kreisbewegung ist, deren Umfangsgeschwindigkeit 100 m/min ist, dann bräuchte man ganz andere Angaben, nämlich die Drehzahl und das Trägheitsmoment. Am Ende käme dann auch nicht eine Kraft (in N) heraus, sondern ein Drehmoment (in Nm).

Michael

Antwort von nach 6 Stunden 0 hilfreich

Re^2: Kraft für Beschleunigung auf geschwindigkei

Hallo Michael

Doch die Angabe m/min ist schon richtig.
Es handelt sich um ein RBG(Regalbediengerät) bei dem ich am Antrieb zwei abgenutzte Messingbuchsen einer Schwinge durch Kunststoffelemente eines Herstellers, der auch Kabelschleppelemente herstellt, austauschen will.
Daher vielen Dank für Deine Hilfe.
Die genannten 7500N sind übrigens ein Vielfaches weit weg von den möglichen Grenzbelastungen der Gleitlagerbuchsen

Gruß Armin
- Antwort von (abgemeldet) nach 6 Stunden 0 hilfreich
  
  Re^3: Kraft für Beschleunigung auf geschwindigkei
  
  Hallo! Die genannten 7500N sind übrigens ein Vielfaches weit weg von
  den möglichen Grenzbelastungen der Gleitlagerbuchsen
  Beachte, dass es sich hierbei um die mittlere Kraft handelt. Durch Lastwechsel können unter Umständen kurzzeitig erheblich größere Kräfte wirksam sein! Ich wage also zu bezweifeln, dass der von mir angegebene Wert tatsächlich für Festigkeitsberechnungen herangezogen werden kann.
  
  Michael
  - Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich
    
    Re^4: Kraft für Beschleunigung auf geschwindigkei
    
    Wow!
    
    Danke für die vielen Hinweise.
    Ich denke, dass es angesichts der vielen möglichen Unbekannten nun doch an der Zeit ist Roß und Reiter zu nennen.
    In der von mir genannten Anwendung sollen zwei Iglidur Bundbuchsen mit der Bezeichnung GFM-3034-26
    Die Belastungswerte hatte ich in dem Igus Lebensdauerrechner eingegeben. Selbst bei einer angegebenen Belastung von 30000N mit nur einer Buchse gibt mir der Rechner "grünes Licht"
    http://www.igus.de/Main_fs.asp?KATALOG=XIGLIDUR&GO=I...
    Daher denke/hoffe ich die richtige Auswahl zu treffen.
    Ein Pflichtenheft zu der Anlage habe ich nicht.
    
    Gruß Armin
    - Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich
      
      Re^5: Kraft für Beschleunigung auf geschwindigkei
      
      Hallo Armin,
      
      vielen Dank für den Link zum Igus-Rechner.
      
      Zur Lösung des Problems laut deinem zweiten Posting:
      „ ... zwei abgenutzte Messingbuchsen einer Schwinge durch Kunststoffelemente eines Herstellers ... austauschen“
      genügt es, die zulässige Flächenpressung p_zul vom bisherigen Material Messing und die des neuen Materials zu kennen.
      
      Die Frage nach der auftretenden Kraft bei der Beschleunigung des 4,5 t schweren Gerätes auf eine Endgeschwindigkeit von ca. 6 km/h laut deinem UP, hätte man nicht unbedingt zu stellen brauchen. Die Konstruktion des RBG Antriebs hat sich ja bewährt, es soll ein Verschleißteil ausgewechselt werden.
      
      Unter:
      http://www.fluro.de/index.php/de/produkte/1127-Tragz...
      findet man für die bisherige Ausführung ein p_zul für Stahl/Messing von 50 [N/mm2].
      Den Wert für p_zul des neuen Buchsenmaterials kannst du von den jeweiligen Lieferfirmen erfragen.
      In obigem Link zu einem Firmenprospekt ist z.B. für Stahl/Teflon-Bronzegewebe ein Wert von p_zul = 150 [N/mm2] angegeben.
      
      Viele Grüße
      
      watergolf
      - Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich
        
        Re^6: Kraft für Beschleunigung auf geschwindigkei
        
        Danke für den Flurolink
        
        Der Tragzahlentabelle entnehme ich, dass Stahl/Messing bzw Stahl/Bronze die selbe statische Tragzahl von 50 aufweisen(ich weis nicht sicher ob die Buchsen bislang aus Messing oder Bronze sind).
        Der Iglidurwerkstoff "G" hat ene Tragzahl von über 80. Also sollte ich mich auf jeden Fall im grünen Bereich bewegen.
        A Propos bewegen: Eine nennenswerte Bewegung ist an den Buchsen eh nicht zu erwarten, da die Gelenke nur die unmerkliche Krümmung der Antriebszahnschiene ausgleichen müssen. Und das bei einem Schwenkradius von etwa 50cm.
        
        Armin
      - Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
        
        Re^7: Kraft für Beschleunigung auf geschwindigkei
        
        Hallo, Danke für den Flurolink
        
        Der Tragzahlentabelle entnehme ich, dass Stahl/Messing bzw
        warum bleibst du nicht bei dem dort angegebenen Terminus technikus: "zulässige Flächenpressung" und führst neu: "Tragzahlen" ein?
        Das bringt nur Verwirrung. Stahl/Bronze die selbe statische Tragzahl von 50 aufweisen(ich
        weis nicht sicher ob die Buchsen bislang aus Messing oder
        Bronze sind).
        Da die Werte für beide Kombinationen gleich sind, ist dieses Wissen auch nicht besonders wichtig. Der Iglidurwerkstoff "G" hat ene Tragzahl von über 80. Also
        sollte ich mich auf jeden Fall im grünen Bereich bewegen.
        Stimmt. A Propos bewegen: Eine nennenswerte Bewegung ist an den
        Buchsen eh nicht zu erwarten, da die Gelenke nur die
        in erster Näherung also "statisch", na prima da brauchen wir keine zusätzlichen Berechnungen anzustellen!
        
        watergolf
      - Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
        
        Tragzahl und Flächenpressung
        
        warum bleibst du nicht bei dem dort angegebenen Terminus
        technikus: "zulässige Flächenpressung" und führst neu:
        "Tragzahlen" ein?
        Das bringt nur Verwirrung.
        Ähhh
        Entschuldige meine Unwissenheit.
        Aber mein Recherchieren bzgl N/mm^2 und MPA ergab, dass das den selben Zahlenwert ergibt. Daher...? Der Iglidurwerkstoff "G" hat ene Tragzahl von über 80. Also
        sollte ich mich auf jeden Fall im grünen Bereich bewegen.
        Stimmt.
        Also doch Flächenpressung = Tragzahl?? in erster Näherung also "statisch", na prima da brauchen wir
        keine zusätzlichen Berechnungen anzustellen!
        Im Prinzip hast Du ja Recht. Nur bin ich eben über die Suche nach der Berechnung jetzt endlich bei der Tragzahl/Flächenpressung gelandet.
        
        Gruß Armin
      - Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich
        
        Re: Tragzahl und Flächenpressung
        
        Hallo Armin, Also doch Flächenpressung = Tragzahl??
        du verstehst es nicht.
        
        Die Werte für „Flächenpressung“ und für „Tragzahl“ haben nicht die gleiche Dimension!
        Die von mir genannten Werte aus
        http://www.fluro.de/index.php/de/produkte/1127-Tragz...
        in [kN/mm²] stammen aus der dortigen „Tabelle 1: Zulässige Flächenpressung“ und nicht aus einer: „Tragzahlentabelle“, was du anscheinend annimmst.
        
        Der Begriff: „Tragzahl C [kN]“ wird im von mir oben genannten Prospekt (siehe Link) zwar genannt, aber die Werte stammen wie gesagt aus einer Tabelle des gleichen Prospekts mit der Bezeichnung: „Zulässige Flächenpressung“.
        Die letztgenannte (= Flächenpressung) besitzt die Dimension [kN/mm²].
        
        Auch in dem von dir genannten igidur Rechner:
        http://www.igus.de/Main_fs.asp?KATALOG=XIGLIDUR&GO=I...
        
        tritt der Begriff „Flächenpressung“ mehrmals auf. „Tragzahl“ fand ich dort nicht.
        
        Wie du dich ausdrückst ist mir letztlich vollkommen gleichgültig. Lediglich für eine Diskussion hier sollte man, meiner Meinung nach, Verwirrungsmöglichkeiten vermeiden. Sie können über die eigentliche Fragestellung hinaus ausufern wie man sieht und uns nur unnötig Zeit rauben die ich jetzt nicht weiter habe.
        
        Gruß
        
        watergolf

Keine passende Antwort gefunden? Jetzt eigene Frage stellen!