Bruchlast näherungsweise berechnen?

Hallo zusammen.

Ich möchte mir einen einfachen Flaschenzug mit hoher Bruchlast selbst bauen. Ein Block besteht jeweils aus vier Platten zwischen denen drei Rollen laufen. Von der Seite betrachtet soll das ganze so aussehen:

http://home.arcor.de/eiskeil/other/platten.jpg

Links der Bolzen, auf dem die Rollen laufen, rechts ein zweiter Bolzen, der die Platten nochmals verbindet und an dem das ganze aufgehängt wird. Die Platten sind 5mm dick und bestehen aus Aluminium 7075 T6 (Zugfestigkeit ~500N/mm²)

Das Problem ist: ich wüsste gern, wie groß die Bruchlast einer einzelnen solchen Platte ungefähr ist, wenn beide Bolzen auseinandergezogen werden. Kann mann das irgendwie annähern?

Hallo

Die Platten werden auf Biegung belastet und haben einen Querschnitt von Breite 60 und Höhe 5 mm.
Last mal Lochabstand ergibt das Biegemoment.
Biegespannung = Biegemoment / Wiederstandsmoment.
Vergleich mit zulässiger Biegespannung für Alu.

Du kannst auch die Scherung des Rollenbolzens errechnen mit einem drittel der Gesamtlast. Zur Sicherheit Gesamtlast.
Scherspannung = Last / Bolzenquerschnitt. (Stahlbolzen?)

Gruss

Hm. Wieso denn auf Biegung? Eigentlich doch nur auf Zug.
Hier nochmal ein schematisches Bild, wie ein einzelner Block aussehen soll:
http://home.arcor.de/eiskeil/other/block1.jpg

Hallo Beat,

Du kannst auch die Scherung des Rollenbolzens errechnen mit
einem drittel der Gesamtlast. Zur Sicherheit Gesamtlast.
Scherspannung = Last / Bolzenquerschnitt. (Stahlbolzen?)

In der Zeichnung ergeben sich pro Rolle 2 Scherpunkte. Dementsprechend wäre der der Bolzenquerschnitt in der Berechnung der Scherfestigkeit mit 2 zu multiplizieren.
Als Scherfestigkeiten könnte ich folgende Minimalwerte anbieten:
Einfachster Stahl: 300 - 350 N/mm²
Reines Aluminium beginnt bei 60 N/mm²
Bei Hebezeugen sollte die Sicherheit mit Faktor 2 - 3 in in die Dimensionierung mit einfließen.

mfg

nutzlos

Hallo,

Bei Deiner Werkstoffbezeichnung:
" Aluminium 7075 T6 (Zugfestigkeit ~500N/mm²)" meinst Du wohl F6.
F6 entspricht einer Mindestzugfestigkeit von 60 N/mm².
Der kleine Bolzen hat 8 mm Durchmesser…Platte 5 mm dick.
Das ergibt einen Querschnitt von 40 mm² … Rm = 2400 N = 240 Kg
Nun lassen wir mal die generell richtige Annahme von @Beat mit der Durchbiegung außer acht, den unbekannten Wert der maximal zulässigen Flächenpressung für Dein Alu ebenfalls.
Den Mittelpunkt der 8 mm Bohrung würde ich aber noch min. 10 mm weiter
nach innen setzen.
Da Du vermutlich Stahlbolzen verwendest, wenden wir uns den Alu - Platten zu:
4 x 240 = 960 / 3 ( Sicherheitsfaktor ) = 320 Kg Hebelast des Flaschenzuges. ( als sicherer Vorschlag könnten auch noch 350 Kg gelten )

mfg

nutzlos

Bei den Bolzen sehe ich kein Problem. Da wollte ich einfach eine 8mm 12.9 Maschinenschraube nehmen. Natürlich mit langem Schaft, damit der Querschnitt im belasteten Bereich nicht durch das Gewinde geschwächt ist. Da komme ich ja alleine bei einer Scherfläche rechnerisch auf über 5t.

Die Frage ist doch eher, wann die Aluplatten brechen werden…

Hallo

Gewichtskräfte wirken normalerweise nach unten.
Also zeig dein Problem doch in der Lage, in der es vorkommt, damit man die effektive Einbaulage versteht.

Es wird dir niemand antworten, wenn du so leihaft vorgehst.
Da zweifeln viele, ob du wirklich gewillt bist, das zu bauen.

Zentral ist die Frage des Kraftangriffes auf beiden Seiten und deren Richtung.
Ohne diese Angaben kann niemand ein max Gewicht angeben.

Gruss
Beat

Hallo @Beat,

das größte Problem ist das von ihm benannte Material. Ich habe nach der Eingabe der Bezeichnung zwar etwas gefunden, aber mehr oder weniger nur Bruchdehnung ( 5-8 % ), und wenn ich richtig übersetzte, noch Streckgrenze und Zugfestigkeit.
Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/7075_aluminium_alloy
Wenn er das bezeichnete Material wirklich hat, käme ich auf Werte von
ca: Streckgrenze Re ~ 67 N/mm²
ca: Zugfestigkeit Rm ~ 79 N/mm²
Korrigiere die Berechnung bitte, wenn sie in der Umrechnung falsch ist.
Beim Modellbauer " Carson " wird dieses Material ( Schrauben, gerolltes Gewinde / " hart " ) mit ca.: ~ 520 N/mm² angegeben.
http://www.sebimoto-germany.de/Pages/schrauben/schra…
Vermutlich ist sich @pillinger jetzt nicht sicher, welches Material er genau vor sich hat. Da hilft ihm ungesehen nur ein Zugversuch in einem Labor mit einem definiertem Prüfstück.
Der englischen Wiki möchte ich jetzt auch nicht unbedingt vertrauen.

mfg

nutzlos

Ok, ihr habt recht. Ich versuch es nochmal besser zu beschreiben.

Zunächst mal die Bilder, wie ich mir das ganze vorstelle:
http://home.arcor.de/eiskeil/other/platten.jpg
http://home.arcor.de/eiskeil/other/block_n1.jpg
http://home.arcor.de/eiskeil/other/block_n2.jpg

Es besteht also aus vier dieser Platten, drei Rollen, zwei langen Schaftschrauben und sechs Hülsen, die sich auf den Schrauben befinden. Die halten zum einen den Abstand und außerdem laufen darauf die Lager der Rollen.
Das Teil soll an dem dickeren Bolzen aufgehängt werden.

Zum Material:
Für die Platten will ich Aluminium 7075 T6 (AlZnMgCu1,5) verwenden.
Gibt es hier zu kaufen: http://www.alu-verkauf.de/ALUMINIUM/PLATTEN
Infos auf dieser Seite unten: http://www.alu-verkauf.de/Werkstoffe
Datenblatt zB hier: http://www.wst-center.de/fileadmin/user_upload/PDF-D…

Hallo,

Ich möchte mir einen einfachen Flaschenzug mit hoher Bruchlast
selbst bauen.

Weshalb nimmst Du dann nicht Stahl sondern Alu?

Gruß:
Manni

Hallo

Ja, jetzt sieht es schon besser aus.

Die Rollen müssen noch gelagert werden und der Kraftangriff von oben wird wahrscheinlich in der Mitte des Bolzens sein. Somit ist der Bolzen ein Teil des Themas.

Für die Platten bestehen keine Festigkeitsprobleme, weil man sie auf reinen Zug auslegen kann.
Schnitt durch das grösste Loch ergibt Belastungs-Querschnitt. geteilt durch vier.

Das grössere Problem sehe ich bei den Lagerungen der Rollen.
Du spannst alles zusammen. Wie ist Lagerung gelöst?
Wie wird die Halterung nach oben aussehen.

Die Platten sind kein Problem, die halten.

Gruss

Hallo Beat,

Die Rollen müssen noch gelagert werden und der Kraftangriff
von oben wird wahrscheinlich in der Mitte des Bolzens sein.
Somit ist der Bolzen ein Teil des Themas.

Für die Platten bestehen keine Festigkeitsprobleme, weil man
sie auf reinen Zug auslegen kann.
Schnitt durch das grösste Loch ergibt Belastungs-Querschnitt.
geteilt durch vier.

Wie sieht es mit der Lochleibung aus?

Das grössere Problem sehe ich bei den Lagerungen der Rollen.
Du spannst alles zusammen. Wie ist Lagerung gelöst?

Er müßte die Rollen auf kurzen Distanzstücken (etwas breiter als die Rollen) lagern, sonst verspannt er alles mit der Zentralschraube. Oder er dreht jeweils links und rechts einen Absatz an und auf den Zapfendurchmessern schneidet er Gewinde.

Wie wird die Halterung nach oben aussehen.

Das möchte ich auch gern wissen.

Gruß:
Manni

Hallo Beat.

Die Rollen müssen noch gelagert werden und der Kraftangriff
von oben wird wahrscheinlich in der Mitte des Bolzens sein.
Somit ist der Bolzen ein Teil des Themas.

Die Aufhängung wird gleichmäßig auf den Bolzen verteilt. Evtl einfach mittels einer kurzen Schwerlastschlinge. Könnte man in die beiden äußeren Zwischenräume einhängen. Damit wäre die Biegebelastung auf den Bolzen gering.

Für die Platten bestehen keine Festigkeitsprobleme, weil man
sie auf reinen Zug auslegen kann.
Schnitt durch das grösste Loch ergibt Belastungs-Querschnitt.
geteilt durch vier.

Kannst du das vielleicht konkretisieren?
Welcher Schnitt wäre das in meinem Fall?
Genau das ist es, was ich wissen wollte…

Das grössere Problem sehe ich bei den Lagerungen der Rollen.
Du spannst alles zusammen. Wie ist Lagerung gelöst?
Wie wird die Halterung nach oben aussehen.

Für den Bolzen habe ich schon 15mm breite Distanzhülsen aus gehärtetem Stahl mit Außendurchmesser 12mm. Darauf laufen 14mm breite Nadelhülsen (HK1214). Die eigentlichen Rollen kleb ich dann mit nem 2K-Kleber auf die Nadelhülsen.