Reibungsbremse < Maschinenbau < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 11:21 Mi 01.07.2009 | | Autor: | seb1989 |
Hallo,
Wir machen gerade ein Projekt in dem ein Fallgewicht integriert ist, welches von 3,9m/s auf Stillstand abgebremst werden soll.
Das Fallgewicht hat eine Masse von 600kg ist Schienengefürt in 4 Schienen, fällt vertikal und hat eine Geschwindigkeit bevor es abgebremst wird von 3,9m/s.
Der Bremsvorgang soll über vier Reibflächen, die waagrecht auf die Seite des Gewichts drücken, ausgeführt werden. Reibfläche ist 80mm breit, 1000mm lang. Reibungskoeffizient ist 0,5 (Stahl auf Kunststoff)
Die Kraft die die Reibfläche an das Fallgewicht drückt soll über Federn erreicht werden.
Und das Problem ist nun was für eine Federkraft benötige ich?
Ich habe Bewegungsenergie die in Spannenergie und Reibungsenergie umgewandelt wird (richtig?)
-> [mm] 1/2m*v^2=1/2*D*s^2+F_{N}*\mu
[/mm]
als Federweg habe ich 5cm gewählt (0,05m) und D mit x/0,05m ersetzt und in der Reibenergie [mm] F_{N} [/mm] ebenfalls durch x ersetzt und nach x aufgelöst und 87750Newton als Ergebnis. Ist die Rechnung so richtig, dass eine Feder, die 0,05m Federweg besitzt und eine Federkraft von 87750Newton das Gewicht stoppen würde? Spielt nicht die ReibFLÄCHE eine Rolle, also 80cm*100cm?
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt
Grüße Sebastian
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:46 Mi 01.07.2009 | | Autor: | Frasier |
Hallo Sebastian,
ich habe den Beitrag nur überflogen, halte die angegebene Formel aber für falsch, da sie nicht den Bremsweg berücksichtigt.
Wenn die Masse noch 10m rutschen darf, ist die benötigte Bremskraft kleiner als wenn die Masse nach 10mm stehen soll.
lg
F.
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 22:21 Mi 01.07.2009 | | Autor: | seb1989 |
Hallo Frasier,
ich vermute auch dass die Länge des Bremsweges eine Rolle spielt, aber ich bin mir nicht sicher.
Und wenn man einfach die gesamte Bewegungsenergie sozusagen in Reibenergie umwandelt? Vorallem mir ist aufgefallen s ist hier die Länge des Reibweges.
--> [mm] 1/2*m*v^{2} [/mm] = [mm] F_{r}*s
[/mm]
--> [mm] 1/2*600kg*(3,9m/s)^{2} [/mm] = [mm] \mu*F_{N}*s
[/mm]
--> [mm] 4563kg*m^{2}/sek^{2} [/mm] = [mm] 0,5*F_{N}*1m
[/mm]
--> [mm] F_{N}=2281,5kg*m/sek^{2} \hat= [/mm] Newton !!!
somit müsste eine Feder 2281Newton Federkraft gegen das Fallgewicht drücken um es bei einem Bremsweg von einem Meter abzubremsen.
bzw. anders überlegt, eine Reibfläche wird mit 228kg Gewichtskraft gegen das Gewicht gedrückt über eine Länge von einem Meter, was von der Größe der Kraft schon hinkommen könnte.
Gruß Sebatian
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 23:20 Fr 03.07.2009 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:18 Mi 01.07.2009 | | Autor: | chrisno |
> Wir machen gerade ein Projekt in dem ein Fallgewicht
> integriert ist, welches von 3,9m/s auf Stillstand
> abgebremst werden soll.
>
> Das Fallgewicht hat eine Masse von 600kg
>
Es fehlt noch die Information, wie lang der Bremsweg sein soll, beziehungsweise, wie lange die Bremsung dauert.
Dann kann man das a in $F = m [mm] \cdot [/mm] a$ berechnen und damit die nötige Bremskraft. Zu dieser Bremskraft muss dann noch die Geweichtskraft addiert werden.
> Der Bremsvorgang soll über vier Reibflächen, die
> waagrecht auf die Seite des Gewichts drücken, ausgeführt
> werden. Reibfläche ist 80mm breit, 1000mm lang.
> Reibungskoeffizient ist 0,5 (Stahl auf Kunststoff)
>
> Die Kraft die die Reibfläche an das Fallgewicht drückt
> soll über Federn erreicht werden.
>
> Und das Problem ist nun was für eine Federkraft benötige
> ich?
Die, die oben ausgerechnet wird, mal zwei, für den Reibungskoeffizienten.
>
> Ich habe Bewegungsenergie die in Spannenergie und
> Reibungsenergie umgewandelt wird (richtig?)
>
Nicht in Spannungsenergie, das Ding fällt ja nicht auf die Feder. Die Energie wird zu Reibungswärme, aber das bringt die Rechnung nicht voran.
>
>
> -> [mm]1/2m*v^2=1/2*D*s^2+F_{N}*\mu[/mm]
>
> als Federweg habe ich 5cm gewählt (0,05m) und D mit
> x/0,05m ersetzt und in der Reibenergie [mm]F_{N}[/mm] ebenfalls
> durch x ersetzt und nach x aufgelöst und 87750Newton als
> Ergebnis. Ist die Rechnung so richtig, dass eine Feder, die
> 0,05m Federweg besitzt und eine Federkraft von 87750Newton
> das Gewicht stoppen würde?
Die Rechnung taugt nichts.
Nehmen wir an, dass 4 Federn mit je 87750 N die Bremsbacken an die Schiene drücken. Wegen des Reibungskoefizienten ergibt das eine Gesamtkraft von [mm] $\bruch{4}{2} [/mm] 87750 N = 175500 N$. Das reicht zum Abbremsen, da sie größer als die Gewichtskraft von 6000 N ist.
Zum Bremsen stehen F = 169500 N zur Verfügung.
In $F = m [mm] \cdot [/mm] a$ kannst Du nun a ausrechnen.
Mit $v = a [mm] \cdot [/mm] t$ kannst Du die Bremsdauer bis zum Stillstand ausrechnen.
Mit $s = [mm] \bruch{a}{2}t^2$ [/mm] kannst Du nun den Bremsweg ausrechnen.
> Spielt nicht die ReibFLÄCHE
> eine Rolle, also 80cm*100cm?
>
Im Wesentlichen nicht. Wenn sie zu klein wird, dann wird sie zu warm.
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