Sut i Gyfrifo Llwythau Moment Canllaw Llinol: Rholio, Traw ac Yaw

 

Mae llwythi moment canllaw llinellol yn digwydd pan fydd grym allanol yn gweithredu i ffwrdd o ganol y trefniant canllaw. Gall yr eiliad rholio, traw neu yaw sy'n deillio o hynny wneud i un bloc canllaw llinellol gario llawer mwy o lwyth na'r lleill, hyd yn oed pan ymddengys bod cyfanswm pwysau'r peiriant yn ddiogel yn is na chynhwysedd graddedig y canllaw.

Mae'r canllaw hwn yn esbonio sut i gyfrifo moment allanol, sut mae bylchiad rheilffordd a bylchiad bloc yn effeithio ar ddosbarthiad llwyth, a sut i amcangyfrif y bloc sydd wedi'i lwytho fwyaf mewn system bloc deuol cymesurol, pedwar bloc.

Mae'r fformiwlâu symlach yn ddefnyddiol ar gyfer maint cychwynnol. Dylid dal i wirio'r dewis terfynol yn erbyn y graddfeydd llwyth, yr eiliadau statig a ganiateir a'r dull cyfrifo a gyhoeddir ar gyfer y model canllaw llinellol gwirioneddol.

Pam nad yw Cyfanswm Pwysau'n Ddigon ar gyfer Dewis Canllaw Llinol

Mae cyfrifiad cychwynnol cyffredin yn rhannu cyfanswm y llwyth fertigol â nifer y blociau:

Llwyth fesul bloc=Cyfanswm llwyth ÷ Nifer y blociau

Mae'r cyfrifiad hwn yn ddilys dim ond pan fydd y llwyth yn gweithredu trwy ganol geometrig trefniant canllaw digon anhyblyg a chymesur.

Yn aml mae gan beiriannau go iawn lwythi gwrthbwyso. Mae enghreifftiau yn cynnwys:

• Gwerthyd CNC yn ymestyn o flaen y blociau canllaw
• Braich robot wedi'i gosod uwchben cerbyd symudol
• Darn gwaith wedi'i leoli ar un ochr bwrdd
• Echel fertigol sy'n cyflymu neu'n arafu'n gyflym
• Grym torri neu wasgu sy'n symud i ffwrdd o'r ganolfan canllaw

Mae'r gwrthbwyso hyn yn creu eiliadau. Mae rhai blociau yn derbyn llwyth ychwanegol, tra bod eraill yn cael eu dadlwytho'n rhannol neu efallai y byddant yn cael eu llwytho i'r gwrthwyneb.

Y Fformiwla Moment Sylfaenol

Mae moment yn cael ei gyfrifo trwy luosi grym â’i bellter perpendicwlar o echel cylchdro:

M = F × e

Lle:

• M= moment, wedi'i fynegi fel arfer mewn N·m neu N·mm
• FMae=wedi cymhwyso grym mewn newtonau
• e= pellter perpendicwlar rhwng y grym a'r echelin cyfeirio

Os yw grym 2,000 N yn gweithredu 300 mm o ganol y canllaw:

M=2,000 × 300=600,000 N·mm

M = 600 N·m

Defnyddiwch unedau cyson bob amser. Os cofnodir bylchau rhwng blociau a bylchau rhwng y rheiliau mewn milimetrau, defnyddiwch N·mm am y tro. Os yw'r pellteroedd yn cael eu cofnodi mewn metrau, defnyddiwch N·m.

Rholio, Traw ac Yaw mewn System Canllaw Llinol

At ddibenion cyfrifo, mae'r erthygl hon yn defnyddio'r system gydlynu ganlynol:

• Echel {0}x:cyfeiriad teithio llinellol
• Y-echelin:cyfeiriad traws ar draws y ddwy rheilen
• Echel Z-:cyfeiriad fertigol

Gall gweithgynhyrchwyr gwahanol ddefnyddio gwahanol symbolau moment neu gyfeiriadau echelin yn eu catalogau. Cymharwch y diagram yn y catalog canllaw ei hun bob amser cyn defnyddio gwerth moment a ganiateir cyhoeddedig.

Diffiniwch y Cynllun Arweinlyfr Cyn Cyfrifo

Mae'r cyfrifiadau symlach canlynol yn rhagdybio:

• Dau ganllaw llinellol cyfochrog
• Dau floc ar bob rheilen
• Pedwar bloc gyda'r un maint ac anystwythder
• Plât mowntio anhyblyg
• Lleoliadau rheilffordd a bloc cymesur
• Arwynebau mowntio wedi'u halinio'n gywir
• Dim clirio sylweddol neu ystumio strwythurol

Mae angen dau ddimensiwn pwysig:

• W= canol-i-ganolbwyntio pellter rhwng y ddwy rheilen
• L= canol-i-ganoli'r pellter rhwng y rhesi bloc blaen a chefn

Pellteroedd canol yw'r rhain, nid lled cyffredinol y bwrdd na hyd y bloc.

Llwyth Fertigol wedi'i Ganoli

Pan fydd llwyth fertigolF_zyn gweithredu trwy ganol trefniant bloc pedwar bloc cymesur, y llwyth statig delfrydol ar bob bloc yw:

P₀ = F_z ÷ 4

Ar gyfer llwyth sy'n canolbwyntio ar 4,000 N:

P₀= 4,000 ÷ 4=1,000 N fesul bloc

Dyma'r llwyth sylfaenol cyn ychwanegu effaith rholio, traw neu rymoedd allanol eraill.

Cyfrifiad Llwyth Moment Traw Syml

Mae grym fertigol wedi'i leoli o flaen neu y tu ôl i ganol y grŵp bloc yn creu moment traw:

M_y = F_z × e_x

Ar gyfer trefniant bloc pedwar bloc cymesur, gellir amcangyfrif yr adwaith fertigol ychwanegol ar bob bloc yn y rhes â llwyth trymach fel:

ΔP_traw = M_y ÷ (2L)

Felly, y llwyth fertigol uchaf ar bob bloc yn y rhes â llwyth trwm yw:

P_max = F_z ÷ 4 + M_y ÷ (2L)

Y llwyth cyfatebol ar bob bloc yn y rhes gyferbyn yw:

P_min = F_z ÷ 4 − M_y ÷ (2L)

Nid yw canlyniad negyddol yn golygu bod y llwyth yn diflannu. Mae'n dangos bod y model symlach yn rhagweld adwaith rheiddiol ymgodi neu wrthdroi. Yna rhaid gwirio cynhwysedd llwyth gwrthdro'r bloc canllaw, rhag-lwythiad, bolltau mowntio a chyswllt strwythurol.

Enghraifft wedi'i Gweithio: CNC Z-Echel gyda gwerthyd crog

Ystyriwch sleid CNC fertigol gyda chynulliad gwerthyd wedi'i osod o flaen canol ei bedwar bloc canllaw.

• Cyfanswm grym fertigol: 4,000 N
• Gwrthbwyso llorweddol o'r bloc-canolfan grŵp: 200 mm
• Bylchau bloc cefn o'r blaen: 400 mm
• Dau ganllaw gyda dau floc i bob rheilen

Cam 1: Cyfrifwch y Llwyth Canoledig

P₀ = 4,000 ÷ 4 = 1,000 N

Cam 2: Cyfrifwch Foment y Traw

M_y = 4,000 × 200

M_y= 800,000 N·mm=800 N·m

Cam 3: Cyfrifwch y Llwyth Ychwanegol Fesul Bloc

ΔP_traw = 800,000 ÷ (2 × 400)

ΔP_traw = 1,000 N

Cam 4: Penderfynwch ar y Llwythi Bloc Blaen a Chefn

Llwyth bloc blaen=1,000 + 1,000=2,000 N y bloc

Llwyth bloc cefn=1,000 − 1,000=0 N fesul bloc

Cyfanswm y gwiriad llwyth yw:

(2 × 2,000) + (2 × 0) = 4,000 N

Er mai dim ond 1,000 N y bloc yw'r llwyth cyfartalog, mae'r ddau floc blaen yr un yn cario 2,000 N. Byddai dewis y canllaw trwy rannu cyfanswm y llwyth â phedwar yn tanamcangyfrif y blociau â'r llwyth mwyaf o 50%.

Cyfrifiad Llwyth Moment Rholio Syml

Mae llwyth sydd wedi'i leoli i'r chwith neu'r dde o'r ganolfan arweinlyfr yn creu moment rholio:

M_x = F_z × e_y

Ar gyfer dwy rheilen cymesurol wedi'u gwahanu gan bellter canolW, gellir amcangyfrif yr adwaith fertigol ychwanegol ar bob bloc ar y rheilffordd sydd wedi'i llwytho'n drymach fel:

ΔP_rholio = M_x ÷ (2W)

Mae'r llwythi bloc amcangyfrifedig ar y ddwy reilffordd yn dod yn:

P_{rheilen drom} = F_z ÷ 4 + M_x ÷ (2W)

P_{rheilen ysgafn} = F_z ÷ 4 − M_x ÷ (2W)

Mae cynyddu'r bylchau rhwng y rheilffyrdd yn lleihau'r llwyth bloc ychwanegol a achosir gan yr un eiliad rholio. Dyna pam y gall cynllun canllaw ehangach wella ymwrthedd moment hyd yn oed pan nad yw maint y rheilffordd dywys wedi newid.

Sut i Drin Moment Yaw

Mae grym ochrol sy'n gweithredu o flaen neu y tu ôl i ganol y cerbyd yn creu eiliad yaw:

M_z = F_y × e_x

Mewn trefniant bloc pedwar cymesur, amcangyfrif sylfaenol o'r adwaith ochrol ychwanegol fesul bloc yw:

ΔP_iaw = M_z ÷ (2L)

Fodd bynnag, dylid gwirio llwytho yaw gyda gofal arbennig. Mae'r dosbarthiad llwyth gwirioneddol yn dibynnu ar anystwythder ochrol y blociau, aliniad y rheilffyrdd, anhyblygedd plât mowntio, rhaglwytho ac a yw grymoedd fertigol neu ochrol eraill yn gweithredu ar yr un pryd.

Ar gyfer y dewis terfynol, cymharwch yr adweithiau ochrol a gyfrifwyd a'r llwyth cyfatebol cyfun â graddfeydd llwyth cyfeiriadol y gwneuthurwr a'r eiliadau statig a ganiateir.

Rhôl Cyfun a Thraw ar Bedwar Bloc

Ar gyfer cyfrifiad cychwynnol o blatfform bloc pedwar bloc anhyblyg, cymesur sy'n cario grym fertigol, gellir cynrychioli'r adwaith ym mhob bloc fel:

P = F_z/4 ± M_x/(2W) ± M_y/(2L)

Mae'r arwyddion yn dibynnu ar leoliad y bloc. Mae'r gornel agosaf at y llwyth gwrthbwyso fel arfer yn derbyn y ddau ychwanegiad cadarnhaol, tra bod y bloc croeslin gyferbyn yn derbyn y ddau ostyngiad.

Mae'r hafaliad hwn yn fodel adwaith statig delfrydol, nid yn fformiwla dethol catalog cyffredinol. Mae'n rhagdybio anystwythder bloc cyfartal a phlât mowntio anhyblyg. Gall dosbarthiad llwyth go iawn newid oherwydd:

• Lefelau rhaglwytho bloc gwahanol
• Gwall paraleliaeth rheilffyrdd
• Arwynebau mowntio anwastad
• Byrddau neu fracedi hyblyg
• Cyfeiriadau llwyth gwahanol
• Cyflymiad ac effaith
• Clirio rhwng blociau a rheiliau

Os daw adwaith wedi'i gyfrifo yn negyddol, os bydd sawl cyfeiriad grym yn gweithredu gyda'i gilydd, neu os nad yw'r strwythur yn gymesur, defnyddiwch ddull cyfrifo peirianyddol y gwneuthurwr canllaw neu feddalwedd dethol addas.

Nid yw Graddfa Moment Statig yr un peth â Moment Allanol

Mae catalogau canllaw llinellol yn aml yn rhestru eiliadau statig a ganiateir ar gyfer bloc unigol. Mae'r gwerthoedd hyn yn disgrifio faint o foment rholio, traw neu yaw y gall bloc ei wrthsefyll o dan amodau sefydlog penodol.

Peidiwch â chymharu cyfanswm moment y peiriant allanol yn uniongyrchol ag un gwerth catalog heb wirio:

• P'un a yw'r sgôr yn berthnasol i un bloc neu flociau lluosog
• Pa echel cylchdro mae'r sgôr yn ei gynrychioli
• P'un a yw'r sgôr yn statig neu'n ddeinamig
• Pa gyfeiriad llwyth sydd dan sylw
• A oes angen ffactor eiliad cyfatebol
• Pa ffactor diogelwch statig sy'n briodol

Dylid trosi'r foment allanol yn gyntaf i'r adweithiau neu'r llwythi cyfatebol sy'n gweithredu ar y blociau. Yna caiff y bloc sy'n cael ei lwytho fwyaf ei wirio yn erbyn y llwyth statig priodol, y llwyth deinamig a'r cyfyngiadau moment.

Cynhwyswch Grymoedd Cyflymu a Phroses

Dim ond un ffynhonnell grym yw pwysau peiriant. Mae cyflymiad yn creu syrthni:

F_syrthni = m × a

Lle:

• m= màs yn symud mewn cilogramau
• a= cyflymiad mewn m/s²
• F_syrthni= grym inertia mewn newtonau

Os yw'r grym inertia hwn yn gweithredu ar uchder uwchlaw'r blociau canllaw, mae'n cynhyrchu eiliad ychwanegol:

M_syrthni = m × a × h

Rhaid cynnwys torri, clampio, gwasgu, tensiwn gwregys a grymoedd llusgo ceblau hefyd. Ar gyfer peiriant gyda chamau gweithredu lluosog, cyfrifwch y llwyth bloc ar gyfer pob cam yn hytrach na gwirio'r cyflwr llonydd yn unig.

Sut mae Rheilffyrdd a Blociau'n Effeithio ar Llwyth Moment

Mae’r fformiwlâu symlach yn dangos perthynas bwysig:

• Mae bylchau rheilffordd mwy yn lleihau'r adwaith bloc a achosir gan foment y gofrestr.
• Mae bylchiad mwy o'r blaen i'r cefn yn lleihau'r adwaith a achosir gan eiliadau traw ac yaw.

Mae dyblu'r bylchiad cymwys tua hanner yr adwaith bloc ychwanegol a gynhyrchir gan yr un foment ddelfrydol.

Nid yw hyn yn golygu y dylid gosod y rheiliau a'r blociau bob amser mor bell oddi wrth ei gilydd â phosibl. Rhaid i'r plât symudol aros yn ddigon anhyblyg, rhaid i arwynebau mowntio gael eu peiriannu'n gywir, a rhaid i'r gosodiad ffitio o fewn strwythur y peiriant.

Pan Na Ddylid Defnyddio'r Fformiwlâu Syml ar eu Pen eu Hunain

Mae angen cyfrifiad mwy cyflawn pan fydd gan y system:

• Un rheilen neu nifer anwastad o flociau
• Gwahanol fathau neu feintiau bloc ar yr un echel
• Lleoliadau rheilffordd neu flociau anghymesur
• Bwrdd symud hyblyg
• Llwythi fertigol ac ochrol cyfun sylweddol
• Sioc, dirgryniad neu gyflymiad sy'n newid yn gyflym
• Gweithred -strôc fer
• Preload uchel neu gywirdeb mowntio ansicr
• Echelin fertigol neu uwchben hanfodol diogelwch

O dan yr amodau hyn, mae dosbarthiad llwyth yn dibynnu ar anystwythder cydrannau ac anffurfiad strwythurol. Dylid defnyddio offer cyfrifo gwneuthurwr neu fodel mecanyddol dilys ar gyfer y dewis terfynol.

Rhestr Wirio Llwyth Moment Canllaw Llinol Ymarferol

1. Diffiniwch y cyfarwyddiadau X, Y a Z ar gyfer y peiriant gwirioneddol.
2. Cofnodwch leoliad canol yr holl reiliau a blociau.
3. Cyfrifwch y grym pwysau gan ddefnyddio F=m × g lle bo angen.
4. Ychwanegu cyflymiad, torri, gwasgu a grymoedd proses eraill.
5. Mesur gwrthbwyso perpendicwlar pob grym o'r ganolfan canllaw.
6. Cyfrifwch eiliadau rholio, traw ac yaw gan ddefnyddio M=F × e.
7. Amcangyfrifwch y llwyth sy'n cael ei gludo gan y bloc sy'n cael ei lwytho fwyaf.
8. Gwiriwch yr holl gyfarwyddiadau llwyth perthnasol a'r eiliadau statig a ganiateir.
9. Cymhwyso ffactor diogelwch statig addas a chyfrifo bywyd gwasanaeth.
10. Gwiriwch fod y sylfaen, y plât symudol a'r bolltau mowntio yn ddigon anhyblyg.

Am arweiniad pellach ar lwyth statig, llwyth deinamig a dewis bywyd, gwelerSut i Ddewis Rheilffordd Canllaw Llinellol a Gallu Llwyth Cludo.

Mae cyfrifo cywir hefyd yn dibynnu ar system sydd wedi'i gosod yn gywir. GwelSut i Gosod Canllawiau Cynnig Llinellol.

Casgliad

Mae cyfrifiad llwyth moment canllaw llinellol yn dechrau gyda pherthynas syml: mae moment yn cyfateb i rym wedi'i luosi â phellter perpendicwlar. Mae trosi'r foment honno'n lwyth bloc gwirioneddol yn gofyn am fylchau'r rheilffordd, bylchau bloc a chyfeiriad llwyth.

Ar gyfer trefniant bloc deuol cymesur, pedwar bloc, gall fformiwlâu statig symlach roi amcangyfrif cyntaf defnyddiol. Maen nhw hefyd yn dangos pam mae bylchau rheilffordd ehangach a mwy o fylchau rhwng blociau yn gwella ymwrthedd i lwythi gwrthbwyso.

Dylai'r dewisiad terfynol o arweinlyfr fod yn seiliedig ar y bloc sydd wedi'i lwytho fwyaf - nid y llwyth cyfartalog - a dylai gynnwys cyflymiad, grymoedd proses, rhaglwytho, anhyblygedd strwythurol, cywirdeb mowntio, diogelwch statig a bywyd gwasanaeth gofynnol.

← Yn ôl i Flog DLY