Obliczenie żurawia do wciągnika

Planujesz zakup sprzętu do warsztatu, masz problem z maszyną tu możesz o tym porozmawiać - nie tylko maszyny CNC

Autor tematu
Robert_K
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 8
Posty: 1264
Rejestracja: 15 sie 2017, 08:03
Lokalizacja: Podkarpacie

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#11

Post napisał: Robert_K » 07 mar 2025, 16:02

tuxcnc pisze:ma znaczenia ile się ugnie, tylko czy się nie urwie.

Tak, tux ma tu rację. Chodzi o to żeby oszacować czy taki dwuteownik podparty od spodu nie ugnie się kiedy na końcu powieszę mu prawie 600 kg.
jasiekk7 pisze:Ix = 2772cm4 (nie m4)


A widzisz, tu się pomyliłem. Dzięki za sprostowanie.

Przeglądam jeszcze internet i znalazłem jakąś stronę z przypadkiem belki podpartej w dwóch miejscach, z wystającym końcem. Wydaje mi się że to będzie bliższe mojemu przypadkowi - druga podpora to będzie koniec blachy podłożonej od spodu:
https://doswiadczeniastatyczne.blogspot ... e.html?m=1

Jest tam podany jakiś wzór, ale jeszcze tego nie liczyłem. Nawet jeśli policzę to w sumie i tak nie wiem jaki jest graniczny dopuszczalny moment deska takiego kształtownika, więc co mi to da poza świadomością że coś policzyłem? :) nigdzie nie widzę jakiś siła powoduje trwałe odkształcenie takiego dwuteownika, te wszystkie tabele niewiele mi mówią.

Pozdrawiam.




forestgril
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 3
Posty: 552
Rejestracja: 09 paź 2023, 10:20

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#12

Post napisał: forestgril » 07 mar 2025, 16:28

tuxcnc pisze:To jest żuraw, więc nie ma znaczenia ile się ugnie, tylko czy się nie urwie.


Tak podejrzewałem. W takim razie sprawa moim zdaniem wygląda z grubsza tak, że mamy moment na ramieniu siły: 3.2m x 5000N =(z grubsza w górę) 16kNm. I teraz trzeba tak dobrać szerokość x i długość spawu zastrzału y, żeby spaw wytrzymał siłę ścinania o wartości 16kNm / x. Przykładowo jeśli zastrzał będzie 0.5 metra, to mamy siłę pchającą zastrzał w dół (ścinanie na całej długości spawu zastrzału) o wartości około 32kN, czyli około 3t. Zamiast spawu można dać śruby. 1mm kwadratowy najgorszej stali wytrzymuje 20 kg udźwigu (23.5 :) ) i około połowę tego na ścinanie. Dobrać współczynnik bezpieczeństwa x4 :) i powinno wytrzymać. 300mm^2 spawu albo śrub (x 4 dla bezpieczeństwa). Czyli 4 śruby o średnicy 20mm, bo wtedy przekrój jednej śruby jest około 300mm^2.


Zakładam, że ramię dźwigu z tak dużego teownika nie złamie się na punkcie oparcia zastrzału i że zastrzał będzie gruby (kilka cm płaskownik albo jakiś profil o ściance 1cm), a zatem się nie wyboczy.

Dodane 19 minuty 23 sekundy:
Robert_K pisze:nigdzie nie widzę jakiś siła powoduje trwałe odkształcenie takiego dwuteownika, te wszystkie tabele niewiele mi mówią.


Chodzi o wartość graniczną, powyżej której następuje odkształcenie stali, oraz wskaźnik wytrzymałości W względem danej osi:

https://pkm.edu.pl/baza-wiedzy/ksztalto ... alosciowe/

To dla HEB200 będzie W=570cm^3 względem osi X (tej, która Kolegę interesuje).

Dopuszczalny moment zginający można obliczyć ze wzoru,
M = W × fy

gdzie fy=235 × 10⁶ N/m jest granicą plastyczności dla stali konstrukcyjnej 235JR (235 MPa).

Z tego wychodzi dopuszczalny moment zginający o wartości prawie 134kN, czyli na takiej belce utwierdzonej z jednej strony można powiesić nawet 134/6 = 22kN, czyli około 2t (UWAGA: poprawka, jak na końcu postu, dzielimy przez 3,2 metra, długość belki, czyli nawet 4t zanim się uplastyczni).

Dodane 8 minuty 19 sekundy:
Robert_K pisze:Ix = 2772cm4 (nie m4)


Wartości Ix,Iy związane są z obliczeniami ugięcia (z użyciem modułu Younga) a nie maksymalnej wytrzymałości. Piszę troche na skróty :)

Dodane 16 minuty 20 sekundy:
Przykładowo ten chiński podnośnik naprawdę (choć ledwo ledwo) dźwiga 1,5 tony, na ramieniu 110cm, co w miejscu mocowania (około 30cm) daje siłę 3.7 razy większa, czyli nacisk około 5,5t. Opiera się to w dwóch punktach na śrubie o średnicy jakieś 16mm, która ma przekrój około 200 mm kwadratowych. Co daje odporność na ścinanie w każdym punkie rzędu 2t. Razem 4t. Śruba ta przy takim obciążeniu, zwiaszcza, gdy się buja, przechodzi w stan plastyczny :) oraz pęka fabryczny spaw (u mnie “poprawiony”).

Obrazek

Reasumując, skoro śruba 16mm^2 od biedy wytrzymała 2.75t na ścinanie (tam był akurat nieco bardziej złożony stan naprężenia bo jak się wygięła, to jednocześnie było ścinanie i rozciąganie, ale mniejsza o szczegóły, bo robimy współczynnik bezpieczeństwa x4), to 4 takie albo trochę grubsze śruby powinny bardzo spokojnie wytrzymać zakładane 3t nacisku, przy założeniu, że zastrzał sięga na 50cm - zgodnie z wcześniejszymi oszacowaniami. Powierzchnia ewentualnego spawu powinna być porównywalna z sumarycznym przekrojem śrub.

Dodane 1 godzina 23 minuty 56 sekundy:
forestgril pisze:Z tego wychodzi dopuszczalny moment zginający o wartości prawie 134kN, czyli na takiej belce utwierdzonej z jednej strony można powiesić nawet 134/6 = 22kN, czyli około 2t.


Przepraszam, dzielimy przez 3 (3,2m), czyli około 4t zawieszone na końcu wytrzyma taka belka zamocowana z jednej strony! (Oczywiście powyższe oszacowanie mocowania bierze pod uwagę założenie obciążenia 0,5t, a nie 4t).


qqaz
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 2
Posty: 2347
Rejestracja: 28 sty 2007, 16:12
Lokalizacja: Łódź

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#13

Post napisał: qqaz » 07 mar 2025, 21:37

forestgril pisze:Z tego wychodzi dopuszczalny moment zginający
to teraz stateczność bo że się nie zegnie to jedno ale gdy przechyli to może skręcić i w łeb bierze zginanie w płaszczyźnie.
Tym bardziej że jak w każdym "żurawiu" ciężar dynda i dyndnąć może również w bok. Zaskakujące, dla jednostronnego utwierdzenia, jak niewiele się musi dyndnąć w ten bok aby belka się skręciła, szczególnie że dyndacz podczepiony do dolnej półki, przesuwnie, punktowo, bo jakieś rolki i też nie symetrycznie tylko jedna z boku.
Argument że ramię obrotowe nie broni tu skręcania.


Autor tematu
Robert_K
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 8
Posty: 1264
Rejestracja: 15 sie 2017, 08:03
Lokalizacja: Podkarpacie

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#14

Post napisał: Robert_K » 07 mar 2025, 22:05

forestgril pisze: Przykładowo jeśli zastrzał będzie 0.5 metra, to mamy siłę pchającą zastrzał w dół (ścinanie na całej długości spawu zastrzału) o wartości około 32kN, czyli około 3t. Zamiast spawu można dać śruby. 1mm kwadratowy najgorszej stali wytrzymuje 20 kg udźwigu (23.5 ) i około połowę tego na ścinanie. Dobrać współczynnik bezpieczeństwa x4 i powinno wytrzymać. 300mm^2 spawu albo śrub (x 4 dla bezpieczeństwa). Czyli 4 śruby o średnicy 20mm, bo wtedy przekrój jednej śruby jest około 300mm^2.

No, i głównie o taką pomoc mi chodziło. Pięknie mi to wytłumaczyłeś, bardzo dziękuję.

forestgril pisze:Zakładam, że ramię dźwigu z tak dużego teownika nie złamie się na punkcie oparcia zastrzału i że zastrzał będzie gruby (kilka cm płaskownik albo jakiś profil o ściance 1cm), a zatem się nie wyboczy.

Zastrzał to będą dwie blachy gr. 12mm przyspawane do rury po jej obu stronach, a drugimi końcami zespawane razem, żeby wyszło w trójkąt. Albo pomiędzy nie na ich krawędziach wspawany płaskownik tej samej grubości. Myślę, że wytrzyma i się nie wyboczy.

forestgril pisze:To dla HEB200 będzie W=570cm^3 względem osi X (tej, która Kolegę interesuje).

Male sprostowanie - to nie będzie HEB tylko IPE 220. Dużo to zmienia?

qqaz pisze:Zaskakujące, dla jednostronnego utwierdzenia, jak niewiele się musi dyndnąć w ten bok aby belka się skręciła


Mówimy o przypadku kiedy ramię dojechało już do ogranicznika a ciężar zawieszony na łańcuchu wciągnika leci dalej siłą bezwładności?

Pytanie nr 2:

Czy można w jakiś sposób oszacować jak długi w pionie ma być zastrzał (i tym samym jak bardzo oddalone od siebie punkty obrotu ramienia)? Wiadomo że można tam dać i dwa metry rury żeby było z zapasem, ale ciekaw jestem czy da się policzyć jaka długość byłaby wystarczająca.

Pozdrawiam.


Steryd
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 3
Posty: 4391
Rejestracja: 13 lut 2017, 19:34
Lokalizacja: Szczecin

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#15

Post napisał: Steryd » 07 mar 2025, 22:27

Tu akurat wystarczy trochę geometrii. Im dalej tym będzie mniejszy kąt zastrzału. Najprościej wydawałoby się logiczne doprowadzenie do kąta 45 stopni, ale to nie do końca prawda. Sinus 45 ° to ~0,7 , a 30 ° to 0,5 co powoduje korzystniejszy rozkład sił. W praktyce wykorzystuje się zatrzały o kącie nieco mniejszym do pionu.
Można?
Morzna!!!


forestgril
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 3
Posty: 552
Rejestracja: 09 paź 2023, 10:20

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#16

Post napisał: forestgril » 08 mar 2025, 01:25

Ipe 220 ma Wx=250, gdy Heb 200 - 570.

https://mizopol.pl/pl/p/Dwuteownik-stal ... iar-/12653

Oznacza to proporcjonalnie mniejszą maksymalną mase udźwigu na końcu, przed osiągnięciem granicy plastyczności przy zginaniu. Nie 4t tylko około 1.8, gdyby utwierdzić na końcu. Ale to nie problem, bo zakładamy 0.5t. To, co proponowałem wytrzyma i 1t ale to już tylko bez faktury i umowy :)

Zginanie w y i skręcanie to rzeczywiście problem, bo W w osi y to już tylko około 30-40 (a nie 250), więc nie należy bujać za mocno. Skręcenie w takim wypadku będzie analogiem wyboczenia tylko wokół osi a nie wzdłuż. Belka poszuka najmniejszej pracy, żeby poddać się przyłożonej sile.

Nie jest to aż takie przerażające, bo ramię siły jest przy skręcaniu rzędu 20-30cm (odległość haka od osi belki), co przy majtnięciu ciężarem do kąta odchylenia 45 stopni daje moment skręcający rzędu 5000N x 0.3m czyli jakieś 1700Nm, co sądzę, że belka ta nadal przeniesie. No ale lepiej tak nie majtać :)

(Aby zmniejszyć kąt majtnięcia, należy zmniejszyć prędkość, albo przyspieszenie/opóźnienie ciężaru przy hamowaniu czy przyspieszaniu i/albo wydłużyć zawiesie, bo prędkość to energia kinetyczna, a ta przy hamowaniu zsmuenia się w potencjalną, co powoduje kąt odchylenia od pionu tym większy, im krótsze zawiesie)


qqaz
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 2
Posty: 2347
Rejestracja: 28 sty 2007, 16:12
Lokalizacja: Łódź

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#17

Post napisał: qqaz » 08 mar 2025, 03:22

forestgril pisze:
08 mar 2025, 01:25
Nie jest to aż takie przerażające, bo ramię siły jest przy skręcaniu rzędu 20-30cm (odległość haka od osi belki)
ale bardziej pisałem o smukłości i zwichrzeniu a nie czystym skręcaniu.
Wprawdzie zawiesie wisi na dolnym pasie co stabilizuje belkę ale tu są już konkretne oczekiwania zasięgu i ciężaru.

PS bardzo dobrą metodą jest ściaganie z konstrukcji która działa - popatrz na ofertę żurawi, są takie ze słupem obrotowym i podobym mocowaniem ramienia. Parametry użytkowe podają wraz z głównymi wymiarami. Tylko kopiować
https://e-hak24.pl/dzwignice/zurawie-wa ... cienny-zpr


Autor tematu
Robert_K
ELITA FORUM (min. 1000)
ELITA FORUM (min. 1000)
Posty w temacie: 8
Posty: 1264
Rejestracja: 15 sie 2017, 08:03
Lokalizacja: Podkarpacie

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#18

Post napisał: Robert_K » 08 mar 2025, 03:44

Steryd pisze:W praktyce wykorzystuje się zatrzały o kącie nieco mniejszym do pionu.


Z tego co piszesz wnioskuję że wystarczy około 100 - 120cm wysokości pionowej części ramienia (osi obrotu). Dla 100cm mniejszy kąt to ~26,5 stopnia, dla 120cm - 22,6 co daje sinus mniejszy niż 0,5.
forestgril pisze:Nie 4t tylko około 1.8, gdyby utwierdzić na końcu. Ale to nie problem, bo zakładamy 0.5t.


Czyli też spokojnie wystarczy. Dzięki.

Bujał tym nie będę umyślnie, czasami się może zdarzyć ale to bardzo sporadycznie i na długim ramieniu - skoro ramię żurawia będzie na wysokości 3,5m a operował będę od poziomu podłogi do wysokości stołu na frezarce czy szlifierce (max 1m, w porywach może 1,5m) to daje dość długie ramię i tym samym mniejsze odchylenie od pionu.

Pytanie trzecie i ostatnie - czy w miejscu obrotu ramienia lepszym pomysłem będą łożyska czy tuleje mosiężne? Jeśli łożyska to najprędzej stożkowe, czy tak?
qqaz pisze:Parametry użytkowe podają wraz z głównymi wymiarami. Tylko kopiować

Ciekawa strona, widać na jednym ze zdjęć że jednotonowy ma oś obrotu dość krótką i sam zastrzał też jest delikatnie mówiąc nie bogaty, więc wydaje mi się że moje założenia będą ze sporym zapasem. Niestety nie widzę nigdzie jaki dwuteownik jest zastosowany do żurawia o wysięgu 3,5m i udźwigu 0,5t.

Pozdrawiam.


Steryd
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 3
Posty: 4391
Rejestracja: 13 lut 2017, 19:34
Lokalizacja: Szczecin

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#19

Post napisał: Steryd » 08 mar 2025, 09:08

Oczywiście lozyskowanie obrotowych mocno obciazonych osiowo elementów to tylko tuleje. Przy tak niewielkiej potrzebie zakresu ruchu i predkosci moze być nawet stal-stal, ze znacznym luzem. Łożyska toczne generują duże naciski powierzchniowe, co jest niekorzystne zwłaszcza, że będziesz je obciążać bez obrotów i zazwyczaj mniej więcej w tej samej pozycji.
Można?
Morzna!!!


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 2
Posty: 3775
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

Re: Obliczenie żurawia do wciągnika

#20

Post napisał: atom1477 » 08 mar 2025, 09:49

Steryd pisze:
08 mar 2025, 09:08
Oczywiście lozyskowanie obrotowych mocno obciazonych osiowo elementów to tylko tuleje.
Chyba promieniowo.

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „WARSZTAT”