Dimensionamento Motoruota su Carrello e Meccanismo traslazione

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Hai ragione,scusa ma stò lavorando e rischio di fare due cose fatte male,appena avrò tempo sarò lieto di darti una mano.Comunque si giusto,considera che 0,7 non è molto conservativo e basta un pò di olio sporco ecc. per far abbassare il parametro repentinamente.
Comunque se il collega @meccanicamg ha detto che già è stato trattato come argomento ti consiglio di darci un occhio.
Ciao.
P.S.:lascia perdere le tabelle,prendi nota:
1bar=100000 Pascal
1atm=101325 Pascal
queste le unità di misura con cui ti confronterai più spesso
1psi=non ricordo cerca su google

rendimento 0.9 si convenzionale
psi sono le libbre su pollice quadrato
 
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meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
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Regione: Lombardia
Con i dati che hai posto, e con qualche correzione prendendo i valori dal Nienann, abbiamo un coefficiente di attrito volvente che va da 0,03 a 0,057 e pertanto teniamo quello peggiorativo.

Prendiamo come coefficiente di attrito non perfettamente pulito e quindi imponiamo di non scendere sotto a 0,1 altrimenti andremo sicuramente a slittare con le accelerazioni che abbiamo su una sola ruota.

La reazione normale a terra di ogni ruota sarà di 3139N in via teorica e quindi se premi di più sollevi le ruote da terra portando ad uno squilibrio il carro e se premi poco non riesci a trasmettere coppia perché la ruota non si deforma e quindi non offre braccio utile all'avanzamento del moto.

Ruota motrice 160mm, riduttore i=40 e motore 4poli da 0,18kW minimo con riduttore con rendimento 90%.
 

meccanicamg

Utente Senior
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Perchè 1800N?
La Fpeso, se adotto un cilindro Ø50 potrà essere ~1060N (106kg a 6bar)
1060x0,7= 742N

Cmax=80Nm
F= Cmax/R= 80/0,08=1000N

Se corretto, già sarei fuori e quindi mi covverrebbe usare un pistone Ø63 almeno a 6bar (credo che convenga alzare la pressione per maggiore sicurezza)


Per i 105W
(1600kg*9,81) x 0,02 x 0,3m/s x 1/RendimentoRiduttore = ~104W
A Regime e in piano, con esclusione dello spunto
Tieni presente che normalmente negli impianti industriali i famosi 6bar nominali lo hai se hai 8-9bar al compressore, quindi normalmente all'utilizzatore te ne trovi solo 4-5. Metti un alesaggio grosso e metti un regolatore di pressione.
 

loscienziatopazzo

Utente poco attivo
Professione: Ingegnere Meccanico
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Buongiorno e Buona Pasqua a tutti:)

@meccanicamg
Ho provato a ricrearmi "paro-paro" la tua tab. excel sia per averla a disposizione e sia per poter fare un confronto diretto e veloce.
Con i dati che avevo inserito ieri sera ottenevo:
tab_dimensionamento_Rev.0.png

Confrontando l'excel con quello tuo(preso da forum del 2018/2019) ho dei dubbi per quanto riguarda il calcolo della Potenza (scritte rosse)

Il modello schematico ma reale seguirà questa configurazione

carro_semplificato.jpg

In mattinata lo aggiornerò per quanto riguarda fa e fv

Il carico max è stimato in 1600kg .....non perfettamente centrati nella mezzeria ma quasi sicuramente potrebbe essere spostato più verso le ruote anteriori.
Nel caso Reale le ruote anteriori hanno un D=80mm e quelle posteriori D=160
Nel modello avevo inserito solo Ø160 poiché lo reputavo peggiorativo per il lavoro che dovrà compiere (circa 1m di avanzamento e basta)


Si per il cilindro passerò direttamente a un Ø100 che in spinta mi darà circa 420daN a 6bar (ma dovrò comunque ridurla quindi dovrei essere ok)
Pistone solidale alla parte inferiore del carrello

Tanto per non farci mancare nulla, il carico totale potrebbe addirittura subire delle variazioni, orientativamente 1100-1600kg .....e questo mi pone altri dubbi per quanto riguarda la P e le reazioni esercitate sulla singola ruota motrice.
Se ho ben ragionato, con Ø100, esercitando 420daN sono a posto sia per carico max che per carico min poichè di fatto non aggiungo nessuna forza P al carrello ma consento allo stesso di scaricare la P_tot / Nruote.


Proverò ad effettuare le modifiche proposte. A dopo, grazie
 

meccanicamg

Utente Senior
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Buongiorno e Buona Pasqua a tutti:)

@meccanicamg
Ho provato a ricrearmi "paro-paro" la tua tab. excel sia per averla a disposizione e sia per poter fare un confronto diretto e veloce.
Con i dati che avevo inserito ieri sera ottenevo:
Vedi l'allegato 61551

Confrontando l'excel con quello tuo(preso da forum del 2018/2019) ho dei dubbi per quanto riguarda il calcolo della Potenza (scritte rosse)

Il modello schematico ma reale seguirà questa configurazione

Vedi l'allegato 61552

In mattinata lo aggiornerò per quanto riguarda fa e fv

Il carico max è stimato in 1600kg .....non perfettamente centrati nella mezzeria ma quasi sicuramente potrebbe essere spostato più verso le ruote anteriori.
Nel caso Reale le ruote anteriori hanno un D=80mm e quelle posteriori D=160
Nel modello avevo inserito solo Ø160 poiché lo reputavo peggiorativo per il lavoro che dovrà compiere (circa 1m di avanzamento e basta)


Si per il cilindro passerò direttamente a un Ø100 che in spinta mi darà circa 420daN a 6bar (ma dovrò comunque ridurla quindi dovrei essere ok)
Pistone solidale alla parte inferiore del carrello

Tanto per non farci mancare nulla, il carico totale potrebbe addirittura subire delle variazioni, orientativamente 1100-1600kg .....e questo mi pone altri dubbi per quanto riguarda la P e le reazioni esercitate sulla singola ruota motrice.
Se ho ben ragionato, con Ø100, esercitando 420daN sono a posto sia per carico max che per carico min poichè di fatto non aggiungo nessuna forza P al carrello ma consento allo stesso di scaricare la P_tot / Nruote.


Proverò ad effettuare le modifiche proposte. A dopo, grazie
A me viene 117W circa ....non sei lontano. C'è da dire che ho 0,047 e non 0,04 di coefficiente attrito volvente....quindi siamo lì.
 

biz

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Professione: disegnatore-progettista
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Buongiorno,
desidererei capire come fate a determinare il valore di fa e fv.Fra l'altro ho notato in altre discussioni che ci sono diverse formule,immagino empiriche, per calcolarsi lo scostamento e.
Forse non ho letto bene le altre discussioni, ma vorrei sapere chi sono gli autori di queste formule.
Io dovrò risolvere un problema simile.Trattasi di una macchina su quattro ruote ø200 bombate in C45, se non ricordo male(ora non sono in ufficio ovviamente)durezza forse HRC60 che rotolano su burback.Peso della macchina circa 3000 kg max.
Non voglio che mi calcoliate nulla,tuttavia desidererei delucidazioni su coefficienti d'attrito e di conseguenza sulla determinazione dello spostamento e.
Mi rivolgo soprattutto a @meccanicamg che sembrerebbe ferrato sull'argomento.
Grazie in anticipo.
 

biz

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Non per nulla,ma in giro ci sono troppe tabelle,che, evidentemente hanno carattere aleatorio
 

meccanicamg

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Buongiorno,
desidererei capire come fate a determinare il valore di fa e fv.Fra l'altro ho notato in altre discussioni che ci sono diverse formule,immagino empiriche, per calcolarsi lo scostamento e.
Forse non ho letto bene le altre discussioni, ma vorrei sapere chi sono gli autori di queste formule.
Io dovrò risolvere un problema simile.Trattasi di una macchina su quattro ruote ø200 bombate in C45, se non ricordo male(ora non sono in ufficio ovviamente)durezza forse HRC60 che rotolano su burback.Peso della macchina circa 3000 kg max.
Non voglio che mi calcoliate nulla,tuttavia desidererei delucidazioni su coefficienti d'attrito e di conseguenza sulla determinazione dello spostamento e.
Mi rivolgo soprattutto a @meccanicamg che sembrerebbe ferrato sull'argomento.
Grazie in anticipo.
Come detto più volte abbiamo il Nienann che nei suoi tre volumi fa scuola da ormai decenni ed è usato come fonte dell'informazione indiscutibile.
Per quanto riguarda il coefficiente di attrito volvente, in realtà bisognerebbe:
- fare delle prove di laboratorio
- chiedere alle aziende che hanno fatto campionatura
- dipende dai materiali e loro durezza
- dipende dalla velocità
- le aziende che fanno carroponte in modo serio potrebbero avere i valori calcolati con ruote campione e misurando la forza di traino orizzontale applicata in funzione del peso e velocità ....idem chi fa semoventi
- atto settore che può fornire a richiesta dei dati statistici sono le ferrovie italiane di Trenitalia che hanno una raccolta di valori di resistenza al rotolamento

Come riportato nei miei interventi, ci sono le indicazioni in merito alle varie valutazioni.

Una piccola considerazione della zona contatto ruota/binario. Se prendi una ruota in 42CrMo4 e la ricuocio, quindi caratteristiche meccaniche molli, e nitruro solo i primi 0,13/0,3mm ottengo una ruota che sembrerebbe rispecchiare la ruota dura classica in C45 Temprato 54/56HRC ma non è così. Non avendo uno strato bonificato a dovere, abbiamo una crosta sottilissima che a fatica e in breve tempo si rompe facendo lavorare lo strato sottostante molle....e così il coefficiente di attrito volvente aumenta.

Quindi attenzione alle indicazioni di fabbricazione delle ruote e dei trattamenti.

In questo sito c'è un riassunto di tutte le questioni.

Le modalità di determinazione della resistenza al rotolamento sta indicata nella ISO 18164: 2005.

Per quanto riguarda le ruote a norma DIN 15070 ti allego quanto è indicato a catalogo riferendosi alla norma stessa:
Screenshot_20210404_200552.jpg
Screenshot_20210404_200610.jpg
Screenshot_20210404_200627.jpg
Screenshot_20210404_200643.jpg

Questi appunti sono del costruttore più importante tedesco....
 
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loscienziatopazzo

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Regione: Lazio
Per l'fa credo sia interessante partire da quanto segue
https://www.encoper.org/valutazione-della-scivolosita-di-pavimenti-in-cemento-o-in-resina/
Normativa antiscivolo | DM 236 | 81/2008 | BCRA (antiscivolo-piastrelle-pavimenti.it)
Un breve video del tortus digital tribometer

Credo che per un parametro Reale sia utilissimo il parere di colleghi ed esperti del settore (anche dei fornitori) perché di certo non posso andare in azienda e fare delle prove empiriche sul pavimento industriale (quanto meno per commesse di modesta entità).
Nel mio caso tra uno 0,2 e uno 0,1 la differenza è nettissima: il sistema funziona o non funziona clamorosamente.
In questo caso, ammetto la mia ignoranza ma...sete di conoscenza. Mi affido a qualche anima pia!


Per l'fs, puoi visionare le dispense messe a disposizione da @meccanicamg
https://www.cad3d.it/forum1/threads/carrello-su-binari.52186/

Nel mio caso il fornitore della Ruota motorizzata mi ha dato fv=0,02 asserendo che è il valore tipico per un utilizzo(del suo prodotto) su pavimenti industriali.
Va detto però, per completezza, che le altre ruote non sono identiche ne come diametri ne come mescola (quelle anteriori sono basse/più larghe/rivestimento gommato di piccola entità). Aiuto:eek:

Cercando in rete ho trovato sul catalogo della Tellure, le tabelle di spinta/trazione per ruote in poliuretano 95SH A e da tab https://www.tellurerota.com/tellure...f/$FILE/TellureRota_Catalogo2018_Italiano.pdf

300kg su Ruota da Ø160x50 = 5daN
Quindi un fv 0,016 (dichiarato per V=cost / 4km/h)
 
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biz

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Per l'fa credo sia interessante partire da quanto segue
https://www.encoper.org/valutazione-della-scivolosita-di-pavimenti-in-cemento-o-in-resina/
Normativa antiscivolo | DM 236 | 81/2008 | BCRA (antiscivolo-piastrelle-pavimenti.it)
Un breve video del tortus digital tribometer

Credo che per un parametro Reale sia utilissimo il parere di colleghi ed esperti del settore (anche dei fornitori) perché di certo non posso andare in azienda e fare delle prove empiriche sul pavimento industriale (quanto meno per commesse di modesta entità).
Nel mio caso tra uno 0,2 e uno 0,1 la differenza è nettissima: il sistema funziona o non funziona clamorosamente.
In questo caso, ammetto la mia ignoranza ma...sete di conoscenza. Mi affido a qualche anima pia!


Per l'fs, puoi visionare le dispense messe a disposizione da @meccanicamg
https://www.cad3d.it/forum1/threads/carrello-su-binari.52186/

Nel mio caso il fornitore della Ruota motorizzata mi ha dato fv=0,02 asserendo che è il valore tipico per un utilizzo(del suo prodotto) su pavimenti industriali.
Va detto però, per completezza, che le altre ruote non sono identiche ne come diametri ne come mescola (quelle anteriori sono basse/più larghe/rivestimento gommato di piccola entità). Aiuto:eek:

Cercando in rete ho trovato sul catalogo della Tellure, le tabelle di spinta/trazione per ruote in poliuretano 95SH A e da tab https://www.tellurerota.com/tellure...f/$FILE/TellureRota_Catalogo2018_Italiano.pdf

300kg su Ruota da Ø160x50 = 5daN
Quindi un fv 0,016 (dichiarato per V=cost / 4km/h)
A mio avviso converrebbe analizzare per bene il caso di specie.
Minore è il diametro della ruota maggiore è la forza richiesta.Inoltre come già detto da @meccanicamg conta la durezza del materiale,in quanto,inversamente proporzionale rispetto al coefficiente d'attrito.Se il carico non è uniformemente distribuito si dovrebbe calcolare dove abbiamo maggiore reazione,sulle ruote con diametro maggiore o quelle con diametro minore?
fv 0,016 è comunque basso,considera che 4km/h sono circa 1m/s,noi abbiamo 0,3m/s di v.
Inoltre mi sa che ti conviene considerare fv in condizioni di staticità (sicuramente maggiore di 0,016).
 

meccanicamg

Utente Senior
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A mio avviso converrebbe analizzare per bene il caso di specie.
Minore è il diametro della ruota maggiore è la forza richiesta.Inoltre come già detto da @meccanicamg conta la durezza del materiale,in quanto,inversamente proporzionale rispetto al coefficiente d'attrito.Se il carico non è uniformemente distribuito si dovrebbe calcolare dove abbiamo maggiore reazione,sulle ruote con diametro maggiore o quelle con diametro minore?
fv 0,016 è comunque basso,considera che 4km/h sono circa 1m/s,noi abbiamo 0,3m/s di v.
Inoltre mi sa che ti conviene considerare fv in condizioni di staticità (sicuramente maggiore di 0,016).
Certamente che se il carico non è uniforme avremo uno sbilanciamento di reazione e quindi sarà anche peggio.
 

PIETRO2002

Utente Junior
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Mi inserisco nella discussione, riflettendo sul problema, mi viene qualche dubbio, la quinta ruota che viene inserita col cilindro pneumatico, al fine di fare avanzare il carrello, non e' che sbilancia il sistema? Per evitare lo slittamento dovro' spingere molto, quindi in questo modo vado a scaricare le altre 4 ruote folli, se il carico non e' centrato magari ne appoggeranno solo 3 o 4.. chi lo sa? In queste condizioni come avanzera' il carrello? Una soluzione, magari per questioni che non conosco non percorribile.. perche' non si pensa ad un sistema che motorizzi le due ruote di maggior diametro interponendo un innesto elettromagnetico tra il motoriduttore e l'asse da motorizzare.
Quando il carrello non deve essere movimentato l'innesto e' sganciato e tutte le ruote sono folli, viceversa, quando lo si si deve fare avanzare, si chiude l'innesto e si fa partire il motoriduttore. Idea pazza?
 

meccanicamg

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Regione: Lombardia
Mi inserisco nella discussione, riflettendo sul problema, mi viene qualche dubbio, la quinta ruota che viene inserita col cilindro pneumatico, al fine di fare avanzare il carrello, non e' che sbilancia il sistema? Per evitare lo slittamento dovro' spingere molto, quindi in questo modo vado a scaricare le altre 4 ruote folli, se il carico non e' centrato magari ne appoggeranno solo 3 o 4.. chi lo sa? In queste condizioni come avanzera' il carrello? Una soluzione, magari per questioni che non conosco non percorribile.. perche' non si pensa ad un sistema che motorizzi le due ruote di maggior diametro interponendo un innesto elettromagnetico tra il motoriduttore e l'asse da motorizzare.
Quando il carrello non deve essere movimentato l'innesto e' sganciato e tutte le ruote sono folli, viceversa, quando lo si si deve fare avanzare, si chiude l'innesto e si fa partire il motoriduttore. Idea pazza?
Pazza no....costosa si. Certamente è facile che appoggeranno 2+1 ruota ... E sinceramente non credo nella affidabilità della ruota singola che scende.
 

PIETRO2002

Utente Junior
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Pazza no....costosa si. Certamente è facile che appoggeranno 2+1 ruota ... E sinceramente non credo nella affidabilità della ruota singola che scende.
Quanto costa realizzare un progetto e buttarlo perche' non funziona?
 

loscienziatopazzo

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Mi inserisco nella discussione, riflettendo sul problema, mi viene qualche dubbio, la quinta ruota che viene inserita col cilindro pneumatico, al fine di fare avanzare il carrello, non e' che sbilancia il sistema? Per evitare lo slittamento dovro' spingere molto, quindi in questo modo vado a scaricare le altre 4 ruote folli, se il carico non e' centrato magari ne appoggeranno solo 3 o 4.. chi lo sa? In queste condizioni come avanzera' il carrello? Una soluzione, magari per questioni che non conosco non percorribile.. perche' non si pensa ad un sistema che motorizzi le due ruote di maggior diametro interponendo un innesto elettromagnetico tra il motoriduttore e l'asse da motorizzare.
Quando il carrello non deve essere movimentato l'innesto e' sganciato e tutte le ruote sono folli, viceversa, quando lo si si deve fare avanzare, si chiude l'innesto e si fa partire il motoriduttore. Idea pazza?
Costi (presumo)
Finalità: il sistema dovrà avanzare occasionalmente di qualche dm
Spazio: la soluzione occupa 200mm nella vista laterale
Le ruote non sarebbero pivottanti (cosa che a me serve) per una movimentazione manuale del carrello.
 

PIETRO2002

Utente Junior
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Due innesti elettromagnetici della Gerit - Lenze forse costano meno del sistema pneumatico.. ma se hai le ruote pivottanti, chi ti garantisce, che quando lo piloti in automatico va nella direzione in cui vuoi?
Per l'ingombro, se il motoriduttore ci sta col cilindro pneumatico ci sta anche con gli innesti.
 

loscienziatopazzo

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Due innesti elettromagnetici della Gerit - Lenze forse costano meno del sistema pneumatico.. ma se hai le ruote pivottanti, chi ti garantisce, che quando lo piloti in automatico va nella direzione in cui vuoi?
Per l'ingombro, se il motoriduttore ci sta col cilindro pneumatico ci sta anche con gli innesti.
La tua soluzione è interessante ma, non credo sia applicabile al mio caso.
La ruota la potrei mettere solo nella zona posteriore quasi allineata con le pivittanti ne consegue che non potevo ipotizzare uno schema ad assi fissi.

L’avanzamento serve solo come disimpegno da una particolare zona: le pivottanti dovranno essere controllate dall’operatore prima della movimentazione e in seguito il carrello sarà spostato manualmente (Con una massa inferiore)
La velocità finale sarà sicuramente ancora più bassa dei 6m/min che avevo impostato in tab