Progetto carrello su binari

leonardo000333

Utente standard
Professione: tornitore
Software: solidworks
Regione: veneto
So che solo al titolo meccanicmag dirà che è stato trattato migliaia di volte ed è vero, ma io ho ancora una domanda... se un carrello appoggia con ruote in acciaio su rotaie, ma queste ruote non sono motrici ovvero son folli e il moto avviene grazie ad una cremaglera solidale al carrello e ad un motoriduttore con pignone a terra, le ruote folli non potranno mai slittare non essendo motrici giusto? Partendo da fermo quali fattori di attrito utilizzo per calcolare il momento che serve alla cremagliera?
Vi allego uno schizzo
 

Allegati

leonardo000333

Utente standard
Professione: tornitore
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Regione: veneto
(lo schizzo è un piano frontale, le ruote non vanno a sbattere sul pignone)
 

Stan9411

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Software: PTC Creo parametric, Matlab
Regione: Lombardia
No. In questi casi può instaurarsi il pattinamento. Se il coefficiente d’attrito tra ruota e rotaia è troppo basso, la ruota ci scivola sopra come un pattino anzichè venirsi a creare una rotazione relativa .. come se ti trovi sul ghiaccio e qualcuno ti da una spinta.
 

leonardo000333

Utente standard
Professione: tornitore
Software: solidworks
Regione: veneto
grazie , infatti come immaginavo, il problema è come faccio a progettare ruota e cremagliera perche non ci sia pattinamento? Il mio carrello puo passare da una situazione di pieno carico con 90000 ad una scarico con 8000N... è un bel problema?
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Magari non e' possibile, non conoscendo l'applicazione, ma sostituire le ruote e mettere dei pattini?
 

leonardo000333

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Professione: tornitore
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dei pattini in che senso? l'applicazione è il trasporto di materiali da punto a punto con velocita relativamente bassa. Il movimento avviene lungo un asse e non piu di uno, avevo pensato al posto dei binari e ruote a mettere rulli folli su cui va ad appoggiarsi la struttura ma il costo diventa eccessivo per la grande mole di cuscinetti da utilizzare, non c'è un formulario per la progettazione che tiene conto del'effetto pattino sulle ruote?
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Ma il carrello che lunghezza ha? che corsa deve fare? che velocita' deve avere? Mettere dei binari con pattini ricircolo di sfere? Mettere un sistema tipo cingoli dei carriarmati? Ti ho buttato li qualche idea da cosa nasce cosa, se poi magari a qualcuno vine qualche idea..
 

leonardo000333

Utente standard
Professione: tornitore
Software: solidworks
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il carrello è lungo 3 metri e deve avere uno spostamento lineare di 6 metri , il problema è che a volte puo essere carico(serve un grande momento alla cremagliera) a volte piu scarico (rischio pattinamento per il peso ridotto agente sulle ruote... cingoli dei carri armati???
 

Calender

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Software: Inventor
Regione: Friuli Venezia Giulia
Se non ci dai piu indicazioni è difficile orientarti verso a scelta giusta.Ad esempio, in che ambiente si muove il tutto? Capannone industriale,segheria,Fonderia,impianti portuali,fabbrica di caramelle :p? Potresti trarre qualche spunto dal settore di sollevamento e trasporto comunque...appena riesco vedo se trovo una dispensa sull argomento e te la inoltro ^_^
 

meccanicamg

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Visto che è l'ennesima discussione, si poteva agganciare a una esistente....proprio per mantenere una completezza di argomento.
Il pignone su cremagliera è traente quindi tutta la coppia la usa per stingersi.
Le ruote folli seguono il moto del carro solo se:
- appoggiano sulla guida a terra (può essere che trovi un sasso, un pezzo di ferro, un cedimento del binario ecc)
- e se il punto precedente viene garantito ci deve essere garantito il coefficiente di attrito moltiplicato per la forza verticale della ruota che contrasta l'accelerazione di inerzia della ruota.... altrimenti anche se non motrice., Il casso viene accelerato ma la ruota rimane lì.

Inoltre ricordati che le ruote folli consumano coppia dovuta all'attrito volvente (reazione spostata in avanti rispetto al centro ruota). Siccome parzialmente cambia la distanza di reazione eccentrica in funzione del carico, sicuramente a vuoto avrai una minore difficoltà e quindi meno coppia per fare rotolare le ruote...

Puoi postare tute le caratteristiche delle ruote, dei pesi, velocità, accelerazioni, ambiente, ecc?
Ma la cremagliera non la potevi mettere per terra?
 
Ultima modifica:

leonardo000333

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si la cremagliera la potrei mettere a terra ma allora dovrei montare sulla struttura il motoriduttore...
come velocità vorrei averne 2 disponibili;0,5mt/s e 0,25m/s, non saprei come accelerazione ma penso sia meglio una bassa accelerazione per non aumentare gli sforzi cremagliera-ruota.
quando il sistema è carico ho 100000 N da dividere per 9 ruote su 3 binari, quando il sistema è scarico ho 10000 N (sempre sule 9 ruote)
Ho pensato di usare le guide a ricircolo di sfere, sembrano anch'esse interessanti, eviterei guide a rulli per l'elevato costo, ho bisogno di una traslazione di 6 metri.
 

leonardo000333

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l'intera struttura andrà in un officina dove può essere che olio o simili imbrattino le guide, anche trucioli di piccolissime dimensioni(sega a nastro)
 

meccanicamg

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Che precisione deve avere il tutto? Non puoi montare su ruote tradizionali al posto delle guide lineari e pattini che richiedono lavorazione di fresa?
 

leonardo000333

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ruote tradizionali intendi gommate? comunque le guide a ricircolo di sfere le vendono gia pronte e penso siano ottenute per estrusione, non so, son profili in alluminio, perche secondo te il sistema ruota-binario in quella situazione non è possibile progettarlo? il carrello non puo uscire dalla traiettoria stabilita anche se non la definirei una movimentazione di precisione
 

meccanicamg

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ruote tradizionali intendi gommate? comunque le guide a ricircolo di sfere le vendono gia pronte e penso siano ottenute per estrusione, non so, son profili in alluminio, perche secondo te il sistema ruota-binario in quella situazione non è possibile progettarlo? il carrello non puo uscire dalla traiettoria stabilita anche se non la definirei una movimentazione di precisione
Intendo ruote di ferro da binario o simili....vedi post 28 qui.
Guide estruse a cosa ti riferisci? Le guide a ricircolo di sfere sono fatte da un binario terrificato e da un carrello montato. Così....

Ma in puoi costruire una specie di carrellone che sta su rotaia normalissimo?
È un carro che pesa 10ton a pieno carico e 1ton a vuoto...non è tanta roba...io di solito li faccio cose un po'più grandi....anche fino a 120ton.
 

meccanicamg

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Se fosse un normale carro da trasporto, con due binari, due ruote motrici e sei ruote folli ... ammesso che tocchino tutte sul binario, abbiamo che a pieno carico possiamo fare le accelerazioni in 3 secondi. Se applichino la stessa coppia con il carro vuoto, avremo invece uno slittamento sulle due ruote motrici.
Immaginiamo di farlo viaggiare a 0,5m/s cioè 30m/s che è una velocità normale dei carri semoventi.

Calcolo a pieno carico 10ton
Screenshot_20200424_200405.jpg

Calcolo a minimo carico 1ton.
Screenshot_20200424_200438.jpg

Per questo motivo il tuo carro è meglio che abbia la trazione con pignone e cremagliera, ammesso che i tre secondi di fermata di emergenza siano adatti per la tua applicazione.

Nei due calcoli ho tenuto la forza di accelerazione uguale....per avere un po' di equilibrio poi con le prestazioni per la scelta del motore ma in realtà avrei dovuto cambiare i parametri e mantenere la coppia e quindi pari potenza....e sarebbe stato peggio....lo slittamento sarebbe molto più accentuato.

Comunque sarebbe buona cosa che il carro fisse dotato di lettura del peso affinché si possa gestire la rampa di accelerazione/decelerazione in funzione del peso.

Le ruote folli comunque strisceranno e le sentirai fischiare perché non è possibile farle poggiate tutte a meno che fai un telaio flessibile. Se poggiano sul binario girano tutte fintanto che il momento d'attrito e il momento di inerzia delle ruote folli sono in equilibrio in relazione al coeffiente di aderenza ruota/binario.
 

leonardo000333

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quindi la soluzione ottimale è il binario con pattino a ricircolo di sfere...che intendi che per fermarsi ci mette 3 secondi...io vorrei che quando stacco il motore si fermasse istantaneamente ma mi pare di capire che non è cosi...cosa serve un motore autofrenante?
 

meccanicamg

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quindi la soluzione ottimale è il binario con pattino a ricircolo di sfere...che intendi che per fermarsi ci mette 3 secondi...io vorrei che quando stacco il motore si fermasse istantaneamente ma mi pare di capire che non è cosi...cosa serve un motore autofrenante?
Istantaneamente non esiste nulla....se vuoi che si ferma "istantaneamente" devi considerare 100/200 millisecondi.....sti cazzi....siamo a 15/30kW per frenare. E avrai una forza di decelerazione di 5 tonnellate....

No i motori auto frenanti servono per mantenere la coppia di stazionamento e non servono per frenare, altrimenti li bruci dopo una decina di cicli.

Va fatto con motore, inverter, banco di resistenze di frenatura se vuoi una cosa così spinta.

Ma hai necessariamente bisogno di tutto questo? Hai un cliente che vuole troppo? Non sai cosa o come offerire un oggetto? Dove sta l'inghippo?
 

leonardo000333

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il problema è la posizione final del carrello, che deve essere precisa di piu o meno 5 mm, quindi se ci mette 3 secondia fermarsi dovrei chiudere il motore 3 secondi prima della posizione scelta... abbastanza difficile
 

meccanicamg

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Se la posizione finale è sempre alla stessa quota si potrebbe pensare a dei deceleratori Aria/olio tipo ACE in modo che smorzi l'inerzia del carro e arrivi a battuta con precisione.

Con un po'di ipotesi spannometriche viene così:
Screenshot_20200424_222049.jpg
E quindi sarebbe un deceleratore tra questi:
Screenshot_20200424_222542.jpg
Anche se son convinto che dovrà essere regolabile il deceleratore per garantire la posizione.

Sono convinto che si può fare diversamente il tutto, però ci devi dire meglio l'applicazione cosa trasporti, cosa si aspetta il cliente, cosa sei disposto a fare, un'idea di budget....qua stiamo facendo un asse e non un carro, ci dobbiamo mettere su 2000€ di motore e 3000€ di elettronica per gestirlo....alla fine ci vorrà un riduttore epicicloidale bello tosto, sperando che non devi fare troppi cicli, altrimenti devi usare un assi paralleli o ortogonali (così non lo bruci).

Ma con queste prestazioni il carico non capotta?