MHD Berekeningen belasting/levensduur
Voorbeeld 2
Een MHD systeem wordt gebruikt in een robot toepassing waar een robot bevestigd is op een tandheugel aangedreven wagen
die voor de langsbeweging zorgt in een pick and place toepassing. Het diagram toont hoe de robot is gepositioneerd gedurende
de werkcyclus. De uitgestrekte robot arm heeft 3 zwaartepunten welke posities en waarden zijn weergegeven in voorbeeld 2,
hierboven getoond. De zwaartepunten liggen allemaal in hetzelfde verticale vlak dat zich centraal ten opzichte van de wagenlengte
bevindt. De werkcyclus vereist dat de robot zich verplaatst tussen 2 werkstations, 10m uit elkaar. De snelheid is 1m/s voor een 40%
werkcyclus van 40 uur per week. De traagheidsbelastingen bij het opstarten en deceleratie zijn genegeerd ten behoeve van deze
berekening, aangezien de acceleratie zeer gering is.
De momentbelasting vermeerderd de belasting op de bovenste lagers aan de rechtse kant van de wagen en vermindert de belasting
op de bovenste lagers aan de linkse kant van de wagen. De krachten die gedragen worden door de lagers worden als volgt
berekend:
[opsomming van alle krachten]
[momenten van A]
[herschikken bovenstaande]
[vervangen in eerste formule]
Het wordt duidelijk uit bovenstaande formules dat de blokken aan de rechter kant van de geleiding een zwaardere belasting
hebben en dat de bovenste lagers deze belasting dragen. De blokken aan de linker kant zijn minder zwaar belast en het zijn de
onderste lagers die de belasting dragen en die het draaimoment van de belasting weerstaan. Hierdoor zijn het de bovenste lagers
die de levensduur van het systeem bepalen.
Zowel R1 en R2 worden ondersteund door 2 lagerblokken, dus elk blok draagt de helft van de belasting. Het zwaarst belaste blok
draagt daarom een kracht van 36546/2 = 18273N.
Door de formule voor levensduur voor het bovenste lager te gebruiken komt de levensduur neer op:
Levensduur bovenste lager (km) =
Waar L
(max) = 34,000N en L
1A
2
In deze toepassing is de systeemsnelheid 1m/s x 60 x 60 x 40 (seconden/week) x 0.4 (40% werkcyclus) = 57600m of 57.6km per
week. De systeem levensduur is derhalve 7760/57.6 = 136 weken of ongeveer 2.6 jaar
1600
450
L1 = 20000N
A
B
R2
R1
747
R1 + R2 = L = 29000N
R2 x 0.747m – (0.45m x 20000N) – (1.6m x 6000N) - (2.9m x 3000N) = 0
R2 = 27300 / 0.747 = 36546N
R1 + 36546 = 29000N : R1 = -7546N
L
1A(max)
1000
x
L
1A
= 18273N
1A
2900
L2 = 6000N
3
3 .
= 7760km
L3 = 3000N