แรงพยุง + แรงบิดที่เกิดขึ้น


2

ฉันจำเป็นต้องออกแบบแขนหมุนซึ่งถูกดึงขึ้นด้วยทุ่น (แรงลอยตัว) ที่ตำแหน่งด้านบนของแขนคันโยกมีมวลพยายามดึงลง เหตุผลที่ฉันนำเสนอปัญหานี้คือการพิจารณาตัวแปรทั้งหมด (ที่สำคัญที่สุด) เพื่อสร้างต้นแบบที่มีต้นทุนต่ำ

enter image description here

ตัวแปรที่ฉันพิจารณาคือ: 1.- ปริมาตรของการลอยวัสดุเป็นโพรพิลีน ฉันต้องการความหนาแน่นต่ำ แต่มีปริมาณลอยสูงเพื่อสร้างแรงลอยตัวที่มากขึ้นถูกต้องหรือไม่ 2.- ระยะห่างระหว่างแรงที่ใช้กับเดือย "d1" ถ้าฉันสร้างแรงบิดได้มากขึ้นแรงที่เกิดจากการลอยตัวก็จะมากขึ้นด้วยใช่ไหม? 3.- มุมของแขนก.

นี่เป็นความพยายามครั้งแรกของฉันในการนำเสนอปัญหานี้ดังนั้นข้อเสนอแนะใด ๆ ก็ใช้ได้ เป้าหมายคือเพื่อให้ได้แรงที่มากกว่า 95 นิวตันที่สร้างโดย "object x" เพื่อที่จะไปถึง "ตำแหน่งที่ปิดผนึก" ซึ่งแสดงโดย "d2"


1
คุณถูกต้องเกี่ยวกับการสร้างทุ่นลอยน้ำ แรงลอยตัวขึ้นอยู่กับส่วนของลอยที่จมอยู่ใต้น้ำ จากนั้นเพียงแค่ (:-)) คำนวณแรงบิดที่ใช้โดย ObjectX: มันติดอยู่กับ Arm B หรือว่าเป็นแบบยืนฟรีเพื่อที่จะไม่หมุนรอบจุดหมุนหรือไม่
Carl Witthoft

วัตถุ X ติดอยู่กับแขน B ดังนั้นเมื่อระดับน้ำลดลงแรงของวัตถุ x จะสร้างการหมุนของแขน A เกี่ยวกับจุดหมุน เมื่อระดับน้ำขึ้นไปลอยจะสร้างการหมุนรอบจุดหมุนและไปถึงตำแหน่งที่ปิดผนึก (d2) หรืออย่างน้อยนั่นคือสิ่งที่ฉันตั้งใจจะทำ
Joaquin Osses

1
ฉันคิดว่าสิ่งที่คุณต้องการคือวัตถุลอยตัวที่จมอยู่ใต้น้ำบางส่วน - ไม่ว่าแรงบิดที่มีประสิทธิภาพจะถูกนำไปใช้กับการลอยและ massX ซึ่งแต่ละอย่างนั้นจะสูงสุดเมื่ออยู่ในแนวนอนในระดับเดียวกับเดือย และต่ำสุดเมื่ออยู่เหนือหรือใต้เดือย (แนวตั้งสุดขีดซึ่งไม่สามารถเข้าถึงได้ในการออกแบบของคุณเนื่องจากผนังคอนเทนเนอร์) ตราบใดที่เป็นเช่นนั้นระบบจะปิดผนึกเสมอเมื่อระดับน้ำสูงพอ หากคุณต้องการควบคุมสิ่งที่ "สูงพอ" อาจเป็นเรื่องง่ายกว่าที่จะทำให้ massX เธรดปรับขึ้น & amp; ลงแขน B
Carl Witthoft

คำตอบ:


2

แก้ไข : เพิ่มรูปวาดที่ร้องขอ + แก้ไขสูตรสำหรับการตั้งค่า 4 บาร์


ตามที่ Carl Witthoft กล่าวถึงการลอยตัวบังคับให้ $ F_1 $ จากบล็อกนั้นเป็นสัดส่วนกับปริมาณที่ถูกแทนที่ / แทนที่ ($ V_ {sub} $)

$$ F_1 = \ rho gV_ {sub} $$

ระยะทางระหว่างเดือย A ของแขนกับจุดตัดของแขน A กับ B คือ $ d_3 $

สรุปช่วงเวลารอบ Pivot A (สำหรับการตั้งค่า 4 บาร์ดูด้านล่าง):

$$ F_1 sin (\ theta) \ cdot d_1 + F_ {objectx} sin (\ theta) \ cdot d_3 = 0 $$

$$ F_ {objectx} = \ dfrac {- \ rho g V_ {sub} \ cdot d_1} {d_3} $$

(ฉันลบล้างน้ำหนักของบาร์ที่นี่)

ดังนั้นคุณสามารถย้าย วัตถุ x ลดความยาว $ d_3 $ หรือเพิ่มความยาว $ d_1 $

นอกเหนือจากนั้นคุณสามารถเพิ่ม $ V_ {sub} $ ซึ่งจะเพิ่มขึ้นเมื่อน้ำเพิ่มขึ้น แต่คุณจะต้องปรับรูปทรงของคุณเพื่อให้แน่ใจว่าคุณถึงแรงผนึกที่ความสูงของน้ำที่ต้องการ



การปรับความสูงของน้ำที่ต้องการ:

  1. คำนวณ $ V_ {sub} $ ที่ต้องการโดยที่ $ F_ {objectx} $ เป็นแรงที่เราต้องระงับน้ำหนัก วัตถุ x (95.6N?) และปิดผนึกภาชนะ

  2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปริมาณบล็อกของคุณ & gt; $ V_ {sub} $

  3. กำหนดระดับความสูงของน้ำที่คุณต้องการเพื่อสร้างตราประทับ ($ h_ {wmax} $) ปรับรูปทรงเรขาคณิตเพื่อให้แน่ใจว่าเมื่อใด วัตถุ x อยู่ในตำแหน่งปิดผนึกและน้ำอยู่ที่ $ h_ {wmax} $, $ V_ {sub} $ คำนวณได้



ฉันขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมโยง 4 บาร์แทนการตั้งค่าปัจจุบันของคุณดังนั้น วัตถุ x ไม่หมุนและถ่ายโอนแรงในแนวตั้งเท่านั้นสมมติว่านี่เป็นความตั้งใจในการออกแบบของคุณ

  1. เพิ่ม ARM C ขนานกับ ARM A ควรเชื่อมต่อกับผนังบนเดือยด้านบนจุด A และเชื่อมต่อกับ ARM B ด้วยพินเหนือ ARM A

  2. เปลี่ยนการเชื่อมต่อระหว่าง ARM A และ ARM B เป็น pin


enter image description here


ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นของคุณ! คุณสามารถเพิ่มภาพวาดที่แสดงเคล็ดลับที่ 1 และ 2 เกี่ยวกับการเชื่อมโยง 4 แถบที่คุณแนะนำได้ไหม?
Joaquin Osses

0

enter image description here

เพื่อที่จะเพิ่มแรงพยุงมากกว่าแรงที่ใช้โดยน้ำหนักของวัตถุ x ฉันกำลังพิจารณาเพิ่มระยะทาง "d1" หรืออาจลดระยะห่าง "d2" ซึ่งเป็นระยะห่างระหว่างแรงที่ใช้กับน้ำหนัก จุดหมุน ดังนั้นโมเมนตัมในจุด A (pivot) ที่สร้างโดยแรง 95.6 N จะต่ำกว่าแรงลอยตัว

ข้อเสนอแนะอื่น ๆ ?

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.