Hallo ! Ich möchte die Hubbewegung einer Hebebühne mit einer Spindel realisieren. Die Spindel muss dazu eine Axialkraft von ca 31500 N auf die Hubarme ausüben. Es ist vorgegeben, einen Elektromotor zu benutzen (ich weiss Hydraulik wäre wahrscheinlich schlauer). Nun meine Fragen: - worauf muss ich bei der Wahl der Gewindesteigung der Spindel achten; nur darauf, dass Selbsthemmung gegeben ist und das die Hubbewegung in einer annehmbaren Zeit vollzogen wird ? - woraus ergibt sich das vom Motor aufzubringende Drehmoment bzw. wo kann Formeln diesbezüglich nachschlagen (Literaturtips?) ? - woraus ergibt sich der Spindeldurchmesser ... sämtliche Formeln die ich benutzt habe ergaben einen gefühlsmäßig viel zu kleinen Durchmesser !? Vielen Dank für eure Antworten schonmal im Voraus ! MfG Tobias
>- worauf muss ich bei der Wahl der Gewindesteigung der Spindel achten; >nur darauf, dass Selbsthemmung gegeben ist und das die Hubbewegung in >einer annehmbaren Zeit vollzogen wird ? Gewindespindeln mit einem Winkel unter 45° sind immer selbsthemmend. Außer den üblichen Spindeln sind andere Typen mit steilerem Winkel auch schwer beschaffbar und wahrscheinlich auch zu teuer. Die Dauer der Hubbewegung ist von der Drehzahl und der Strecke abhängig. Dafür ist ein Getriebe mit einer geschätzten Nutzdrehzahl von 50-100 U/Min nötig, was die Sache erheblich verteuert. >- woraus ergibt sich das vom Motor aufzubringende Drehmoment bzw. wo >kann Formeln diesbezüglich nachschlagen (Literaturtips?) ? Na, von der Last und den Summenkräften die auf die Hubmechanik umgeleitet werden. Das müsste in jedem Tabellenbuch für Elektrotechnik, Mechatronik oder Antriebstechnik zu finden sein oder man versucht mit Google sein Glück. >- woraus ergibt sich der Spindeldurchmesser ... sämtliche Formeln die >ich benutzt habe ergaben einen gefühlsmäßig viel zu kleinen Durchmesser Das hängt von der gesamten Last und den dabei auftretenden konstruktiven (mechanischen)Spannungen ab. Wird die Spindel auf ZUG belastet ist eine Berechnung auf Zug anzuwenden. Wird die Spindel auf DRUCK beansprucht wäre die Berechnung auf Biegung wie bei einer Stütze anzuwenden. Dafür brauch man aber schon in wenig Erfahrung und ist nicht mal eben so zu berechnen. Vom Aufwand vergleichbar mit der statischen Berechnung eines Hauses. Soll die Bühne für ein Fahrrad oder Moped sein? Ich meine das das vor ein einigen Wochen hier schon mal gefragt und ausführlich abgehandelt wurde. Mein Vorschlag: Bau dir einen Scherenhebebühne und kauf dir bei Aldi den Wagenheber der da gerade angeboten wird (16-17Euro). Den bauste unter die Verbindungswelle des Scherenlagers und hast damit mit einfachen Mitteln eine Bühne die auch funktioniert und hoch belastbar ist. In der Bucht werden fertige Geräte angeboten wo man sich einige Details abschauen kann. http://cgi.ebay.de/MOTORRADHEBEBUHNE-Motorrad-Hebebuehne-360-kg-NEU-24362_W0QQitemZ380181582930QQcmdZViewItemQQptZHebe_Hydrauliktechnik?hash=item5884969452
Meine LKW Werkstatt hat eine Radgreifer-Hebebühne mit 4 Säulen zu je
6,5 t.
Ich schätze die Spindeln auf etwa 50mm Durchmesser, habe aber keinen
Überblick welche Motorleistung da installiert ist.
Da man bekanntlich aber für 1kW auch 1000 Nm/s schreiben kann, sollte
ein Ansatz möglich sein.
@Max
> Gewindespindeln mit einem Winkel unter 45° sind immer selbsthemmend.
Das möchte ich ja ganz stark anzweifeln.
>Das möchte ich ja ganz stark anzweifeln.
Hast recht, es muss heißen:
Gewindespindeln mit einem Winkel ÜBER 45° sind immer selbsthemmend.
> Gewindespindeln mit einem Winkel ÜBER 45° sind immer selbsthemmend.
Auch falsch. Sogar doppelt. Der Steigungswinkel von Gewinden beginnt
quer zur Längsachse zu zählen (aufgewickelte Rampe). Selbst
Trapezgewinde-Spindel mit Normsteigung sind nicht selbsthaltend.
Spätestens nach etwas rütteln geht es wieder ein Stück weiter.
Kugelumlaufspindel (die deutlich weniger Reibung hätten) sind überhaupt
nicht selbsthemmend.
Zur Berechnung (blablaStatikHaus):
Wird die Spindel auf Druck belastet, dann wird nach "Eulerscher
Knickung" gerechnet. Ist zwar nicht so banal wie auf Zug, aber immer
noch mit Bleistift + Papier + Taschenrechner lösbar (Zeitvorgabe in
einer TechMech-Prüfung wären etwa 5 Minuten).
Die Spindel in der Hebebühne sind sicherlich auf Zug belastet, das
machts einfacher und sicherer.
Bei Hebezeugen einen gehörigen Sicherheitsfaktor einplanen! > 2
Gruß,
Nick
nick, hättest ihm ja wenigstens gleich die formel hinschreiben sollen. das drehmoment ergibt sich einfach aus dem radius der spindel (mittlerer flankendurchmesser) als hebelarm. wirkungsgrad bei trapezspindeln ist aber unglaublich schlecht = 10% sinnig wäre es die spindel eventuell auf zug zu belasten, also oben im rahmen der bühne aufzuhängen und die muttern wandern zu lassen. die zugbelastbarkeit ist nämlich erheblich größer.
> zugbelastbarkeit ist nämlich erheblich größer.
Die ist durch das Gewinde beschränkt. Werte findet man bei Mädler
(www.maedler.de). Bestellen kann man da auch. :-)
Vorzugsweise eine GG-Mutter oder Bronze nehmen.
Formel findet man bei ... Wikipedia unter "Euler Knickung" :-)
Gruß,
Nick
> trotzdem größer :)
Muss nur kurz genug sein! :-P
(Dann wäre aber die Rechnung nach Euler zu pessimistisch)
Gruß,
Nick
nun, bei einer hebebühne gehe ich von etwa 2 meter hubhöhe aus. und bei nur 31500 N landen wir bei einer recht dünnen spindel, wenns rein um die zug/druckbelastung geht, und die knickung aufgrund länge irrelevant wäre. zudem gehe ich davon aus, das sich das gewicht auf 2 spindeln verteilen wird. denke eine auf zug belastete spindel könnte wirklich deutlich dünner ausgelegt werden. alleine wenn ich da an die schwingungen durch motorantrieb usw denke wäre mir wesentlich wohler wenn die spindel entweder großzügig überdimensioniert oder auf zug belastet wäre. letzteres kommt finanziell günstiger
da ist noch eine andere frage: wie lange soll die ganze maschinerie denn halten? 31kN sind immerhin drei tonnen, etwa vergleichbar mit dem gewicht von zwei mittelklasse-autos. bei den spindeln würde ich nicht auf zug/druck achten, das problem solcher anlagen ist sowieso, daß die buchsen regelmäßig zerfallen. die verschleißen halt einfach. deswegen lieber etwas größer auslegen als vielleicht rein rechnerisch gefordert, damit das ganze hält. und schon ist's egal ob die spindel auf druck oder zug belastet wird, sie wird auf druck aushalten. jede spindelgetriebene hebebühne belastet die spindeln wohl auf druck und gelagert sind sie auch immer oben und unten. es kommt auch wegen der sicherheit eine zweite buchse pro spindel dazu. diese ist im normalbetrieb unbelastet und verhindert einen absturz des armes wenn die eigentliche tragbuchse versagt. schließlich möchte man unter der gehobenen last auch sicher arbeiten können, wenn dir zwei tonnen auto aus zwei meter höhe auf die birne fallen ist's das gewesen und man braucht keinen krankenwagen mehr rufen! zweites problem wenn du zwei spindeln einsetzt: die müssen synchron laufen sonst hängt die last ein wenig schief und beide erreichen nicht gleichzeitig ihre endposition. das kann man entweder mit servoantrieben machen oder wie es häufiger der fall ist mit einer kette, die unter der bühne läuft. eine der spindeln wird oben über einen keilriemen von einem motor angetrieben, die andere läuft über die im boden angebrachte kette. die drehzahl der spindeln dürfte so um 200 u/min liegen, also schon recht schnell. die antriebsleistung ist eher gering, je nach größe der bühne eine 2-5kw dreiphasen-asynchronmaschine für beide spindeln zusammen. für deine drei tonnen sollten 4-5kw locker reichen ohne daß sich der motor quälen muß. hängt aber auch von der steigung der spindeln ab, die du verwenden willst. zu guter letzt müssen solche hebebühnen wo unter der gehobenen last gearbeitet wird regelmäßig vom TÜV überprüft werden. also vielleicht nicht lieber doch was fertiges funktionierendes kaufen?
vielen Dank für die zahlreichen Antworten haben mir sehr weiter geholfen und hab auch viele neue Anregungen daraus gezogen ! hab die Berechnungen letzendlich per Rolof und Matek gemacht und dann noch bissl was draufgehauen damit das ganze halt sicher ist... wenn sich weiter Probleme ergeben meld ich mich nochmal mfg tobias
>die antriebsleistung ist eher gering, je nach größe der bühne eine 2-5kw >dreiphasen-asynchronmaschine für beide spindeln zusammen. für deine drei >tonnen sollten 4-5kw locker reichen ohne daß sich der motor quälen muß. >hängt aber auch von der steigung der spindeln ab, die du verwenden >willst. So viel Antriebsleistung brauchste nicht wenn ein ordentlich ausgelegtes Getriebe eingebaut wird, denn die Spindeln sollen sich ja nicht mit 1300 U/min oder 2700 U/min drehen, sondern so mit 50- 100 U/min. Ich denke 1,5-2Kw sind da auch noch zu viel. >zu guter letzt müssen solche hebebühnen wo unter der gehobenen last >gearbeitet wird regelmäßig vom TÜV überprüft werden. also vielleicht >nicht lieber doch was fertiges funktionierendes kaufen? TÜV ist nur bei gewerblich genutzen Bühnen so aber wenn es ohnehin eine für Autos sein soll ist der Kauf einer Gebrauchten unbedingt zu empfehlen. Notfalls muss man etwas Geduld bei der Suche haben. Selbstbau ist auf Grund der komplexen Kräfte, nicht nur für die Spindel, sondern auch für die Säulen, der Bodenverankerung und den Auslegern mehr eine Sache für erfahrene Profis, mal von der Materialgüte und der Verarbeitung ganz abgesehen.
was meinst du mit buchsen ? die spindelmuttern ? dafür gibts zulässige tragzahlen vom hersteller, mit denen man die lebensdauer ausrechnen kann. und natürlich würde ich das ganze mit gehörig sicherheit auslegen. 3-4 fach mindestens. die motorleistung kann man ganz genau ausrechnen, wenn man die gewünschte hubgeschwindigkeit nimmt, und mit den 10% wirkungsgrad der spindel rechnet.
an "unserer" bühne ist ein 3kw drehstromantrieb dran. der muß sich bei zwei tonnen auto schon etwas bemühen, dreht das ganze aber locker durch. also lieber etwas zuviel als etwas zu wenig dranschrauben. die spindeln laufen nach augenmaß mit etwa 200 u/min und nicht mit 1300... damit würde man auch nur das ganze fett abschleudern. übrigens sollte man nicht damit rechnen daß die buchsen bzw. fachdeutsch spindelmuttern vor dem zerfall gewechselt werden. wer weiß schon wie oft die bühne gelaufen ist und mit welcher last? keiner. solange die bühne funktioniert werden die garantiert nicht gewechselt, sondern erst wenn's wirklich nicht mehr geht.
> So viel Antriebsleistung brauchste nicht wenn ... Das lässt sich ja auch ausrechnen: Hubhöhe, AnzuhebendeGesammtmasse, Wirkungsgrad, Zeit Der Wirkungsgrad ist steigungsabhängig, die kolportierten 10% sind aber falsch. Man kann 30% bis 70% ansetzen, bei Normsteigung etwa 50%. Diese genannten 10% (besser 0,1) ist der Reibbeiwert µ. Hier: <http://www.pav-antriebstechnik.de/1/13-1set.htm>; findet man die Wirkungsgrade. Sind aber rollgewalzte Spindeln, preiswertere sind gewirbelt. Gruß, Nick
hey, ich habe so eine ähnlich Aufgabe. Weiss jemand von euch bei welchem Hersteller man 1Säulen-Gewindespindel-Hebebühne gibt bei denen man auch gleich die technischen Details einsehen kann. Also nicht nur max.Traglast und Geschwindigkeit sondern zB auch Ausmaße der Säule, Wirkungsgrad, Details über den Elektromotor.... Vielen Dank
ich weiß zwar nicht wofür das ganze gedacht ist, aber bitte die absicherung nicht vergessen. Wäre blöd wenn das ganze einfach mal so runter kommt
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