Krachtenanalyse op het moment van bewegen

Op het moment dat de grijper in de uitgeshoven stand staat en de actuator zich in gaat schuiven, moet de actuator een bepaalde kracht omhoog leveren. Aangezien het punt waaraan de actuator bevestigd is minder afstand zal afleggen dan de zwaartepunten, is de kracht die de actuator moet leveren groter dan de zwaartekrachten, omdat de arbeiden die de zwaartekracht en actuator leveren gelijk moeten zijn. Hier onder berekenen we de kracht die de actuator moet leveren en bekijken we hoe dit het beste gerealiseerd kan worden.

• Bewegingen

Ya=2*sin(α)*L

Yb=4*sin(α)*L

Yc=8*sin(α)*L

• Afgeleide van de bewegingen

δYa=2*cos(α)*L

δYb=4*cos(α)*L

δYc=8*cos(α)*L

• δArbeid=0

Factuator*2*L*cos(α)-(Fz tilsysteem*4*L*cos(α))-(Fz grjiper*8*L*cos(α))=0

Factuator*2*L*cos(α)= Fz tilsysteem*4*L*cos(α) + Fz grijper*8*L*cos(α)

2*L*cos(α)*Factuator=2*L*cos(α)*(2*Fz tilsysteem + 4*Fz grijper)

Factuator=2*Fz tilsysteem + 4*Fz grijper

 

Als de gegevens over het gewicht van de grijper en het tilsysteem dus bekend zijn, kan de kracht die de actuator moet leveren om het systeem op te tillen berekend worden.

 

 

Krachtenanalyse in uitgeschoven stand

De grijper moet in dit geval in evenwicht zijn.  Dit betekent het volgende:

• ∑Fx=0

We doen echter de aanname dat er geen krachten in de horizontale richting werken.

• ∑Fy=0

Fnormaal + Factuator – Fz tilsysteem – Fz grijper = 0

 

 

Krachtenanalyse in ingeschoven stand

De grijper moet ook in evenwicht zijn in de ingeschoven stand. Nu is het de vraag of de actuator (ook in ingeschoven stand) genoeg kracht kan leveren om de grijper op zijn plaats te houden. Voor evenwicht geldt:

• ∑Fx=0

We doen echter de aanname dat er geen krachten in de horizontale richting werken.

• ∑Fy=0

We weten als we de hele grijper als FBD zien: Fnormaal=Fz tilsysteem + Fz grijper

Hieruit volgt dat: Factuator=Factuator

Als we een FBD van de bovenste ruit bekijken; zien we dat als deze in evenwicht is geldt:

Factuator=Factuator=Fnormaal=Fz tilsysteem+Fz grijper

Oftewel; Factuator=Fz tilsysteem + Fz grijper

 

In de metingen van de massa van de grijper en het tilsysteem kwamen we op de volgende gemiddelden uit:

-Massa grijper= 0.81 kg , Fz grijper=7.95 N

-Massa tilsysteem= 0.95 kg, Fz tilsysteem= 9.32 N

De actuator moet dus een kracht van 17.27 N kunnen leveren. Bij de metingen aan de actuatoren tijdens het practicum kwamen we uit op de resultaten die in de tabel hieronder staat.

Omgerekend is de kracht bij een druk van 5 bar gemiddeld 18.88 N. Er is dus zeker een druk van 5 bar nodig om de 17.27 N in evenwicht te houden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Afmetingenanalyse grijper

Zoals in de figuren te zien, is het verschil in de lengte van de ruiten in de hoogste en de laagste stand 7 centimeter per ruit (50mm – 15mm = 35 mm per halve ruit). Aangezien er 4 ruiten zijn zou het verschil tussen de hoogste en de laagste stand dus 28 centimeter moeten zijn. Dit gaat dus voorbij de vereiste 25 centimeter heen. Echter door onnauwkeurigheden (o.a. ruimte tussen scharnieren en hun glijlagers) kan deze 28 centimeter minder worden.

Aangezien er een frame beschikbaar is van 25 cm breed en 50 cm hoog, is de maximale breedte in ingeklapte stand 25 cm en is de maximale hoogte 48 cm.