Форум о веломобилях и лигерадах
https://www.velomobile.org:443/forum/

Анализ прочности консольной оси (педальной).
https://www.velomobile.org:443/forum/viewtopic.php?f=83&t=5485
Страница 3 из 5

Автор:  Владимир Штракин [ Чт апр 14 2011 00:38 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

dim писал(а):
Владимир Штракин писал(а):
Поэтому у вас получилось, что 12 мм хуже чем 10 мм
А меня так и не получилось. Ось, о которой идет речь имеет диаметры от 13мм в самом ответственном месте до 8мм.
Владимир Штракин писал(а):
А в данном случае советую не просто "не думаю", а взять ручку учебник по Сопромату и посчитать на бумажке.
К сожалению, не могу последовать Вашему совету, образование не в той области. Поэтому сделал что смог. И кстати, рассказал и показал. Надеюсь, кому-нибудь будет полезно. Ваша позиция конечно более разумна: "Я посчитал, все знаю, но никому не скажу - учите сопромат."


Предлагаю "БЕЗ ОБИД".
Давайте посмотрим на мои эскизы для этой темы.
Ось колеса-от педали к расчётам+.jpg

А теперь по формулам.
Изгибающий момент равен
М=FxL
F-сила
L-плечо(рычаг)
х-знак умножения
Опасное сечение-это сечение с минимальной площадью при максимальной нагрузке.
Сила [b]F у нас одинаковая.[/b] Для простоты не будем учитывать и распорную втулку.
1. Педальная ось - опасное сечение перед внутренним жёстким конусом, до момента увеличения диаметра. L=60-80мм
(на ваших картинках там как раз помечено красным)
2. Болт М12 - опасное сечение перед заделкой в кронштейн. L=49мм.
При креплении на болт М12 видно, что L плечо (рычаг) силы в этом предложении меньше следовательно изгибающий момент тоже меньше.
При этом болт имеет диаметр 12 мм в опасном сечении, а ось педали в лучшем случае 10мм.
ВЫВОД:Соответственно Болт М12 будет НАДЁЖНЕЙ И БЕЗОПАСНЕЙ педальной оси!!!
Вы можете вставить теперь правильные размеры в вашу программу и посмотреть что получится. И хорошо бы выдать результаты на просмотр.
Про качество материала болтов и осей отдельный разговор.
И то и другое может оказаться как барахлом так и напротив качественным изделием.

Автор:  dim [ Чт апр 14 2011 14:11 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Начну отвечать с конца. Материал сегодня действительно ни у каких деталей неизвестен, и правильнее рассчитывать на худшее. Но и в этом случае есть два НО:
1. Педальные оси как правило гнутся, а болты 8.8 как правило ломаются.
2.Педальные оси проходят "проверку практикой"(бывшие в употреблении), это дает хоть какую-то уверенность, а болты - чисто кот в мешке.

Мне несложно изменить размеры и выложить результаты, но вот насчет "правильных размеров"... Может мне повезло, но там где опасное сечение 10мм, у моей оси кажется было больше 11, надо проверить. Но все это после выходных.
Насчет плеча L не согласен, оно определяется шириной ступицы, т.е. желанием конструктора. Никто вроде не запрещает на педальную ось поставить Вашу ступицу, или даже более узкую. И кстати, раньше распорная втулка была 22мм, теперь стала 5мм, это тоже влияет на результат. Для корректного сравнения двух осей надо ставить одинаковое плечо. Еще раз повторю, я никогда не предлагал использовать педальную ось с родными подшипниками. Кроме того, думаю правильнее задать нагрузку в двух точках, на внешнем и внутреннем подшипниках поровну.
kab писал(а):
штук 5 распространённых и три основных режима термообработки для подобных узлов.
Это по китайским ГОСТам? А хоть бы их было еще меньше, какова вероятность, что выбранный в программе тип стали совпадет с реальным?

Автор:  Владимир Штракин [ Чт апр 14 2011 14:38 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

dim писал(а):
1. Педальные оси как правило гнутся, а болты 8.8 как правило ломаются.

Возможно вам не везло, но у меня болты 8.8 гнутся, если превысить нагрузки, а не ломаются.
dim писал(а):
2.Педальные оси проходят "проверку практикой"(бывшие в употреблении), это дает хоть какую-то уверенность, а болты - чисто кот в мешке.

Если у вас с качественными болтами проблема, могу вам помочь. В Москве есть фирмы торгующие безупречным крепежом. Он конечно подороже. За качество надо платить. Более того могу достать АВИАЦИОННЫЕ БОЛТЫ 11,8 к ним вообще не прикопаешься!
dim писал(а):
Мне несложно изменить размеры и выложить результаты, но вот насчет "правильных размеров"... Может мне повезло, но там где опасное сечение 10мм, у моей оси кажется было больше 11, надо проверить. Но все это после выходных.
Насчет плеча L не согласен, оно определяется шириной ступицы, т.е. желанием конструктора. Никто вроде не запрещает на педальную ось поставить Вашу ступицу, или даже более узкую.

Никто не спорит, можно плечи сделать одинаковыми, нагрузки задать более корректно. Но диаметр 12мм всё равно больше. Это оспорить нереально!!!
Давайте смотреть правде в глаза "БЕЗ ОБИД".

Автор:  dim [ Чт апр 14 2011 19:16 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Владимир, я уже устал повторять, мне интересно до конца прояснить вопрос с прочностью педальной оси. Обид никаких нет. Вашу ось из болта я взял для сравнения, потому что это было очень легко и просто. Я не собираюсь доказывать, что ось педали прочнее, потому что сам в этом не уверен. Но мне кажется, я показал что болт в качестве оси если и выигрывает, то ненамного, во всяком случае, подавляющего преимущества я пока не увидел.
Владимир Штракин писал(а):
Но диаметр 12мм всё равно больше. Это оспорить нереально!!!
А я и не спорю. Но болт - он везде 12мм, и в самом опасном месте - у точки крепления тоже. А педальная ось у точки крепления имеет диаметр 16мм, не считая лыски под ключ, потом 13.5мм, потом скругление(дорожка качения) и только потом самое опасное сечение. Т.е. это сечение удалено от точки крепления примерно на 8мм, и уже поэтому нагрузка на него меньше чем на опасное сечение болта. Поэтому прямо сравнивать диаметры некорректно, надо и форму учитывать. Конечно, Вы скажете про распорные втулки, а я скажу что и на ось можно их надеть, и так до бесконечности. Короче, в выходные попробую сделать по Вашему чертежу, тогда может что-нибудь новенькое появится.

И еще, также нереально оспорить то, что на внешнем краю оси 12мм ну совершенно не нужны - чисто лишний вес.

Автор:  serbey [ Чт апр 14 2011 22:40 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

говоря что крепче ось педали или затянутый болт--мы не правильно расчитываем прочность. ось закручена в резьбу м14 х125 --и эта резьба являеться концентратором напряжения. диаметр серцевины резьбы составляет всего 12.75.затянутый болт 12х125 работает на растяжение и сдвиг.\при наличии распорных втулок\.такого изгиба как у педальной оси у болта нет. любой изгиб будет сопровождаться сильным растяжением болта. это похоже на останкинскую телебашню в миниатюре. я детсве собирал из катушек стянутых ниткой модель телевышки .\по рисунку в журнале\

Автор:  Владимир Штракин [ Чт апр 14 2011 22:46 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Чтож это уже похоже на нормальный обмен мнениями.
Меня задело то, что вы поставили под сомнение мои инженерные выкладки в начале форума, представив не достаточно обоснованные выкладки.
Вы "dim" писали
А дальше я посмотрел, что рекомендует противник применения педальных осей В.Штракин. Он рекомендует болт М12. Ладно, превращаем ось в стержень диаметром 12мм и смотрим что получится.
Запас прочности стержня оказался меньше. И это неудивительно, на самом нагруженном участке педальная ось толще. А болт везде одинаковый. Поэтому у основания он перегружен а дальше недогружен. Там, где не надо, у него лишний запас прочности, т.е. напрасный расход металла. Сломается он все равно у основания


Надеюсь ранее я понятно объяснил что это не так - что болт 12 мм крепче педальной оси, даже если не учитывать распорные втулки. И ваша программа при правильно заданных начальных условиях это подтвердит. Я в этом уверен.
К тому же я написал что этот вариант с болтом - бюджетный и годится только при общей массе веломобиль+человек +груз не превышающей 150 кг(на три колеса!).

dim писал(а):
И еще, также нереально оспорить то, что на внешнем краю оси 12мм ну совершенно не нужны - чисто лишний вес.

Если вы посчитаете, то увидите что выигрыш в весе не превысит 20 граммов у педальной оси по сравнению с болтом. Возможно это поможет установить новый мировой рекорд, но явно даст очень сомнительный выигрыш на любительском веломобиле с педальными осями.

Для тех же кто хочет иметь действительно надёжную и "долгоиграющюю" ось консольного колеса, рекомендую ниже указанную ось и ступицу для консольной подвески.
50.3-Ступица Д16Т+консольная ось 30ХГСА.jpg


Добавлено через 8 минут 57 секунд:
dim писал(а):
Но болт - он везде 12мм, и в самом опасном месте - у точки крепления тоже. А педальная ось у точки крепления имеет диаметр 16мм, не считая лыски под ключ, потом 13.5мм, потом скругление(дорожка качения) и только потом самое опасное сечение. Т.е. это сечение удалено от точки крепления примерно на 8мм, и уже поэтому нагрузка на него меньше чем на опасное сечение болта.

Вы не внимательны. Это не так.
У болта "до опасного сечения" 49мм.
У педальной оси "до опасного сечения" не менее 60мм. Замерьте на своей педальной оси.

Автор:  Yakov [ Чт апр 14 2011 23:24 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Владимир Штракин писал(а):
Для тех же кто хочет иметь действительно надёжную и "долгоиграющюю" ось консольного колеса, рекомендую ниже указанную ось и ступицу для консольной подвески.

ЗДОРОВО!! Это действительно КРЕПКО и НАДЁЖНО! У меня 1 вопрос: сколько может стоить работа по такой втулке? - точение всех заготовок+ металл? и отдельно покраска?

Автор:  alex [ Чт апр 14 2011 23:32 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Спасибо, Владимир, за классные жертежи. Мое чутье подсказывает, что ступицы-супер.Однако, все больше убеждаюсь в прочности и продуманности конструкции педали! Это простым смертным самодельщикам большое подспорье в творчестве.
Могу рассказать как отламываются педали. При неправильной эксплуатации возникает большой износ у внутренней стороны оси. Заметьте, наружные подшипники ходят дольше. Износ порождает "проточку" в самом нагруженном месте. Равнопеременные нагрузки приводят к большему ИЗГИБУ оси, со временем металл устает и разрушается как "консоль" у Ганшина. Просто надо не допускать критически люфтов.

Автор:  serbey [ Пт апр 15 2011 01:02 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

крепче болта ничего не придумаешь.. при одинаковой толщине.у болта нет концентраторов напряжения. там где резьба--там уже нет изгиба. второе при более менее толстой распортой втулке --согнуть почти не возможно. если не вериш можно проверить.

Автор:  dim [ Пт апр 15 2011 10:43 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

serbey писал(а):
ось закручена в резьбу м14 х125 --и эта резьба являеться концентратором напряжения.
Кто-нибудь видел ось, сломанную по резьбе? Я не спорю, просто хочу узнать.
serbey писал(а):
при более менее толстой распортой втулке --согнуть почти не возможно. если не вериш можно проверить.
Проверить конечно интересно, только что проверять? Что значит почти невозможно? Вот поэтому мы тут так много и бесполезно говорим. Каждый по своему понимает слова "более-менее, достаточно, почти, слишком". Давайте или факты, типа: "у меня вот так сломалось, а вот так не сломалось", или цифры, результаты расчетов.

Владимир Штракин писал(а):
Вы не внимательны. Это не так.
У болта "до опасного сечения" 49мм.
У педальной оси "до опасного сечения" не менее 60мм. Замерьте на своей педальной оси.
Вы тоже невнимательны :). Вы опять используете для разных осей разные втулки, это некорректно. Кроме того, расстояние до опасного сечения измеряете не от точки крепления, а от точки приложения силы, которая на самом деле не там, а в двух разных точках.
Владимир Штракин писал(а):
выигрыш в весе не превысит 20 граммов
А зачем тогда Вы свою действительно надёжную и "долгоиграющюю" ось сделали как педальную, разных диаметров?

Автор:  _Zmur_ [ Пт апр 15 2011 10:55 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Позавчера, начитавшись всего из этой темы сел за Ansys, запустил расчет консоли Мазурчака.
У Ansys, только, в библиотеке материалов очень мало. Нужно вбивать все вручную.
Из каких сталей делают консоли (Желательно, конечно, по Европейским меркам :) )? Я бы поискал их в марочнике, рассчитал бы все конструкции предложенные здесь.
Картинки смогу позже показать.

Автор:  hof [ Пт апр 15 2011 11:28 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

dim писал(а):
serbey писал(а):
ось закручена в резьбу м14 х125 --и эта резьба являеться концентратором напряжения.
Кто-нибудь видел ось, сломанную по резьбе? Я не спорю, просто хочу узнать.


9 мм передние и 10 мм задние оси ломаются по резьбе как раз около конуса

Автор:  Одноволиков Сергей [ Пт апр 15 2011 11:32 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Уважаемый "dim". Не будете ли так любезны объяснить мне что такое в вашем понимании "Педальная ось" :think: , что такое болт я уже понял :D Используя термин "педальная ось" вы вводите в заблуждение массы, т.е. и меня. Использование п.о. как есть подразумевает под собой = взяли из педали вытащили ось, вставили во втулку колеса, насыпали шарики (согласен что подобрали, не критично) и закрутили конусом от передней втулки на М8. Вот это ПРИМЕНЕНИЕ педальной оси как она есть.
Подбор чашек для втулки....гм... :think: , протачивание оси под пром????? Как же вы будете в конце концов приспосабливать ось. Конкретику пожалуйста в студию.
А то здесь, в студии, уже началось обсуждение прочности оси по конструкции как БОЛТ и ТИПА педальная ось. А это уже другой компот.

Автор:  kab [ Пт апр 15 2011 11:50 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Цитата:
kab писал(а):
штук 5 распространённых и три основных режима термообработки для подобных узлов.
Это по китайским ГОСТам? А хоть бы их было еще меньше, какова вероятность, что выбранный в программе тип стали совпадет с реальным?


Дорогой dim Прежде чем что-либо писать, хоть что нибудь почитай, Учебник сопромата, технологию машиностроения, Госты почитай, если сумеешь в китайских разобраться - нижайший Вам респект и уважуха, если ещё и результатами поделиться сумеешь, а пока ты хоть в схеме сил разобрался? Определился с постановкой задачи?
Чего считаешь то собрался и собрался ли вообще? Или лепи, что в голову придёт - умные за тебя сами всё напишут, расчитают, расскажут и в красивом виде выложат?
Хотя, тоже, конечно, идея плодотворная.

Автор:  dim [ Пт апр 15 2011 14:13 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

hof писал(а):
9 мм передние и 10 мм задние оси ломаются по резьбе как раз около конуса
Я имел в виду педальные оси.
Одноволиков Сергей писал(а):
что такое в вашем понимании "Педальная ось"... Используя термин "педальная ось" вы вводите в заблуждение массы, т.е. и меня.
Кроме Вас, вроде никто не жалуется. В моем понимании педальная ось это металлический стержень, вокруг которого вращается педаль. И использовать его в качестве оси колеса можно самыми разными способами, а не только так как Вы написали.
Одноволиков Сергей писал(а):
А то здесь, в студии, уже началось обсуждение прочности оси по конструкции как БОЛТ и ТИПА педальная ось
Эта тема именно к прочности и относится. А применение педальной оси обсуждается в другой теме.

Автор:  alex [ Пт апр 15 2011 19:39 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Дмитрий, последние уточнения по размерам. Можем вообще обогнать все "болты"! Смотри фотки. Кто теперь пересчитает?

Вложения:
2011-04-15+05.jpg
Комментарий к файлу: диаметр средней части оси
2011-04-15a+05.jpg
Комментарий к файлу: ...диаметр беговой дорожки. Студент студента на багажнике возил...(виден износ)
2011-04-15T+05.jpg

Автор:  serbey [ Пт апр 15 2011 20:10 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

как можно сравнить прочность консольной оси ? я думаю можно очень просто. для этого нужны закреплённые тиски и труба в которую влезет ступица. проверять без ступицы с подшипниками не совсем корректно. еще для большей точности нужны будут весы. \безмен\на ступицузакрепленную в тисках одеваем трубу желательно 2-х метровую и к другому концу зацепляем весы . тянем. когда ось прогнёться смотрим на показания.... и сравниваем. расчеты расчетами --а практика нагляднее.

Автор:  hof [ Пт апр 15 2011 20:26 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

наглядней всего - пробег в 4000 км, вот только в тисках его трудно обеспечить...

Автор:  Владимир Штракин [ Пт апр 15 2011 20:36 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Yakov писал(а):
ЗДОРОВО!! Это действительно КРЕПКО и НАДЁЖНО! У меня 1 вопрос: сколько может стоить работа по такой втулке? - точение всех заготовок+ металл? и отдельно покраска?

Спасибо. У меня получается 1400р полный комплект.

Автор:  Yakov [ Пт апр 15 2011 20:40 ]
Заголовок сообщения:  Re: Анализ прочности консольной оси (педальной).

Владимир Штракин писал(а):
Спасибо. У меня получается 1400р полный комплект.

не хило...

Страница 3 из 5 Часовой пояс: UTC + 4 часа
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/