Lernprojekt Spannvorrichtung: Aufgaben (2) 23.06.2015, 05:36

Skizze Spannkolben, Fließgeschwindigkeit

Das Lern- und Übungsprojekt »Spannvorrichtung« wird in diesem Beitrag mit Aufgaben zur Technischen Mathematik vertieft.

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Lernprojekt Spannvorrichtung: Aufgaben Technische Mathematik 

Die folgenden Übungen behandeln die Themen 
– Kraft, Drehmoment, Wirkungsgrad, Druck
– Festigkeit 
– Fließgeschwindigkeit 

Aufgabe 1:  
1a) Das Werkstück wird mit FSp = 1750 N auf den Maschinentisch gedrückt. 
Welche Kolbenkraft FK ist dafür erforderlich, wenn die Feder im zusammengedrückten Zustand FF = 45 daN erzeugt? 

1b) Mit den Zahlen von 1a): Mit welcher Kraft FL wird die Lasche nach oben gezogen, wenn das Werkstück gespannt ist?

1c) Spannzylinder. Der Kolben hat einen Durchmesser 22 mm. Welcher Öldruck ist erforderlich, um den Widerstand FK – FF zu überwinden?

1d) In Aufgabe 1c) soll ein Wirkungsgrad µ = 85% berücksichtigt werden. Berechnen Sie den Öldruck für diesen Fall bei gleicher Werkstückspannkraft.


Aufgabe 2: Spannpratze 4 

Spannpratze Aufgabenlösung

2a) An den vier Sohlen der Spannpratze soll die Flächenpressung den Wert pF = 5 N/mm2 nicht übersteigen. Wird der Wert erreicht? 

2b) Die Achsen der Spannvorrichtung werden auf Abscherung beansprucht. 
– Wie hoch ist die Scherspannung in der Laschenachse? 
– Welcher Wert ist nach Tabellenbuch für einen Stahl C 45  zulässig, wenn eine Sicherheitszahl ν = 2 gefordert wird? 

(Kennt man den Wert für die Scherfestigkeit (τaB) nicht, erhält man bei Stählen einen Ersatzwert, wenn man ihre Zugfestigkeit (Rm) kennt: τaB = (0,6 bis 0,9) • Rm.

2c) Die Lasche schwingt im Lagerring 7. Dieser ist mit 2 Schrauben M10, Festigkeitsklasse 8.8 auf dem Winkel 5 befestigt.  

Berechnen Sie
– welche zulässige Zugkraft eine Schraube M10 übertragen kann, wenn man mit einer Sicherheitszahl 2,5 rechnet, 
– welche Zugkraft auf eine Schraube wirkt, wenn FL mit 4000 N nach oben zieht. 

(Schraubenfestigkeit: Lesen Sie im tec.LF hier nach)
 

Aufgabe 3:  
Das in den Zylinder fließende Öl soll im Zulaufrohr eine Geschwindigkeit von 4 m/s nicht überschreiten. 
Beim Spannen des Werkstücks fließt über das Zulaufrohr mit di = 5 mm Öl in den Kolbenraum. Welche Geschwindigkeit erreicht das Öl, wenn der Kolben (ø22 mm) mit 0,15 m/s ausfährt? 

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