100 / 220
98
Kapitel 13
Systeme zur
Arbeitsverrichtung
Um einem Moment von 20 Nm entgegenzuwirken, benötigt man die folgende Kraft:
20 Nm / 0,1 m = 200 N (Drehmoment/Hebellänge in m)
Somit beträgt die gesamte Zylinderkraft Fc:
200 N / sin 60° = 200 / 0,866 = 231 N (23,1 daN)
Da nun die erforderliche Kraft und der Betriebsdruck bekannt sind, kann als nächstes
die Kolbenoberfläche berechnet werden:
Fläche = Kraft/Druck = 23,1 / 6 = 3,85 cm
2
Sie entspricht einem Kolbenkreis mit 22,14 mm Durchmesser.
Unser Zylinder hat momentan einen Durchmesser von 25 mm. Wir wissen aber, dass
das Lastverhältnis maximal 70 % betragen darf, so dass eher ein Zylinder mit 32er
Durchmesser in Frage kommt. Als nächstes muss also der Hub berechnet werden,
wobei die Sehne unter dem Kreisbogen direkt in mm angegeben wird:
(Hebellänge x sin 30°) x 2 = (100 x 0,5) x 2 = 100 mm
Für größere Drehwinkel werden Zylinder eingesetzt, die als Schwenkantriebe bezeich-
net werden.
Dabei handelt es sich um Antriebe, die aus einem Ritzel und einer Zahnstange beste-
hen, wie in der nachstehenden Abbildung dargestellt ist.
Die Welle, die aus dem Mittelblock ragt, ist mit einem Ritzel verbunden, das in eine
Zahnstange greift, die abwechselnd von zwei Kolben bewegt wird. Dadurch entsteht
ein Drehmoment, dessen Stärke von der Größe des Schwenkantriebs und dem Be-
triebsdruck abhängig ist. Die Dimensionierung des Schwenkantriebs erfolgt unter Be-
rücksichtigung der Drehgeschwindigkeit und des Schwenkwinkels.
Bei geringer Drehgeschwindigkeit (90° in mehr als 2 Sekunden) ist das Drehmoment
der wichtigste Wert, wenn Masse und Anwendungsradius bekannt sind. Bei höheren
Drehgeschwindigkeiten (90° in weniger als 1 Sekunde) braucht man nur auf die zu
dämpfende kinetische Energie zu achten.
118
Si desidera fare compiere ad una leva lunga 100mm una escursione angolare di 60° ed
il momento da vincere è pari a 20 Nm. La pressione di esercizio è di 6 bar
Per controbilanciare un momento di 20 Nm sono richiesti :
20 Nm / 0,1 m = 200 N
( Momento / lunghezza leva in m )
La forza totale Fc del cilindro sarà quindi :
200 N / sen 60° = 200 / 0,866 = 231 N ( 23,1 daN )
Conoscendo ora la forza necessaria e la pressione di esercizio possiamo calcolare l’area
del pistone :
Ar a = Forza / Pressione = 23,1 / 6 =3,85 cm
2
Che corrisponde ad una circonferenza di diametro 22,14 mm.
Il cilindro che dovremo considerare è per il momento il Ø 25. Sappiamo però che il
rapporto di carico deve essere al massimo uguale al 70%, cosa che ci fa decidere di
utilizzare il Ø 32. Passiamo ora al calcolo della corsa definendo la corda che sottende
l’arco di circonferenza direttamente in mm :