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| Aufgabe | Eine auf einem Plattformwagen eines Bahnunternehmens verladene Exzenterpresse ist während des Rangierens umgekippt. Zur Klärung der Schuldfrage zwischen Verlader und Bahnunternehmen wird ein Gutachten angefordert. Dazu werden folgende Parameter gegeben:
H=3000 mm
L=3000 mm
l=1700 mm
G=8200 kp
[mm] h_s=1600 [/mm] mm
[mm] l_s=400 [/mm] mm
Federspiel (Weg) der Puffer des Güterwagens: s=75 mm
[Dateianhang nicht öffentlich]
1. Die zum Umstürzen erforderliche Kippkraft (im vorliegenden Fall soll die Gleichgewichtslage gelten)
2. Die Geschwindigkeit, bei der die Kippkraft auftritt
3. Maßnahmen, die zur Verhütung gleichartiger Schäden ergriffen werden können
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Einen wunderschönen Guten Abend, ich möchte mal meine Ideen vorstellen, komme aber nicht bis zum Ende der Aufgabe:
1.
die Gewichtskraft [mm] F_G [/mm] beträgt: [mm] F_G=80442N [/mm] (Rechnung [mm] 8200kp*9,81\bruch{m}{s^{2}})
[/mm]
das Standmoment [mm] M_S_t [/mm] beträgt: [mm] M_S_t=32176,8Nm=32,2kNm [/mm] (Rechnung 0,4m*80442N)
für Gleichgewichtslage gilt: [mm] S=\bruch{M_S_t}{M_k}=1
[/mm]
S - Standsicherheit
[mm] M_k [/mm] - Kippmoment
da der Quotient gleich 1 ist, ist auch [mm] M_k=32,2kNm
[/mm]
die Presse kippt um, wenn sich der Schwerpunkt S soweit verlagert, dass er senkrecht über dem Kipppunkt K liegt, die Presse muß also um eine bestimmte Höhe h "angehoben" werden,
es ist ein rechtwinkliges Dreieck vorhanden, Katheten sind [mm] l_s [/mm] und [mm] h_s, [/mm] Hypotenuse ist [mm] \overline{SK}
[/mm]
der Punkt, an dem in diesem rechtwinkligen Dreieck der rechte Winkel sich befindet, muß um 97mm angehoben werden, dann liegt S senkrecht über K, die Presse kippt,
[mm] M_k=F*h, [/mm] h=0,097m und [mm] M_k=32,2kNm [/mm] sind mir bekannt
F=3200kN diese Kraft muß durch den aufrollendeneden Zug von links auf die Presse wirken, letzteres erscheint mir aber zu groß??
2.
bei welcher Geschwindigkeit diese Kippkraft auftriit, dazu habe ich leider keine Idee, noch dazu, welche Wirkung das Federspiel der Puffer von 75mm hat, ich könnte mir vorstellen, solange das Federspiel noch nicht aufgebraucht ist, kippt die Presse noch nicht??
3.
der Standuß und somit der Kippunkt K muß weiter nach rechts verlagert werden, wie kann ich diese Verlageung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit berechnen?? es gilt ja, je größer die Geschwindigkeit, desto größer das Kippmoment, desto länger muß der Standfuß werden,
Ich empfinde diese Aufgabe wirklich praxisnah, für alle Hinweise, die zur Lösung führen, möchte ich mich bei Euch schon jetzt bedanken
Zwinkerlippe
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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| Aufgabe | Eine auf einem Plattformwagen eines Bahnunternehmens verladene Exzenterpresse ist während des Rangierens umgekippt. Zur Klärung der Schuldfrage zwischen Verlader und Bahnunternehmen wird ein Gutachten angefordert. Dazu werden folgende Parameter gegeben:
H=3000 mm
L=3000 mm
l=1700 mm
G=8200 kp
[mm] h_s=1600 [/mm] mm
[mm] l_s=400 [/mm] mm
Federspiel (Weg) der Puffer des Güterwagens: s=75 mm
[Dateianhang nicht öffentlich]
1. Die zum Umstürzen erforderliche Kippkraft (im vorliegenden Fall soll die Gleichgewichtslage gelten)
2. Die Geschwindigkeit, bei der die Kippkraft auftritt
3. Maßnahmen, die zur Verhütung gleichartiger Schäden ergriffen werden können
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Einen wunderschönen Guten Morgen, ich hoffe, ich verstoße nicht gegen die Regeln, da ich die Frage vorgestern im Abschnitt Maschinenbau gestellt hatte, eventuell kann mir ein Physiker helfen. Ich möchte mal meine Ideen vorstellen, komme aber nicht bis zum Ende der Aufgabe:
1.
die Gewichtskraft beträgt: [mm] F_G=80442N [/mm] (Rechnung [mm] 8200kp\cdot{}9,81\bruch{m}{s^{2}}) [/mm]
das Standmoment beträgt: [mm] M_S_t=32176,8Nm=32,2kNm [/mm] (Rechnung 0,4m*80442N)
für Gleichgewichtslage gilt: [mm] S=\bruch{M_S_t}{M_k}=1 [/mm]
S - Standsicherheit
[mm] M_k- [/mm] Kippmoment
da der Quotient gleich 1 ist, ist auch [mm] M_k=32,2kNm [/mm]
die Presse kippt um, wenn sich der Schwerpunkt S soweit verlagert, dass er senkrecht über dem Kipppunkt K liegt, die Presse muß also um eine bestimmte Höhe h "angehoben" werden,
es ist ein rechtwinkliges Dreieck vorhanden, Katheten sind [mm] l_S [/mm] und [mm] h_S [/mm] Hypotenuse ist [mm] \overline{SK}
[/mm]
der Punkt, an dem in diesem rechtwinkligen Dreieck der rechte Winkel sich befindet, muß um 97mm angehoben werden, dann liegt S senkrecht über K, die Presse kippt,
[mm] M_k=F\cdot{}h, [/mm] h=0,097m und [mm] M_k=32,2kNm [/mm] sind mir bekannt
F=3200kN diese Kraft muß durch den aufrollendeneden Zug von links auf die Presse wirken, letzteres erscheint mir aber zu groß??
2.
bei welcher Geschwindigkeit diese Kippkraft auftriit, dazu habe ich leider keine Idee, noch dazu, welche Wirkung das Federspiel der Puffer von 75mm hat, ich könnte mir vorstellen, solange das Federspiel noch nicht aufgebraucht ist, kippt die Presse noch nicht??
3.
der Standuß und somit der Kippunkt K muß weiter nach rechts verlagert werden, wie kann ich diese Verlageung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit berechnen?? es gilt ja, je größer die Geschwindigkeit, desto größer das Kippmoment, desto länger muß der Standfuß werden,
Ich empfinde diese Aufgabe wirklich praxisnah, für alle Hinweise, die zur Lösung führen, möchte ich mich bei Euch schon jetzt bedanken
Zwinkerlippe
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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Hallo, auch wenn Deine Fälligkeit abgelaufen ist, eventuell nützt Dir die Lösung noch.
laut Gleichgewicht gilt: [mm] M_S_t=M_k
[/mm]
am Schwerpunkt greift das Kippmoment an: [mm] M_k=F_k*h_s
[/mm]
dem gleichsetzen das Standmoment: [mm] M_S_t=F_G*l_s
[/mm]
[mm] F_G*l_s=F_k*h_s
[/mm]
[mm] F_k=\bruch{F_G*l_s}{h_s}=20110,5N [/mm] Deine Kippkraft, setze für [mm] F_G=80442N [/mm] ein
[mm] F_k=m*a_k [/mm] und [mm] m=\bruch{G}{g}
[/mm]
[mm] a_k=\bruch{F_k*g}{G}=2,45\bruch{m}{s^{2}}
[/mm]
[mm] v_k=\wurzel{2*a_k*s} [/mm] für s=0,075m einsetzen
[mm] v_k=2,2\bruch{km}{h} [/mm] bei dieser Geschwindigkeit kippt die Presse um
Du kannst die Presse anketten, um das Kippen zu verhindern.
Die maximale Auflaufgeschwindigkeit im Rangierbetrieb beträgt [mm] 1\bruch{m}{s}, [/mm] damit könntest Du den obigen Weg rückwärts rechnen und erhälst für die neue Länge [mm] l_s=1,09m, [/mm] dann würde die Presse bei Einhaltung der Auflaufgeschwindigkeit nicht kippen.
Steffi
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