Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Kräfteberechnung eines Saugnapfs

Kräfteberechnung eines Saugnapfs

Universität / Fachhochschule

Sonstiges

Tags: Druckkraft, Kräfteberechnung, Saugnapf, Schwerkraft, Unterdruck

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
Marci94

Marci94 aktiv_icon

10:42 Uhr, 02.02.2017

Antworten
Hallo Zusammen,

Durch ein derzeitiges Projekt haben wir die Aufgabe die Haltekraft eines Saugnapfs zu berechnen. Eine erste Lösung wurde ausgearbeitet, aber jetzt müssen wir die Sicherheit haben, dass diese Lösung auch richtig ist.
Vielleicht kann uns einer von euch dabei helfen.
ps: Wir bewegen uns bei der Berechnung in µm-Bereichen

Die Parameter lauten wie folgt:

Wirksame Fläche Saugnapf (Innendurchmesser): 558,8 µm
wirksamer Unterdruck: 1=¯100.000 pascal
Reibungskoeffizient: (Elastan auf Holz = worst case) 0,15 µ
Sicherheitsfaktor: 2 (Europäische Norm DIN EN 13155)

Aus den Innendurchmesser ergibt sich:
A-innen =π d²/4
=π 558,8²/4
=24,5104 µm² =24,5 mm²

Mit der Gesamtformel der vertikalen Tragekraft sind wir uns nicht sicher,
Wir gehen von die´ser Formel aus:
vertikale Tragekraft= (wirks. Fläche wirks. Unterdruck Reibungskoeffizient) / Sicherheitsfaktor

wenn man nun alles einsetzt ergibt sich: vertikale Tragekraft =0,184N

Stimmt diese Rechnung so?
Danke im Voraus

Grüße Marci94



Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
Roman-22

Roman-22

10:54 Uhr, 02.02.2017

Antworten
> wirksamer Unterdruck: 1=¯100.000 pascal
1105Pa ?? Was soll das heißen?
Hast du einfach 1bar=105Pa gemeint??

> Reibungskoeffizient: (Elastan auf Holz = worst case) 0,15 µ
Die Verwendung von SI-Präfixen wie μ ist nur in Verbindung mit Einheiten erlaubt.
Soll der Reibungskoeffizient also 1,510-7 sein? Oder wolltest du ihn bloß μ nennen, also μ=0,15?

> =24,5⋅104 µm² =24,5 mm²
Huhh???? Da würd ich nochmal nachschauen, wie das mit den SI-Präfixen Milli und Micro und ihrem Zusammenhang zu den 10er-Potenzen wirklich ist!
Beachte: 1μm2=10-6mm!

Marci94

Marci94 aktiv_icon

11:20 Uhr, 02.02.2017

Antworten
Hey Roman,

Mit dem ersten sollte nur die Umrechnung von BAR auf Pascal gezeigt werden,
also 1 BAR =100.000 pascal

und µ sollte in dem Sinne als Mú verwendet werden, also nicht als Einheit
um Verwirrung vorzubeugen: Reibungskoeffizient =0,15(-)

ja du hast recht. Um 2 Kommastellen vertan.
Dann würde sich eine Kraft von 0,00184N ergeben
Antwort
Roman-22

Roman-22

13:53 Uhr, 02.02.2017

Antworten
1,8 mN, ja.

> Mit dem ersten sollte nur die Umrechnung von BAR auf Pascal gezeigt werden,
Ja, in die Falle bin ich dann auch zunächst getappt. Im normalen Textmodus werden gewisse Zeichen bzw. Worte in Formelsymbole udgl umgesetzt. Das ist an sich recht praktisch, da man sich nicht immer mit der Latex-Syntax auseinander setzen muss, hat aber auch seine Tücken. "bar" stellt einen Überstrich über das nächste Zeichen und so ist dein bar daher verschwunden und als dritter Strich über dem = gelandet.

Allerdings frage ich mich, wie du ein so fast perfektes Vakuum herstellen willst, noch dazu dauerhaft. Soll da eine Vakuumpumpe ständig vor sich hin werkeln? Selbst dann ist die Druckdifferenz von 1bar, von der du ausgehst, schon ein wenig zu optimistisch, oder?
Abgesehen davon, dass bei derart kleinen Minisaugnäpfen STaub und dgl. auf der Oberfläche bzw. die Rauheit der Oberfläche (gerade etwa bei Holz) einen ungleich größeren Einfluss haben werden, als etwa bei einem Vakuumsauger mit 15 cm Durchmesser, wie er zB zum Transport von großen Glasscheiben verwendet wird. Da geht man übrigens von -0,6bar Druckdifferenz und bei Glas von μ0,5 aus. Siehe zB www.wirth-gmbh.com/vakuumhebetechnik/berechnungen/tragfaehigkeiten-der-sauger.html
Ich könnte mir vorstellen, dass auch die Elastizität des Saugermaterials bei dieser Größer u.U. einen stärkeren Einfluss hat.

Habt ihr schon Versuchsmessungen durchgeführt? Wie stimmen die mit deinem nun fehlerberichtigten Wert überein?

Vielleicht hilft dir auch ein wenig Literatur:
www.festo.com/net/SupportPortal/Files/9916/Grundlagen_Vakuumtechnik.pdf
http//reaktiveplasmen.rub.de/files/lehre/pww/GrundalgenderVakuumtechnik.pdf
Antwort
ledum

ledum aktiv_icon

15:23 Uhr, 02.02.2017

Antworten
Hallo
hast du wirklich einen Saugnapf von weniger als 1mm Durchmesser? Oder geht es um einen Insektenfuß?
Gruß ledum
Frage beantwortet
Marci94

Marci94 aktiv_icon

18:57 Uhr, 03.02.2017

Antworten
vielen Dank euch beiden
Die Frage hat sich nun geklärt.
Danke für eure schnellen Tipps