Hubarbeit/ Leistung berechnen < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:38 Mo 28.08.2006 | | Autor: | SO0583 |
Hallo zusammen,
es geht um folgendes Problem:
ich studiere nicht physik, deshalb nicht wundern:
ich habe eine Halle mit beweglichen toren entworfen. Diese Tore werden an zahnrädern nach oben gezogen und die planung ist diese zahnräder mit elektromotoren anzutreiben.
Das Tor wiegt 51 t . Die benötigte hubhöhe beträgt 12 m.
ich hab mir also überlegt erst einmal die dazu zu verrichtende arbeit auszurechen:
W = m * g* h also W = 51.000 kg * 9,81 * 12 m = 6.003.720 Nm
oder einfach
W = Fg * h also W= 550.000 N * 12 m = 6.60.000 Nm
so weit so gut, dann dachte ich mir für die dimensionierung des motors brauche ich die erforderliche leistung:
also P = W/t
ich möchte das tor 1cm pro sekunde bewegen also in 100 * 12 = 1200 sekunden oder 20 min nach oben bewegen.
>> P = 6.60.000/ 1200 = 5500 Nm/s (W)
also 5,5 kW?????
da ist doch der wurm drin.. dann könnte ich ja theoretisch das tor mit einem rasenmähermotor nach oben bekommen.
Meine frage nun: Habe ich einen offentsichtlichen dummen fehler gemacht?? Entspricht meine ausgrechnete Leistung in Kw nicht dem was man allgemein als Motorleistung definiert? Hab ich einen viel entscheidenderen faktor vernachlässigt? ( Reibung sollte ich noch einkalkulieren- aber kann die so einen unterschied machen?)
ich weiss echt nicht weiter, wäre deshalb um jede hilfe sehr dankbar.
Vielen dank im voraus, steff
ich habe diese Frage auch in folgenden Foren auf anderen Internetseiten gestellt:
www.uni-protokolle.de/foren/viewt/82461,0.html
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:57 Mo 28.08.2006 | | Autor: | ardik |
Hallo Steff,
Nebenschauplatz:
Wie kommst Du auf [mm] $F_g=550.000N$? $F_g$ [/mm] sind doch eigentlich genau die $51.000*9,81 = 500.310$.
(vermutlich wolltest Du vereinfachend mit 10 multiplizieren und hast Dich mit der zweiten fünf vertippt...?)
Aber das ist ja nicht das eigentliche Problem.
In Deiner Rechnung finde ich keinen Fehler, vielleicht übersehe ich auch was Wesentliches.
Ich denke aber, das die Leistung hier nicht die Wesentliche Kenngröße ist. Vor allem muss der Elektromotor (bzw. vielleicht eine ganze Antriebs-Konstruktion aus Elektromotor und Getriebe) die Kraft aufbringen, um das Tor zu heben.
Wenn Du das Tor in der selben Zeit nur 10 cm heben möchtest, brauchst Du ja noch weniger Leistung. Dennoch muss der Antrieb die volle Last heben können.
Ich könnte mir also durchaus vorstellen, dass die überraschend geringe benötigte Leistung durchaus korrekt ist.
Mal sehen, was die Physik- und MaschBau-Fachleute ![[old]](/images/smileys/old.gif "[old]") hierzu zu sagen haben...
Schöne Grüße,
ardik
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:18 Mo 28.08.2006 | | Autor: | SO0583 |
ok, dem gedanken kann ich soweit folgen..
also um 1 N zu halten nicht zu heben muss ich als auflagerkraft ja 1 N entgegensetzen.
um das system zu heben- es praktisch aus dem gleichgewicht zu bringen muss ich logischerweise eine kraft grösser als 1 N aufbringen.
demzufolge muss der motor für mein 51 t Tor als auflager betrachtet eine kraft grösser 51 t aufbringen um das tor anzuheben.
frage ist nun wie rechne ich diese kraft von 51 t so um das ich eine grösse ( einheit) bekomme die auch eine motorleistung bezeichnet??
demzufolge würde ich ja auch nicht nach der leistung beim heben( hochziehen ) bemessen sondern einfach nach der erforderlichen auflagerkraft + (ich schätze das mal) 10-15%.
also, wie kann ich eine auflagerkraft in N in eine motorleistung in KW umrechnen??
gruss steffi
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:51 Mo 28.08.2006 | | Autor: | leduart |
Hallo Steffi
Deine Frage ist falsch gestellt! Ein Motor hat nicht nur eine maximale Leistung, sondern auch ein maximales Drehmoment. Das kannst du dir so vorstellen: du schliesst an die Achse einen Hebel an, damit kannst du den Motor gerade stoppen, wenn dein ausgeübtes Drehmoment etwas größer als das maximale drehmoment des Motors ist. Hier übt dein Tor über die Zahnräder das drehmoment aus. deshalb kommt es sehr darauf an, welches Getriebe du verwendest! Du kannst ja auch bei gleicher Leistung aber im 10. gang keinen steilen berg hochfahren, den du im 1. gang (Fahrrad) noch schaffst! Meine Leistung ist etwa 0,5kW aber eine Tonne kann ich trotzdem nicht in irgendeiner Zeit 1cm heben! Du sicher auch nicht! Es sei denn, du benutzt ein Getriebe oder ähnliches. Mit dem Wagenheber etwa kannst du dein Auto anheben!
Zusammenfassend: du musst das getriebe zuerst entwerfen, daraus das benötigte Drehmoment des Motors bestimmen, erst dann muss auch noch die Leistung, die du richtig berechnet hast berücksichtigt werden.
Gruss leduart
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