P3-D1 Cilinders

• Electronica
• MBO
• Studiejaar 2

Bepaling van de kracht van een cilinder

Vorige les ?

Soorten cilinders

Leerdoel:

- Bepalen welke cilinder je voor een bepaalde taak nodig hebt.

Vandaag:

Start:

- Uitleg bepaling van de kracht van een cilinder

Midden:

- 2 oefenopdrachten 

Eind:

- Uitwerkingen door (be)spreken

Hoe bepaal je welke cilinder
je nodig hebt ?

Welke cilinder?

- Functie cilinder

- Materiaal keuze

- lengte cilinder

- kracht nodig ?

Bepaling van de kracht van een cilinder

Kracht en Druk

Kracht = druk x oppervlakte ->  F = p . A

F = Kracht waarmee de cilinder levert 

Eenheid: N (Newton)

p = hoeveel druk op de cilinder

Eenheid: N/m² (Newton per vierkant meter)

A = oppervlakte van de Cilinder

Eenheid: oppervlakte in m²

Hoeveel pascal (Pa) is 1 bar overdruk?

Druk = p

De SI-eenheid van druk is pascal (Pa)

Binnen pneumatiek werken wij met de eenheid bar voor luchtdruk

1 bar = 100.000 pascal

dus 6 bar = 600.000 pascal

Dus 600 pascal is ?

Hoe bereken we oppervlaktes?

Oppervlakte = A

Oppervlakte van een cilinder is een cirkel.

Berekenen van de oppervlakte (A) van een cirkel is: 

oppervlakte (cirkel) = 𝜋 ⋅ 𝑟2

waarin 𝜋 = 3,14159265.................

𝜋 heeft oneindig veel decimalen zonder enige regelmaat.

Omdat de diameter (𝑑) altijd twee keer de straal (𝑟)

is, kun je de formule ook schrijven als:

oppervlakte (cirkel) =1/4 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑑2

Kracht drukken we uit in ?

1. Kilogram
2. Newton

Kracht = F

krachten drukken we uit in N = Newton

Voorbeeld berekening:

Een cilinder van 50mm diameter

En een overdruk van 6 bar.

Hoeveel kracht levert deze als hij uitstoot ?

Berekening

F=p.A

p= 6Bar => 6x100.000 N/m² = 600.000N/m² => 0,6 N/mm²

¼ . π . 𝑑² => ¼.π.50² = 0,25 x 3,14 x 2500 = 1962,5 mm²

F = 0,6 N/mm² x 1962,5 mm² = 1177,5 N

Wat zeg je?

Hoeveel is 1177,5 N ?

Welk gewicht kan je daar aanhangen?

Waarom dan ?

hoe dan?

Kracht in KG

Tweede wet van Newton:

F= m x a 

F = kracht in Newton

m = massa in KG

a = versnelling in m/s²

F= bekend,  m willen we weten, a = versnelling vallend voorwerp

Wat raakt eerder de grond als ik deze laat vallen?
Een bowlingbal of een veer?

A = +- 9,81 m/s²

De aantrekkingskracht op aarde 

van alle objecten is gelijk.

Berekening:

voorbeeld: 

F=p.A

p= 6Bar => 6x100.000 N/m² = 600.000N/m² => 0,6 N/mm²

A= ¼ . π . 𝑑² => ¼.π.50² = 0,25 x 3,14 x 2500 = 1962,5 mm²

F = 0,6 N/mm² x 1962,5 mm² = 1177,5 N

F= m x a = 1177,5 N = m x 9.81 m/s²   ----> 

m = 1177,5 N / 9.81 m/s² = 120,03KG

Oefening 1

Gegeven: 

Luchtdruk: 8 Bar overdruk

Cilinder doorsnee van 40mm

Welke kracht kan deze leveren? 

Formules:         F = p x A            F = m x a

Antwoord op oefenvraag 1

Oefening 2

Gegeven: 

Luchtdruk: 6 Bar overdruk

Cilinder doorsnee van 40mm

Zuigerstang heeft een doorsnee van 15mm

Welke kracht kan deze leveren bij ingaande slag? 

Formules:         F = p x A            F = m x a

Antwoord op oefenvraag 2

Krachten

Uitgaande slag vs ingaande slag

Is de theorie ook in de praktijk zo ?

1. Ja 100%
2. Nee in de praktijk is het anders
3. ik weet het niet
4. Theorie en praktijk werken hetzelfde!

Theorie vs praktijk
Waar loop je tegen aan?

Effectieve kracht van de cilinder

Wrijving:

- Zuigerwrijving in cilinder

- pakkingswrijving

- Vuil

- Luchtlekkage (druk verlies)

Waarde wrijving = 5% tot 15 %

Wij houden 10% als standaard aan

Conclusie:

Hoe groter de oppervlakte van de zuiger, hoe groter de kracht bij dezelfde overdruk

Wat heb je geleerd vandaag ?

😒🙁😐🙂😃