Wärmelehre Bremsen

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,
ich möchte gerne die Erwärmung eines Körpers durch Reibunb ungefähr abschätzen. Mein Versuch ist ähnlich einer Bremsanlage aufgebaut. Ein rotierendes Rohr wird gegen eine Stauchplatte gefahren und gestaucht. Nun würde ich gerne die Erwärmung der Stauchplatte berechnen.
Folgende Daten habe ich:
Reibungskoeffizient zwischen Rohr und Stauchplatte
Drehzahl des Rohres
Anpresskraft der Stauchplatte
spez. Wärmeleitfähigkeit der Materalien

Gibt es da eine Formel oder Näherung wie man die Temperatur abschätzen kann?

Gruß und Danke,
maschi

#2

Hallo Maschi,

setzte mal den Fokus deiner weiteren Recherchen auf das Thema „Rotationsreibschweißen“. Da solltest Du genügend Informationen bekommen.

Gruß Thomas

#3

Hi Thomas,

danke für deine Antwort.
Weißt du denn vielleicht wo man dort an Formeln gelangen kann?

#4

Hallo Maschi,

ich denke, daß du Dich mal auf den Seiten der Hersteller von diesen Maschinen (KUKA oder über www.wlw.de) oder DVS bzw. SLV schlau machen kannst.

Gruß Thomas

#5

Danke Thomas,
also bei KUKA hatte ich schonmal angefragt aber die konnten bzw. wollten mir nicht weiterhelfen. Sie benutzen meist Temperatursensoren und deswegen fällt bei Ihnen eine Berechnung bzw. Schätzung der Temperaturen weg.
Gibt es denn in der Literatur keine allgemeine Formel?

Gruß
maschi

#6

Hallo Maschi,

das Thema Reibschweißen ist sehr komplex. Einige Gründe dafür sind:

  1. Es ändern sich die Reibungskoeffizient mit steigender Temperatur
  2. Sind die Wärmeableitungen, spezielle bei unterschiedlichen Geometrien der Körper, im 3-D Zustand zu betrachten.
  3. Sind die Wärmekapazitäten der Werkstoffe auch temperaturabhängig

Also Lösungsansatz in der ersten Näherung würde ich Dir die Betrachtung als adiabatisches System, nur im Bereich der Berührungsstelle, vorschlagen. In Anbetracht der kurzen Zeit des Vorganges, ca. 5-10 sek, sollte das ausreichend genau sein.

Als gegeben kann folgendes vorausgesetzt werden:

  1. Antriebsleistung des Rohrstückes
  2. Reibkoeffizienten der Paarung als konstant
  3. Wärmekapazitäten der Paarung als konstant
  4. Anpreßkraft des Rohrstückes als konstant

somit kann der Idealfall berechnet werden. Die Abschläge aufgrund der sich ändernden Werte für cp und my können mit den Angaben aus der Literatur abgeschätzt werden.

Gruß Thomas

#7

Danke Thomas für deine ausführliche Antwort.
Aber wie lautet denn dann die Formel?

Gruß
Frederik

#8

Hallo Frederik,

eine fix und fertige Formel kann ich Dir ad hoc nicht bieten. Aber das Studium des Dubbel und Bücher zur Thermodynamik sollten Dich auf den richtigen Weg bringen.

Viel Spaß beim Studium und der Herleitung.

Gruß Thomas

#9

Hallo,
schon wieder uoder immer noch das gleiche Thema?
/t/wie-berechnet-man-den-reibungskoeffizienten/4862839

ich möchte gerne die Erwärmung eines Körpers durch Reibunb
ungefähr abschätzen. Mein Versuch ist ähnlich einer

Eine exakte Formeln wirst du nirgends für das ganze Problem finden.
Aber zerlege das Problem doch erstmal in Teilpakete

  1. Abschätzung der mechanischen Energie, welche aufgebracht wird.
    Mit Reibkoeff, Andruckkraft und Drehzahl kannst du das leicht rechnen.

  2. Abschätzung der Temp. (Annahme: vollständigen Umwandlung in term. Energie)
    Hier steht nun die Frage, ob das ganze kurzzeitig erfolgt oder langfristig.
    Bei Kurzzeitbetrachtungen komm natürlich auch die Wärmekap. der Teile
    ins Spiel.
    Bei dauerhafter Reibung tritt nach gewisser Zeit ein Gleichgewicht ein.
    Da ist abhängig von der aktiven Oberfläche, und sonstigen Umgebungsbedingungen
    abzuschäzten, wieviel durch Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung
    pro Zeiteinheit abgegeben werden kann.
    Dazu haben wir aber keine Angaben.
    Gruß Uwi

Bremsanlage aufgebaut. Ein rotierendes Rohr wird gegen eine
Stauchplatte gefahren und gestaucht. Nun würde ich gerne die
Erwärmung der Stauchplatte berechnen.
Folgende Daten habe ich:
Reibungskoeffizient zwischen Rohr und Stauchplatte
Drehzahl des Rohres
Anpresskraft der Stauchplatte
spez. Wärmeleitfähigkeit der Materalien

Gibt es da eine Formel oder Näherung wie man die Temperatur
abschätzen kann?

#10

Hi Uwi,
besten Dank für deine Antwort.
Es handelt sich immer noch um das gleich Problem.
Bin leider technisch nicht so versiert deswegen :frowning:
Mit welcher Formel kann ich denn die mechanische Energie berechnen die aufgebracht wird?

Gruß
maschi

#11

Hallo,

Es handelt sich immer noch um das gleich Problem.
Bin leider technisch nicht so versiert deswegen :frowning:

Was studierst du und was willst du mal werden?
Bischen selber denken kann dabei nicht schaden.

Mit welcher Formel kann ich denn die mechanische Energie
berechnen die aufgebracht wird?

Nö mein Bester, das ist jetzt reine Hausaufgabenerledigung und reines
Schulwissen der Physik bis Klasse 10.
Du hast einen Hebelarm, an dem eine konstante Kraft wirkt.
Denke mal an die Def. der einfachen pot. Energie bzw Arbeit W = F * s.
Daraus läßt sich leicht die geleistete Arbeit und dann aus Arbeit
pro Zeiteinheit die Leistung errechnen.
Gruß Uwi