需要多大的力让管子翻出V型槽？

hahalin09

   经典图书

条件：V型槽角度110度。管子外径458mm，重量400公斤，长度2500mm。
问题：如果要让管子翻出V型槽，F需要多大的力，F的最佳位置角度是多少？

jacky047

翻出V型槽？是否应该是”脱离一侧支点”？如果翻出去需要支点脱离，滚动到支座最外侧点才可以吧？

hebutllj

   经典图书

不会
大概solidworksmotion可以做吧

hdq0124

四两拨千斤（SolidWorks机械工程师网钻研三维技术的家园），玩笑归玩笑，还得有一个具体的机构。

ouyangchao

   经典案例图书

粗略算了一下，F>3280N,最佳角度平行于V槽一个侧边。

jewish

以V槽翻出侧跟圆的切点为扭矩中心，管子重力对扭矩中心产生一个扭矩M1，F对扭矩中心产生一个扭矩M2。M2>M1，向管子V槽翻出侧滚动，直到离开V槽。

wuyongqiang

   经典案例图书

最近打字总是失误，不知道为什么

xiayilin

我有一个不太成熟的想法，或许摩擦力可以作为部分动力使用。
补充内容(2017-10-2613:47):
力F平行于斜面，与管子中心有一个距离，力F的最小值等于管子重力沿斜面方向的分力减去垂直斜面方向的分力引起的静摩擦力。静摩擦力值最大时力F最小，所以力F的大小取决于摩擦系数与管子中心与F方向的距离.

wslmwps2046

这个动态变化的受力，也只能通过软件去分析了

wangguool

   经典图书

尝试分析了一下，怎奈拍的照片无法上传，，能否帮忙，我尝试了十几次了
先文字描述一下


假定推管子的零件末端是有滚轮的，这样可以保持F的方向一直不变，不会由于管子的滚动而憋住
一，先假定F的方向与左侧支撑面平行，画受力分析简图。
此时重力向下，左侧支撑反力N垂直于支撑面斜向右上方，F与N垂直斜向左上方，由于N的方向是固定的（与重力成40度角），因此当F垂直于N的时候，代表F的线段才最短（垂线最短），因此知道当F垂直于N(平行于左侧支撑面)的时候，所需力最小，其大小F=mg*sin40
二，开始推管子的时候，管子会沿支撑面斜向左上方滑动，当管子移动到支撑面最边缘的时候，受力模型发生变化，此时再次简化受力模型，并作受力分析
此时只需管子只落在支撑面边线上，受力发生轻微变化时就会沿这个边线发生转动，因此以边线为转轴列力矩平衡方程，定义支撑反力与重力之间的夹角为a，重力力臂为L，如果有图，就能直接看到sina=L/(458/2)则有L=sina*(458/2)
列力矩平衡方程
mg*L=F*(458/2)
mg*sina*(458/2)=F*(458/2)
则有
F=mg*sina同时0<=a<=40
因此知道F的最大值F=mg*sin40
由此得知，当管子继续滚动时，F的力将逐渐缩小，当管子重心与支撑边线重合时，F彻底消失（此时a=0）
由以上推算得知：当F与左侧支撑面平行式，所需推力最小，F=mg*sin40
另外，谁能告诉我一个解决图片上传的办法，这样干文字，我自己看着都头晕

andyxin_81

请教层主：力平行于斜面（方向一致不变），但不经过筒子中心时，F如何求解？图中20是随意标的

a447858303

请教不敢，感谢大侠的认真，在我的计算里面，F需要通过圆心。
如果是你这个图片里面的形式，那F要继续分解，一个分力为通过接触点的径向力，一个分力为通过接触点的切向力，切向力对筒子不产生任何影响，因此直接忽略。因此这个受力模型简化为通过受力点的径向力F'（但是力的方向和大小变了）
从上面的分析也可以看出来，只要有切向的分力产生，那F一定不是最小的

zjq1030

学习了

liu_2001

有切向力的产生力就不是最小的我觉得这种说法有点片面。以图片的受力的受力计算，重物受重力，支撑力，F，摩擦力（静摩擦力，最大时等于滑动摩擦力）。根据扭矩的平衡，摩擦力的方向是向上的，那么F是不是等于重物沿斜面的分力减去摩擦力？力F的分解不分解对计算结果是没有影响的，分解计算会复杂。我没有这样玩过，但是感觉理论上貌似是没有问题的，这个你怎么看？当然，这是纯理论的讨论，现实中力F保持这个方向感觉没有通过筒心好实现

kuangren202

加入QQ群
参与讨论和学习

或扫描二维码加入

对，我是想通过这种方式对钢管倾翻下料。

cb1cb1

   经典案例图书

你说的很对，是我的表达不够严谨，对圆管做受力分析，它将受到自身重力，垂直于支撑面的反作用力，平行于支撑面并相切与圆管的静摩擦，F
其中F可以做简化，简化为：通过接触点和圆管圆心的径向力，通过接触点并与圆管相切的切向力，切向力对圆管产生一个逆时针的转矩，摩擦力产生一个顺时针的转矩，这两个转矩相等（平衡状态下）
F还可以这样简化：将F平移到圆管圆心，大小不变，同时产生一个逆时针的转矩，大小等于M=F*0.02(20毫米)，这个转矩大小等于摩擦力产生的转矩（平衡状态下）
上面两种分析，F产生的等效转矩都被摩擦力产生的转矩抵消，而摩擦力是可以避免的，只要F通过圆心，摩擦力转矩就会消失，因此说F不是最小
另外：F无论在哪个方向，都是需要有实物的，比如用一个气缸，或者其他之类可以伸出缩回的，这列东西都需要自身有导向，所以，F在哪个方向都是可以实现的，只是对提供F机构的自身导向有不同的要求

ghm800718

加入QQ群
参与讨论和学习

或扫描二维码加入

上面两种分析，F产生的等效转矩都被摩擦力产生的转矩抵消，而摩擦力是可以避免的，只要F通过圆心，摩擦力转矩就会消失，因此说F不是最小?这句话听得不是很明白，摩擦力（静摩擦）方向是向上的，也就是摩擦力此时是作为部分动力使用的，那为啥要避免摩擦力呢？

zid020006

   经典案例图书

还是回复来说明这个问题吧，对于这个应用来说，在前面的分析里面不应该将摩擦力引入，因为会让分析变的更复杂
假定摩擦力存在，而又通过筒心，你会发现摩擦力会在筒心上产生一个逆时针的扭矩（圆筒有向左运动趋势的时候），然而这个扭矩并没有其他力矩可以跟它抵消，所以我们不得不引入一个新的摩擦力，就是F与圆筒筒壁之间的摩擦力，这样下来，简化后的模型里面就出现了五个力
如果用我前面第一种分解F的方法，不需要引入摩擦力，也就是只计算力平衡（F,N,G），不需计算力矩平衡
G不变，N不变，那所需的F最小值就不变，多任何一个分力出来，F都会变大，因此F最小时，一定通过筒心，并平行于支撑面

wei992254

F经过筒心在平衡状态是不会产生摩擦力的，摩擦力产生是因为没有经过筒心，F产生的摩擦力我们不考虑，此时摩擦力经过计算是与F方向一致的，所以摩擦力的存在减小了F的大小，使F小于重物沿斜面的分力

H100MHZ

层主说摩擦力是阻力，受力模型上看他是动力。车轮的摩擦力是动力是因为有电机扭矩，这个其实差不多，力F提供的扭矩让摩擦力成为了动力，否则，受力无法平衡