Analyse kritische punten (+ Berekeningen)

Rotatiemechanisme paal (Lien)
Door de tandwielaandrijving aan de bovenkant van de paal, zal er een kracht komen op de tegengestelde zijde van de paal en zijn schuifpaal. Dit zal voor extra wrijving zorgen.
Het grootste knelpunt voor het rotatiemechanisme van de paal is om het geheel in gang te krijgen omdat er veel wrijvingsweerstanden zijn die zorgen voor een tegenwerkend moment.

We hebben hiervoor al eerder een geschatte berekening gemaakt om te zien hoe groot het aandrijfmoment dat de ouder moet leveren zou zijn. We zullen deze berekening in de toekomst opnieuw maken om andere gewichten en extreme situaties te bekijken. 

Er zal een prototype worden gemaakt waarbij het aandrijfmoment kan ingesteld worden (door middel van een variërend aandrijf gewicht) en de wrijving/belasting zal kunnen aangepast worden.

Rotatiemechanisme stoeltjes (Maud)
Nog niet gemaakt wegens ziekte.


Op- en neermechanisme (Sophie)

Ook bij het op-en neermechanisme zijn er een aantal kritische punten:

• Uit de berekeningen in blogbericht ‘Dimensionering + Materiaalkeuze + (Krachten)berekeningen’ kan afgeleid worden dat bij 0 graden, 90 graden, 180 graden en 270 graden er theoretisch nagenoeg geen energie nodig is om het ene stoeltje naar omhoog te laten bewegen en het andere stoeltje naar omlaag te laten bewegen. Bij 0 graden en 180 graden komt dit doordat punt het vaststaand punt en de keerschijven op dezelfde lijn liggen. Er moet dus theoretisch een minimale kracht in de y-richting aangrijpen (loodrecht op de hefboom) om de stoeltjes op en neer te laten bewegen. Vanaf dat het vaststaand punt een bepaalde hoek maakt ten opzichte van de keerschijven, zal er wel een kracht ingrijpen loodrecht op de hefboom. Deze kracht neemt vanaf 0 graden eerst toe tot een rotatie van 45 graden en neemt daarna terug af om bij 90 graden gelijk te worden aan 0 N. In dit geval heffen de x-componenten van de kracht in punt A en B elkaar op. Het koppel dat nodig is om het ene stoeltje naar omhoog te laten bewegen en het ander stoeltje naar omlaag te laten, werd ook eens uitgezet in een grafiek zoals te zien is op onderstaande figuur. Bij 45 graden, 135 graden, 225 graden en 315 graden is het grootste koppel nodig. Daarom zullen we bij berekeningen en testen vooral rekening houden met deze posities. Als blijkt dat door de draaibeweging van de ouder een groter koppel kan bekomen worden dan het benodigde koppel, dan zitten we ook zeker goed voor de andere rotatieposities.

• Het vaststaand punt en de keerschijven liggen niet altijd op dezelfde lijn (enkel bij 0° en 180°). Daarom zouden de keerschijven scharnierend moeten werken of zou de kabel bij het vaststaand punt mee moeten bewegen met de rotatie van de keerschijven. Dit kan opgelost worden door enerzijds de keerschijven uit te voeren als een cilinder die bovenaan sterk afgerond is. De kabel kan er dan langs alle kanten gemakkelijk inlopen. Anderzijds zou de kabel bij het vaststaand punt vastgemaakt kunnen worden aan een oog (bijvoorbeeld een rondel). Als de keerschijven van positie veranderen zal de kabel meedraaien rond het oog. Door wrijving tussen de kabel en het oog kan het zijn dat de kabel niet altijd goed meedraait, maar als we beide oplossingen combineren vormt dit geen probleem.

• De staaf waaraan de horizontale oogbout is bevestigd, zal het meest doorbuigen in het midden. Deze doorbuiging wordt nog berekend.

• Op de staaf waar de horizontale oogbout is bevestigd komt er bovendien geen kracht. Deze stang wordt niet ingeklemd tussen de molenschijf en de horizontale verstevigingsbalk. Er is nog enige speling, waardoor de kracht enkel op de verticale verstevigingsbalk komt. Deze balk moet dus steviger uitgevoerd worden. Op onderstaande figuur is te zien dat er een kracht van 450 N op de verticale verstevigingsbalk zal werken.

• De kabel moet het gewicht van het kind, het stoeltje, en de constructie waaraan het stoeltje hangt kunnen doorstaand. De veilige werklast geeft een indicatie van de veilige belasting die een staalkabel kan doorstaan. De veiligheidsfactor van staalkabels is over het algemeen gelijk aan 5. Dit wil zeggen dat een kabel met een breeksterkte van 100 kilogram mag maar gebruikt worden voor iets van 20 kilogram. Het kind, de constructie en het stoeltje wegen samen ongeveer 45 kilogram. Dit wil zeggen dat de minimale breeksterkte van de kabel gelijk moet zijn aan 225 kilogram. Een staalkabel (diameter 3 mm) zou een kracht van 45 kilogram gemakkelijk kunnen trekken zonder te breken. Dit lijkt ons echter een belachelijk kleine diameter waardoor we een staalkabel met een grotere diameter (diameter 5 mm of 6 mm) zouden nemen. Deze diameters zijn nog gemakkelijk buigbaar.

• Doordat het vaststaand punt verbonden is met de vaststaande as, zullen er 2 krachten werken op de vaststaande as in horizontale richting. Bij 0 graden, 90 graden, 180 graden en 270 graden zijn deze krachten even groot en tegengesteld, waardoor ze elkaar zullen opheffen. De andere posities zullen nog berekend worden.