Med startmostånd avser den kraft som krävs för att sätta ett hjul i rullning.
Rullmotstånd är den kraft som krävs för att bibehålla ett rullande hjul i rullning i samma hastighet.
Vridmotstånd är den kraft som krävs för att vrida ett hjul mot en annan riktning.
I exemplen nedan kommer vi utgå ifrån att applikationen är en vagn. De flesta av oss kan relatera till en vagn, på ett eller annat sätt. Kundvagn på affären, bagagevagn på flygplatsen eller paketvagn på lagret.
Startmotstånd #
Den lilla bilden intill har fått mångas fantasi att dra på smilbanden. Det är egentligen två halvcirklar;
Den lilla halvcirkeln motsvarar ett hjul ø 50 mm och den större halvcirkeln ett hjul med ø 200 mm.
Deras yttersta punkt korsas, och ligger på samma ställe.
Det större hjulet har en mycket vidare radie, eller kurva och går mer mot det raka hållet än det mindre av hjulen.
Det mindre hjulet har en betydligt snävare radie, eller kurva, så att putta runt detta kommer kräva betydligt mer kraft.
När vi pratar om startmotstånd utgår vi helt från ett stillastående hjul som ska sättas i rullning.
Det finns ett par faktorer som spelar in hur lätt (eller svårt) det kan vara:
- Hjulets diameter
- Ythårdheten (hårdheten på hjulets divbana)
- Hjulbanans elasticitet
- Typ av lagring i hjulet
- Underlaget
För en maskinkonstruktör kan exempelvis startmotstånd vara viktigt att känna till, så en tillräckligt stark motor driver hjulet.
Rullmotstånd #
Nästa bild brukar också få folk att fundera vilken psykologisk utvärdering man delar i.
Cirkeln längst till vänster är ett stillastående hjul.
Cirkeln i mitten är ett hjul i rullning i x km/h,
Cirkeln i till höger är ett hjul som snurrar snabbare, i y km/h.
Motståendet fungerar så att det är störst från stillastående till vara i rullning. Att hålla jämn hastighet kräver viss mängd motstånd. Under förutsattning att lasten fortsätter vara kontakt, underlaget ät jämnt och det inte finns lutningen – så kommer kraften som behöver för att hålla denna rullning vara lika konstant.
För att få hjulet att snurra fortare krävs att vi krämar på lite mer energi då vi måste hantera det initiala motståendet att nå den nya hastigheten. När den nya hastigheten är nådd kan energipådraget minska, då det krävs mindre energi att hålla ett hjul i drivning än få det till önskad hastighet.
När man gör en standardiserad prövning av hjul görs detta i en testbänk, med max 4 km/h, 2/3 last av länkhjulets totala bärighet, 20°C konstant och underlaget är helt slät utan ojämnheter.
Samma faktorer som vid startmotstånd är starkt bidragande till det exakta motståndet! Diameter, ythårdhet, banans elasticitet, lagring samt underlag.
Vi har här försökt kvantifiera, mäta för att kunna visa exakt vilken skillnad materialet gör. I botten ligger gummihjul, massiva och luftgummi.
TPE/TPU (TermoPlastisk Elastomer resp. TermoPlastisk Uretan) börjar bli bättre, men fortfarande viktigt att göra rätt val för applikationen.
Bäst är då de hårda hjulen i exempelvis PA, PP, PR. GJ (gjutjärn) eller stål. Nu har PlastShop.se inga rena GJ- eller stålhjul i sortimentet.
Vridmotstånd #
Vridmotstånd pratar vi ofta om när det är manuellt hanterade vagnar eller skrindor. Murphys lag ställer ju till det, så oavsett vilken vagn man tar får man göra en liten ”dans” med vagnen eller skrindan för att få hjulen att börja rulla – och därmed göra det lättare att svänga.
Det finns ett par tips och tricks för att få vagnar att lättare vridas. Titta efter vår konvexa serie i hjul.
Som synes är ju ett standardhjul ganska rakt och ”kantigt”.
Hjulen på ett dubbelhjul sitter förvisso på samma axel, men är inte förreglade. De rör sig alltså helt fritt från varandra. Ena hjulet kan rulla framåt, andra kan rulla bakåt, och vips får du en vändning på stället – med mycket lägre kraft.
Det tredje alternativet är också vår serie konvexa hjul. I bilden intill är välvningen (bumberingen, radien – många namn) väldigt överdriven! I själva verket är radien omkring 450 mm över banan. Det gör att så lite punkt som möjligt, i mitten av hjulet, har kontakt med golvet vid en vridning.
