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Thema: Drehmoment für Linearführung

  1. #1

    Drehmoment für Linearführung

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    Hallo liebe Community

    Habe mich heute neu im Forum angemeldet, da ich wohl in der nächsten Zeit öfter mal fragen rund um Technik habe.
    Meine erste Frage ist in diesem Fall, wie ich meinen Schrittmotor richtig dimensioniere.

    Bitte Anhang beachten =)

    Habe eine Linearführung mit einem Schlitten. Diesen will ich über einen Schrittmotor bewegen. An dem Schlitten befestige ich einen Riemen welcher vom Motor über eine Umlenkung um die Führung gedreht wird.
    Soweit so gut. Ich habe schon selbst probiert, das benötigte Drehmoment selbst zu "berechnen".
    Über eine Federkraftwaage habe ich die benötigte Kraft (Newton) gemessen, welcher der Schlitten benötigt, bis er sich bewegt.
    Das Ergebnis waren 25N /Newton. Da ich sowieso eine Scheibe/Zahnrad (ich weiß gerade nicht den richtigen Begriff, sorry) an den Motor und an das andere Ende der Führung anbringe, habe ich hiermit schon meinen Hebelarm (Radius der Scheibe/Zahnrad).
    Laut Tabellenbuch kann ich doch also das Drehmoment, welches mein Motor haben sollte, mit diesen zwei Werten brechnen.

    M = r * F
    Drehmoment = Radius/Hebelarm * Kraft

    Oder?

    Wenn ich nun meine Größe "r" mit 10cm, also 0,1m dimensioniere benötige ich doch einen Motor mit 2,5Nm Drehmoment/Haltemoment? Oder ist das Haltemoment die falsche Größe?

    Danke an alle die mir helfen
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken antrieb.jpg  

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Wie schwer ist das zu bewegende Teil und wie schnell soll verfahren werden??
    10cm Radius ist richtig?? Ergibt dann 20cm Durchmesser was schon recht viel ist, für einen direckten Antrieb. Vieleicht kann man ja noch mal mit einem Zahnriehmentrieb untersetzen? Bei 20cm Durchmesser hast Du einen Umfang von 62cm - was soviel bedeutet das bei direcktem Antrieb pro Umdrehung Schrittmotor 62cm zurück gelegt werden die sich dann in 3,1mm Schritte im Vollschrittbetrieb zerlegen - Uff -
    Ansonsten sollte Deine Rechnung stimmen.
    Zum Halte- und Drehmoment -> Das Haltemoment ist immer höher als das Drehmoment - Das Drehmoment nimmt mit steigender Drehzahl ab - Bei kleiner Drehzahl ist das Drehmoment nur geringfügig kleiner als das Haltemoment.
    Mal am Rand:
    Ist das eine Hausaufgabe oder ein realistisches Projekt??
    Geändert von dussel07 (12.02.2013 um 18:43 Uhr)

  3. #3
    Nicht schwer, sagen wir mal grob, dass der Schlitten eine Last von 1kg trägt. Naja ich möchte einfach ein Gegenstand von A nach B fahren, zum Beispiel ein volles Glas. Aber es sollte schon so sein, dass man nicht einschläft. Eine genaue Geschwindigkeit kann ich dir jetzt nicht sagen, sorry.
    Meinst du die 10cm Radius sind zu unrealistisch? Ich hielt diesen Wert für realistisch aber ob es die Zahnriehmenscheiben gibt weiß ich nicht.
    Hm.. ja gut 62cm pro Umdrehung klingt doch ein bisschen viel. Also die Geschwindigkeit verringern aber das Drehmoment behalten?!?
    Bis jetzt ist das nur ein Gedankenspiel für ein Projekt.

  4. #4
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    Richtig gerechnet, aber die 10cm Radius sind wie oben schon erwähnt zu viel.
    Ich habe grade mal nachgesehen. Die größte Zahnriemenscheibe die ich bei Mädler gefunden habe waren 190mm im Durchmesser. Kostet auch nur 40€ netto.

    Des weiteren ist das Haltemoment dabei die falsche Größe. Du musst dir überlegen wie schnell der Motor drehen muss, und welche Kraft du dabei benötigst. Damit berechnest du dein Drehmoment und schaust in dem Drehmoment/Drehzahl-Diagramm des Motors nach, ob er die gewünschte Leistung bringt.

    Edit: Du warst schneller. Ich würde bei der Riemenscheibengröße mal im Bereich 40mm Durchmesser(!) schauen

  5. #5
    Okay, danke schon mal für die Tipps!
    Jetzt sollte ich echt mal schauen wie schnell ich denn mein Schlitten bewegen will, da sich das ja wieder auf meine Motordimensionierung auswirkt.
    Hatte am Anfang völlig vergessen, dass sich mit einer größeren Scheibe der Schlitten schneller dreht aber das benötigte Drehmoment meines Motors steigt.

    Haha nur 40 Euro

    - - - Aktualisiert - - -

    Wie berechne ich aus meiner Schlittengeschwindigkeit die Umdrehungsgeschwindkeit bei dem Radius von 40mm?

    Edit: Habe was gefunden: http://quin.de/download/ATQ-Antriebsformeln.pdf

    Edit2: Vielleicht kann das jemand nachrechnen. Habe die Drehzahl ausgerechnet.
    r=40mm;
    v = 0,5m/s;

    "w" = v/r = 12,5/sec
    n = 119,36/min


    Zitat: "Du musst dir überlegen wie schnell der Motor drehen muss, Wohl erledigt. Aber stimmt meine Rechnung?! Das kommt mir so wenig vor.
    und welche Kraft du dabei benötigst." Ich dachte immer, das Losbrechmoment wäre der wichtigste Faktor. Oder wie meinst du das?
    Geändert von Simon95 (12.02.2013 um 19:44 Uhr)

  6. #6
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    0,5m pro Sekunde ergibt 1,8Kmh - scheint OK zu sein.
    Gemeint war auch ein Durchmesser von 40mm??
    Mal so aus dem Bauch raus - ein Motor mit 2A und 1Nm sollte Dein Glas doch schon recht zügig bewegen.

  7. #7
    Ups, habe da wohl die Größen verwechselt.
    Ja das glaube ich eigentlich auch. Aber da ich (noch) kein Gefühl für diese Mechanik habe, wollte ich eben den Rat von erfahrenen Leuten haben. Ich probiere es einfach mit diesem einmal aus. Ich werde mich dann melden, sobald es soweit ist. Danke!

  8. #8
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    Bei 1 Umdrehung der Scheibe wird ja der Riemen um einmal den Umfang bewegt. U = 2*pi*r = pi*d
    Wenn du also 0,5m weiterkommen willst, dann brauchst du dazu 0,5m/U Umdrehungen.

    Mit den obigen werten: (d in Metern einsetzten)
    0,5 m / (pi * 0,04 m) = ~4 Umdrehungen

    Da du die 0,5 m in 1 Sekunde zurücklegen willst, bedeutet das 4 Umdrehungen pro Sekunde. => n= 4* 60 1/min = 240 1/min

    Ob das Losbrechmoment dominiert, oder du die 25N den ganzen Weg über brauchst, hängt davon ab, was für eine Linearführung du verwendest.
    Wenn es eine echte Profilschienenführung ist, die haben eigentlich kein großes Losbrechmoment. Hier würdest die 25N annähernd immer brauchen.
    Bei einer Gleitgelagerten Führung müsstest du die 25N nur zu Anfang aufbringen, danach deutlich weniger.

    Mit einem guten 1Nm Stepper dürftest du in beiden Fällen aber keine großen Probleme bekommen. (Solange du die Versorgungsspannung nicht zu niedrig wählst)

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