Rock Tumbler Projekt - Komponenten und Aufbau

[Unregistriert]

Täusche ich mich oder würde der Frequenzumrichter alleine schon das Budget (fast) sprengen?

Falls ja wird es beim DC Motor bleiben müssen.

Ein Waschmaschinenmotor tönt natürlich sehr naheliegend aber wie liesse sich der Regeln- der Betrieb scheint ja mit AC und DC möglich zu sein?

Was mir noch nicht gelungen ist, ist einzuschätzen wie viel Drehmoment nötig ist um die Trommel in Bewegung zu setzen. Wieviel mehr sollte dann der genutzte Motor leisten können um ihn nicht zu stark zu belasten?
@Ranke: Was wäre für dich in dem Fall ein vernünftig dimensionierter Bürstenmotor?

Habe den Durchmesser sicherheitshalber nachgemessen, die Werksangaben scheinen grob zu stimmen sind 19x mm



@i_make_it:

Das mit der Gummiummantelung der Welle habe ich auch schon geplant- habe an einen Schrumpfschlauch gedacht oder eben eine solche Beschichtung- danke für die Produktvorschläge!
Das Fass direkt an den Motor zu hängen hat sicher seine Vorteile, jedoch bin ich mit "meiner" Lösung viel flexibler. Kann ohne grossen Mehraufwand x Fässer nutzen, zwei kleine Gleichzeitig usw.

[ranke]

@Ranke: Was wäre für dich in dem Fall ein vernünftig dimensionierter Bürstenmotor?

Schön wäre ein in dieser Beziehung aussagekräftiges Datenblatt.
Bei Automotive (Scheibenwischer) gibt es vermutlich garantierte Lebensdauer des Herstellers, aber wie lange? Die Gesamtlebensdauer eine KFZ ist vielleicht mit 2000 Stunden anzusetzen (das wären 100000 km bei einem Schnitt von 50 km/h). Davon 25% im Regen, dann hätten wir 500h. Irgend so etwa so wird die Größenordnung sein.
Mit meiner Formulierung wollte ich eigentlich nur hochgetunte Kleinmotoren ausschließen, die vielleicht nur <= 10h halten.

Was mir noch nicht gelungen ist, ist einzuschätzen wie viel Drehmoment nötig ist um die Trommel in Bewegung zu setzen.

Kommt eben darauf an, was Du in die Trommel reinfüllst. Wenn es z.B. trockener Sand wäre, dann wird sich beim Drehen der Sand auf der hochdrehenden Seite der Trommel immer höher sein als bei der herunterdrehenden Seite. Trockener Sand hat einen ziemlich definierten Böschungswinkel. Mit etwas Geometrie und einer Annahme über die Füllmenge wird man die Exzentrizität des Schwerpunkts der Trommel und mit der Dichte des Sands das resultierende Bremsmoment rechnen können.
Dazu kommt noch die Masseträgkeit, die beim Beschleunigen/ Verzögern auftritt, das läßt sich auch ganz brauchbar abschätzen. Am schwierigsten wäre noch der Zuschlag für Unrundheit der Trommel und ähnliche Eventualitäten.

Waschmaschinen haben heute auch oft Bürstenmotoren, offenbar Universalmotoren mit elektronischer Ansteuerung. Natürlich nicht offiziell dokumentiert, aber es gibt sicher Bastler die im Netz schon etwas dazu geschrieben haben. Möglicherweise wäre auch ein Wäschetrockner gut. Ich kenne da den Stand der Technik nicht, ältere Modelle hatten normalerweise einen Kondensatormotor (eine Drehrichtung, konstante Drehzahl), die waren ziemlich unkaputtbar. Da müsste man eigentlich das ganze Gerät (auf "kalt" gestellt) direkt verwenden können.

[Delgado]

Das Fass wird ca. mit 2kg Messinghülsen und 2kg Stahlpins beladen und mit Wasser soweit aufgefüllt bis das Material gut abgedeckt ist, vermutlich keine 4l.
Innenseitig werde ich 3-4 kurze Mitnehmer anbringen, sodass sich nicht nur das Fass dreht. Nur ein kleiner Teil wird wohl wirklich mitgenommen, das Meiste wird unten nur umgewälzt.

5l nasser Sand wiegt ca. 8kg, 7.5 kg trocken, eine Berechnung damit könnte bereits recht aufschlussreich sein? Wie wird das berechnet?
Deutlich mehr Gewicht ist nur für Anwendung nötig die für mich momentan irrelevant sind - eine eingerechnete Leistungsreserve auf die ich auch verzichten kann.

[i_make_it]

Falls Du schon so ein Faß hast, dann befüll es einmal und gieß dann das Wasser einen Eimer ab. Danach Das Volumen messen. Damit hast du dann auch das Gewicht des Wassers.
An sonsten eine stabile Plastiktüte nehmen und mit einer großen Pappe und 2-3 Spanngurten einen Zylinder mit dem selben Durchmesser wie das Faß herstellen.
Tüte rein, befüllen und dann auch wieder das Wasser abgießen.
Damit hast Du die Masse.
Wenn Du das Faß hast, wenn es befüllt ist, mit Edding innen einen "Eichstrich" rein machen und anschließrend mit Wasser bis zur Markierung füllen.
Wassermenge messen und Du hast das Volumen.
Bei der Tüten Variante, analog verfahren und ein Tasse Wasser dazugeben.
Wenn Du Masse und Volumen hast, nimm das Fass als Zylinder und rechne das Volumen aus.
Das Verhältniss der Volumen ist das Selbe wie das Verhältniss der Kreisfläche des Faßbodens zur Kressegmentfläche des befüllten Volumens.
Wenn z.B. 80% des Zylindervolumns befüllt sind, dann ist auch die Fläche des Kreissegments 80% der Kreisgläche.
Die Formel umstellen das Du bei gegebenem A und gegebenem A den Flächenschwerpunkt des Kreissegmentes berechnen kannst.
Der ermittelte Abstand des Schwerpunktes zum Kreismittelpunkt ist der Hebelarm deiner Masse. Wenn die Gewichtskraft rechtwinkelig zum Hebelarm wirkt, hadt Du das notwendige Haltemoment um die Masse so zu halten. Das gesuchte Drehmoment muß also größer sein (Je nach gewünschter Beschleunigung entsprechend viel größer)

Das notwendige Wasservolumen zu berechnen dürfte ziemlich schwer sein, da du ja nicht nur eine Partikelgröße hast. Bei entzünderten Flaschenhülsen, kann das Wasser immer mindestens das halbe Volumen der Hülse füllen, während man nicht davon ausgehen kann das jede Hülse mit Stahlpins gefüllt ist. Bei der trockenschüttung ist der Füllgrad des Volumens also nicht gleichmäßig.

[ranke]

5l nasser Sand wiegt ca. 8kg, 7.5 kg trocken, eine Berechnung damit könnte bereits recht aufschlussreich sein?

Wahrscheinlich nicht, weil die beabsichtigte Mischung aus Wasser und Feststoffen ein recht komplexes Fließverhalten hat, das man nicht gut abschätzen kann. Falls das Material vorhanden ist, wäre ein praktischer Versuch aufschlussreicher: das mit der beabsichtigten Mischung gefülltes Fass auf eine schiefe Ebene mit veränderlicher Neigung (Brett mit seitlichen Unterlagen oder ähnlich). Die Neigung so einstellen, dass das Fass sicher an- und weiter rollt, dabei eventuell verschiedene Füllmengen probieren (am schwierigsten dürfte ein etwa zur Hälfte gefülltes Faß drehen). Die nötige Hangabtriebskraft errechnet sich aus Faßgewicht und Brettneigung wie hier angegeben. Die Hangabtriebskraft muss sicher per Reibung von der angetriebenen Welle auf das Fass übertragen werden um es drehen zu können. Bei der Berechnung beachten, dass sich die für die Reibung nötige Andruckkraft auf die beiden Wellen aufteilt, bei nur einer angetriebenen Welle steht also nicht die gesamte Gewichtskraft für die Kraftübertragung zur Verfügung. Dafür kann man aber auch den Wellenabstand eventuell etwas größer machen, damit sich das Faß zwischen die Wellen einspreizt.

[Delgado]

Ok dann werde ich den Versuch durchführen, werde aber zuvor die Mitnehmer einbauen und Stahlpins bestellen müssen.
Das Fass hat zum Glück nur zwei Auflagepunkte, resp. 4 auf den beiden Wellen. Diese könnten ggf. zu Erhöhung der Reibung ebenfalls beschichtet werden.
Zum Abstand der Wellen habe ich gelesen, dass 75% des Fassdurchmessers der ideale Abstand sei...?

[i_make_it]

70% des Kreisdurchmessers sind ziemlich genau 90°.
Bei 75% ist der Winkel der Graden zwichen Auflagepunkt und Mittelpunkt und der Waagerechten etwas flacher wie 45°.
Das ist notwendig, da der Schwerpunkt ja außermittig ist.
Bei einem massiven Körper mit mittigem Schwerpunkt, wären 90° ok.
Geht man weiter auseinander, wird das Kräfteparallelogramm immer ungünstiger und der Zylinder würde sich irgendwann verformen und durchrutschen.