hallo, ich suche eine möglichkeite, ein dreh- bzw. torsionsmoment einer ortsfesten welle zu messen. was gibt es da für möglichkeiten?
Dehnungsmesstreifen: * http://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen Braucht aber ein wenig Know-How, um das hinzukriegen.
Man wickelt ein Seil ein paar Mal darum, macht das Seil am einen Ende fest und haengt am anderen Ende ein Gewicht an. Drehsinn der Wicklung so, dass sich das Seil loest. Radius mal Gewicht sind dann das Drehmoment womit die Welle gebremst wird. Das Seil kann aus Metall sein. Muss einfach gut reiben.
@3374 das ist doch eine Abart des ohjeh, pronyschen Zaum, oder? Ich hatte aber in der Eingangsfrage bei "ortsfester" Welle an eine eigespannte Welle gedacht, so wie ein Drehstab. Da würde ich auch mit DMS rangehen. Aber vllt. kann der Frederik mal mehr erzählen. guude ts
ja also die welle ist fest eingespannt! meine frage ist auch wie empfindlich die dms sind?weil wenn dann treten nur ganz kleine torsionen auf, da die welle schon einen durchmesser von 50 mm hat. müssen die dms auf eine ebene stelle, die dann erst ausgefräst werden muss oder können sie auch direkt auf die runde welle?
> meine frage ist auch wie empfindlich die dms sind? Das hängt vom verwendeten Messstreifen ab. Die Messung per Wheatstone'scher Brücke lässt ja grundsätzlich die Messung sehr kleiner Widerstanddifferenzen zu. Interessant wäre zu wissen, was du genau messen musst und wozu. > müssen die dms auf eine ebene stelle, die dann erst ausgefräst werden > muss oder können sie auch direkt auf die runde welle? Die können auch auf die runde Welle. Ist denke ich sogar besser, da dann die Verwindung der Welle "gleichmässiger", sprich einfacher vorhersehbar ist. Hast du irgend ein Budget für das Ganze? Wenn du nur so qualitative Ergebnisse brauchst, kriegst du das vielleicht schon noch hin. Aber wenn du das ganze wirklich genau in Newtonmeter bis zur x-ten Nachkommastelle brauchst empfehle ich dir ein spezialisiertes Ingenieurbüro damit zu beauftragen. Wir bei uns machen solche Spässe in der Eisenbahntechnik. Ich selber habe keine Ahnung davon, aber wenn ich unseren Spezialisten zuschaue, erinnert das mehr an Kunst als an Wissenschaft. Ist also echt ne Hexerei; das fängt nur schon bei der Auswahl des Klebers an. Aber ist natürlich ein sehr interessantes Gebiet, damit kann man echt viel Anstellen.
hi, also was heißt budget, mache das ganze ja am lehrstuhl. also ich muss den reibungskoeffizienten verschiedener werkstoffe berechenen wenn sie als zylinder gegen die feststehende welle reiben. dazu brauche ich das erzeugte torsionsmoment an der festehenden welle.also ich denke mit einer stelle hinterm komma wäre man schon gut bedient.meisnt du das ist hinzukriegen?
>also ich denke mit einer stelle hinterm komma wäre man schon gut
bedient
Ja das sind sehr aussagefähig:
10Nm +/- 0,1Nm
10kNm +/- 0,1Nm
und wie genau gehe ich dann weiter vor wenn die dms montiert sind? wie läuft die kalibrierung und so? bin leider ein totaler newbie ;(
Zum Kalibrieren. Ich würde die Welle an der Seite für den Prüfzylinder reibungsarm unterstützen, dann mit einer Klemme einen Hebelarm anbringen und diesen mit verschiedenen Gewichten belasten. Das schön im rechten Winkel, und wegen der zu erwartenden geringen Verdrehung mußte nichtmal mit Winkelfunktionen rechnen. guude ts
was heißt reibungsarm unterstützen? und wie ordne ich dann den spannugnen momenten zu?
ah ok und dann meinst du dass ich zum kalibrieren (wo ist eigentlich der unterschied zwischen kalibrieren und justieren?) einen bekannte masse an den bekannten hebelarm hänge und der messenden spannung dann dieses drehmoment zuordne oder?
Kalibrieren : Kein Drehmoment= 0, Dann einen Hebel dranschrauben/klemmen, gewich auflegen, Moment = Gewich * Weg.
und dazu dann immer die dazugemessene spannungswerte der dms oder? und das ganze is dann linear? d.h. ich braiuch einmal nur den nullwert und einen anderen wert-richtig? also heißt kalibrieren einfach nur das ganze auf null zu stellen?
Genau. Den Nullwert, plus einen anderen, mit einem definierten moment. Dem definierten Drehmoment kann man dann eine Spannung zuschreiben, und ja, da Ganze muss linear sein.
Nimm die Kennlinie auf, dann siehst Du ob das linear ist. Mach doch einfach mal alles, was ihr in Fehlerrechnung so gemacht habt. guude ts
etwas in die richtige Position bringen. Das geht auch mit Dingen, die kein Messgerät sind, kalibriert hingegen werden nur Messgeräte. Zum Thema DMS: Du kannst damit recht hohe Auflösungen erzielen, allerdings musst du dann insbesondere auf eine gute Befestigung achten (Mech. Spannungen berechnen, Temperaturausdehnungskoeffizienten beachten etc.). Zur Torsionsmessung müssen die DMS übrigens im 45°-Winkel auf die Welle geklebt werden, sonst misst du nichts. Zur elektronischen Auswertung solltest du dich über Wheatstone-Brücken informieren. Zum Umgang mit DMS solltest du wissen wie die Widerstandsänderung beim Dehnen zustande kommt, und was der Unterschied zwischen Metall- und Halbleiter-DMS ist. Mit Klebern helfen einem - gerade als Student - meistens die Hersteller (Dupont, Heraeus, Wacker,...) am Telefon ganz gut weiter, wenn man weiss was man wissen will.
hey besten dank für dir tips. warum gerade 45°? wie kommt man darauf? was passiert denn mit axialkräften? weil ich drücke ja auch gegen die messwelle? verfälschen dann die axialkräfte meine eigentliche torsionsmessung?
Ja, denk ich Axialkraefte wuerden stoeren. Bevor man ueberhaupt etwas mit DMS macht, sollte man sich ueber die Kraefte und die Messungen im Klaren sein, sonst wird das nichts. Ein DMS misst die Lengenausdehnung. Da sind auch thermische Ausdehnungen dabei. Deshalb nimmt man eine Messbruecke.
habe mal gehört man kann mit der wheatoneste brücke sowohl temperaturen auslgeichen als auch axialkräfte-ist da was dran? kann ich nur die torsion messen ohne irgendwie durch axialkräfte gestört zu werden?
Bei 45° zur Wellenachse treten die größten mech. Spannungen auf, und damit auch die größte Dehnung (Spannung und Dehnung sind über Schermodul verknüpft). Und da man mit DMS die Dehnung misst, hast du also mit 45° die höchste Empfindlichkeit. Man kann sich das herleiten wenn man sich so ein Bildchen mit differentiellen Änderungen zeichnet (ein Ende der Welle fest eingespannt, das andere wird verdreht). Die axialen Kräfte könntest du rausrechnen, indem du sie nochmal mit einem extra DMS, aufgeklebt in axialer Richtung, misst. Ich würd mal in der Bücherei nach "Sensortechnik" von Tränkler und Obermaier schauen, da gibts einen großen Abschnitt über Drehmomentmessung. Fertige Sensoren und auch DMS kannst du z.B. bei HBM kaufen - du kannst da ja auch mal anrufen und unverbindlich fragen - dann solltest du aber Messbereich und Messgenauigkeit quantifizieren können.
müsste ich nicht rein logisch, bei 90° zur achse die größten kräfte haben weil ich ja auch dort dir größten spannungen habe oder net? was hat es eigentlich mit diesen hauptspannungen auf sich?
Nein - dann wärs keine Torsion mehr :). Verdreh einfach mal ein Handtuch und machs dir daran klar. Was meisnt du mit Hauptspannungen?
also irgendwie heißt es bei dms immer dass man sie so legen soll das die hauptspannungen maximal sind...weißt du da was von? habe ich denn bei 45° auch noch die axialkräfte mit drin?oder wie kann ich diese eleminieren?
Wellendurchmesser 50mm, mit welchen Kräften operierst du da? SCNR: Bring hinter dem Hebel, an dem deine Justiergewichte hängen eine Skala an und lies die Werte im Betrieb ab. Arno
ähm wie meinst du das mit dem hebel und der skala? was bringt mir das?
ganz einfach: er meint, wenn Du zum Beispiel mit einer angebauten Meßuhr beim Einsatz eines (bekannten) Prüfgewichtes an einem in der Länge ebenfalls bekannten Hebels ein genau definiertes Drehmoment aufbringst, so kannst Du einen bestimmten Wert der "Verdehung" Deiner Welle direkt ablesen. Wenn Du diesen Vorgang mit verschiedenen Gewichten durchführst, so bekommst Du für bekannte Drehmomente an Deiner Welle exakte Messwerte an der Uhr. Die Teilbereiche dazwischen kannst Du dann ausrechnen. Bei günstiger Wahl des Messradius ( Hebellänge) könnte man sogar eine Direktablesung hinbekommen ....zum Beispiel 1/10 mm für 10Nm oder so. Musst halt ein bisschen probieren. Gruß aus Kösching Peter
ja aber ich will doch mit dms messen?! warum ist eigentlich wenn man die dms in einer weathoneschen vollmessbrücke anordnet automatisch temperaturkompensiert?
Du misst an der Wheatstonebrücke die Differenzspannung zwischen linkem und rechtem Zweig. Wenn beide Zweige gleich erwärmt werden und an allen Widerständen die Auswirkung durch die Wärme gleich ist, ändert sich also die Differenz nicht mit der Temperatur
ab welcher temperatur kann man denn von extremen messwertverzerrungen sprechen?
also mein problem ist im moment: ich hab eine feste welle wo vorne eine platte draufgeschweißt ist. auf diese platte fährt ein rotierender zylinder und fängt das reiben an. das bei dieser reibung auf der festen welle entstehende torsionsmoment will ich messen. da aber der zylinder auch etwas gegen die scheibe drückt werden auch druckkräfte auf die feststehende welle übertragen. wie kann ich die außen vorlassen?also dass ich mit meinen dms nur die verdrehung messe und die druckkräfte mein ergebnis nicht verfälschen?
Hallo Frederik, was spricht dagegen den Anpreßdruck konstant zu wählen, also bei jeder Messung die axiale Kraft auf z.ß. 1kN einzustellen? Was hat das ganze überhaupt mit "Mikrocontroller und Elektronik" zu tun? Übrigens: Eine korrekte Orthographie erhöht die Anzahl sinnvoller Antworten.
hi, ja die kraft kann ich ja bestimmen das ist ja nicht das ding, aber trotzdem habe ich ja dann keine reine torsion mehr sondern auch zum teil eine stauchung der welle.will ja nur wissen ob durch diese axialkraft/-druck das messsignal der dms gestört wird?
Konstante Kraft = Konstante Stauchung -> Korrekturfaktor Leider weiß hier noch immer keiner hier um welche Größenordnungen es sich bei den betrachtete Kräften handelt, wie Kollege lippy auch schon angedeutet hat. Eventuell könnte es ja sein daß die Längenverkürzung der Welle minimal und somit vernachlässigbar ist. Andererseits ist die Welle ziemlich dick, dann braucht man wohl auch einen entsprechenden Anpreßdruck. Leider war das Ausgangsposting schon dermaßen dürftig daß ich fast geahnt habe daß man dir hier nicht wird helfen können, da man Dir alles aus der nase ziehen muß. Wenn die negative Zugbeanspruchung schon problematisch sein könnte, wie siehts dann mit Biegung der Welle aus? - Papp' einfach an vielen Stellen der Welle die Meßstreifen rauf und rechne dann noch die Biegung 'raus. Viel Spaß beim Basteln.
>hallo, >ich suche eine möglichkeite, ein dreh- bzw. torsionsmoment einer >ortsfesten welle zu messen. was gibt es da für möglichkeiten? Im Kfz-Bereich gibts kleine/große Drehmomentschlüssel/knarren. Damit hat man schon mal ne Referenz. Bei Ebay werden gewiß welche angeboten. Wenn man das Prinzip verstanden hat kann man mit Hebel und Federn eine Lösung bauen die brauchbare Messwerte über Meßwegaufnehmer liefert. Drehung ^ Drehachse ! +--------------------------- > ! < ! > ! < ! ! > ! ! ^ ! Feder Wegaufnehmer
Frederik (Gast) sollte jetzt wirklich mal ein paar Informationen rausrücken. Ich kann mir schwer vorstellen mit handelsüblichen Mitteln eine Welle mit 50mm Durchmesser zu stauchen. Auch die Torsion dürfte ziemlichen Kraftaufwand erfordern, KFz-Antriebswellen sind deutlich dünner. @AC/DC. Wenn er die von dir eingezeichnete Rückholfeder benötigt, ist er mit der Torsion zu weit gegangen. :o Arno
relativ gefaehrliches Vorhaben...aufgeschweisste Metallplatte....Reibung an der Platte....Torsion an einer 50 mm d Achse : Das duerfte ganz schoen heizen. Wenn das rotierende Teil schnell genug ist... koenntest du es sogar mit der Platte verschweissen ;-) Eine Bruecke allein reicht wohl nicht wie oben schon erwaehnt. Ich rate dir einen Kurs zu besuchen wo man lernt wie die Dehnungsmesstreifen geklebt werden...wie man die Achse vorbereitet.... jaja Mal eben 'einfach' das statische Drehmoment messen...Schenk macht so etwas auch...und da ist wohl HBM mit im Spiel
naja ich könnte die welle ja auch kleiner machen oder innen hohl? meint ihr das wäre besser?und die platte wollte ich aus gusseisen machen, da dieses sich schlecht reibverschweißen lässt, also ist die gefahr der reibverschweißung eher gering..
Bleibt immer noch die Frage was und welchen Diemensionen du eigentlich messen willst und wie dein Messverfahren genau funktioniert. Was passiert denn nachdem du das Messteil auf deine Platte aufdrückst, wird das gedreht? Mit welcher Geschwindigkeit? Von welchen Kräften und Momenten reden wir hier? Welche Umgebungstemeperaturen hast du (weil du die Temp-Kompensation angesprochen hast)? Usw...
Mann! 1. Schreib erst einmal vernünftig! Es gibt zwei Shift-Tasten auf deiner Tastatur, die haben einen Zweck. Wenn man dann sieht, daß du dir wenigstens ein klein wenig Mühe gibst, dann hat man auch mehr Lust, zu helfen. 2. Benutze mal Wikipedia oder Google, um dich mit den Grundlagen vertraut zu machen. Erst, wenn du damit nicht weiterkommst, kannst du hier fragen. Du brauchst die Grundlagen, um etwas sinnvolles anstellen zu können, daß kann dir ein Forum nicht abnehmen! 3. Ich habe den Eindruck, daß du mit der Aufgabe überfordert bist. Wieviel Zeit hast du noch?
ähm naja noch so 4 monate... habe aber leider nichts hilfreiches zu temperaturkompensation finden können :(
Vor Jahren schon wurde (auf der Messe) eine CD verschenkt, wie DMS ver arbeitet werden sollen. Ein Mitarbeiter von Hottinger&Baldwin hat es am Messestand auch vorgeführt und die Gäste konnten die Prozedur über Kamerawiedergabe verfolgen. HBM bietet alles an was dafür gebraucht wird.
http://www.vishay.com/docs/11560/fullbrid.pdf VISHAY...da findest du alles...weiss nicht ob die in D-Land gut vertreten sind.
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