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Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Motor gesucht - sehr hohes Drehmoment


Autor: FormelBoy (Gast)
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Hallo.
Ich such momentan einen Motor (am besten Servomotor) der ein sehr hohes 
Drehmoment hat um gut 35 kg alleine schieben zu können.
Der Aufbau ähnelt dem Bild im Anhang. Der Drehradius (also vom 
Mittelpunkt zum "Arm") beträgt ca. 7 cm.

Es müssen keine großen Geschwindigkeiten erreicht werden. Maximal 2 hz.
Da es sich um einen Versuchsaufbau handelt ist es wichtig, dass der 
Motor sich möglichst exakt gleichschnell dreht.

100 Euro ist das Absolute limit. Könnt ihr mir zufällig welche 
empfehlen?


Würde mich um eine Antwort sehr freuen.

mfG FormelBOY

: Verschoben durch Moderator
Autor: Floh (Gast)
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FormelBoy schrieb:
> Könnt ihr mir zufällig welche empfehlen?
Würd das mal mit einem Scheibenwischermotor oder etwas in der Art 
probieren.
Viel Kraft, wenig Geschwindigkeit, also gut untersetzt, vielleicht sogar 
mit Schneckengetriebe.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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http://www.pollin.de/shop/p/OTk3OTg4/Motoren/DC_Ge...
Falls sie nicht passen, kannst du immerhin 10 davon kaufen =)

Autor: FormelBoy (Gast)
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Das irgnoriere ich jetzt mal...

Wo kann man diese am besten erstehen und wie steuert man diese an?
Ich wollte dies gerne über einen AVR machen. Gibt es da eine passende 
Treiberstufe oder ähnliches?

mfg FormelBOY

Autor: Floh (Gast)
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Die Motoren sind im Normalfall Gleichstrommotoren.
Wenn eine Richtung reicht genügt ein Mosfet und eine Freilaufdiode.
:-)

Autor: Günther N. (guenti)
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Wenn sehr hohes Drehmoment erforderlich ist würde ich einen 
GS-Reihenschlussmotor empfehlen.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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FormelBoy schrieb:
> Es müssen keine großen Geschwindigkeiten erreicht werden. Maximal 2 hz

Hmm, Geschwindigkeiten werden in m/s gemessen, nicht in Hz. 
Wahrscheinlich meinst du die Drehzahl, oder?

Als "Formelboy" solltest Du in der Lage sein über die Drehzahl, den Hub 
von +- 7 cm und der bewegten Masse die notwendihe Kraft und damit das 
notwendige Drehmoment zu errechnen.
Daraus ergibt sich dann welcher Motor in Frage kommt.

Autor: MaWin (Gast)
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> empfehlen?

Ja, es wäre zu empfehlen, erst mal auszurechnen,
welches Drehmoment du überhaupt brauchst, um
eine Masse von über 30kg 4 mal in der Sekunde
in der Beweungsrichtung zu ändern.

Das hängt nämlich vom Weg ab, also dem Abstand
des Kurbelpunktes von der Achse.

Da du das natürlich nicht angegeben hast, rechne
mal bitte selbst aus, welches Drehmoment dafür nötig
ist.

Da ausserdem Motoren mit mehr als 2 Umdrehungen pro
Sekunde laufen, kommt ein Getriebe hinzu. Wenn das
zu 100% effektiv wäre, brauchst du entsprechend weniger
Drehmoment. Leider sind auch gute Getriebe der Untersetzung
eher nur zu 50% effektiv, schlechte noch weniger.

Also: Ein MOtor, der bei Nennlast mit z.B. 3600 upm
dreht, in der Sekunde also 60 Umdrehungen schafft,
eine Untersetzung 1:30 nutzt, kann 1/15tel des Drehmoments
besitzen.

Dann musst du so einen nur noch kaufen, dabei hängt der
Preis von der Haltbarkeit ab, ob das also nur mal zum
Spass funktionieren muß, oder jahrzehnte lang.

Scheibenwischer klingt nicht ganz falsch für gelegtentlichen
Einsatz.

Autor: formelsammlung (Gast)
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hallo formel-boy, wenn du mal in deiner formelsammlung nachgeschaut 
hättest, wüsstest du dass alles an der reibung der rollen liegt: je 
besser die laufen, desto weniger drehmoment ist erforderlich..
vielleicht reicht ja schon ein schrittmotor aus nem alten 
diskettenlaufwerk :P
lg

Autor: Kurt (Gast)
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Ein Scheibenwischermotor ist hier HOFFNUNGSLOS unterdimensioniert! In 
den Umkehrpunkten wirkt an der Pleuelstange eine Kraft von über 300N. 
Ich würde mir in der Bucht einen gebrauchten (Drehstrom-) Getriebemotor 
besorgen. Da sollten 100€ reichen.

Autor: Andreas Hickmann (hicki) Benutzerseite
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Hi,

bei Mexon.com findest Du gute Motoren.

Gruß Hicki

Autor: Große Scheibe (Gast)
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Trick ist die Scheibe schwer zu machen, dann fallen die 30k nicht mehr 
auf, wenn die Trägheit der Scheibe den Totpunkt überwindet...
Dann reicht auch ein MiniMotor :-P

..Man kann die Kraft den Totpunkt zu überwinden entweder direkt vom 
Motor bringen lassen oder gespeicherte Energie nehmen.

Autor: Kurfürst (Gast)
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Einen nackischen Motor reicht nicht. Du brauchst als Drehmomentwandler 
ein Getriebe dazu. In dem Maße wie die Drehzahl herab gesetzt wird, 
steigt das zur Verfügung stehende Drehmoment.

Bei 2Hz = 2 Umdrehungen = 2 Richtungswechsel/Sekund und 30kg Last kommt 
noch einiges an Schwungmasse dazu. Die Reibungsverluste der Lager und 
Rollen nicht vergessen.
Du hast also erstmal einiges auszurechnen...

Autor: Andreas Hickmann (hicki) Benutzerseite
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Hi,

ich meine natürlich http://www.maxonmotor.de .

Gruß Hicki

Autor: Michael D. (etzen_michi)
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Hab jetzt nicht alles durchgelesen aber der Link wo du sachtest das du 
das einfach mal ignorierst ist garnichtmal so schlecht. Hier gibts n 
Scheibenwischermotor mit 120RPM was deinen 2Hz entspricht. Diese Dinger 
haben intern eine Schnecke und auch nicht gerade wenig Drehmoment.

Häufig werden diese motoren sogar für Grundstücktore verwendet.

Wenn du noch eine Positionserkennung brauchst kannst du woanders noch 
nach diesen motoren suchen, da die gerne auch Schleifer haben, welche 
dann rund 360 Impulse während einer Umdrehung rausgeben (mal mehr mal 
weniger).

Autor: Feder (Gast)
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Kurt schrieb:
> Ein Scheibenwischermotor ist hier HOFFNUNGSLOS unterdimensioniert! In
> den Umkehrpunkten wirkt an der Pleuelstange eine Kraft von über 300N.

Dieser Punkt ist irrelevant, da an dieser Stelle kein Drehmoment auf die 
Achse wirkt.

Für alle, denen der ein oder andere Motor "zu schwach" ist:

Eine große Schwungmasse am Motor kann die kinetischen Energien zum 
Abbremsen und Beschleunigen aufnehmen, womit ein Motor nur noch die 
Energie für die Reibung aufbringen muss.

Noch eleganter wäre eine große Feder, welche das Gesamtsystem auf 2Hz 
abstimmt. Dann hat man den besten Zeit-Ort Verlauf und geringsten 
Verluste.

Autor: FormelBoy (Gast)
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Michael Dierken schrieb:
> Hab jetzt nicht alles durchgelesen aber der Link wo du sachtest das du
> das einfach mal ignorierst ist garnichtmal so schlecht. H

Der Kommentar wurde bereits gelöscht auf dem sich das bezog ;) war was 
unanständiges...

Kurfürst schrieb:
> Einen nackischen Motor reicht nicht. Du brauchst als Drehmomentwandler
> ein Getriebe dazu.

Ein Getriebe klingt ganz gut. Ich benutze im Moment noch einen 
experimentier Motor. Doch nach einem Umbau des Versuches schafft dieser 
es nicht mehr die Masse richtig zu bewegen. Reibung ist leider noch 
recht hoch, obwohl ich gelagerte Skateboard rollen benutzt habe. 
Vielleicht würde ja ein einziges Getriebe schon ausreichen.

Vielen Dank schonmal ;)

mfg FormelBoy

Autor: formelblatt (Gast)
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Wie rechnet man jetzt das benötigte Drehmoment aus?

Habe ein sehr ähnliches Problem und komm nicht auf das Drehmoment.
Wär toll wenn ihr helfen könntet.

Autor: Udo Schmitt (urschmitt)
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formelblatt schrieb:
> Habe ein sehr ähnliches Problem

Es gibt 100 ähnliche Probleme, was deins ist ist immer noch unklar.
Bitte lese die Netiquette und mach wie dort gewünscht einen eigenen 
Thread für dein Problem auf.

Autor: Oliver S. (oliverso)
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Kurt schrieb:
> Ein Scheibenwischermotor ist hier HOFFNUNGSLOS unterdimensioniert! In
> den Umkehrpunkten wirkt an der Pleuelstange eine Kraft von über 300N.

Aha, 300N.

Hast du mal versucht, den laufenden Scheibenwischer an deinem Auto bei 
7cm Hebelarm anzuhalten? Aber bitte Vorsicht, Verletzungsgefahr...

Oliver

Autor: Sägeblatt (Gast)
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Oliver S. schrieb:
> Kurt schrieb:
>> Ein Scheibenwischermotor ist hier HOFFNUNGSLOS unterdimensioniert! In
>> den Umkehrpunkten wirkt an der Pleuelstange eine Kraft von über 300N.
>
> Aha, 300N.
>
> Hast du mal versucht, den laufenden Scheibenwischer an deinem Auto bei
> 7cm Hebelarm anzuhalten? Aber bitte Vorsicht, Verletzungsgefahr...
>
> Oliver

Der Thread ist so alt, dass er beim Lesen stinkt.

Autor: Thomas Forster (igel)
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http://f.sbzo.de/onlineanhaenge/files/235040_067_ink.pdf

Und vergiss bis auf U. Schmitt und MaWin die obigen Kommentare.

Thomas

Autor: formelblatt (Gast)
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Aber ich muss doch die Frequenz berücksichtigen?

Vom Prinzip her ist es genau gleich aufgebaut wie es der Threadersteller 
aufgezeichnet hat.
Ich müsste das Drehmoment am Motor wissen das ich benötige:

Gegeben ist die Last: 12kg
und die Amplitude/den Drehradius: 11mm
Und die Last sollte mit 10Hz schwingen

Ich finde eben keinen Zusammenhang zwischen Frequenz und Drehmoment

Autor: Michael H. (michael_h45)
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formelblatt schrieb:
> Ich finde eben keinen Zusammenhang zwischen Frequenz und Drehmoment
herrgott... versuchs doch mal mit gesundem menschenverstand...
wenn du ne flasche wasser langsam und schnell schüttelst, warum ists das 
eine mal aufwendiger als das andere mal?

da wird mir schlecht, wenn ich "formelblatt" lese... das sind aufgaben, 
die ein so minimales maß an transferleistung und grundlagenVERSTÄNDNIS 
nur erfordern, dass es dir die schamesröte ins gesicht treiben sollte, 
sowas überhaupt fragen zu müssen.

Autor: Jupp (Gast)
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Michael H. schrieb:
> formelblatt schrieb:
>> Ich finde eben keinen Zusammenhang zwischen Frequenz und Drehmoment
> herrgott... versuchs doch mal mit gesundem menschenverstand...
> wenn du ne flasche wasser langsam und schnell schüttelst, warum ists das
> eine mal aufwendiger als das andere mal?
>
> da wird mir schlecht, wenn ich "formelblatt" lese... das sind aufgaben,
> die ein so minimales maß an transferleistung und grundlagenVERSTÄNDNIS
> nur erfordern, dass es dir die schamesröte ins gesicht treiben sollte,
> sowas überhaupt fragen zu müssen.

Grauenhaftes Geschreibsel:  Auf welchem Brettergymnasium hast du das 
denn bloß gelernt?

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Andreas Hickmann schrieb:

> bei Mexon.com findest Du gute Motoren.
> ich meine natürlich http://www.maxonmotor.de .

Ach, und ich dachte schon, die Firma wäre von den Mexikanern
übernommen worden. :-)

: Bearbeitet durch User
Autor: m.a. (Gast)
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formelblatt schrieb:
> Ich finde eben keinen Zusammenhang zwischen Frequenz und Drehmoment

formelsammlung schrieb:
> hallo formel-boy, wenn du mal in deiner formelsammlung nachgeschaut
> hättest, wüsstest du dass alles an der reibung der rollen liegt:

Lass dich nicht durch solche Aussagen ins Boxhorn jagen. Natürlich musst 
du auch noch Beschleunigungsarbeit leisten - je Hz um so W.

Autor: Armin (Gast)
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Hallo,

Schau mal unter den folgenden Links, hier bekommst du sehr starke 
Schrittmotoren unter 100 Euro.

Ebay-Artikel Nr. 360994117313

Ebay-Artikel Nr. 151361934820

Alles gute
Armin

Autor: kurbel (Gast)
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formelblatt schrieb:
> Gegeben ist die Last: 12kg
> und die Amplitude/den Drehradius: 11mm
> Und die Last sollte mit 10Hz schwingen

Kurz: ca. ±3,5Nm unter der Annahme einer Pleuellänge von 55mm und ohne 
Reibung oder ähnliche Überlegungen.

Nachdem du bei den Elektrischen fragst, gibt es eine dazu passende 
Simulation (ohne Anlauf). Dass ist nämlich nicht so einfach und 
intuitiv, wie es unser Michel gerne hätte.
https://en.wikipedia.org/wiki/Piston_motion_equations

Für's Drehmoment muß die für die Beschleunigung nötige Kraft wieder über 
die Winkel zurückgerechnet werden.
Da meine Geometriekenntnisse schon arg eingerostet sind, hab ich die 
Umformungen mit GeoGebra überprüft - dort allerdings ohne Skalierung der 
Einheiten bzw. auf ω.

p.s. Eine Schwungmasse, welche ca. 3J ohne nennenswerte 
Drehzahlschwankungen ausgleichen kann, wäre ebenso angebracht, wie 
passende Ausgleichsmassen für die Linearkräfte. Damit wäre das 
Drehmoment des Motors in erster Linie zum Ausgleich der Verluste 
zuständig - es dauert halt länger, bis die Nenndrehzahl erreicht ist. 
Einen gleichmäßigeren Verlauf (Sinus) hätte 
https://en.wikipedia.org/wiki/Scotch_yoke

Autor: Stefan H. (cheeco)
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Hallo FormelBoy,

solche Probleme kann man wesentlich eleganter lösen ohne dafür einen 
starken Motor zu brauchen. Ich würde empfehlen, dass Du den Wagen so 
nimmst, aber zwischen der festen Einspannung und dem Wagen Federn 
einbaust. Die Federsteifigkeit wählst Du so, dass der Wagen bei 2 Hz 
genau in Resonanz ist.
Die Feinabstimmung der Frequenz kann man dann mit zuätzlichen Gewichten 
machen.

Als Antrieb könntest Du einen (zehnmal kleineren) Getriebemotor nehmen, 
der das System eben mit 2 Hertz anregt.

Vorteile:
   - Du kannst die Frequenz sehr genau einstellen
   - Die Bewegung ist sinusförmig und nicht so unförmig wie bei der 
Pleuelstange
   - Die Kräfte am Motor sind viel, viel kleiner.
   - Der Motor kann um den Faktor 5-10 kleiner dimensioniert werden
   - Der Hauptlastpfad ist zwischen Schlitten und Federn.

Grüße,

Stefan

Autor: Thomas Forster (igel)
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Stefan H. schrieb:
> - Der Motor kann um den Faktor 5-10 kleiner dimensioniert werden

Und wie kommt dieser kleine Motor von null bis zur Resonanzdrehzahl?

Autor: Stefan H. (cheeco)
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Hallo Thomas,

guter Punkt. Zum losfahren würde ich mit 2 Hertz wechselnde Momente auf 
den Motor bringen -> das ganze schaukelt sich dann auf bis es die vollen 
Ausschläge erreicht

Autor: MaWin (Gast)
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Stefan H. schrieb:
> Die Federsteifigkeit wählst Du so, dass der Wagen bei 2 Hz
> genau in Resonanz ist.

Man kann dann sehr schlecht den Weg bestimmen, den die Masse als 
Endausschlag hat, hängt im wesentlichen von der Reibung ab, ändert sich 
also auch noch mit der Zeit.

Autor: Thomas Forster (igel)
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MaWin schrieb:
> Man kann dann sehr schlecht den Weg bestimmen, den die Masse als
> Endausschlag hat, hängt im wesentlichen von der Reibung ab, ändert sich
> also auch noch mit der Zeit.

Yep, was zur Folge hat dass die ins Schwingsystem eingebrachte Leistung 
ständig nachgeregelt werden muss, um die Amplitude in den zulässigen 
Grenzen zu halten. Oder die Reibung wird geregelt.
Meist vermeidet man in der Mechanik einen resonanten Betrieb, da solche 
Systeme dazu neigen, sich in kurzer Zeit selbst zu zerstören.
(Was aber oft spektakulär anzusehen ist:-)

Autor: nichtgast (Gast)
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kurbel schrieb:

Was für ein Programm ist das?

Autor: kurbel (Gast)
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nichtgast schrieb:
> Was für ein Programm ist das?

Abgesehen von LTspice
http://wiki.geogebra.org/de/Hauptseite

Autor: Yeah (Gast)
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Es kann auch mit P-Spice simuliert/brechnet werden (LT-Spice kenne ich 
nicht). Man muß "nur" die mechanisch-elektrische Analogie anwenden.
Im Buch von Erhardt/Schulte, "Simulieren mit P-Spice" vom Vieweg Verlag, 
2. Auflage, hat es zwei durchgerechnete Beispiele (Mechanik und 
Elektroakustik).
Einmal wird eine KFZ Radaufhängung simuliert wenn sie über eine 
(Bordstein-) Kante fährt (Masse-Feder-Dämpfer System), zum anderen das 
Verhalten einer Bassreflexbox.

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Mal eine Frage: Soll dieser Rüttler ein Haus zum Einsturz bringen?

30 kg mit 2 Hz ist recht sportlich bei 14cm Verfahrweg.

Da müsste schon ein heftiges Betonfundament ( Gummigelagert ) drunter.

Mein Luftschmiedehammer mit 50 kg Bärgewicht hat ein 5 Tonnen-
Fundament auf Gummiklötzen. Schlagfrequenz ca.2 Hz.

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User

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