Benötigtes Drehmoment eines Steppermotors berechnen

Wenn die Platte befestigt ist, wie soll der Motor diese dann drehen 
können?

Mit diesen wenigen Angabe ist das Problem nicht sinnvoll zu lösen.

Lagerung?
Rotatorische Massenträgheitsmomente?
Drehzahl?
Gewünschte Beschleunigung?

Wan-Tan-Suppe oder Schweinefleisch süß-sauer?

Und wo steht das Futter?

sry, ich konnte nicht anders :)

Also:

Die Platte soll außen auf Rollen lagern und in der Mitte (ähnlich einem 
Mikrowellenteller) mit einer (noch nicht weiter bekannten) Verbindung 
auf dem Motor lagern.
Die kreisrunde Platte hat einen Radius von 195.
Drehen soll sie sich mit ca. 5 Umdrehungen pro Minute und beschleunigen 
soll sie möglichst schnell.

Und nein, sie ist nicht für China-Essen gedacht, das war nur das erste 
vergleichbare Beispiel, das mir eingefallen ist ;)

Aha. 195 WAS? Millimeter, Centimeter, Meter? Wieso willst du sie in der 
Mitte antreiben - wo die Hebelkräfte am höchsten sind? Was du 
beschreibst würde ich mit einem Reibrad oder einem Zahnrad am Rand des 
Tellers antreiben. Allerdings müsste man dann auch wissen, was es werden 
soll um sich spezifisch dazu zu äußern.

Walter schrieb:
> alles klar

Oh, da ist mir ein Fehler unterlaufen, es sollen 195mm sein.

Ich versuche hier, möglichst alles, was ich dazu sagen kann auch zu 
nennen.
Wenn ich genau wüsste, was alles benötigt wird, um das auszurechnen, 
dann würde ich hier nicht nachfragen müssen.
Ich weiß nicht, wie schnell sie beschleunigen soll. Ich habe keine 
Vorstellung davon, außer eben, dass sie mit möglichst geringer 
Verzögerung auf Touren kommen soll.
Und da ich die Platte noch nicht habe, kann ich auch keine ganz genauen 
Maße nennen, außer dem geplanten Radius und dem Gesamtgewicht von ca. 7 
kg.

Ich hatte überlegt, sie in der Mitte anzutreiben, da ich nicht weiß, wie 
ich sie sonst in der Mitte lagern soll (wenn sie außen angetrieben 
würde).

Ließ dir das mal durch, vielleicht bringt das Licht ins dunkel:
http://www.cnc-lehrgang.de/drehmoment-und-hebelgesetz/

Marcus W. schrieb:
> Ließ dir das mal durch, vielleicht bringt das Licht ins dunkel:
> http://www.cnc-lehrgang.de/drehmoment-und-hebelgesetz/

Grundsätzlich ist mir schon klar, was Drehmoment und Hebelwirkung sind. 
Und natürlich ist mir auch klar, dass ein deutlich größerer Drehmoment 
benötigt wird, wenn man mittig antreibt. Mein Problem ist, dass ich 
handwerklich nicht weiß, wie ich die Platte lagern soll, wenn ich in der 
Mitte nicht die Drehachse des Motors habe.

Peter schrieb:
> Der Schrittmotor soll quasi so schnell wie möglich auf der
> gewünschten
> Geschwindigkeit sein.

Genau, das ist das Ziel.

Peter schrieb:
> Das Problem liegt darin, dass man meiner Meinung
> nach nicht die gleiche Gleichung für Dc Motoren und Schrittmotoren
> nutzen kann

Wie kann man denn bei einem Schrittmotor vorgehen?

Dann schau mal, wie deine Samsung-Mikrowelle den Teller antreibt. Im 
Normalfall mit einer Untersetzung von 1:5 - 1:8, außerdem wird ein 
Reibring (oder Rollring) angetrieben, der dann den Drehteller antreibt. 
Durch diesen Ring werden die vertikalen Kräfte der Platte gleichmäßig 
auf den Ring und schließlich auf den Boden der Mikrowelle abgelenkt. Die 
Drehachse ist entlastet. Das alles will er nicht.

Also doch - einfach eine Scheibe auf eine Motorachse flanschen kann so 
falsch sein. Aber wieso erwarte ich auch qualifizierte Äußerungen von 
einem "Noob" ;)

Hallo zusammen,

Zuerst einmal danke für die rege Anteilnahme an der Diskussion!

Ich habe inzwischen eingesehen, dass es deutlich sinnvoller ist, den 
Motor außen anzubringen und habe inzwischen glaube ich sogar eine Lösung 
dafür gefunden.

m.n. schrieb:
> Warum ein Schrittmotor? Dieser kann (oberflächlich gesehen) sehr groß
> werden und eine Menge Radau machen.

Ich hatte an einen Schrittmotor gedacht, da dieser die Platte ja 
deutlich präziser bewegen kann.

Nun zum Thema der Geschwindigkeit/Beschleunigung:
Ich habe aktuell bei einem anderen Projekt einen Schrittmotor, der über 
eine Zahnstange einen Schlitten bewegt. Bei diesem ist (auch wenn er auf 
seine maximalen Steps/Sekunde eingestellt ist) mit bloßem Auge keine 
Beschleunigung zu erkennen.
Daher meine - anscheinend naive - Aussage "so schnell wie möglich"...

Kindergarten schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Wie schnell sich der Teller drehen soll, ist nach wie vor unbekannt.
>
> Nö,hat er doch gesagt: Mit bloßem Auge schnell bis sehr schnell.

Wolfram S. schrieb:
> Drehen soll sie sich mit ca. 5 Umdrehungen pro Minute

> Wer keine vernünftigen Angaben machen kann (Drehmoment in Nm, Drehzahl
> in U/min, etc.), dem sollte nicht geholfen werden.

Das Drehmoment ist ja gerade das, was er rausbekommen will, wie schon in 
der Überschrift steht.

Das Trägheitsmoment eines Vollzylinders ist J=0,5  m  r^2

Das Drehmoment für die Rotationsbeschleunigung D = J * Alpha, wobei 
Alpha = Winkelbeschleunigung in rad/s.

Bsp:

m=7kg, r=0,1m

==> J = 0,035 kg*m^2

Nun in 3s auf eine Rotationsgeschwindigkeit von 1 Umdrehung pro Sekunde 
= 2*pi/s beschleunigen:

==> Alpha = 0,6666 * pi / s^2

==> D = 0,035 kg*m^2 * 0,666 * pi / s^2 = 0,0733 kg * m^2/s^2

Natürlich kommen alle Reibungskräfte noch dazu.

(Aus der Erinnerung heraus geschrieben)

W.

Wolfgang Schmidt schrieb:
> Das Trägheitsmoment eines Vollzylinders ist J=0,5  m  r^2
>
> Das Drehmoment für die Rotationsbeschleunigung D = J * Alpha, wobei
> Alpha = Winkelbeschleunigung in rad/s.
>
> Bsp:
>
> m=7kg, r=0,1m
>
> ==> J = 0,035 kg*m^2
>
> Nun in 3s auf eine Rotationsgeschwindigkeit von 1 Umdrehung pro Sekunde
> = 2*pi/s beschleunigen:
>
> ==> Alpha = 0,6666 * pi / s^2
>
> ==> D = 0,035 kg*m^2 * 0,666 * pi / s^2 = 0,0733 kg * m^2/s^2
>
> Natürlich kommen alle Reibungskräfte noch dazu.
>
> (Aus der Erinnerung heraus geschrieben)
>
> W.

Danke! Genau nach so etwas wollte ich gerade fragen:
Wenn ich offenbar nicht in der Lage bin ausreichende Angaben zu machen, 
aber jeder mit den genauen Werten sofort antworten KÖNNTE, wieso dann 
nicht einfach einen allgemeinen Rechenweg darstellen?
Vielen Dank, Wolfgang! Damit kann ich etwas anfangen :)

Wolfgang Schmidt schrieb:
> Nun in 3s auf eine Rotationsgeschwindigkeit von 1 Umdrehung pro Sekunde

Ich kann das "Möglichst schnell" nicht erkennen.

Jetzt brauchst du noch deine Reibungskräfte.
Diese dürften nicht berechenbar sein, wie Daten fehlen.

Man kann diese für den Hausgebrauch aber einfach messen.

Befestige dazu am Rand deiner rotierenden Scheibe einen Faden, der 
tangential zu einer Rolle an der Tischkante geführt wird. Belaste diesen 
Faden mit verschiedenen Massen, bis die Scheibe anfängt sich zu drehen.

Das Anlaufen der Scheibe erfordert mehr Kraft (~Haftreibung) als der 
drehende Zustand (~Gleitreibung). Es gilt: F = m * g

Das zusätzliche für das Anlaufen notwendige Drehmoment D' erhältst du 
mit D' = F * r

Bsp.:

m = 100g sind dabei zum Anlaufen erforderlich.

==> F = 0,1kg * 10m/s^2 = 1N
==> D' = 1N * 0,1m = 0,1 kg*m^2/s^2

Also mehr, als du für die eigentliche Rotationsbeschleunigung brauchst.


W.

Wenn der geneigte Leser etwas nicht erkennen kann, was eindeutig im Text 
enthalten ist, dann liegen wohl Defizite vor, die sich in seinen 
Beiträgen offenbaren.

Es ist einfach den Beitrag eines anderen als falsch zu beurteilen, aber 
bitte erst dann, wenn damit der richtige Beitrag verbunden ist.

Keiner der vorausgehenden Beiträge hat auch nur ansatzweise eine 
Lösungsmöglichkeit aufgezeigt.

Wolfram darf gerne bei mir nachfragen (PN).

W

Ich kann nicht nachvollziehen, wie man so versessen darauf sein kann, 
jemand anderem einen Fehler nachzuweisen...
Wolfgang hat als EINZIGER eine Antwort auf meine Frage nach dem WIE 
gegeben. Ich habe nie verlangt, dass hier wie eine Rechenmaschine meine 
Werte eingegeben werden und ich als Endergebnis meinen benötigten 
Drehmoment kriege. Ich wollte einfach nur einen Rechenweg, um damit dann 
arbeiten zu können.

Route 66 schrieb:
> Wolfgang Schmidt schrieb:
>> Nun in 3s auf eine Rotationsgeschwindigkeit von 1 Umdrehung pro Sekunde
>
> Ich kann das "Möglichst schnell" nicht erkennen.

Wolfgang Schmidt schrieb:
> Bsp:

Er hat ein BEISPIEL gegeben, um mir (und anderen, die es interessiert) 
die Rechenwege deutlich zu machen...

Naja, genug geärgert. Danke, Wolfgang, dein Angebot werde ich sehr gerne 
annehmen, sollte ich noch Probleme mit der Rechnung haben.

Einen schönen Sonntag noch! :)

Wolfram S. schrieb:
> Vielen Dank, Wolfgang! Damit kann ich etwas anfangen :)
Ja, wie denn? Richtig relevant ist doch die Verteilung der 7kg auf der 
Platte. Wenn das ein Stab mit 1cm Durchmesser ist, dann brauchst du ein 
ganz anderes Moment als mit dem angenommenen gleichverteilten 
Vollzylinder, oder gar einem Hohlzylinder/Ring, der den schlimmsten Fall 
darstellt.

Lothar Miller schrieb:
> Ja, wie denn? Richtig relevant ist doch die Verteilung der 7kg auf der
> Platte.

Wenn man das entsprechende Verständnis für die Problematik mitbringt, 
erkennt man, dass sich das angegebene Trägheitsmoment aus einem Integral 
über die Massenverteilung in einem Vollzylinder ergeben hat.
Soll ich das auch noch erklären? Kein Problem. Aber der TO hat das 
sicher erkannt.

Wenn der TO weitere Fragen hat, darf er gerne bei mir nachfragen.
Wer stänkern möchte und damit erkennen lässt, dass er in der Schule 
nicht aufgepasst hat, sollte sich doch lieber zurückhalten.
Alles andere ist doch nur peinlich.

Und wenn ein Moderator sich in dieser Form äußert, dann ist das für das 
Forum kein Gewinn.

W.

Wolfgang Schmidt schrieb:
> Soll ich das auch noch erklären? Kein Problem. Aber der TO hat das
> sicher erkannt.
Ja, sicher. Warum hat er diesen so unglaublich simplen Sachverhalt, der 
in jedem besser sortierten Physikbuch steht, nicht selber gefunden? Wenn 
du dir den Threadverlauf ansiehst, dann musst auch du zugeben, dass man 
ohne Angabe der Massenverteilung nichts konkretes sagen kann.

> Und wenn ein Moderator sich in dieser Form äußert, dann ist das für das
> Forum kein Gewinn.
Wenn ich poste, dann normalerweise nicht als Moderator. Falls ich das 
trotzdem mache, ist das leicht erkennbar.
Warum also gleich so angesäuert?