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Hallo miteinander,

wenn ich eine Trapezgewindespindel Tr.14x4 habe dann ist dort eine Steigung von 4 mm vorhanden.

Wenn ich einen Motor ohne irgend wann anschließen würde dann würde ich den Monat stärker dafür langsamer machen ?

Gruß Mücke

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Motor direkt an die Spindel geht meist schief.
Ein Grund ist die Resonanzdrehzahl der Spindel, ein wahrscheinlich Weiterer die mangelnde Regelgüte.

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mfg - Leo

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Als Verbindung Motor zur Welle hatte ich eine klauenkupplung dazwischen gemacht.

Um was es mir ging reduziert oder erhöht sich mein Drehmoment dich die Trapezgewindespindel Tr.14x4.

Mein Gefühl sagt mir das sich das Drehmoment an der Spindel erhöht, ich dafür den Motor entsprechend offt drehen lassen muss um Strecke zu machen.

Doch das mit d EM Gefühl ist immer so ne Sache wenn man mich fragt warum kann ich ja schlecht sagen mein Gefühl, daher habe ich gefragt.

Da du das mit der Verbindung angesprochen hast, mit einer Klauenkupplung mit so einen Gummipuffer wäre doch das richtige Mittel ?
Oder spricht da was dagegen ?

LG Mücke

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Moin!

Schrittmotor direkt an Spindel ist weit verbreitet und bewährt. Z. B. in 3D-Druckern und fertig erhältlichen Lineareinheiten. Schrittmotoren haben ein relativ großes Moment, schaffen dafür aber nur gringe Drehzahlen. Das ist für einen direkten Spindeltrieb vorteilhaft. Außerdem treten bei Schrittmotoren kaum Regelschwingungen auf.

Übersetzung ist hier allerdings ein unpassender Begriff. Das Gewinde wandelt das Drehmoment um in eine Vorschubkraft. Einfachste Berechnung geht über den Energiesatz: M * Phi = F * P, wobei hier aber rund 50% durch die Reibung auf den Gewindeflanken verloren geht. Die erzeugbare Kraft F beträgt ca. M * 2 * Pi * 0,5 / P. (P hier als tatsächliche Steigung, bei mehrgängigen Gewinde also den entsprechend größeren Wert einsetzen. Und Einheiten beachten!: 1 Nm = 1000 Nmm.) Mit geringerer Steigung können also höhere Axialkräfte erzeugt werden, wobei aber der Wirkungsgrad immer schlechter wird (im Extremfall mit fast gar keiner Steigung - > fast nur noch die Reibung vom Drehen und fast gar keine Axialbewegung => Wirkungsgrad geht gegen 0%).

Klauenkupplung mit Gummielement ist OK. Die beiden Wellen müssen trotzdem gut fluchten, sonst gibt es zusätzliche Reibungsverluste in der Kupplung und dazu auch zusätzliche, nutzlose Querkräfte, die Reibung, Verschleiß und Materialbeanspruchung erhöhen.

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Roland  
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[Diese Nachricht wurde von Roland Schröder am 09. Apr. 2023 editiert.]

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Schrittmotor dürfte gehen, ich hab instinktiv an einen Servomotor gedacht.

Trotzdem ist es verkehrt, mitten im üblichen technischen Vorgang anzufangen, und zu fragen "geht das?"
Es müssen zuerst alle Randbedingungen klar sein, dazu gehört u.A. gewünschter Verfahrweg und -geschwindigkeit, sowie bewegte Masse und sonstige externe Kräfte.

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mfg - Leo

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Zitat:

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Original erstellt von Muecke.1982:

Wenn ich einen Motor ohne irgend wann anschließen würde dann würde ich den Monat stärker dafür langsamer machen ?

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Mich fasziniert schon, wie man auf eine solche Frage überhaupt eine Antwort geben kann. Ich hab's nämlich gar nicht erst verstanden

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Gruß Manfred

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DrehmomentinDruckkraft.png

Hallo Roland,

danke für die Formel, leider kann ich damit nicht viel anfangen :-(.

Deine Formel:
F = M * 2 * Pi * 0,5 / P
M = (F * P) / Phi

Meine Interpretation, was das bedeuten könnte:
P = Steigung = 4mm
Pi = Kreiszahl = 3,1415
M = ?? = ??
F = abfließende Kraft = ?
Phi = ?

Warum ich frage.

Ich habe hier NEMA 34 Motoren, die ich auf meinen SLW bauen würde, aber diese NEMA 34 haben 8,7Nm, was schon ziemlich viel ist.
Ich brauche ca. 10-15kg Zug/Druckkraft am Schlitten (ich bremse den Schlitten mit ca. 10-15kg).
Deshalb habe ich mir überlegt, wenn es keinen Riemen mehr gibt, sondern eine Spindel, ob dann nicht ein kleinerer Motor ausreichen würde.
Wäre von Vorteil, nicht so schwer, nimmt nicht so viel Platz weg, braucht nicht so ein Risen Netzteil.

Allerdings möchte ich auch noch ein bisschen Luft nach oben haben, damit ich auch keine Schrittverluste bekomme, also ich möchte auf eine Kraft von ca. 20-25 kg kommen.

Aus diesem Grund habe ich mir gedacht, dass ich das theoretisch ausrechnen kann, aber wie bei allem anderen auch wird es wieder schwieriger für mich, das hätte ich mir auch vorher denken können.

gruß Mücke

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M = (F * P) / Phi  gilt nur ohne Reibung,

Phi ist der Drehwinkel im Bogenmaß, ein griechischer Buchstabe, der in dem hier laufenden Texteditor leider nicht zur Verfügung steht, weswegen ich ihn lautmalerisch schreibe.

P als beliebig großer Hub und Phi als dazu gehöriger Drehwinkel. Da hätte ich besser s oder l für den Weg genommen.

F = M * 2 * Pi * 0,5 / P  ist mit Gewindereibung (0,5 für 50% Wirkungsgrad)
P jetzt als Hub pro Umdrehrung (=Steigung ), und das Bogenmaß für eine Umdrehung hat den Wert 2 * Pi. Zufällig hebt sich die 2 darin mit den 50% Wirkungsgrad auf, so dass Phi und Pi hier leicht miteinander verwechselt werden können. (und dann auch noch P... Na ja, da muss man durch.)

M ist das Motormoment.

Es ergibt sich daraus bei 8,7 Nm = 8700 Nmm theoretisch und mit Gewindereibung eine Hubkraft von über 6.800 N (entspricht rund 680 kg). Schon recht viel.

Du musst aber bedenken, dass

1. das in den Unterlagen zu dem Motor genannte Moment nur im Stillstand bzw. bei geringer Geschwindigkeit und auch bei optimalem Treiber und optimaler Ansteuerung und optimaler Stromversorbung verfügbar ist, und dass

2. zu der zuvor schon erwähnten Gewindereibung auch die Reibung der Spindellagerung (verringert das nutzbare Motormoment weiter) und des bewegten Schlittens (erhöht die benötigte Kraft) hinzu kommen, und dass

3. jede Auslegung mit Unsicherheiten belegt ist, weswegen ein Sicherheitsfaktor von 2, also eine Dimensionierung auf das Doppelte des theoretisch Nötigen gute Praxis ist, und dass es

4. noch viel mehr Unsicherheit gibt, wenn man wenig Erfahrung mit der Sache hat und vielleicht falsche Annahmen macht.

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Roland  
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Hubkraft-berechnung.png MotorKraftberechnen-Kopie.txt

das mit dem Phi warum das verschewindet habe ich nicht so richtig verstanden.

Habe jedoch deine Formel mit deinen bezeichungen im Excel nin nachgebaut.

Ich benötige ca. 10-15 Kg Hubkraft, da lige ich minimal drüber mit meinen Motor von 7,8Nm 

Angenommen ich würde einen Motor mit 1Nm dort verbauen dann hätte ich immer noch ein Hubkraft von ca. 785N ~ 79Kg

Das würde auch noch deutlich drüber ligen.
Im anhang das Bild der Excel und die Excel datei ;-)

1. Ja das ist mir bekannt. das die Werte immer nur grob zu verstehen sind.
2. OK, in dem System sind also einige dinge die Kraft zerend sind, und auf dauer schätze ich auch immer mehr kraft benötoigen.
3. ich benötige 10-15Kg Hubkraft ich rechne schon mit 20-25Kg da lige ich also schon etwa in deiner Größenordnung als sicherheitspuffer ;-)
4. davon habe ich noch einige.

Wenn ich das duchrechne und bei enem Motor mit 1Nm auf ein Hubkraft von ca. 79kg komme kommt mir das nach meinen bauchgefühl viel vor.

Sicher das ich keinen Rechnern fehler bei mir in die Excel eingebaut habe?

Gruß Mücke

pos. die Excel Datei mag das Forum scheinbar nicht, datei endung TXT duch xlsx ersetzen. :-)

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Deine Excel ist mMn in Ordnung, aber nenne das Ding nicht "Gewindereibung" sondern "Wirkungsgrad" oder "Wirkungsgrad des Spindeltriebes".

Der hauptsächliche mögliche Fehler liegt im von Roland schon kritisiertem Motormoment.
Deine Angabe ist vermutlich das Haltemoment des Motors.
Dieses Moment kann der Motor nur bei Stillstand abgeben!
Wahrscheinlich soll Dein Gewerk die angestrebte Kraft aber ja auch erreichen, wenn sich die Sache bewegt.
Dazu brauchst Du dann das Betriebsmoment des Motors.
Und das ist drehzahlabhängig.
Um sicherzugehen benötigst Du also die Kennlinie des Motors und Du musst wissen, wie schnell Du fahren willst.
Hier ist das ganz gut beschrieben:

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwi27v2DgKf-AhXQ_KQKHfgmC9EQFnoECAwQAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.mechapro.de%2Fpdf%2FSchrittmotor-Grundlagen.pdf&usg=AOvVaw3LvB7RBCl9PWn1MeELXBfo

PS: Ich bin mir ziemlich sicher, dass Dein 7,8Nm-Motor gut funktionieren wird, und dass Du mit dem 1Nm-Motor Probleme kriegen würdest, wenn Du nicht nur absoluten Schleichgang fahren willst.

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Ergänzung:
Betriebsmoment ist nicht nur drehzahlabhängig, sondern auch von angelegter Spannung.
Sorry!

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50_von_7_8Nm.png

Die Motoren laufen tatsächlich mit etwa 100 Umdrehungen pro Minute, was für einen Schrittmotor in Ordnung ist und immer noch genügend Kraft vorhanden ist. Leider haben ich keine Kennlinie für diesen Motor und der Händler konnte mir keine zur Verfügung stellen.

Angenommen, dass 50% des Haltemoments als Bewegungsenergie zur Verfügung stehen,
würde die Bewegungskraft bei einem Nema23 mit einem Haltemoment von 3,0Nm bei etwa 110kg liegen und bei meinen Nema34 mit einem Haltemoment von 7,8Nm bei etwa 300kg.

Bei einem alten Test haben ich mich mit der SLW anheben lassen und der Nema34 Motor hat das ohne Probleme erledigt. Es scheint also, als ob Ihr großer Motor dafür ausreichend Energie zur Verfügung stellt.

Die berechnungen kommen mir sehr hoch vor, wenn ich den Wirkungsgrad auf 0,2 (20%) setze dann sind die zahlen in meinen augen realistischer, jedoch habe ich da auch 0,0 erfahrung mit.

Ihr habt mir jedoch gut dabei geholfen, ein Gefühl dafür zu bekommen.

Gruß Mücke

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Zitat:

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Original erstellt von Muecke.1982:
..., wenn ich den Wirkungsgrad auf 0,2 (20%) setze, dann ...

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Gut geraten! Das ist schon sehr realistisch. Aber immer noch zu optimistisch.

Der Wirkungsgrad folgt aus der Reibung und dem Steigungswinkel. Der Steigungswinkel folgt aus den Spindeldaten. Die Reibung hängt von vielem ab.

Die von mir genannten 50% als Gewindewirkungsgrad stammen aus einer Berechnung mit einem angenommenen Reibungswinkel von knapp 6°, also ungefähr µ = 0,1 , und das ist schon sehr wenig. In dem Bereich liegen gut geschmierte Kontakte Stahl gegen Lagerbronze. Hast Du hier aber nicht.

Igus gibt für seine Spindelmuttern einen Reibwertbereich von 0,12 bis 0,25 an! Das ehtspricht einem Reibwinkel von bis zu 14°! Damit fällt der Gewinde-Wirkungsgrad bei 6° Steigung auf 29%!

Und vergiss nicht, dass auf der Axiallagerung der Spindel noch ein Mal dieselbe Kraft wirkt wie im Gewinde. Wenn dieses Axiallager ein Gleitlager mit ähnlicher Größe und ähnlicher Materialpaarung ist, geht da noch ein Mal genauso viel Drehmoment verloren wie durch die Reibung im Gewinde, und dann bleiben von den genannten 29% Wirkungsgrad nur noch 17%!

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Roland  
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[Diese Nachricht wurde von Roland Schröder am 13. Apr. 2023 editiert.]

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