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Autor Thema:  Elektromotor auslegen (2502 mal gelesen)
Morgaine
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technischer Alles-Können-Müsser

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Beiträge: 3
Registriert: 15.02.2016

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erstellt am: 15. Feb. 2016 08:56    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo,

endschuldigt, dass mein erster Beitrag hier, gleich eine Frage zur Berechnung ist, aber ich hab echt Angst, dass ich da was falsch mache und uns nachher alles um die Ohren fliegt.

Ich muss für eine Schweißvorrichtung einen Elektromotor auslegen und habe da irgendwie Probleme bei der Berechnung.
Die Schweißvorrichtung hat inkl. Teil eine Masse von 2500kg (maximal)
Nun ist vorne ein Flansch (ø300mm), der mit der Welle, die von der Vorrichtung kommt verschweißt ist. Dieser soll über den Motor "gedreht" werden, damit man an die zu schweißenden Stellen kommt.
wir wollen maximal eine Drehzahl von 2U/min erreichen.
Meine ersten Rechnungen waren wie folgt:

m=2500kg, r=150mm=0,15m (Flanschradius)
damit hab ich das Drehmoment wie folgt berechnet:

M=Fxl=2500x9,81x0,15=3679Nm

übers Drehmoment hab ich die Leistung des Motors berechnet:

P=(Mx2xpix2U/min)/60s=771Nm/s=0,8kW

meine Frage ist eigentlich, ob ich den richtigen Radius zur Berechnung gewählt habe, oder muss ich mit der Breite der Schweißvorrichtung rechnen (die wäre über 1m) dann ist der Motor aber sehr groß...der soll ja nur diese 2,5t drehen und halten...
Ich hoffe ihr versteht meine Problem und ich danke schon in Vorraus für Denkanstöße...

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highway45
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Bastler mit Diplom



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Beiträge: 6338
Registriert: 14.12.2004

Malen nach Zahlen

erstellt am: 15. Feb. 2016 09:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Morgaine 10 Unities + Antwort hilfreich

Die 2500kg hängen doch nicht einseitig an einem Hebel von 150mm ?
Das Gewicht ist doch sicher weitgehend symmetrisch um die Achse verteilt, oder ?
Es könnte also theoretisch auch von Hand gedreht werden ?
Dann müßten hauptsächlich die Reibungs-, Beschleunigungs- und Bremskräfte in die Rechnung einfließen.

Ich könnte mir auch vorstellen, daß der Motor nicht direkt an der Welle hängt, sondern ein Getriebe dazwischen geschaltet ist. Vielleicht aus Sicherheitsgründen auch eine Bremse.

------------------

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Rainer Schulze
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Dipl.-Ing. im Ruhestand


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Beiträge: 4419
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erstellt am: 15. Feb. 2016 09:56    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Morgaine 10 Unities + Antwort hilfreich

>>Elektromotor

An was für eine Art hast Du da gedacht?
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromotor

>>...ein Getriebe ...

Ja, einen Motor mit 2U/min wirst Du wohl kaum finden.

>>Ich könnte mir auch vorstellen

...dass Du eine einfache Regelung brauchst:
Begrenzung des Anlaufstroms, Begrenzung der Drehzahl

>>Beschleunigung ... Bremse

Da ist nicht die Masse alleine von Bedeutung, sondern deren räumliche Verteilung. Hast Du ein CAD-System, welches Dir den Schwerpunkt und die Trägheitsmomente berechnen kann?
Oder handelt es sich um eine Anordnung, die Du leicht von Hand berechnen kannst?
https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment
Hast Du eine Vorgabe, in welcher Zeit die Geschwindigkeit bzw. der Stillstand erreicht werden soll?

------------------
Rainer Schulze

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Morgaine
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technischer Alles-Können-Müsser

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Beiträge: 3
Registriert: 15.02.2016

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erstellt am: 15. Feb. 2016 10:28    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Vorrichtungkpl..JPG


Vorrichtungkpl.-rechts.JPG

 
Danke für die schnellen Antworten...
zum Verständnis hab ich mal zwei Bilder angehängt, in dem ersten sieht man die Vorrichtung komplett ohne eingebaute Achse und auf dem zweiten mit Achse von der Seite, wo auch der Motor sitzt.
Vielleicht sollte ich noch erklären dass wir ursprünglich einen vorhandenen 5,5kW Motor mit vorgeschaltetem Getriebe (Drehzahl auf 21U/min übersetzt)einsetzen wollten und ich ein Kettengetriebe konstruieren sollte, welches die Umdrehungen weiter reduziert. Durch die hohe Leistung des Motors ergaben sich aber so "große" Ketten, dass die Umsetzung sich nicht als ideal erwies... (Triple 2 Zoll)
Daher wollte ich nun den umgekehrten Weg gehen und als erstes errechnen, welche Motorleistung denn überhaupt benötigt wird...

das Gewicht ist fast komplett symmetrisch verteilt, der Flansch wurde über den Massepunkt des CAD-Systems angebaut....
im Moment wird die Vorrichtung einseitig mit dem Kran "gedreht" und dann fest gesteckt...
natürlich muss noch ein Getriebe vorgeschaltet sein, laut unserer Elektriker würde hier dann auch gebremst...

Ich hatte eigentlich wieder einen Drehstrommotor gedacht..(aber ehrlich gesagt habe ich davon nicht wirklich Ahnung, eine solche Aufgabe musste ich bisher noch nicht lösen...)
eíne Begrenzung des Anlaufstromes wurde von der Geschäftsführung abgelehnt, da diese angeblich zu anfällig sind...
eine Vorgabe über die Zeit habe ich nicht wirklich, dass Teil soll ja nur gedreht werden um bestimmte Stellen zum Schweißen zu erreichen...
Vielen Dank...

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ulrix
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erstellt am: 15. Feb. 2016 10:40    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Morgaine 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Morgaine:

meine Frage ist eigentlich, ob ich den richtigen Radius zur Berechnung gewählt habe

Vermutlich: nein
Anders formuliert: wenn 150mm der korrekte Radius sein sollte, dann wäre das reiner Zufall.
Der Radius, den Du meinst, ist der waagerechte Abstand zwischen der Drehachse und dem Gesamtschwerpunkt der "Baugruppe" Vorrichtung mitsamt Werkstück.

Im Idealfall liegt der Schwerpunkt auf der Drehachse, dann ist das Drehmoment aus statischer Last immer Null. Wie highway45 schon schrieb, geht es dann nur noch um Reibungs- Beschleunigungs- und Bremskräfte bzw. -momente

Wenn der Schwerpunkt nicht auf der Drehachse liegt, ist zu beachten, dass der wirksame Hebelarm, also der in waagerechter Richtung gemessene Abstand Schwerpunkt-Achse sich abhängig vom Drehwinkel ändert und dass das Drehmoment im Zuge einer vollen Umdrehung zweimal (im oberen und unteren Totpunkt) das Vorzeichen wechselt.

Getriebemotor wurde ja schon erwähnt. Es könnte praktisch sein, an das Getriebe keinen normalen Motor, sondern einen Bremsmotor anzuflanschen.
Ob das als (einzige) Bremse ausreicht, sollte in der Gefahrenanalyse betrachtet werden.

Klar kann man die Drehzahl regeln, wahrscheinlich kann man's auch lassen. Solche kleinen Motoren kann man normalerweise direkt ans Netz hängen, auch ohne Stern-Dreieckschaltung, ohne dass man Schwierigkeiten wegen des Anlaufstroms bekommt. Bei der Auslegung des Getriebes sollte man das Anlaufmoment allerdings berücksichtigen, (Stichwort: Betriebsfaktor). Drehzahlbegrenzung braucht man wohl auch nur bei sehr hohen Ansprüchen, ein normaler Drehstrommotor läuft einfach etwas schneller, wenn er von der Last angetrieben wird und er wirkt dann eben als Generator.

EDIT. Tippfehler

[Diese Nachricht wurde von ulrix am 15. Feb. 2016 editiert.]

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ulrix
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Zitat:
Original erstellt von Morgaine:

im Moment wird die Vorrichtung einseitig mit dem Kran "gedreht" und dann fest gesteckt...

Wenn Ihr den Kran braucht, dann liegt entweder der Schwerpunkt (Vorrichtung mit Werkstück / ohne Werkstück) nicht auf der Drehachse oder die Lager sind extrem schwergängig oder die Bremse ist immer angezogen...

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Morgaine
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erstellt am: 17. Feb. 2016 08:13    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Guten Morgen,
ich habe jetzt nochmal recherchiert...der Drehpunkt liegt max. 110mm vom Masseschwerpunkt entfernt, dann kann ich doch meine ursprüngliche Rechnung mit 150mm ruhigen Gewissens beibehalten...
das Reibungsmoment liegt bei knapp 400Nm und die Winkelgeschwindigkeit bei 0,21 1/s...

wenn ich jetzt einen Bremsmotor wähle mit 1,1 bzw. 1,5kw und das passende Schneckengetriebe vorschalte, sollte es doch funktionieren, oder hab ich da noch was nicht bedacht..

Vielen Dank für eure Hilfe und schönen Tag..

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N.Lesch
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Registriert: 05.12.2005

WF 4

erstellt am: 17. Feb. 2016 19:09    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Morgaine 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Morgaine,

enscheidend ist hier nicht Motor oder Getriebe,

sondern Motor und Getriebe. Außerdem kann die Winkelbeschlunigung auch noch wichtig sein.

Man kann das nur zusammen berechnen.

------------------
Klaus

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badmoonrising
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Maschinenbautechniker


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Beiträge: 143
Registriert: 28.04.2005

erstellt am: 18. Feb. 2016 11:47    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Morgaine 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo zusammen,

hier scheint es doch um ein Hebezeug (Kran) zu gehen - so etwas ist m.E. nach Abnahme- und Überwachungspflichtig?! Und so Sachen berechnet / konstruiert heute ein TPD? Hut ab - auch vor dem Mut seines Chefs.
Wir hatten gerade das Beispiel eines alten Lastaufnahmemittels - hier will die BG jetzt Zeichnungen, Material- und Schweißnachweise usw. Heißt - verschrotten, da nix mehr da.

------------------
     

Zitat:
Wenn an der Arbeit was Gutes wäre, würden die Reichen die Armen doch nie ranlassen...

Elmore Leonard: Ohne Beweise 

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