Tocivy moment krokoveho motora

[skalape]

Ahojte, potreboval by som poradit, aky krokovy motor kupit, aby dokazal dvihnut do vzduchu 50 Kg na lane, ktore sa
navija na jeho os? Ake parametre (tocivy/brzdny moment/silu by mal mat)... a aby bol ovladatelny arduinom?
Dokazem si naprogramovat zakladne veci, ale fyzika nieje vobec moj odbor. Dakujem za rady a tipy.

[Victorio]

myslím že aj malý krokový motorček do tlačiarne to dokáže ak má veľký prevod, akurát mu to bude trvať dlho
ale vážne, krokové motory majú udávaný točivý moment v Nm, cez toto si prepočítaš potrebnú silu, ale treba vedieť, s akou prevodovkou sa dá počítať, ale uvažovať aj z trením, teda ak motor zo silou 1Nm vyvinie nejakú silu na ramene povedzme 10cm, to by ak sa nemýlim malo byť 10Nm = cca 1 kg, tak po sprevodovaní 1/10 do bude 10kg. 1/50 bude 50kg.
príklad iba ilustračne, možno som napísal bludné hodnoty, treba pozrieť fyziku, kinematiku ...
plus ku tomu straty trením, atď.

a ďalej chcem vedieť za aký čas to dokáže zdvihnúť napr. do výšky 1m, potom treba vedieť max, otáčky krokového motora, tie sú dosť limitované.

myslím, že dostatočne výkonny krokový motor bude asi dosť drahý, a bude lepšie na tento účel použiť iný napr. jednosmerný motor s impulznou reguláciou a spätnou väzbou napr. optickým snímačom.

[boraicho]

neni nahodou 1NM zdvih na páke o dlžke jedneho metra a váhe jedneho KG?
čiže na 1cm dlžke by malo dvihnuť 100KG? (alebo udržať, ale 99KG už dvihnuť)

[rudko]

nie, 1Nm sice je 1N na pake dlhej 1m, ale silu 1N kolmo na zem vyvinie zavazie o hmotnosti 100g (zaokruhlene)

a teraz ak sa vratime k povodnej otazke:
zavzie o hmotnosti 50kg posobi kolmo na zem silou 50 x 9.81 = 490, po zaokruhleni 500N
uvazujme, ze mame navijak ktoreho bubon ma priemer 10cm, plus variabilna polozka ktoru tvori navin lana a moze sa pohybovat v rozmedzi 0 - 5cm (priklad, treba uvazovat realnu hodnotu), z toho nam vychadza "paka" na osi motora v rozmedzi 5 az 7.5cm. pre vypocet musime uvazovat paku najdlhsiu, a teda 7.5cm.
dalej potrebujeme vediet ze vaha samotneho lana je dajme tomu 5kg (to zavisi podla lana a podla dlzky...)
dalej potrebujem poznat mechanicke straty trenim, ohybanim lana..., ktore v pripade motora bez prevodovky mozu byt cca 10%. z toho nam vychadza nasledovne:
navijak potrebuje prekonat silu (500N + 50N (vaha lana)) x 1.1(straty) = 605N
mame paku 7.5cm = 0.075m
moment na hriadeli ktory potrebuje vyvinut motor je teda cca 605 x 0.075 = 45.375Nm, koli rezerve by som volil motor 50Nm

ak by sa do sustavy zaradila prevodovka do pomala, moze sa moment motora podelit jej prevodovym pomerom. je potom ale potrebne zapocitat dalsie mechanicke starty podla pouzitej prevodovky, odhadom 10-15%. cize pre pripad prevodovky 1:3 by potrebny moment bol (50/3) x 1.15 = 19.2Nm

[alidedko]

aby dokazal dvihnut do vzduchu 50 Kg na lane, ktore sa navija na jeho os

Tak to bude brutál krokáč. Akokoľvek ti fyzika nejde, skús si predstaviť váhu jedného 25kg vrecka stavebnej omietky. Daj si to x2. Aký motor by to podľa teba musel byť?

Minimálne kladka a prevodovka budú určite potrebné.

[Victorio]

bez prevodovky by som to určite neriešil, iba že nejaký zo šrotu zo starého NC stroja aj keď mám dojem, že tam sú synchrónne resp. jednosmerné motory zo snímačom (niečo na spôsob selsynu ak sa nemýlim alebo optickomechanické rotačné snímače ktoré kontrolujú polohu).
ako prevodovku je vhodné použiť planétovú, napríklad z akumulátorovej vrtačky, tá by mohla pri hriadeľke 1cm priemeru zdvihnúť aj 50kg
ale to iba tak na pokusy.
pre príklad taký pohon pre vchodovú bránu pre 600 kg bránu má motor myslím že cca 650W, pritom sa jedná "len" o posun po koľajničke nie dvíhanie bremena, ale odhadujem že to takých 1000N silu vyvinie.
tento motor má ale tiež prevodovku tiež odhadujem minimálne s prevodom 1/10.
to sú také "utopistické úvahy", chce to poriadny prepočet....
ale určite to krokovým motorom SMR300-100 nepôjde

[skalape]

Dakujem za odpovede, tak nejak som pochopil aj ja ten vypocet ako pise Boraicho, ale nejak mi to nesedelo, vtipne je ze som si presne predstavil ako to dviha vrecka cementu, ale to su len predstavy, rovnako si viem predstavit maly motor ktory mi dolame ruky pakou:)
Rudko dik za komplexne vysvetlenie, teraz viem konkretnejsie co to obnasa. Momentalne neriesim cenu motora, iba ideu ci to je mozne a ako, zrejme ich aj tak budem potrebovat dva a potrebujem aby otacky a kroky boli pomerne citlivo kontrolovatelne. Videl som vselikde krokove motory o sile 20 Nm ale ceny pri tychto vykonoch uz niesu:) tak sa ich pokusim vyzistit. Je pre mna dolezite aby to slo s arduinom pre konkretnu spolupracu so softwareom kde budu motory prepojene s xbox kinectom. Takze dakujem este raz za vsetky odpovede, ak zistim
ze sa zmestim do rozpoctu, tak vas mozno budem otravovat dalej.

[misocko]

ako rychlo to ma reagovat?
pises ze chces citlive riadenie - pouzij prevodovku , ak normalne motor na otacku posunie zavazie o 5cm, tak pri prevodovke 1:10 posunie na otacku iba 0,5cm a 10 nasobnou silou.
ak potrebujes rychlost , silu a presny krok , vidim to na asynchron, enkoder a prevodovku (neviem ako to riesi ABB ale napriklad Sepro to tak ma uz dlhe roky)
riadenie potom kludne arduino, ale nie tak ako si to zatial predstavujes, ale cez menic ktory sa bude starat o motor, arduino iba bude zistovat pozisciu a povie menicu co ma robit (chod, stoj, brzda, rychlost)

[boraicho]

Podla mna chce mat rychlu odozvu, to bude na ten simulator s formulou, urcite viete co myslim, boli videa po nete, co s clovekom tak hadze do vsetkych stran.

[misocko]

to sa tu uz raz riesilo, neviem teraz narychlo najst (tiez ma to napadlo), neviem vsak ako to dopadlo, podla mna to doma vyrobis iba drahsie ako ked to kupis (ak teda nemas nakradnute veci )

[romiadam]

Noze nam prezrad co to ma presne byt. Dame ti neake rady ako nato. Velakrat, vlastne vzdy sa lepsie radi ked vieme o co ide a nie len take vseobecne zadanie ze potrebujem zdvihnut 50kg krokovym motorcekom.

[pocitujlasku]

Podla mna chce mat rychlu odozvu, to bude na ten simulator s formulou, urcite viete co myslim, boli videa po nete, co s clovekom tak hadze do vsetkych stran.

To riesil kamos, a stale skoncil na tom, ze elektronika to nezvlada, a najrychlejsia a pocitovo najplynulejsie je to cez vzduchove piesty.

[Victorio]

no presne ked ste sa zacali bavit o rychlosti mi napadli vzduchove piesty ako pouzivaju simulatory na kolotococh ....
pred rokmi som vyrabal stolovy plotter A2 formátu, a krachlo to práve na rýchlosti krokových motorov SMR 300-100 RI 24, ktoré už pri určitých otáčkach nestíhali a strácali krok (nemal som spätnú väzbu snímačom).
Pri výkonnom krokovom motore môže byt problem aj hlucnost !
vyhoda je jednoduchsia elektronika, priame riadenie bez riesenia regulacie otacok, snímacov atd.
o pneumatickom ovladani ani nehovorim

[ferguson]

Treba presne vediet o co ide. Zatazit hriadel motora priamo je blbost po konstrukcnej stranke. Nehovoriac o tom, ze ak sa motor (z nejakeho dovodu) vypne, tak to bremeno ti zleti dole.

[lh]

nie, 1Nm sice je 1N na pake dlhej 1m, ale silu 1N kolmo na zem vyvinie zavazie o hmotnosti 100g (zaokruhlene)

a teraz ak sa vratime k povodnej otazke:
zavzie o hmotnosti 50kg posobi kolmo na zem silou 50 x 9.81 = 490, po zaokruhleni 500N
uvazujme, ze mame navijak ktoreho bubon ma priemer 10cm, plus variabilna polozka ktoru tvori navin lana a moze sa pohybovat v rozmedzi 0 - 5cm (priklad, treba uvazovat realnu hodnotu), z toho nam vychadza "paka" na osi motora v rozmedzi 5 az 7.5cm. pre vypocet musime uvazovat paku najdlhsiu, a teda 7.5cm.
dalej potrebujeme vediet ze vaha samotneho lana je dajme tomu 5kg (to zavisi podla lana a podla dlzky...)
dalej potrebujem poznat mechanicke straty trenim, ohybanim lana..., ktore v pripade motora bez prevodovky mozu byt cca 10%. z toho nam vychadza nasledovne:
navijak potrebuje prekonat silu (500N + 50N (vaha lana)) x 1.1(straty) = 605N
mame paku 7.5cm = 0.075m
moment na hriadeli ktory potrebuje vyvinut motor je teda cca 605 x 0.075 = 45.375Nm, koli rezerve by som volil motor 50Nm

ak by sa do sustavy zaradila prevodovka do pomala, moze sa moment motora podelit jej prevodovym pomerom. je potom ale potrebne zapocitat dalsie mechanicke starty podla pouzitej prevodovky, odhadom 10-15%. cize pre pripad prevodovky 1:3 by potrebny moment bol (50/3) x 1.15 = 19.2Nm

A to stále ešte len držíš bremeno, alebo ho udržiavaš v ustálenom pohybe. Ak ho chceš zrýchliť, napríklad z pokoja na nejakú rýchlosť, musíš ešte prirátať ku gravitačnému zrýchleniu ešte tebou požadované zrýchlenie.

[Victorio]

Treba presne vediet o co ide. Zatazit hriadel motora priamo je blbost po konstrukcnej stranke. Nehovoriac o tom, ze ak sa motor (z nejakeho dovodu) vypne, tak to bremeno ti zleti dole.

tomu zabráni už aj obyčajná šneková prevodovka, aj keď za určitých okolností by sa teoreticky mohla pri zaťažení roztočiť ale je to nepravdepodobné.

trocha od veci , ale pred časom som sa zaoberal myšlienkou spraviť v dome výťah a použiť na to práve pohon posuvnej garážovej brány, ktorý som spomínal, a keď som takúto bránu montoval .
fungovalo by to následovne :
na ozubené koleso pohonu by sa namontoval bubon s lanom,
na koncové body na poschodí a dole by som pripojil kontakty vstavaného dorazového spínača
fotobunky by sa nedali použiť v takom zapojení, muselo by to mať vlastné blokovanie a brzdu
eventuálne som zvažoval nevyužiť lano ale priamo ozubený hrebeň, ktorý sa v 1m kusoch predáva ale motor by som umiestnil priamo na kabínu, a viedol ku nemu kábel ako pri normálnych výťahoch a zároveň by som tu už mohol využiť vstavané dorazy.
blbosť nie ?
problémy : motor má pri bežnej prevádzke ešte určitý dobeh, ale keďže neverím, že by priamo motor na hrebeň zdvihol kabínu aj s nákladom, tak prevodovka by tam určite bola, a tiež brzda by tam musela byť, iba ak by bol použitý šnekový prevod.
ďalší, predpokladám, že motor má určitý časovač, ktorý pohon vypne, pokiaľ mu trvá dlho, kým bránu otvorí, a to by pri sprevodovaní určite nastalo.
ovládanie by bolo tiež trocha komplikované, ale myslím, že pohon má možnosť vyradiť automatické zatváranie po časovom intervale, takže by sa dal ovládať priamo diaĺkovým ovládačom.
a samozrejme zabezpečenie rozbehu pri otvorených dverách preťažení, zaseknutí atď.