Dimensionierung Elektromotor Drehmoment

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Guten Tag,

ich habe folgendes Problem:

Eine rechteckige Platte ( 30 x 25mm, m = 2g) hat ihre Drehachse in der langen Seite (wie ein Scharnier). Nun soll als Drehachse die Welle eines Elektromotors dienen, welche die Platte um 90° „rotieren“ lässt - quasi wie eine Tür die auf und zu geht und als Türscharnier dient die Welle des Elektromotor.

Meine Frage: Wie berechne ich das Drehmoment, daß der E-Motor aufbringen muss, um die Platte um 90° zu drehen?

Gegeben sind folgende Daten:

Rechteck: 30x25x1mm
Gewicht: m = 2g
Drehwinkel = 90°

Gruß Sebastian

#2

Hallo,
so läßt sich die Frage überhaupt nicht beantworten, weil Angaben fehlen.

  1. Idealisiert braucht der Motor gar kein Drehmoment, wenn man die
    Reibung gegen Null gehen läßt, die Bewegung unendlich langsam ist,
    so dass keine Trägheit zu berücksichtigen ist und die Anordnung auch
    exakt senkrecht steht, so dass der Masseschwerpunkt keine Höhenänderung
    erfährt.
    Wieviel Reibung nun praktisch zu berücksichtigen ist, hängt stark von
    der Konstruktion des Lagers ab -> keine Angabe!
    Bewegungsgeschwindigkeit ? -> keine Angabe!
    Exaktheit der Lagerung -> keine Angabe!
    Sonstige Einflüsse wie z.B. Windlast oder andere Gegenkräfte -> keine Angabe!
    Reserve für Korrosion, Alterung, schlechte Schmierung usw. -> keine Angabe!
    Was passiert, wenn das Teil von jemanden festgehalten wird? -> keine Angabe!
    Gruß Uwi

als Drehachse die Welle eines Elektromotors dienen, welche die
Platte um 90° „rotieren“ lässt - quasi wie eine Tür die auf
und zu geht und als Türscharnier dient die Welle des Elektromotor.
Meine Frage: Wie berechne ich das Drehmoment, daß der E-Motor
aufbringen muss, um die Platte um 90° zu drehen?
Gegeben sind folgende Daten:
Rechteck: 30x25x1mm
Gewicht: m = 2g
Drehwinkel = 90°

#3

Servus,

Es geht mir bei der Beantwortung primär um die Berechnung des Drehmomentes, welches erforderlich ist um die Bewegung durchzuführen, darum sind die „geforderten“ Angaben auch unwichtig. Den Schrittmotor (ein Mikroantrieb mit einer Winkelbeschleunigung von 244*10³ rad/s²und n = 100000 U/min) suche ich mir anschließend ausm Katalog:smile:

Dank dir trotzdem für deine Antwort

Gruß Sebastian

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#4

Hallo Sebastian,

die Masse Deiner Platte erzeugt eine Gewichtskraft von 0,009 806 65 N.
Der Hebelarm zwischen Masseschwerpunkt und Drehachse beträgt 0,012 5 m.
Das erforderliche (Netto-) Drehmoment (Produkt aus Newton und Meter)
beträgt 0,000 122 583 125 Nm oder rund 123 mNmm (Millinewtonmillimeter).

Gruß
Fritz

#5

Hallo,

Eine rechteckige Platte ( 30 x 25mm, m = 2g) hat ihre
Drehachse in der langen Seite (wie ein Scharnier). Nun soll
als Drehachse die Welle eines Elektromotors dienen, welche die
Platte um 90° „rotieren“ lässt - quasi wie eine Tür die auf
und zu geht und als Türscharnier dient die Welle des
Elektromotor.

Meine Frage: Wie berechne ich das Drehmoment, daß der E-Motor
aufbringen muss, um die Platte um 90° zu drehen?

Gegeben sind folgende Daten:

Rechteck: 30x25x1mm
Gewicht: m = 2g
Drehwinkel = 90°

Weshalb möchtest du bei lediglich 90° Schwenkwinkel überhaupt einen Motor (mit Getriebe) nehmen?
Nimm doch einen Mikro- Pneumatikzylinder.

Was willst du mit einem Motor mit 10000 U/min anfangen?
Du mußt doch ein Getriebe mit einer „wahnsinnigen“ Übersetzung vorsehen, oder gibt es andere Randbedingungen für ein schnelles Schließen?

Wie schaltest du die Endlagen so schnell ab?

Gruß:
Manni

#6

Hallo Fritz,

die Masse Deiner Platte erzeugt eine Gewichtskraft von 0,009
806 65 N.
Der Hebelarm zwischen Masseschwerpunkt und Drehachse beträgt
0,012 5 m.
Das erforderliche (Netto-) Drehmoment (Produkt aus Newton und
Meter)
beträgt 0,000 122 583 125 Nm oder rund 123 mNmm
(Millinewtonmillimeter).

Ich habe die Frage so verstanden, daß die Klappe wie eine Tür aufgeht, die Drehachse also senkrecht steht.
Dann gibt es das von Dir errechnete Moment so nicht.
Er müßte dann höchstens das Massenträgheitsmoment um die drehachse errechnen. Aber auch das ist „winzig“.

Vllt. habe ich die Aufgabenstellung aber auch falsch verstanden.

Gruß:
Manni

#7

Servus Manni,

die Idee mit nem Pneumozylinder hatte ich auch schon. Problem ist folgendes:
Die Aluplatte dient als Shutter (Verschluss) für ein optisches System der elektronisch angesteuert wird und automatisch auf und zu geht sobald ein Bild auslöst- ähnlich der Blende einer Fotokamera. Die Oberfläche der Platte muss homogen sein d.h. keine Lamellen wie bei einer Irisblende. Der Mikroantrieb darf nich größer sein als 6mm im Durchmesser und 13mm Länge(extremes Platzproblem).

Ich werd noch ein wenig weitertüfteln und mal sehen was bei raus kommt (zur Nor hilft immer „try and error“:smile:)
Dank Dir für die Antwort

Gruß Sebastian