Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 27. 07. 2023 16:19

WRC
Zelenáč
Příspěvky: 9
Škola: VUT FSI
Pozice: Student
Reputace:   
 

Výkon pohonu dopravníku.

Ahoj,

potřeboval bych pomoc s jedním technickým problémem. Chtěl bych zjistit, zda by mi pohon utáhl jeden konkrétní řemenový dopravník. Díval jsem, jak se to počítá a našel si i konfigurátor https://1url.cz/9uQKb Nicméně, co se týče převážené hmotnosti, tak se bere v potaz pouze hmotnost převážených kusů, ale nikoliv např. hnacího či hnaného válce. Nejspíš se to zanedbává, ale zrovna v mém případě to zanedbatelné není.

Musel jsem totiž u jednoho už existujicího řemenového dopravníku zvětšít řemenici o téměř dvojnásobek. Je to z toho důvodu, že potřebuju řemen s unašeči a ty se na malé řemenice použít nedají. Teď ale nevím, zda ten pohon, který jsem použil v prvním řešení bude schopen roztočit dvakrát větší, ale zejména čtyřikrát těžší řemenici? Potřeboval bych si to ověřit, ale nevím, kde proměnnou hmotnosti roztáčené řemenice (resp. celého hnacího i hnaného válce) promítnout.

Díky moc za rady

Offline

 

#2 27. 07. 2023 18:51

check_drummer
Příspěvky: 4892
Reputace:   105 
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

↑ WRC:
Ahoj, pokud je řemenice těžší než standardní, tak co to dát do té položky "hmotnost", kam se tuším dává hmotnost dopravovaného nákladu? Např. by se dala hmotnost navýšit o rozdíl mezi tvou hmotností a standardní hmotností řemenice. A možná ten rozdíl vynásobit dvakrát, protože je nejen "navrchu", ale i "vespod", tj. pohybuje se po dvojnásobné dráze než přenášené břemeno.
Ale je to jen takový laický tip.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#3 31. 07. 2023 15:51

WRC
Zelenáč
Příspěvky: 9
Škola: VUT FSI
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

Ahoj, díky za odpověď. Já jsem zjistil, že to musím počítat přes točivý moment pro roztočení toho válce (řemenice). Počítal jsem to přes moment setrvačnosti, úhlovou rychlost => jejichž součinem je moment hybnosti a dále točivý moment je moment hybnosti za jednotku času. Takže jsem se dostal k nějaké hodnotě. Nicméně, teď jsem se díval na prospekt k danému krokovému motoru a tam jsou dva údaje momentu - detent torque a holding torque. Úplně si nejsem jist, s kterou hodnotou (holding je cca 30x větší) teď pracovat. Chápu, že tohle je matematické fórum a pohony se asi neřeší, ale kdybys náhodou měl jak poradit, budu vděčný.
Díky

Offline

 

#4 01. 08. 2023 11:02

Aleš13
Příspěvky: 354
Reputace:   
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

Detent torque je moment který cítíš když rukou otáčíš vypnutým motorem, holding torque totéž ale u motoru pod napětím. Teoreticky může otáčející se krokáč vyvinout maximální moment H−2D, kde H je holding a D detent torque, protože musí za běhu překonávat svůj vlastní detent torque. Dvojka je důsledek konstrukčního uspořádání krokáče s permanentním magnetem. Opět teoreticky moment krokáče nezávisí na otáčkách (prakticky na nich závisí, nelineárně a neodhadnutelně). Prakticky je roztáčení setrvačných hmot "z nuly" největší slabina krokových motorů, přesněji řečeno je to trochu neintuitivní, jiné typy motorů se takhle nechovají a musí se to vždycky zahrnout do výpočtů.

Offline

 

#5 02. 08. 2023 19:36

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

Vlastnosti krokového motoru nezávisí jen na motoru samotném, ale také na měniči, který jej napájí. Obecně je problém v tom, že krokové motory jsou zpravidla napájené bez zpětné vazby. Což reálně funguje jen při velmi malých rychlostech, při těch vyšších je to spíš zázrak, že se motor vůbec točí.
...
Další vliv je napětí indukované v motoru při jeho otáčení. Pokud se indukované napětí začne blížit napětí, kterým to napájíme, tak tam řídící jednotka požadovaný proud prostě "neprotlačí" a motor prostě moment mít nebude. U krokových motorů nebývá tento údaj uveden, nicméně lze využít toho, že napěťová konstanta je ta samá jako momentová, pokud se to tedy vyjádří v SI jednotkách. A pak platí, že

[mathjax]M = k_m \cdot I[/mathjax]

[mathjax]U_i = k_u \cdot \omega[/mathjax]

[mathjax]k_m = k_u[/mathjax]

Momentovou konstantu určíme z podílu proudu a momentu, to u krokových motorů je standardně uváděné. A tak můžeme odhadnout, do jakých otáček budou použitelné. Pak už záleží na řídící jednotce. Pokud by dokázala držet konstantní proud, bude mít motor i konstantní moment. Jenže to jednotky zpravidla nedokáží. To už ovšem záleží na detailech té řídící jednotky.

Další problém je v tom, že jakákoliv setrvačná hmota připojená na krokový motor jeho chování dost razantně zhoršuje. Pokud si na hřídel krokového motoru přimontuješ napřímo setrvačník, není velký problém dosáhnout stavu, že se motor nebude vůbec schponý točit. Dynamika krokového motoru je prostě divná, a ideální je s ním pohánět spíš silně zatlumené systémy, než setrvačné hmoty. Pak ty úvahy o momentu nějak plus minus fungují.

Proč vlastně používáš na dopravník krokový motor?

Offline

 

#6 02. 08. 2023 19:41

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

Jinak hmotnost těch válců se dá přepočítat na hmotnost nějaké té přidané hmoty na dopravník (ta se ti ale projeví i v tom ustáleném stavu, díky tření, a asi víc než v tom přechodovém ději).

Offline

 

#7 02. 08. 2023 22:29

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

Pokud jde o to, jak přepočítat válec na hmotnost položenou na dopravníku, je to celkem jednoduché, pokud znáš jeho moment setrvačnosti. Pak

[mathjax]J = mr^2[/mathjax]

Jen pozor, m není hmotnost válce, m je to co chceme určit, tedy náhradní hmotnost, která je na povrchu válce, tedy jako by ležela na tom dopravníku.

Pokud moment setrvačnosti válce neznáš, a znáš jen jeho hmotnost, pak to můžeš odhadnout, protože moment setrvačnosti bude někde mezi [mathjax]J = mr^2[/mathjax] a [mathjax]J = \frac{1}{2}mr^2[/mathjax]. Tentokrát to m je ta hmotnost válce.

Pokud je to vůči těm tvým 100kg na dopravníku zanedbatelné, no tak to můžeš zanedbat.

Pokud má tvůj nový válec 2x větší průměr, bude mít 4x větší hmotnost, a 16x větší moment setrvačnosti J než ten původní. Za předpokladu, že je jinak stejný.

Náhradní hmotnost je, jak už jsem zmínil [mathjax]m_n = J/r^2[/mathjax], bude tedy 4x větší než u původních válců.

Takže pokud ten válec váží 100x méně než je těch tvých 100kg na dopravníku, nemusíš z jeho zvětšení mít strach. Pokud váží jen 10x méně, je to už na zvážení, protože potom už bude jeho náhradní hmotnost srovnatelná s tím nákladem.

Ale zase pozor - hmotnost válce se projeví jen při tom rozjezdu, při pohybu konstantní rychlostí nebude mít na nic vliv.

Pokud to poháníš tím krokovým motorem, řešil bych to tak, že bych (pokud by s tím byl problém) nastavil pomalejší rozjezd.

Offline

 

#8 03. 08. 2023 11:16 — Editoval WRC (03. 08. 2023 12:13)

WRC
Zelenáč
Příspěvky: 9
Škola: VUT FSI
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

Ahoj, moc díky za reakce.

1. Krokový motor používám, protože to funkce vyžaduje. Potom, co dopravník dopraví pět kusů pod přísavky, tak ty je "naberou" a po linearním vedení odvezou na jiné pracoviště. Dopravník bude tedy muset při procesu nabírání kusů přísavkami zastavit a poté zase rozjet. Je to ale jen předělávka původního návrhu, kdy byl pohonný řemen dopravníku bez unašečů a teď, když se zjistilo, že se převážené plechové kusy na dopravníku přeskakují, rozhodlo se, že se použijí unašeče, které mezi nimi vytvoří milimetrovou mezeru.

2. Hmotnost těch plechových dílů je malá, jeden má cca 50 g, hmotnost řemene včetně unašečů nebude odhadem víc než 1 kg. Hmotnost řemenice včetně hřídele (tedy válce), které jsou spojeny pomocí pera je 1,2 kg. Nutno to vynásobit ještě 2x, jelikož válce jsou dva - jeden hnací a druhý hnaný. 100 kg zde opravdu není, ani jsem to v původním příspěvku nezmiňoval.

3. Úplně nechápu hypotézu s náhradní hmotnosti. Přece, když dosazuji do vzorce pro moment setrvačnosti válce, zadaná hmotnost musí být hmotnost válce.

4. Já uvažoval tak, že hmotnost převáženého zboží, hmotnost pásu a pasivní odpory odhadem budou klást menší odpor než oba válce (hnací i hnaný). Proto mě napadlo, spočíst si potřebný moment k roztočení jednoho válce a pokud bude tato hodnota řádově menší než je udávaný moment krokového motoru (zde je zakopaný pes v dvou různých hodnotách detend a holding, každopádně díky Aleš13 za osvětlení), tak pravděpodobně nebude problém (což nevím, zda je dobrá hypotéza).
Napíšu zde svůj výpočet pro roztočení jednoho válce. Jen nevím, jak zde vypisujete rovnice, tak mi to prosím promiňte.

a/moment setrvačnosti
rozt. pr. řemenice je 45 mm => poloměr = 22,5 mm
J=1/2MR^2 = 1/2*1,2*0,0225^2=0,0003 kg*m^2

b/otáčky a úhlová rychlost
zadaná obv. rychlost v=0,3 m/s
v=Pi*D*n => n=v/(Pi*D)=0,3/(Pi*0,045)= 2,12/s => 127/min
úhl. rychlost ω=2*Pi*n=  13,32 rad/s

c/moment hybnosti

L=J*ω=0,0003*13,32=0,004 kg*m*s^-1

d/točivý moment

M= L/t tady je zde podle mě jádro problému, jelikož čím rychleji (menší čas t) to budu chtít rozjet, tím větší potřebuju moment, nicméně, kdybych to chtěl roztočit za např. 0,2 s
tak =>M= 0,004/0,2=0,02 N.m


5. obr. s údaji ke krokovému motoru (použitý pohon je ten "zažlutěný")
https://i.ibb.co/hf3YztV/pohon.jpg
obr. pro představu
https://i.ibb.co/C68T6xr/n-hled.jpg
obr. charakteristika pohonu
https://i.ibb.co/DWgT0L4/M1233041.png

Offline

 

#9 03. 08. 2023 23:03

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

WRC napsal(a):

100 kg zde opravdu není, ani jsem to v původním příspěvku nezmiňoval.

No, bylo to v tom odkazu na výpočtový program, myslel jsem, že jsi tam dal reálné hodnoty.

Offline

 

#10 03. 08. 2023 23:17

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Výkon pohonu dopravníku.

Tak to máš takový mini-dopravník. No, pak asi není důvod, aby to nefungovalo. Co je dobré, že nemáš válce pověšené přímo na hřídeli toho motoru, ale máš mezi tím ještě řemínek.

Jinak tyhle úvahy (s momentem síly a setrvačnosti) nejsou u krokových motorů všechno. Ty setrvačné hmoty jim prostě vadí. Aby se krokový motor točil, potřebuje být tlumený. Kdyby tlumený nebyl, tak bude v podstatě kmitat sám, jako závaží na pružině.

No a v krajním případě si tam dáš silnější motor, no.

Tím detent-torque bych se ani nezabýval, to na tvůj návrh nemá žádný vliv. To je asi dobré když řešíš případy kdy je motor bez napájení.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson