Schrittmotor 1kg Flüssigkeit um Achse - Drehmoment?

[wosolldasenden]

Hallo!

Ich hoffe ihr könnt mir helfen. Ich bin schon seit einiger Zeit auf der Suche nach einem passendem Motor und finde einfach keine zufriedenstellende Antwort.

Ich würde gerne einen nicht ganz gefüllte Dose um seine eigene Achse drehen.(falsch, sorry)) einmal auf den Kopf und wieder zurück drehen.

Dose:
ca. 16cm hoch
ca 11cm Durchmesser
gefüllt mit max. 0,7 liter Wasser
ca 1,2kg
am Mittelpunkt mit dem Motor befestigt (direkt mit Propellernabe o.Ä.?)

Gedreht werden soll sie dann innerhalb von 5sek. einmal um die eigene Achse. Pro Minute ca. 1 Mal.
Angesteuert dann mit einem Ardoino+Stromversorgung.

Mir wurde schon mal einer mit 0.2 Nm vorgeschlagen, aber ich habe das Gefühl, dass das irgendwie nicht hinhaut.

Könnt ihr mir da weiterhelfen?

Vielen Dank,

Gruß Marvin

[PICture]

Hallo!


Könnt ihr mir da weiterhelfen?

Den nötigen Drehmoment kannst du mit z.B. Küchenwaage selber messen. ;)

[Geistesblitz]

Steht die Dose denn aufrecht oder ist sie waagerecht angeordnet? Wie schnell soll der Motor denn drehen, also Geschwindigkeit und Beschleunigung? Gerade davon hängt ja maßgeblich ab, welches Moment der Motor aufbringen muss.

[TNN85]

Das nötige Drehmoment berechnet sich aus http://upload.wikimedia.org/math/6/2/e/62efb516f493e99dd08bc3a50de68758.png Rotationsbewegung: Drehmoment (http://de.wikipedia.org/wiki/Drehmoment) = Trägheitsmoment mal Winkelbeschleunigung (http://de.wikipedia.org/wiki/Winkelbeschleunigung) (siehe Wikipedia) Deine Winkelgeschwindigkeit scheint 2*Pi/5s zu sein, sprich 1,256 rad/s. Wie groß jetzt deine Beschleunigung sein soll, weiß ich auch nicht, ich denke aber sie sollte innerhalb weniger Bruchteile von Sekunden die nötige Geschwindigkeit erreichen. (z.b. innerhalb von 0,1s: 1,256rad/s/0,1s = 12,56rad/s²
Das Trägheitsmoment für Vollzylinder um die Längsachse (wir nehmen mal an, dass die Dose komplett voll ist) ist J = 1/2 * m*r² . Dein m ist 1,2kg, dein r = 0,11m . Kannst dir ja jetzt selber ausrechnen. Ich komm dann auf 0,01Nm. Je mehr Power der Motor hat, desto schneller beschleunigt er auch deine Dose auf deine gewünschte Geschwindigkeit.

[wosolldasenden]

Sie steht waagerecht und soll dann einmal auf den Kopf gedreht werden und wieder zurück; bzw. um 360°. Innerhalb von 5Sek. einmal rum.
Laut Formelsammlung sollte dann die Geschwindigkeit 10 m/s und die Beschleunigung entsprechend v^2/r= 12m/s^2 sein.

edit: :shock:!
...
Ok, sehr lehrreich. Vielen Dank, ich denke so sollte ich ja auf jeden Fall weiter kommen

[Geistesblitz]

Achso, das heißt die Dose wird nicht um ihre Achse gedreht?
Wenn die Dose dann mit Flüssigkeit gefüllt ist und diese darin umherschwappt, entstehen unvorhersagbare Kraftverhältnisse, die den Motor ganz schön alt aussehen lassen könnten. Ich würd dann doch schon einen Motor mit etwas mehr Drehmoment nehmen (sicher ist sicher, den Strom kann man dann immernoch runterschrauben) und dann relativ langsam fahren.

[wosolldasenden]

Achso, das heißt die Dose wird nicht um ihre Achse gedreht?
Mir ist beim schreiben auch gerade aufgefallen, dass das wohl falsch gedacht war.

.. "etwas mehr Drehmoment" eher so in Richtung 0,1-0,2Nm oder die große Variante mit 0,4?

[Geistesblitz]

Mal nachrechnen:
Deine Dose fasst rund 1,5l Flüssigkeit, es sind aber nur maximal 0,7l drin. Wenn die Flüssigkeit komplett zu einer Seite rüberschwappt, dann dürfte es ein Drehmoment von schätzungsweise 0,7 kg*9,81 N/kg*2,75 cm=0,189 Nm ergeben. Dies ist eine recht grobe Überschlagsrechnung, da die Flüssigkeit wohl nie komplett auf einer Seite sein wird, jedoch durch die eigene Trägheit noch zusätzlich zur Last beiträgt. Ich würde dann schon sicherheitshalber den 0,4 Nm Motor nehmen. Wie gesagt, Strom reduzieren geht mit den allermeisten Steuerungen auch nachträglich noch.