Hubwerk Gewicht über Drehmoment berechnen (Physik + Automatisierung)

[daloeff]

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Hallo,

habe mal ne Frage zu einem Thema, vlt hat ja der ein oder andere eine Idee dazu.

Wir haben einen Pressenaufbau mit einem Hubwerk das über 4 Zahnstangen auf und ab fährt.

Der Aufbau sieht folgendermaßen aus:
SEW CMP100 Synchron Servomotor mit einem Getriebe.
Vom Getriebe aus wird es auf 2 Achsen aufgetrennt die jeweils auf ein Vorgelege führen.
Nach dem Vorgelege geht es jeweils auf ein Antriebszahnrad (also 4 mal auf die 4 Zahnstangen).
Hier ein Bild (Ansicht von oben):
Motor mit Getriebe Rot
Vorgelege Orange
Achsen von Vorgelege auf Zahnrad fehlt in diesem Bild

Der CMP wird über ein MOVIAXIS System angetrieben, dieses System hat den Vorteil, dass man das aktuelle Drehmoment an der Achse direkt auslesen kann.
Jetzt würde ich das Hubwerk mit einer langsamen konstanten Fahrt zuerst auf und ab bewegen. Bei dieser Fahrt speichere ich den aktuellen Drehmoment alle 100ms in einem Array. Nach 5 Sekunden habe ich einen Array von 50 aufgefüllt und bilde mir hier den Mittelwert.
Der Sinn hinter der Konstantfahrt mit Mittelwert Berechnung liegt darin, dass ich so mit guter Näherung die Wirkungsgrade herausmitteln kann.

Mit dem Mittelwert sollte es jetzt mathematisch möglich sein über das Drehmoment das Gewicht des Hubwerks zu berechnen.
Leider komme ich mit meinen Berechnungen hier auf keinen grünen Zweig.

Bin hier auch in Kontakt mit SEW aber wollte trotzdem mal fragen, ob hier jemand schon mal sowas ähnliches gemacht hat.

Die Übersetzungsdaten sind folgende:
Motor Nennmoment: 70 Nm
I Getriebe: 9,56
Vorgelege: 6,0
Teilkreisdurchmesser Antriebsrad: 132mm -> 0.132m

Danke im Vorraus!

 

[LargoD]

Masse des Hubwerks: mh
Drehmoment am Motor: DM
Erdbeschleunigung: g=9,81m/(s*s)

DM = mh*0.132m*g/(9,56*6,0*4)
oder
mh = DM*9.56*6,0*4/(0,132m*g)

Gruß
Erich

 

[daloeff]

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Danke für die schnelle Antwort.

Ich weiß das die Masse des Hubwerks ca. 3000kg hat und die Auslastung vom Motor ca. 100% beträgt (Mittelwert vom Scope). Die 100% sind vom Nennmoment des Motors, also 70Nm.
Bei dieser Rechnung können wir völlige Reibungsfreiheit unterstellen, da ich das Gewicht nicht auf den Kg genau wissen will. (Wirkungsgrad 100%) Eine ungefähre Annäherung wäre schon gut.

mh = ca. 3000 - 3100kg
Mittelwert vom Drehmoment in % des Nenndrehmomentes: ca. 100% -> Nennmoment des Motors: 70Nm -> DM = 70Nm

Rechne ich mit diesen Werten oder verwende sie zur Kontrolle, bin ich sehr weit auseinander...

DM = 16,931Nm <> 70Nm
mh = 12402,928kg <> 3000kg

Ein Kollege hat gemeint ich soll nicht den Teilkreisdurchmesser, sondern den "Momentbildenden" Radius vom Antriebsrad benutzen, da es eigentlich der sogenannte "Hebelarm" ist (132mm -> 66mm = 0,066m)
Jedoch bekomme ich dann auch keine plausiblen Werte...

 

[LargoD]

Ein Kollege hat gemeint ich soll nicht den Teilkreisdurchmesser, sondern den "Momentbildenden" Radius vom Antriebsrad benutzen, da es eigentlich der sogenannte "Hebelarm" ist (132mm -> 66mm = 0,066m)...

Da hat er auf jeden Fall recht, dass Du den Durchmesser und nicht den Radius angegeben hast, hatte ich übersehen.
Gruß
erich

 

[daloeff]

Trotzdem komm ich auf keine vernünftigen zahlen?!

Hab mit dem SEW Support noch mal einen Termin ende September für dieses Problem. Er hat selbst gemeint, er muss sich da mehr reindenken, was ich auch verstehe

Wollt nur mal Interesse halber fragen, evt. hat ja jemand schon mal mit so etwas zu tun gehabt.

Auf jeden Fall danke an Erich für die Antworten. Werd die Lösung, sobald ich eine mit SEW ausgearbeitet habe, hier rein stellen!