Berechnung zur auslegung eines E-Motors

[ppl]

hallo!

wer kann mir da weiterhelfen:

ich benötige einen e-motor (12-24V). dieser soll mit einer spindel(m6 gewindestange) fest verbunden werden und senkrecht (stehend) eine m6 mutter, die mit 3 kg belastet wird, in die höhe befördern (drehen).

wie wiele nm muss der motor haben??

danke claus

[PowerPoldi]

Simple Mechanik: 3 kg * g = 3 * 9,81 = 29,4 N
Spindeldurchmesser??? Ich nehm mal 6mm an (Gewinde M6), daher ist der Hebelarm 3mm = 0,003m

Das ganze multiplizieren: 29,4*0,003=0,088Nm = 8,8Ncm

Damit das ganze auch vernünftig anläuft würd ich um Faktor 1,5 überdimensionieren, also Nennmoment des Motors = 8,8*1,5=13,2Ncm

Und nach dem Heimwerkerking Tim Taylor gilt: MEHR POWER!!!!

[mudjumper]

Das Gewinde aufgewickelt dargestellt kann als schiefe Ebene betrachtet werden. Bei M6(Regelgewinde) ergibt sich über eine Umdrehung bei einer Steigung von 1mm eine Länge von 6mm*PI=19mm. Die nötige Kraft für die Hebung ist also 30N * 1/19 = 1,6N.

Dazu kommt noch die Reibungskraft, wobei hier die Haftreibung maßgeblich ist. Massgeblich ist hier die wirkende Gewichskraft (30N) und die Haftreibungszahl (µ=0,25), wegen des flachen Winkels lasse ich die anderen Kräfte unberücksichtigt. F = 30N * 0,25 = 7,5N.

Die aufgewendete Mindestraft ist also 1,6N + 7,5N = 9,1N.
Diese Kraft muß 3mm vom Drehpunk der Spindel aufgewendet werden, daher ergibt sich 9,1N * 0,003m = 0,0273Nm als mindestens erforderliches Drehmoment.

Das Solldrehmoment an der Spindel sollte also > 0,03Nm betragen.

Nicht berücksichtigt ist die gewünschte Geschwindigkeit !!
Damit ein entsprechend zügiges Anlaufen möglich ist würde ich 0,05Nm wählen.

[ppl]

hey super für die antworten!! habt mir sehr geholfen, thx

[Herwig]

Sofern es die M6-Stange auch als Feingewinde gibt, nimm lieber das, mehr flachere Gewindegaenge senken die Reibung beim Anfahren.
Besonders beim ANLAUF ist zu beachten dass die 3kg bei M6 fast schon einen Press-Sitz darstellen du also ordentlich Drehmoment zum Loesen der Mutter aufbringen musst. Wenn die Stange dann auch noch unsysmmetrisch und nicht horizontal lastfrei, also irgendwo ueberhaengend, belastet wird, waechst der Drehmomentbedarf noch mehr an.
Wenn sich der Motor aber mal dreht, dann kommst du auch mit geringeren Werten aus!

Wenn du einen Motor mit mittleren Strombedarf (der ja auch irgendwo geschaltet werden muss) einsetzen moechtest, ueberleg dir eine Uebersetzung. Zur Not tut es da auch ein Gummirieb-Antrieb oder wie das heisst, also ein zahnloses Ritzel nebst zahnloser Mitnehmerscheibe unten an der Gewindestange und etwas keilriemen-aehnliches dazwischen.

[mudjumper]

@Herwig: Die Verwendung von Fein- statt Normalgewinde ändert am Kraftaufwand zur Überwindung der Haftreibung überhaupt nichts ( bleibt gleich bei 7,5N für 30N Gewichtskraft). Ein signifikanter Zuwachs auf die auftretende Normalkraft, die eigentlich für die Berechnung verwendet werden sollte, ergibt sich erst bei steileren Gewindegängen (zB. bei mehrgängigen Gew.).
Diese Kraft zur Überwindung der Haftreibung ist es, die du beim ANLAUF mit einem "Presssitz" (dort treten kräfte auf die eingespannten Flächen auf) vergleichst.
Ist die Haftreibung einmal überwunden reduziert sich die Kraft entsprechend (von µ=0,25 auf µ=0,15 bzw. µ=0,06 bei Schmierung - lt. Tabellenbuch Friedrich) auf etwa die Hälfte oder ein Viertel.