sciencetalk

Ik had graag de volgende berekening eens willen doen :

Op een machine rollen we een doek op een kartonnen tube (1) .

Deze rol (1) ligt op 2 rollen (2 & 3) die beide aangedreven zijn.

De ene rol (2) kan sneller/trager geregeld worden om zo een hogere oprolspanning te bekomen.

Nu gaat de motor van deze rol (2) bij bepaalde producten steeds in overbelasting als we te snel willen draaien. Door dan deze rol (2) trager te doen draaien kunnen we de stroomsterkte (die we aflezen op de freq. regelaar) zo afregelen dat deze motor net niet meer in overbelasting gaat.

Nu hadden we graag een zwaardere motor willen monteren op deze ene(?) rol om dit probleem niet meer te hebben.

Hoe kan ik berekeningen hoe zwaar deze motor moet zijn?

Hopelijk is de tekening duidelijk, want ik heb deze eventjes snel in paint gemaakt.

De op te rollen bol kan tot 400 kg wegen. We hadden graag een oprolsnelheid behaald van maximaal 20 m/min.

Iemand die me kan helpen?

dank bij voorbaat

Waarom wordt het vermogen van beide motoren niet gelijktijdig geregeld?

In deze opstelling gaat de motor van rol 2 ook energie leveren aan de motor van rol 3 die langzamer wil draaien.

Heb je concrete meetgegevens (spanning, stroomsterkte beide motoren, oprolspanning, minimale en maximale diameter van de rol stof) ?

Beide motoren zijn frequentie gestuurd volgens de snelheid van de machine,enkel de motor van rol 2 kan nog eens extra bijgeregeld worden met behulp van een potentiometer om de oprolspanning van de op te rollen bol te bepalen. De max. diameter van de rol is 1m. Min. diameter is ongeveer 10cm (diameter van een kartonnen tube). De motoren zijn 3x400V, 1,5 kW. Met oprolspanning bedoel ik hoe hard de stof opgerold word, dus ik weet niet hoe ik dit moet uitdrukken.

Indien je nog meer gegevens nodig hebt laat je het maar weten...

Van welke kant wordt de stof aangevoerd? (links/rechts bovenkant of onderkant rol) zet het anders even in het schetsje,

Het toerental van beide motoren wordt geregeld via frequentiesturing begrijp ik?

Heb je merk en typenummer van beide motoren en van de frequentieregelaar?

Het toerental van motor 2 kan gevarieerd worden, en verlagen van het toerental (t.o.v. motor 1?) verhelpt het overbelastingsprobleem. Klopt dit?

Bij welke materialen gaat het goed en bij welke gaat het mis?

Wat is het oppervlaktemateriaal van beide rollen?

Wat is de breedte van de op te rollen stof?

Beste,

het doek wordt ingevoerd van onderen (zie tekening, blauwe lijn)
Ik heb tevens een foto gemaakt om nog een beter zicht te hebben op de situatie :
Zoals U ziet is de op te rollen doek het cijfer 1.

Het toerental van rol 2 & 3 wordt zoals eerder al aangehaald frequentie gestuurd volgens de snelheid van de machine, maar rol 2 kan men met een potentiometer trager doen rollen t.o.v. rol 3 zodat de oprolspanning van de rol met doek (1) verhoogd kan worden.

Merk motoren/reductoren :

Rol 2 :

motor :

Merk : Eltemek, type AIS90S4 B5 N A08 2 4737

230V/400V, 1,1 KW, 1395 tr/min, 4,5/2,6 A.

Reductie :

Merk : Pujol Muntala, type LBC 87/40/200-24

i = 40, 344 Nm

Frequentie sturing :

Hitachi SJ300-015HFE (1,5KW)

Uitg. : 380/480V - 4,2A

Rol 3 :

Motor :

Merk : VEM, Type IE1-K21R 90 L4

230V/400V, 1,5 KW, 1400tr/min, 5,9/3,4 A.

Reductie :

Merk : Pujol Muntala, Type : LBC 87/40/200-24

i=40, 344Nm

Frequentiesturing :

Hitachi SJ300-015HFE (1,5KW)

Uitg. : 380/480V - 4,2A

Door het toerental van de rol 2 te verminderen gaat de amperage van de motor van rol 2 omlaag, alsook als we de snelheid van de machine vertragen. (snelheid van zowel rol 2 als rol 3 verlaagt dan).

Op de foto zie je dat we deze maal een kleine rol met doek oprollen, hier hebben we geen problemen.

Het probleem doet zich vooral voor als we een "zwaardere" doek willen oprollen alsook wanneer we groter in diameter gaan.

De rollen zijn bekleedt met een soort antislip tape.

De breedte van de op te rollen doek is meestal rond 1m60 ongeveer.



Misschien een detail maar belangrijk om te zeggen :

Rol 2 en rol 3 staan niet tegen elkaar, enkel door middel van rol 1 (de doek) staan ze "in verbinding" met elkaar, als U begrijpt wat ik bedoel.

Heeft U al deze parameters nodig om een berekening te maken?

Kunt U me zeker uitleggen hoe U dit doet?

dank bij voorbaat

mvg

Steven

Ik denk niet dat dit te berekenen valt. Er zijn te veel onbekende variabelen (wrijvingscoëfficiënt rol-stof is onbekend én varieert, vereiste voorspanning doek is onbekend en varieert, massa rol is onbekend en varieert).

Ik zie dat de aangevoerde stof onder een trekspanning staat, omdat deze stof onder rol 2 door wordt ingevoerd. Rol 3 en 2 draaien tov de stof tegen elkaar in, en dat veroorzaakt een trekspanning in de stof zodat deze mooi strak opgerold kan worden. Rol 2 draait aan de onderzijde tegen de aanvoerrichting van de stof in, en aan de bovenzijde met de stof mee.

Al met al zie ik niet in waarom men gekozen heeft om het vermogen van motor 2 25% lager te laten zijn dan motor 3. Daar waar motor 3 nog kan slippen en doordraaien, wordt dat voor motor 2 die tussen de rol en de stof zit ingeklemd lastiger. En dat neemt alleen maar toe naarmate de rol stof zwaarder wordt, dus lijkt het mij toe dat motor 2 het zwaarder te verduren heeft dan 3.

Je schrijft dat de motor in overbelasting gaat. Hoe manifesteert dat zich? Gaat er een zekering of thermische beveiliging open? Waar? Op de motor zelf?

Als ik moet gokken (maar meer is het echt niet), zou ik denken vervang motor 2 door hetzelfde type als motor 3. Het geringe verschil in rpm van beide motoren doet er niet toe als je beide motoren frequentiegestuurd kan laten draaien en motor 2 langzamer kunt tunen.

Ik weet niet of er ruimte en tijd voor experimenteren is. Is die er, dan zou ik beide motoren van plaats verwisselen, en eens kijken wat dat oplevert.

Beste Michel,

dank je voor de uitleg,

Graag had ik nog volgende bemerkingen willen maken :

- Rol 2 is de motor waarmee we problemen hebben en in de gegevens heb ik per ongeluk motor van rol 2 & 3 gewisseld. Dus de motor van rol 2 is die van 1,5 KW en niet zoals ik boven zei rol 3.

- Rol 2 was origineel ook een motor van 1,1 KW, maar doordat de frequentie sturing in fout ging (overbelasting) heb ik de motor verhoogd naar het maximum van de frequentieregelaar, zijnde 1,5 KW.

- Helaas dot het probleem zich nog steeds voor, alhoewel we nu al iets "zwaarder" kunnen gaan.

- De maximum massa van een rol, bedoel je hiermee het maximale gewicht van een rol? Indien ja, dan kan ik zeggen dat dit ongeveer maximaal 100kg is. (400kg die ik boven vernoemde was verkeerd ingeschat)

mvg

Steven

Ah, ik vond het al vreemd dat de zwakste motor het zwaarste werk moest doen. Jammer, mijn trucje gaat dus niet meer op.

Maar 1,5 kW is dus de grens van die regelaars, een zwaardere motor monteren gaat dus niet werken zonder ook die regelaar te vervangen. Misschien dat een 1,5 kW motor op de andere rol nog iets verbetering geeft, maar heel veel zal dat niet zijn.

Wil je een beduidende snelheidsverhoging realiseren, dan zal je én de regelaar(s) én de motor(en) moeten vervangen door zwaardere-. Voor de regelaars zou je dan de Hitachi SJ300-022 of 040 (2,2 of 4 kW) kunnen kiezen.

Beste Michel,

Ik heb reeds al een offerte liggen om de frequentie regelaar en motor te verzwaren naar 4 KW, vraag is nu natuurlijk terug : Zal ik toekomen met 4 KW?

mvg

Steven

Zal ik toekomen met 4 KW?

Dat valt met onbekende gegevens niet echt te zeggen, maar mogelijk wel in te schatten. Je gaat met zo een motor dus van in totaal 2.6 naar 5.1 kW.

Op zich is het laten ronddraaien van een rol van een paar honderd kilo een peuleschil voor de oude motoren. Het vermogen moet dus verloren gaan in de wrijving, en die neemt toe met het gewicht van de rol en de omtreksnelheid.

Je weet wanneer die regelaar overbelast wordt. Als dat bij een al bijna volledige rol gebeurt is de kans groot dat je maar weinig vermogen tekort komt. Als je de zwaarste rol wel vol kan draaien maar de oprolsnelheid ligt te laag, dan kan je er van uit gaan dat met bijna het dubbele vermogen de snelheid fors moet toenemen.

Maar het is lastig te zeggen met hoeveel procent dat is. Welke snelheidsvermeerdering is gewenst? Als dat enige tientallen procenten is, moet dat wel lukken. Maar wil je bijvoorbeeld een verdubbeling van de snelheid met de zwaarste stof, dan is het nog maar de vraag of je dan met deze zwaardere motor gaat halen.

Het lijkt mij verstandig beide motoren en regelaars te vervangen als je echt een stuk sneller wilt draaien, want dan verviervoudig je het totale vermogen.

Beste,

als ik het dus goed begrijp zou ik beter nog eens bij dat bepaald product nog eens kijken vanaf wanneer exact de motor overbelast geraakt en van daaruit mijn conclusies trek.

Maar hoe berekent een constructeur van een machine dan hoe zwaar de motoren moeten zijn? Ze moeten toch van ergens uit vertrekken?

Dat zal die constructeur wel in de praktijk met bepaalde stoffen en gewichten hebben bepaald of op basis van ervaring (of mogelijk giswerk) hebben gedaan. Mogelijk is hij ook van een lagere maximale oprolsnelheid uitgegaan, wie zal het zeggen.

Waar het om gaat is dat het bij een almaar variërende mix van uiteenlopende wrijvingscoëfficiënten, wrijvingsoppervlakten, snelheden en gewichten niet echt uit te rekenen valt. Mogelijk worden de rollen ook nog behoorlijk warm en ook dat verandert dan de wrijving weer, of heb je bij verschillende stoffen andere koppelverschillen tussen beide motoren nodig om de stof strak genoeg te trekken et cetera.

De door jouw voorgestelde methode lijkt mij een goede indicatie te kunnen geven.

Als je dat een beetje gestructureerd aanpakt (verschillende stoffen, breedtes, gewichten en snelheden in een tabel) moet je aardig in kunnen schatten of je een beetje of een beetje veel tekort komt. Neem dan voor een worst case scenario een tik vermogen extra. Meten is weten.