Smart grej; resonansdämpare för stegmotorer

[dar303]

Det fungerar som ett vanligt svänghjul men med hål borrade i där man placerar antingen kullagerkulor eller runda metallstycken som kan rulla fritt. De utgör en extra motverkande kraft när man byter håll och dämpar då ut vibrationerna i systemet.
Det finns kommersiella varianter och är en gammal uppfinning men du har hemmabyggarna börjat upptäcka detta, det låter lite som hokuspokus men det verkar funka!

http://www.cnczone.com/forums/stepper_m ... amper.html

[X-IL]

Usch, inte ge mig mer idéer som jag känner mig skyldig att prova...

[PeterH]

Skulle vara kul med en lite utförligare beskrivning (gärna grafisk) så att även noviser som jag förstår Hur upplevs resonanser i CNC system? Hur uppstår resonansen, som jag fattar det rullar dessa rullar med i samma riktning och kommer så att göra även om man byter håll (en liten stund i alla fall), för att sedan rulla med i den andra riktningen. Är detta korrekt uppfattat? När jag funderar på det så kanske resonanserna uppstår under körning åt samma håll? Frågan är du hur "dankarna" (rullarna) påverkar resonans rent teoretiskt

Gjorde ett försök till att grafiskt beskriva hur jag tror det fungerar vid körning (men det visar ju inget om teorin bakom dämpningen av resonanserna)

När motorn går åt ett håll roterar rullarna med.


När sedan motorn vänder håll fortsätter rullarna en bit...


...och faller sedan ner...


..för att slutligen ändra riktning och nu rulla i samma riktning som motorn snurrar.


Stämmer det hur jag tror att rullarna beter sig? Om jag förstår hur och var resonansen uppstår kanske jag lättare kan greppa hur dessa rullar kan dämpa resonanserna

[Mizzarrogh]

Blev förevisad en rondell med samma funktion förut på en mässa, den hade ett slags kullager liknande anordning men med lösa kulor som spann fritt mellan ringarna.

[xxargs]

Dessa delar dämpar förmodligen stegvibration med friktion mot väggarna mellan innerdel och ytterdel - och dessa ligger alltid emot någon del av vägg och vid högre rotationshastighet tryckt ut mot perferin. - det handlar om små rörelse i kanske 0.01 mm området och därför behöver man inte allt för stor spel mellan rörlig ock fast del då det annars kan ge negativa effekter om innerdelen smäller fram och tillbaka i utrymmet vid tvära varvtalsändringar.

det man gör här är att minska systemets Q-värde med friktion för frekvenser som kanske ligger 50 - 100 ggr högre än rotationsvarvtalet.

en annan variant är att fylla utrymmena med nästan men inte helt fullt med blyhagel och det är samma sak här att det är dom små vibrationerna som tas upp med friktion mellan kornen.

en tredje variant är förslutning som en bilring fylld med väldigt viskös vätska/olja.

[dar303]

Som jag förstår det så funkar det som på dina bilder.
Resonans yttrar sig så att t.ex det är svårt att få en ren och fin ytfinish vid t.ex planfräsning eller att motorerna stannar och tappar steg. (om detta inte stämmer så rätta mig gärna!)

Jag tror jag stötte på det när jag körde för fort och hela axeln plötsligt "tjongade till" och stannade, det hände vid ett speciellt varvtal och försvann när jag spände fast motorn med en tving mot underlaget.

[Icecap]

Jag har sett detta och det är en dämpare av offcentrerat vikt det rör sig om, inte resonans.

Det är helt enkelt en "skål" (som en ring ungefär) som sitter nära t.ex. slipsrondellen, det är kullagerkulor i, mellanstora, och skålen är kanske 1/3 full.

Kulorna kan röra sig fritt i skålen i rotationsplanet, men inte ligga på varandra eller liknande. När den roterande del är i obalans kommer kulorna att lägga sig där denna obalans motverkas mest och t.ex. en vinkelslip blir praktisk taget vibrationsfri om slipskivan är i obalans.

Skålen är t.ex. (vinkelslip, finns hos Bosch) strax under slipskivan, tänk en metallskiva som är tjock nog att svarva ett spår runt som kulorna kan löpa i, kulorna är kanske 6mm i diameter och på skålen är det sedan ett lock att hålla kulorna inne i skålen. Själva skålen blir då runt 11-12mm tjock med ett par mm botten och lock, diametern kanske runt 35-40mm eller så, ju större ju bättre dämpning.

[xxargs]

I en del bilmotorer har man också dämpare typ viskos eller har blykulor i seg olja för att sänka Q-värdet på vevaxeln då den annars kan brytas tvärt av självresonanserna vid något kritiskt varvtal (ungefär som din 'tvärnit') - det behövs ibland väldigt lite extra friktion inom en viss frekvensområde för att stort problem skall försvinna helt spårlöst. Det är inte alltid det räcker att flytta resonansfrekvensen genom att justera vikt/fjädring (tex. att dra fast motorn mer) - det måste vara något som också käkar vibration/rörelsenergi när man väl befinner sig i resonansen så att amplituden inte växer oupphörligen med tiden (lagrar in energi i fjädringen/massan och amplituden blir hela tiden större) - en resonans börja som när man sätter igång sig själv i en gunga - med små tyngdpunktsförflyttning i rätt takt med gungan naturliga resonans så börja rörelsen och som hela tiden växer - har man resistans/friktion som precis käkar upp den lilla delen energi man försöker få fart gungan med så kommer man inte kunna gunga - det är detta man strävar efter med dessa dämpare - samma sake med stötdämparen i en bil - den är också till för att dra ned systemets Q-värde så att bilen inte fotsätter att gunga långt efter en gupp.

Det här ser man också inom elektroniken och framförallt RF-förtärkare då halv-Ohm extra i serie med en konding mellan driv och sluttrissa för att sänka systemets Q-värde en smula kan vara skillnaden mellan att brinna på några millisekunder så fort utgången inte är korrekt terminerad till att tåla nästan vad som helst inklusive öppen utgång... mycket handla om att sätta 'dämparen' på rätt ställe för att det inte skall påverka för mycket på andra egenskaper.

[hecke]

Det var en intressant variant.
Jag har också erfarenhet av att otroligt lite dämpning för stora mekaniska system kan göra en enorm skillnad.
Jag har sett torsionsegenfrekvenser exiterade av små exitationer förstöra axlar som är väldigt grova.

[GFEF]

Mizzarrogh
>kullager liknande anordning men med lösa kulor
>som spann fritt mellan ringarna.

Balansering inte vrid svängningsdämpning.

Vad jag vet så sitter det en vrid svängningsdämpare.
På vevaxeln på alla bilmotorer.
I remskivan för fläktremen.

[PeterH]

Om man inte upplever resonanser i ett system och sätter dit en dämpare av denna typ, blir det sämre, så mycket sämre att man kan skapa resonanser eller till och med förstöra något?

[Mizzarrogh]

Inte så länge de rör sig fritt tror jag (vilket ju är syftet) men jag vet inte exakt. Så det borde vara no problems. (Edit, alltså flytande balansering)

[grym]

gör en bumpning på en tio år ungefär

letade runt lite och kollade på stegmotorer jag hadde liggandes

dom här slow syn har ett svänghjul med ett löst lagrat svänghjul inne i, med någon form av trög vätska, silikonolja?

motorerna är gamla som gatan, gissar sjuttital