1. Forum
  2. Bolig
  3. Værktøj og maskiner

Lidt hjælp til opbygning af et svinghjul til et dynamometer

Hej forum,

Jeg går og sysler lidt med idéen om at lave et dynamometer ("rullefelt") til benzinmotorer til largescale modelbiler for at kunne måle deres ydelse.

Jeg har foretaget nogle beregninger og vurderinger og er kommet frem til følgende:

- En tunet 26ccm modelbilmotor kan ramme 20.000 rpm (fakta) og det er for farligt at skulle bringe et svinghjul op i denne hastighed så jeg har tænkt mig at lave et svinghjul med så stor inerti som muligt og så sætte et passende gear mellem motor og svinghjul.

- Beregningerne viser at et svinghjul lavet af stål med dimensionerne Ø400mm x 25mm vil have en inerti på lige omkring 0,5kg/m2. Dette vil gøre at jeg kan lave gearingen på 64:1 (beregnet udfra hvor hurtigt motoren skal kunne accelerere til fulde omdrejninger nemlig 4-5sek som når motoren sidder i modelbilen). Derfor vil svinghjulet ikke komme meget over 300 rpm.

Mine spørgsmål er så:

1. Hvor kritisk vil afbalancering af svinghjulet være når det kun roterer med max 300 rpm?

Jeg tænker at 300 rpm er ret lidt med jeg ved ikke hvor meget afbalancering har at sige når diameteren er stor og vægten er høj.

2. Hvor tyk en aksel (alm. hærdet stålaksel) skal man bruge for på sikker vis at kunne bære ovenstående svinghjul som vejer ca. 25kg?

Akslen vil være ophængt i passende kuglelejer, evt. keramiske kuglelejer og akslen skal ikke være meget længere end svinghjulets tykkelse. Ud over svinghjulet, skal der kun lige sidde en "medbringer" som har fat i akslen og svinghjulet så vi snakker 50-60mm mellem kuglelejerne.

3. Vil der være noget der taler imod at lave svinghjulet ud af et stykke stålplade med den rette tykkelse (25mm) og så sætte denne op i delebordet på fræseren og så fræse stålpladen ud til en cirkel og efterfølgende planfræse den?

Jeg har desværre ikke en drejebænk der kan dreje så store emner så jeg tænkte at man kunne lave svinghjulet som foreskrevet, men jeg ved endnu ikke hvor stor nøjagtigheden bliver, det er også derfor jeg spørger til afbalancering. Mht. hullet til akslen ville jeg udbore dette (efter planfræsningen så det bliver lige) og derefter lave en morsekonus der passer i delebordets centrum med et endestykke i samme diameter som akselhullet i pladen som så vil kunne centrere pladen på delebordet og pladens yderkant vil kunne rettes af i forhold til akselhullet.


Jeg håber der er nogle maskinfolk derude der kan give mig et par hints :-)

Mvh
Martin
21 svar
 Følg tråden
Annonce
Annonce
Annonce
Se hvis du forventer at din hjemme konstruerede prøvebænk skal kunne vise bare noget lunde gode resultater, er det ret vigtigt at tingene er fremstillet med højeste prescion
Og den gearing du har forestillet dig, har du overhovedet tænkt på hvor meget energi der skal til bare for at drive gearkassen. Og selve svinghjulet skal være i 100 % balange, ellers kan det være fuldstændigt ligegyldig at forsøge sig ud i den kunst.
Hej Håndværkeren,

Tak for dit indlæg. Det vigtige for mig er ikke at den viser 100% rigtigt i forhold til målte hestekræfter men mere at den viser det samme for hver gennemkørsel med den samme motor under de samme forhold.

Jeg har skam overvejet gearingen. De små tandhjul (pinion) fås i stål til bilerne og de store tandhjul (spur gear) fås i mange forskellige størrelser f.eks. hos Mobra i både stål og azetal hvoraf azetal er utrolig let. Jeg kan jo netop vælge at se bort fra gearingens inerti og rullemodstand da den vil være det samme for hver gennemkørsel. Vil jeg avancere lidt kan jeg jo begynde at regne på gearingens inerti og rullemodstand og evt. tab imellem tandhjulene.

Svinghjulets balance siger du. Til at begynde med skal det bare være i nok balance så det ikke udgør en fare, altså smadrer lejerne eller knækker akslen. Det bliver selvfølgelig forsvarligt indkapslet i en stålrørskontruktion så svinghjulet ikke stikker af hvis der går noget galt. Det bliver også sat plader på stålrørskonstruktionen så evt. løse genstande (f.eks. en kugle fra et ødelagt kugleleje) ikke farer afsted som et projektil.

Jeg er lidt ked af at du ikke har forsøgt at besvare mine spørgsmål. Jo, du siger svinghjulet skal være i 100% balance men nævner ikke noget om hvilke konsekvenser det vil have hvis det ikke er i 100% balance (er det unøjagtige udlæsninger, utilregnelig repetition, lejenedbrud, akselbrud osv?).
Du kunne måske også spørge gubberne her:

http://forumfagteori.ef.dk/forum/index.php
Hvis du får fræset skiven ud så den har ens tykkelse, og efterfølgende bore et pashul i midten, og laver en dorn på rundboret, som løber, og fræser kanten ren.
Så burde der ikke være ubalance, da vægtfylden er rimelig, ens fordelt i en stålplade.
Og kommer den kun til at snurre 300 o/m, kunne jeg ikke forestille mig det vil give problemer.

Hvis du laver skiven med mindre diameter, og så tykkere, mon den så ikke, vil være mindre følsom for ubalance?
Eks ø 200 x 102 mm, så kunne den måske også være i drejebænken?

Hvis du får brug for at få afbalangseret skiven, så kan jeg anbefale, at få det gjort hos JPS i Ålestrup, de har en rigtig fin afbalangseringsmaskine, som vil være velegnet til formålet.

En Aksel på 25 - 30 mm vil jeg mene er passende, når den er så kort.

Men er det ikke normalt en vandbremse, man bruger til et dunamometer?

mvh jens
Hej Vile,

Tak det vil jeg prøve.

Hej je__ns,

Det var også ca. sådan jeg ville gøre det med rundbordet.

Problemet med at lave diameteren mindre er at diameteren er den variabel der har størst indflydelse på inertien. Skulle den kun være Ø200mm skulle den være 400mm tyk/lang og så vejer den pludselig 99kg. Jeg har lavet et regneark hvor jeg kan taste de ønskede mål ind og så regnes inertien ud. Min drejebænk er en meget lille model der max kan tage Ø90mm i kæberne.

Mht. afbalancering, tak for tippet, det er ikke usandsynlig langt fra hvor jeg bor, så det var da en mulighed. Jeg har dog selv været ved at læse om vibrationsmålinger via et accelerometer og da jeg selv arbejder meget med elektronik også, har jeg rent faktisk nogle accelerometer IC'er liggende som jeg måske selv kunne få noget fornuftigt ud af. Men som du også skriver, er det ikke sikkert det er et problem ved den lave hastighed.

Akseltykkelsen, hold da fast, jeg havde tænkt om det var 12 eller 15mm jeg skulle vælge, med 30mm bliver akslen jo halv så tyk som den er lang.

Man kan godt bruge en vandbremse, men det er en helt anden konstruktion og er vist ikke den mest benyttede til at måle hestekræfter men til at justere tænding og andre motor parametre. Med en inerti måling kan man også lettere beregne sig frem til kræfterne.
Annonce
Ja jeg kan godt se inertien ryger, ved at bruge en mindre diameter

Når du har et leje på hver side af skiven, er det nok at akseltappen, er kraftig i skiven og i lejerne, akslen kan jo godt være tyndere, hvor gearet skal monteres.

Det kan da også godt være akslen kan være tyndere end 25-30mm, det var bare mit bud.


Hvordan vil du lave gearingen?

mvh jens
Hej je__ns,

Tak for dine bud :-)

Motoren er monteret med en slyngkobling. Dynamometeret skal så have en koblingsklokke fra en modelbil som koblingen kan gribe fat i. Denne er monteret med en Ø10mm aksel som er forberedt til at montere et ståltandhjul i modul 1,5. Det mindste tandhjul jeg kunne finde hos hobbypusheren er på 14T. Det største tandhjul jeg kan finde til modelbilerne er 57T. For ikke at have for mange geartrin har jeg kigget hos Mobra.biz hvor jeg før har købt lidt tandhjul. De har nogle 90T modul 1,5 (det er den tandstørrelse modelbilerne kører med) azetal tandhjul som jeg kunne bruge. Med 2 trin (2 små og 2 store tandhjul) giver det så "kun" en gearing på 41,33:1. For at holde samme belastning på motoren skal inertien sænkes. Det kan jeg gøre ved at lave svinghjulet på Ø360mm i stedet for Ø400mm. Vægten på svinghjulet falder så til 20kg.

En formodet inerti på gearingen er også rimelig simpel at regne ud. Tandhjulene er meget simpel i konstruktionen så man let kan inddele dem i del-elementer og regne på dem hver for sig. Alle aksler i gearingen skal selvfølgelig også køre med kuglelejer. Jeg har overvejet nogle keramiske kuglelejer hvor jeg så måske opnår så lille rullemodstand at jeg kan se bort fra det og leve med lidt lavere tal for ydelsen. Men det er kun et ukvalificeret gæt da jeg ikke ved noget om rullemodstanden på stålkuglelejer kontra keramiske kuglelejer.
Når jeg skriver nøjagtigtighed ved svinghjulet er det ud fra at bare mit hjul på min MC er 10 gram ude af balange rusker det voldsomt i styret. Og derfor mener jeg at det må være meget vigtigt at det er 100 % ret, for mine MC hjul der er omkring 80 cm. Ø og der vil aldrig komme over de 300 omdr. pm. betyder 10 gram så meget.
Skrevet af Håndværkeren på 14 dec 2012 17:52
Når jeg skriver nøjagtigtighed ved svinghjulet er det ud fra at bare mit hjul på min MC er 10 gram ude af balange rusker det voldsomt i styret. Og derfor mener jeg at det må være meget vigtigt at det er 100 % ret, for mine MC hjul der er omkring 80 cm. Ø og der vil aldrig komme over de 300 omdr. pm. betyder 10 gram så meget.
Så kommer du ikke over 45 km/t

mvh jens

Der er yderligere 11 indlæg i tråden.
 Følg tråden
Vil du være med? Log ind for at svare.

Tilmeld dig og få fordele


Deltag i forummet, stil spørgsmål og svar andre

Favoritmarkér spændende indlæg

Færre reklamer, når du er logget ind
...og meget mere



Tilmeld dig gratis