*

MULTICOPTER.RU

Первый форум о мультироторах для профессионалов и любителей
Текущее время: 16 июл 2018, 06:08

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Магнитный балансир
СообщениеДобавлено: 23 дек 2012, 18:52 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Добрый день

Совершенно случайно попался магнитный балансир, купил его и тот приятно удивил легкостью вращения оси. Даже не поленился снять видео демонстрирующее затухание колебаний. Может быть это и не новинка вовсе, но мне очень понравилась сама идея подвесить ось в магнитном поле. Согласно инструкции, зазор между магнитом и осью должен быть меньше 0,8мм и чем меньше, тем лучше. В результате тот магнит который имеет зазор с осью своим притяжением оси уменьшает силу давления оси на другой магнит, и тем самым уменьшает силу трения оси о магнит. Дальнейшим уменьшением зазора можно еще уменьшить силу трения. Читал, что на этом балансире умудряются балансировать даже грибные винты.

В инструкции приводится ряд мероприятий, которые в свою очередь способны привести к дальнейшему уменьшения силы трения. Это или наклеить на магниты что-то напоминающее слюду, или отполировать магниты и острие оси и еще рекомендуется использовать смазку.

Я балансир собрал на скорую руку и ограничилися только слюдой.

Единственное, что огорчило это кривая ось. Ось я заменил на пружинную проволоку с хорошей геометрией, заменил также конусы с регулируемым натягом. Видио можно посмотреть здесь: http://www.youtube.com/watch?v=LDEH_Dlu ... Zw&index=1

При внимательном прочтении инструкции меня насторожило следующее: даны рекомендации по балансировке пропеллеров, где однозначно советуют снимать излишний материал на концах пропеллера, а не на плоскостях, как где-то видел на форуме. Все вроде бы логично, зачем портить поверхность лопасти, которая, хоть и незначительно, но всеже меняет свою геометрию и шероховатость. Где правда?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Магнитный балансир
СообщениеДобавлено: 09 янв 2013, 18:02 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Нашел еще вот такой вариант магнитного балансира http://forum.rcdesign.ru/blogs/58139/blog14753.html . Очень впечатляет, но сильно настораживает неконтролируемая несимметричность магнитных полей. Может быть это и не проблема, но мне все же ближе железки.

Продолжаю играться со своим балансиром. Отполировал магниты, как было рекомендовано изготовителем. На глазок получилось несколько лучше, чем со слюдой. Одно огорчает: магнит очень мягкий, а ось каленая. А должно быть наоборот.

Следующим шагом была попытка защитить магнит стеклом. Ось взял штатную со штатными конусами. Такой выбор был обоснован тем, что сталь там мягкая, сырая и в меру кривая для изучения легкости вращения. Стекло удалось найти только толщиной 0,5мм. Результат потрясающий http://www.youtube.com/watch?v=cgPzUidd ... 29&index=5 . На видео показаны все три варианта подготовки поверхности магнита. То, что полировка оказалась хуже слюды - заслуга конуса (конус сделан очень тупым и площадь контакта велика). При экспериментах с каленой осью полировка давала лучшие результаты.

Следующим шагом будет изготовление оси на хорошем станке (имеются в виду конусы на концах оси) из мягкой стали и хорошей геометрией. Далее, хочу заменить зажимные конусы на нечто более отвечающее условиям крепления пропеллера на моторе.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Магнитный балансир
СообщениеДобавлено: 14 фев 2013, 13:00 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Продолжаю играться с магнитным балансиром.

Изготовить ось с хорошей геометрией из мягкой стали не получилось. Пришлось взять готовую каленую ось и на шлифовальном станке сделать конусы. Конусы получились очень качественные (симметричные), чего добиться в домашних условиях не получалось.

Вместо конусов для фиксации пропеллера изготовил насадку на ось, полностью имитирующую адаптер AXI. В результате винт при балансировке занимает рабочее положение. Кстати, пропеллеры через раз ощутимо болтались на оси балансира (неплотная посадка) и балансировка, ввиду неопределенности положения пропеллера на балансире (и на моторе тоже), теряла смысл. Видимо, в дальнейшем придется каким-то образом уменьшать диаметр отверстия (например, добавлением клея на внутреннюю сторону отверстия). Думаю, что не соосность исходного отверстия и исправленного не так критична, поскольку главным моментом является воспроизводимость положения пропеллера на оси балансира (или адаптера). Судя по ощущениям речь идет о десятых долях миллиметра.

Магниты защитил стеклом 0,5 мм. В результате влияние трения оси о стекло было минимизировано, и пропеллер в балансире стал весело качаться аж до бесконечности.

Легкость вращения пропеллера на балансире имеет и свои отрицательные стороны: система получилась чрезвычайно чувствительна к любым сквознякам. Приходилось закрывать окна, отключать отопление. На последней стадии балансировки приходилось даже затаивать дыхание. В конце концов надоело воевать со сквозняками и дыханием и сделал ящик из оргстекла. Теперь даже и покурить спокойно можно.

Методика.

Изучил массу информации по балансировке пропеллеров. Сверление, ошкуривание и другие методы приводящие к съему материала сразу же забраковал. Особенно, когда речь идет о деревянных пропеллерах, которые защищены лаком. Что будет, если лак будет нарушен? Дерево будет впитывать влагу и менять свою геометрию? Не знаю, просто предполагаю и боюсь. Поэтому начал искать неразрушающие способы балансировки.

Понравился способ, где вместо ошкуриваиня, сверления и т.д., наклеивали на пропеллер разные грузы. Это были различные самоклеющиеся ленты, металлические пластины и т.д. Наклейка лент на лопасти как-то не понравилась (просто интуитивно). Пробовал наклеивать ленту на комель пропеллера. Получилась довольно большая блямба. Совсем не эстетично. Остановился на металлических пластинах.

Взял рыболовный грузик, расплавил его, отлил что-то напоминающее плоскую пластику и прокатал. Если катать сразу, то металл потом имеет тенденцию расслаиваться. Прокатываю свинец до толщины 0,3-0,5мм. Прокатанный и нарезанный на полоски, соответствующие толщине комеля, свинец наклеиваю на пропеллер с помощью двухсторонней липкой пленки для фиксации ковров. Эта пленка представляет собой тонкий слой липучки нанесенный на бумагу. Лепите на нее свинцовую полоску, обрезаете лишнее, удаляете бумагу и получаете «самоклеющийся свинец».

У меня имеется подготовленные полоски разной толщины и длины. После определения направления смещения центра тяжести пропеллера выбираю на глазок грузик и слегка закрепляю его на пропеллере. Проверяю результат на балансире и стараюсь, чтобы в результате был небольшой перебор. Дело в том, что легче потом немного убрать лишний материал, чем его добавлять. Убирать лишний металл можно или с помощью Dremle , или просто соскабливать ножом. Главное, не делать резких движений и все время проверять на балансире. При соскабливании надо быть очень осторожным чтобы не сделать дыру в металле. Иначе вылезет наружу клейкий слой и в дальнейшем будет неконтролируемо собирать грязь и балансировка будет нарушена. Порой приходится укорачивать полоску металла и тогда тоже остаются оголенный слой липучки. Удалять его лучше всего бензином.

См. фото

Теперь о самой балансировке. Тот вариант, что у меня получился, оказался чрезвычайно чувствительный и добиться полной остановки в любом положении, как это везде рекомендуется, просто невозможно. Не то, чтобы невозможно, а просто замучаешься ждать остановки. Поэтому задумался над физикой процесса и заглянул в Википедию http://ru.wikipedia.org/wiki/Физический_маятник . Есть там формула физического маятника, где период колебания обратно пропорционален корню квадратному от расстояния между осью вращения и центром тяжести. Чем меньше это расстояние, тем больше период колебания. Наша задача - как раз свести его к нулю или хотя бы приблизить.

Устанавливал пропеллер в исходном состоянии на балансир и определял место, куда надо поместить грузик. Как уже говорилось выше, грузик выбирался с небольшим перебором. Замерялся секундомером период колебания, определялось место, где надо убрать материал. Соскабливал некоторое количество свинца, снова на балансир, снова секундомер и т.д.

С магнитным балансиром мне удавалось довести период колебаний до 60 секунд. Дальше резко возрастало влияние трения оси о стекло перед магнитом и число пригодных для хронометрирования колебаний сокращалось до 4-5. http://www.youtube.com/watch?v=h6FowSOA ... 29&index=6
Воспользовавшись формулой физического маятника попытался выявить влияние расстояния центра масс от оси вращения на период колебания пропеллера на балансире. Для простоты расчетов предполагалось, что амплитуда колебаний мала. При увеличении амплитуды колебаний, поправочный коэффициент возрастает до максимального значения 1,25. Думаю, для качественной оценки это допустимо. Далее, радиус инерции относительно оси, проходящей через центр тяжести был определен на глазок. Это самое слабое место в расчетах. Поскольку радиус инерции участвует в формуле как постоянная величина, то на характер зависимости влияния не оказывает и для качественной оценки результаты вполне годятся. Тема эта для немя новая и за правильность расчетов не ручаюсь. Буду благодарен, если кто меня поправит.

Расчет был произведен для деревянного пропеллера Graupen 15х4,5

См. таблицу

Что это значит. Во-первых, оценив «балтанку» пропеллера на оси мотора, по таблице можно определить степень балансировки, которой можно добиться. Действительно, если люфт пропеллера на оси мотора в районе 0,1мм, то нет смысла его балансировать лучше, чем до величины h меньшей 0,1мм, что соответствует периоду колебания порядка 10сек. Отсюда вытекают и требования к геометрии оси балансира (к соосности конусов оси,если речь идет о магнитном балансире) и к системе фиксации пропеллера.

В правой колонке посчитана центробежная сила, возникающая при скорости вращения пропеллера 6000 об/мин. Много это или мало? И какую вибрацию будут создавать на коптере? Это уже другой вопрос.

Уже слышу как кто-то говорит, что у него коптер и так великолепно летает даже без всякой балансировки. И очень хорошо. Здесь предлагается методика, которая позволяет ограничивать степень балансировки осознанным желанием коптеровода, а не возможностями самого балансира. Влияние степени балансировки на генерирование вибраций я не проверял. Не на чем. В настоящее время параллельно собираю стенд для снятия характеристик пары мотор-пропеллер. Уже дошел до третьего варианта. Скоро будет чем поделиться.


Вложения:
Комментарий к файлу: Примерно так выглядит свинцовый балласт на пропеллере
пропеллер с баластом.jpg
пропеллер с баластом.jpg [ 126.21 KiB | Просмотров: 5781 ]
Продолжаю играться с магнитным балансиром-1-3.jpg
Продолжаю играться с магнитным балансиром-1-3.jpg [ 110.15 KiB | Просмотров: 5781 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Магнитный балансир
СообщениеДобавлено: 14 фев 2013, 19:47 
Не в сети

Зарегистрирован: 20 дек 2010, 09:55
Сообщений: 523
Откуда: Харьков
Благодарил (а): 86 раз.
Поблагодарили: 106 раз.
Первое, что бросилось в глаза, слишком уж большие цифры в таблице.
Центробежная сила (F) = масса (m) * квадрат угловой скорости (w^2) * радиус (R).
Берем, к примеру, массу пропеллера в 20 грамм (0,02 кг).
Проверяем первую строчку.
F = 0.02 * (2 * 3.14 * 100)^2 * 0.00183 = 14.43 ньютона,
что равно 1473 грамма. Откуда взялись 60390 - не понятно.
Поэтому в остальную теорию вникать не стал. Хотя, могу и ошибиться...

_________________
-----------


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Магнитный балансир
СообщениеДобавлено: 15 фев 2013, 12:49 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Спасибо за замечание. Действительно, запутался в нулях, да еще и про 2pi забыл. Ниже исправленный вариант.

Вес данного пропеллера 33 гр.

Связался с физиками, они мне подсказали как экспериментальным путем измерить момент инерции пропеллера. Уже смастерил стенд. По первым прикидкам получается, что ошибка в "определении на глазок" радиуса инерции не велика. Но все равно табличку ждет еще одно уточнение.


Вложения:
Комментарий к файлу: Исправленная таблица
Продолжаю играться с магнитным балансиром-1-3+.jpg
Продолжаю играться с магнитным балансиром-1-3+.jpg [ 113.35 KiB | Просмотров: 5701 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Магнитный балансир
СообщениеДобавлено: 05 мар 2013, 13:42 
Не в сети

Зарегистрирован: 21 июн 2011, 10:03
Сообщений: 90
Откуда: Прага
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 7 раз.
Экспериментально определенный момент инерции пропеллера Graupen 15х4,5 оказался равен 0.001кг·м². Ниже представлена исправленная табличка.


Вложения:
Продолжаю играться с магнитным балансиром+-3.jpg
Продолжаю играться с магнитным балансиром+-3.jpg [ 112.49 KiB | Просмотров: 5483 ]
Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 
   Похожие темы   Автор   Ответов   Просмотров   Последнее сообщение 
Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме короткое видео с борта

в форуме Видео и фото с борта радиоуправляемых вертолетов - мультироторов

admin1

0

9258

26 окт 2009, 23:16

admin1 Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме Тест контроллеров двигателей

в форуме Обсуждаем различное оборудование для мультикоптера

Andrey-multicopter

3

13608

23 фев 2010, 19:21

kirich Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме Подвес камеры с компенсацией в двух плоскостях

[ На страницу: 1, 2, 3, 4 ]

в форуме Подвесы камер

admin1

36

102054

29 мар 2011, 08:26

Andrey-multicopter Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме Русифицированный софт для настройки параметров мультикоптера

[ На страницу: 1, 2, 3, 4 ]

в форуме Разработка и модернизация софта

Andrey-multicopter

35

48892

31 май 2010, 19:09

kirich Перейти к последнему сообщению

Нет новых непрочитанных сообщений в этой теме Рама квадрокоптера

в форуме Конструкции мультикоптеров

admin1

8

21136

18 дек 2009, 08:44

Andrey-multicopter Перейти к последнему сообщению


Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB