Come scegliere un riduttore? [pag. 2]

Affrontare questo'argomento in modo rigoroso è abbastanza complicato. Cercherò quindi di usare termini e relazioni semplificate e abbastanza accessibili facendo al contempo anche alcune approssimazioni.

Seguirò questa metodologia:
1. calcolo delle forze in gioco;
2. calcolo della potenza necessaria;
3. calcolo del motore necessario;
4. calcolo del riduttore.


Cominciamo a valutare le forze in gioco.
Immaginiamo che le ruote siano bloccate e che quindi striscino senza rotolare: si può allora applicare la teoria dell'attrito radente.
F_attrito_orizzontale = coefficiente_di_attrito_radente x Forza_verticale
Per un carico ipotizzato di 1000 kg, e con una valore ragionevole del coefficiente di attrito 0.5 (abbastanza elevato, ma per adesso è meglio considerarlo elevato) la forza orizzontale da applicare è quindi 500 kg, un valore molto elevato!
Però, le ruote rotolano e offrono minor resistenza all'avanzamento, per esempio 10 volte di meno in quanto è ragionevole ipotizzare un coefffciente di attrito volvente (rotolamento) pari a 0.05: quindi con ruote libere bisogna applicare orizzontalmente 50 kg.

Passiamo alla potenza necessaria.
Per passare dalle forze alla potenza bisogna impostare una velocità, infatti:
Potenza = Forza x Velocità
Ipotizzando di muoverci a mezzo metro al secondo, deriva immediatamente che la potenza necessaria è solamente 250 W: ricordiamo che i Watt sono Newton x metri / secondo e quindi per passare dai chilogrammi (kg) ai Newton (N) bisogna moltiplicare per 9.81.

Commento: per valutare se questo risultato è assurdo o ragionevole, ricordiamo che un super campione come Indurain nel corso del suo record dell'ora di ciclismo impiegava continuativamente una potenza di circa 500 watt; ipotizzando che un uomo normale in buona salute riesca ad esprimere una potenza pari alla metà di quella espressa da Indurain allora riuscirà a a spingere un'autovettura di circa 1000 kg a circa mezzo metro al secondo, appunto impiegando 250 Watt: si, un uomo normale ce la può fare, e quindi possiamo concludere che il primo risultato ottenuto è ragionevole.

Adesso passiamo al motore.
Evidentemente il motore, usato al posto dell'uomo, dovrà erogare la stessa potenza, ricordiamo 250 W.
Nel caso dei motori elettrici rotanti la potenza erogata viene espressa in termini di:
Potenza = Coppia_applicata x Velocità_angolare
Per trovare la velocità angolare ci serve il diametro della ruota, ipotizziamo 50 cm, con una corrispondente circonferenza di circa 150 cm. Se ruota ad un giro al secondo compie una circonferenza, quindi avanza alla velocità di 150 cm al secondo; per avanzare di 50 cm al secondo, la ruota deve quindi effettuare 50/150 giri al secondo, cioè circa 2 radianti al secondo: abbiamo trovato la velocità angolare! Trasformando nella più comoda unità di misura, giri al minuto, otteniamo 20 giri al minuto. E quindi, oviamente, abbiamo anche la coppia che deve essere erogata, circa 125 Newton x metro. E, infine, l'assorbimento di corrente a 12 V, circa 20 A.

Calcolo del riduttore.
I motori 12 V cc in commercio hanno tipicamente velocità di rotazione di 3000 oppure 1400 giri al minuto, occorre quindi un riduttore da 3000 o da 1400 a 20, quindi un rapporto di riduzione di 150 oppure un rapporto di riduzione di 70.

Conclusioni.
Per muovere un carrello di circa 1000 kg alla velocità di 0.5 m/s ci serve un motoriduttore 12 V cc, di potenza 250 W, con velocità di uscita pari a 20 giri / minuto. Questro motoriduttore accoppiato ad una batteria da 60 Ah assorbirà 20 A e quindi potrà funzionare per circa 30 minuti continuativi senza danneggiare la batteria. Su Internet abbondano i cataloghi di ditte produttrici di motoriduttori, ma, attenzione, la qualità si paga!

Appena inviato il mio post ho visto che anche Eros aveva sproloquiato come me ed ho cominciato a ridere in modo isterico.

Con metodi completamente differenti mi pare che siamo arrivati a conclusioni sostanzalmente uguali.

figurati che in ditta ,mi faccio il gioco delle 3 carte da solo:
Ufficio tecnico
ufficio acquisti
e utilizzatore finale.

Alla fine dopo tutti i calcoli del tecnico arriva quello degli acquisti che non vuole spendere e poi l' utilizzatore che smoccola perchè manca questo o quello .

oggi giorno per fortuna si può esagerare nei dimensionamenti e quindi essere sicuri di avere potenza e robustezza senza paura di spendere troppo ed anche negli azionamenti non si spende troppo.
quindi capita la velocità a cui lo vuole muovere santuzzu e quanto vuole spendere gli diamo un consiglio mirato

Principalmente vi ringrazio ad entrambi. Mi avete fatto proprio da scuola. Farò tesoro di quanto mi avete detto per i miei esperimenti. Sicuramente non sarò un fisico ma adesso almeno so meglio di cosa stiamo parlando.

Facendo un passo indietro.

È un progetto ancora in aria perché non so se costruire di sana pianta oppure adattare qualche cosa.

Riguardo la velocità che dovrebbe tenere questo mover non ho pretese. Devo percorrere circa 15m quindi se usassimo i 0.5m al secondo sarebbero circa 30 secondi e mi vanno bene. Se volessimo salire di più e andare pure sul minuto scarso non sarebbe comunque un problema.

Il peso in gioco sarebbe gommo motore e rimorchio. Dovremmo essere sulle 800kg.

Il vero problema è che sta di mezzo una rampa con pendenza al 20% circa il che mette in crisi tutto.

Non solo devo badare alla Potenza bensì pure allo slittamento del mover che posso combattere zavorrandolo da esterno ( tipo blocchi in cemento ) ma questo porta all aumentare ancora della Potenza in gioco il che fa lievitare i costi.

Oppure sfruttare lo stesso peso del gommo, ovvero realizzando un mover dotato di sollevatore idraulico che andrà sotto l asse e andrà a sollevare ( non totalmente ) il rimorchio in modo da avere un peso che lo schiacci a terra. Cosi facendo il peso in gioco non sarebbe aggravato di un eventuale zavorra.

Riguardo la spesa devo comprare quasi tutto quindi il gioco deve valere la candela. Se no lo prendo bello e pronto.

Io a casa ho solamente scatolati robusti di ferro per far la struttura e pensandoci bene ho pure un motore 220v che era una pompa con la tenuta stagna bucata e all'epoca al posto sostituire la tenuta ho messo tutta la pompa nuova e quindi mi è rimasto questo motore da cui posso recuperare il gruppo elettrico eliminando le cose relative all aspirazione dell acqua. È un 0.75 kw.

qui casca l' asino o fran
ci sono 2 approcci , quello più corretto e tecnico di fran (che ha anche le basi corrette per farlo) e quello meno corretto ,ma molto più usato da chi come me fa modifiche e manutenzioni relativo a cosa ho e cosa ci sta.

verifica quanti giri fa il tuo motore

la potenza dovrebbe bastare , a sto punto andremo di corona e pignone con una bella catena
1 15 metri sono dritti o devi fare curve?

ciao

Io non so per questi due approcci, ma comunque entrambi mi siete stati molto di aiuto perchè grazie a Fran ho capito alcune cose e grazie a te invece ne ho capite altre.

Per quanto rogiarda i 15 metri sono belli dritti dritti però alla fine ci sta una curva che potrei fare anche a mano. Ovviamente se potrei avere l ausilio del mover sarei più contento.

Mi sorge un altro dubbio, ma il freno?

è la parte 2 del problema.

io metterei un motore trifase con un pignone e catena , ed un piccolo inverter a controllare il tutto.
l' inverter ti permette (con alcuni limiti ) di gestire anche la frenata e sopratutto start e stop dolci

il limite è che ci vogliono tra i 200 ed i 300 € per comprare il tutto nuovo , o cercarli nel mondo degli usati.

l' inverter ti permette di alimentare un motore trifase anche con la 220 v di casa che è monofase
se la massa da frenare è molta vanno aggiunte delle resistenze di frenatura

ciao

200/300 ti riferisci a motore riduttore e interver?

Ho dato un occhio sulla baia, né trovo diversi di motori. Con la trifase su che Potenza mi devo regolare? Sempre 0.75 kw?

Comunque se non ricordo male il motore che ho a casa a 220v è un 2800 giri minuto.

per il momento si , se ti va il costo rifacciamo i conti
anche meno se trovi l' affare con 0.5kw


ciao

Prima di fare tutti i calcoli volevo dare un occhio al mercato usato. Abbiamo detto che il motore deve essere dai 0.5kw in su?