Welche Abweichung am Rotormast ist ok?

[TSKflieger]

Hallo, ich baue gerade meinen Heli wieder auf, ein MyStar 46. :(

Jetzt habe ich 3 Rotormasten liegen,(ja, ich weiss, ich hab schon mehr als einmal Leergeld .. Teile kaufen muessen :rolleyes: )will die messen, weiss aber nicht, wann diese noch gut sind.

Wist ihr, welche Abweichung noch ok ist? Ich will sie auf ner Drehbank mit einer Uhr messen.

Gruss
Herbert

[neogeo]

Hi,

also mein letzter hatte ca 0.5-0.8mm über die ganze Länge.

Hab beim Schweben und Rundflug nix gemerkt.

Die Blattlagerwelle is da schon empfindlicher,

da merkt man gleich jede Abweichung.


MfG

[Rene D.]

Hi!

0.5-0.8mm sind meiner Meinung nach VIEL zu VIEL!

Zum testen die Welle mal über eine Glasplatte rollen lassen (evtl. Ceranfeld). Da kann man am schon gut beurteilen wie "schief" sie ist.

Mit einem einfachen Sppion aus dem KFZ-Zubehör kann man den Luftspalt ausmessen.
Meiner Meinung nach darf er nicht mehr wie 0.1mm haben.

[Markus Fiehn]

Hi!

Wie Halsbonbon sagt: Über eine Glasplatte rollen lassen. Wenn's "klackert", ist die Welle hin. Wenn sie rund drüber läuft, ist sie ok.

@neogeo: DU merkst die krumme Welle evtl. nicht - aber Deine Elektronik freut sich bestimmt ungemein über die Vibrationen...

[heliminator]

Hallo,
ich hab' da mal eine Rechnung aufgemacht.
Der Anlass hierzu war eher die Betrachtung, wie "krumm" eine Kurbelwelle sein darf, dazu mehr am Schluss.

Ich treffe mal einfach folgende Annahmen:
- Der Schlag der HaRoWelle von z.B. 0,5 bis 0,8 mm lässt den Rotorkopf um diesen Betrag aussermittig laufen,
der Massenschwerpunkt des Rotorsystems läuft also auf einer Kreisbahn mit 0,5 bis 0,8 mm Radius.
- Die Masse des Rotorkopfes setzt sich zusammen aus dem Kopf selbst, der Paddelstange, den Rotorblättern und der Taumelscheibe.
Dafür pi*Daumen gerechnet: Blätter: 2*180g, Kopf mit Blattlagerwelle und Lagern: 150g
Taumelscheibe 50g, Paddelstange komplett 150g.
Gesamtmasse des Kopfes also 360+150+50+150 g = 710 g = 0,71 kg.
Die Zentrifugalkraft Fz errechnet sich zu m*r*w², wobei w² für "omega zum Quadrat" steht,
Omega = Winkelgeschwindigkeit. Eine Umdrehung pro Sekunde ergibt eine Winkelgeschwindigkeit von 2pi pro Sekunde.

Nun rechne ich das mal durch für eine Umdrehungszahl von 1400 1/min und 0,5 mm Schlag der Welle:

Fz = 0,710 [kg] * (1400 [1/min] / 60 [s/min] * 2 * pi)² * 0,0005 [m] = 7,630 [N]

Entspricht also einer umlaufenden Kraft von 0,777 kg.
Meines Erachtens nach nicht vernachlässigbar.

Noch was zu der Geschichte mit der krummen Kurbelwelle:
Die gleiche Rechnung für 15/1000 mm Schlag bei einer Drehzahl von zivilen 12000 1/min,
und einer Masse (Kupplung plus Lüfterrad plus Sechskantstarteinsatz plus Mutter) von 172 g:

Fz = 0,172 [kg] * (12000 [1/min] / 60 [s/min] * 2 * pi)² * 0,000015 [m] = 4,074 [N]

Ich hatte also mit dem "verschwindend geringen" Schlag von 15 tausendstel eine
mit Motordrehzahl umlaufende Unwucht von ca. 4 N, entsprechend 0,41 kg!
Da musste ich mich nicht über die materialmordenden Vibrationen wundern.


Sollte jemand einen Denk- und/oder Rechenfehler in den Betrachtungen finden, so wäre ich dankbar für Hinweise...


Gruss,
Thilo

[TSKflieger]

Hallo Thilo,

ich hab mal in meinen alten Unterlagen nachgeschlagen, die Rechnung scheint mir ok.

Die Aussage ist heftig, 0,41 kg!

Danke fuer eure Gedanken, werde meine Wellen messen.

Hat jemand Erfahrungen, welchen Schlag die Wellen im Lieferzustand haben? Ich habe bisher noch nie geprueft ?(

Gruss
Herbert

[heliminator]

Hi Herbert,
also wenn die Rechung oben tatsächlich so aussieht, dann sollte eine Hauptrotorwelle
m.E. weit unter 0,05 mm liegen, alles darüber würde ich als Schrott ansehen.
Ein hundertstel sollte problemlos machbar sein.
Und sogar ich als sparsamer (manche sagen auch geiziger) Schwabe unternehme
keine Richtversuche an den Wellen :)

Abbr i heb' se uff, mr ko jo vielleicht no irgendebbes anders draus bäschtle!

Gruss,
Thilo (der auch schon so ca. 4 Wellen herumliegen hat)

[pchubi]

Hi,

ja, ja, solche Wellen hab' ich auch etliche in der "Leichenkiste". Teilweise mit mehreren mm Verbiegung.

Aber, was ich sagen wollte: ich denke, nicht nur allein die Tatsache, das der Kopf nicht im Zentrum rotiert, sondern auch daß er schief sitzt und dadurch "eiert", verschlimmert die Unwucht.

[Peter Kastl]

Hallo Thilo,

ich denke einen Fehler gefunden zu haben.

Gesamtmasse des Kopfes also 360+150+50+150 g = 710 g = 0,71 kg.

Die Masse vom kompletten Kopf mußt du durch zwei Teilen, da nur das Gewicht was an einen Schenkel hängt gerechnet wird.

Die Formel:

Fz = m * r *w²

w = 2 * pi * n ; 2 * pi * (1400 : 60 ) = 146,66s/-1

Fz = m * r * w² ; 0,355 kg * 0,0005 m * (146,66²) = 3,81 N

3,81 N : 9,81 m/s² = 0,388 kg

Gruß Peter

[heliminator]

Hallo Peter,
ob die ganze Masse oder nur die Hälfte anzusetzen ist,habe ich mir auch zunächst überlegt.
Ich kam dann allerdings zu dem Schluss, einfach rechnerisch die gesamte Masse des Kopfes auf den Massenschwerpunkt zu konzentrieren.
Es läuft also ein Punkt mit Null-Ausdehnung, aber mit der gesamten Masse des Kopfes um den Drehpunkt mit dem genannten Radius von 0,5 mm.
Wenn man nur die Hälfte des Kopfes ansetzen würde, so müsste man auch die veränderte Lage des Massenschwerpunktes, vor allem durch das Rotorblatt bestimmt, berücksichtigen.
Dann wäre der Radius r auf einmal nicht mehr 0,5 mm , sondern z.B. 240 mm + 0,5 mm. Und dann sähe das Ergebnis noch katastrophaler aus 8o
(Manch einer hat dies wohl schon gesehen, wenn ein Blatt im Flug davon geht. Dann "explodiert" der Heli förmlich. )
Ich denke, im zweiten Beispiel, dem mit der Kurbelwelle, wird es deutlicher.
Dort würde es m.E. keinen Sinn machen, die Kupplung, Mutter, Lüfter theoretisch in zwei Hälften zu teilen.

Gruss,
Thilo

[Peter Kastl]

Hallo Thilo,

ich werde mir das noch einmal genau ansehen. Irgendwie ist da schon was wahres dran. Ich melde mich noch einmal.

Gruß Peter

[pchubi]

Hallo,

warum so kompliziert (Kopf durch zwei teilen, dann vielleicht dadurch wieder irgendwas berücksichtigen...)??

1. Ihr habt ZWEI Punkte:
a: Drehpunkt (also den echten, ohne Wellenverbiegung)
b: Schwerpunkt des kompletten Rotorkopfes
Daraus ergibt sich EINE Strecke r (die Unwucht, hier 0,5 mm).

2. Ihr habt EINE Masse m:
Die des Rotorkopfes, die man sich, wie Thilo richtig sagt, gedanklich in oben erwähntem Schwerpunkt konzentriert denken kann (hier 710 g).

3. Die Rotationsgeschwindigeit beträgt 1400 1/min (-> w=146,6 1/s).

Die Masse m kreist im Abstand der Strecke r mit der Winkelgeschwindigkeit w um den Drehpunkt. In die Formel einsetzen F = m * w^2 * r
= 7,6 N - Das wars.

Also, Thilo, laß Dich nicht verwirren, Deine Rechnung stimmt schon!

[heliminator]

Servus,
Geht mir doch 'runter wie Öl :
Also, Thilo, laß Dich nicht verwirren, Deine Rechnung stimmt schon!

Dann hat es sich doch gelohnt, vor Jahrzehnten in der Vorlesung "Technische Mechanik" nicht nur gepennt zu haben ;)

Wenn ich übrigens gerade dabei bin, noch eine interessante Betrachtung (ich höre das unmutige Gääääääähnen im Hintergrund!) :

Rotorblatt auswiegen.
Beispiel: die Rotorblätter haben einen Gewichtsunterschied von 0,5 g, der Massenschwerpunkt ist bei beiden Blätter derselbe.
Also ergibt sich aus der Massendifferenz eine Zentrifugalkraft durch die 0,5 g, die im Beispiel ca. 500 mm von der Rotorachse entfernt umläuft.
Nehmen wir wieder die 1400 1/ min , ergibt eine Winkelgeschwindigkeit von 146,61 rad/s.

Resultierende Zentrifugalkraft = Fz = m * w² * r = 0,0005 kg * 146,61² * 0,5 m = 5,3 N = 0,547 kg = 1 Pfund Aufschnitt (darfs etwas mehr sein) !!

Bei 2000 1/min: w = 209,44, Fz = 10,97 N = 1,11 kg = noch das grosse Hefeweizen zum Pfund Aufschnitt.
"Nur 600 Umdrehungen mehr" verdoppeln schon die Zentrifugalkraft.

Ergo: Blätter peinlichst genau auswiegen..

Gruss,
Thilo

[TSKflieger]

Hallo Thilo,

da kommen mir auch langsam die Erinnerungen aus der technischen Mechanik wieder hoch. 8) Hatte es etwas tiefer vergraben wie du.

Ich habe gerade jemanden gefunden, der mir eine neue Welle drehen wird, damit sollte das Thema der rotierenden Massen aufgrund der Unwucht der Welle erledigt sein.

Danke noch einmal fuer die Ausfuehrungen.

Gruss
Herbert