Vibrations Analyse mit ViRA

[Andreas Perzl]

Hallo Thomas,
Du hast ein Problem schon gefunden: der Motor, sollte in der Größe im Leerlauf deutlich ruhiger sein. Sind die Lager in Ordnung, hast Du testweise einen anderen zur Hand?

Tippe allerdings eher auf eine schlecht gewuchtete Glocke, das kommt über alle Marken auch die teuren sehr oft vor. Da hilft nur reklarmieren oder selbst machen.

Kannst mir auch mal ne Analyse Datei (.vir) schicken oder einstellen evtl. sieht man noch was!

Vg, Andi

[Vicente_cgn]

Hallo Andi,

dank Dir für Deine Antwort!

Das Modell ist schon etwas älter aber mit der Zeit wird man bekanntlich anspruchsvoller was das Flugverhalten seiner Helis angeht. Daher ist eine Reklamation leider ausgeschlossen.

Um die Motorlager zu überprüfen oder den Motor selber auszuwuchten fehlt mir leider die Möglichkeit, daß gute Stück auseinanderzubauen. Es gibt sicherlich viele Leute die das können aber zu denen gehöre ich leider nicht und ich möchte das nicht ausgerechnet mit so einem großen Motor erstmalig ausprobieren. Auch einen Alternativmotor habe ich nirgends griffbereit.

Vielen Dank für Dein freundliches Angebot mir bei der Analyse zu helfen. Es ist sehr gut möglich daß ich bei meinem ersten Einsatz etwas wichtiges übersehen habe obwohl ich mir den kompletten Thread hier sowie die Anleitung bereits durchgelesen habe.

Ich schaue mal daß ich meinen Teststand morgen nochmal aufbaue, dann stelle ich die Datei hier rein.

Ich wünsche noch einen schönen Abend,
Thomas

[Vicente_cgn]

Hallo zusammen!

Anbei die Analyse-Dateien, die Endung .vir habe ich durch .txt ersetzt um sie hier hochladen zu können.

Drei Dateien sind ohne Verbindung zwischen Motor und Ritzel entstanden, die anderen drei mit dem laut Anleitung vorgegebenen minimalen Ritzelspiel.

Ich würde mich sehr über Eure Analyse des Ergebnisses freuen.

Vielen Dank und schöne Grüße,
Thomas

[Traudl]

Zitat von Vicente_cgn

Um die Motorlager zu überprüfen oder den Motor selber auszuwuchten fehlt mir leider die Möglichkeit, daß gute Stück auseinanderzubauen.

Also ich denke, wenn du mit Hilfe von ViRA die Vibrationen am Heli reduzieren möchtest, kommst du langfristig um die Optimierung des Motors nicht herum. Speziell die Motorlager sind Verschleißteile, die nach einer gewissen Laufzeit ersetzt werden müssen. Manche Lager haben schon im Neuzustand eine gewisse Rauigkeit (Hobbyqualität). Ich hab jetzt Hybridlager eingesetzt, die einerseits (im Neuzustand) vollkommen glatt laufen und zum anderen (vielleicht) eine länger Standzeit haben.

Wenn man Neuland betritt gibt es natürlich immer die Sorge, dass man mit dem Eingriff mehr kaputt macht als man optimiert. Wenn die Hürde aber mal genommen ist, gehört die Zerlegung des Motors, speziell bei Scorpion, eher zu den einfacheren Arbeiten am Heli.

Bei meinen 450er Motoren (Scorpion HKII-2221) bedeutet das:
Sprengring und Wellenscheibe entfernen
Stator von der Welle abziehen – fertig (Bilder)

Zu deinen beschriebenen Messwerten (die txt-Dokumente hab ich mir noch nicht angesehen):

Wenn das Motorritzel in des HRZ eingreift, kommen natürlich weitere Komponenten ins Spiel, die für das Vibrationsniveau von Bedeutung sind:

Die Motorwelle bekommt radialen Druck, was Rauigkeiten auf den Motorlagerlaufflächen besser zur Wirkung bringt, als wenn der Motor frei läuft.

Die Qualität des Eingriffs Motorritzel-HRZ spielt auch eine Rolle. Wie gut Rollen die Zahnradflanken aufeinander ab? Wie rund läuft das HRZ. Bei mir haben die HRZs in der Regel sowohl axialen als auch radialen Schlag.

Dass die Einstellung von 0-Spiel zwischen Motorritzel und HRZ die Vib-Werte minimieren können, hab ich auch schon gemessen. Das HRZ darf allerdings nicht zu sehr eiern und man muss halt genau arbeiten. Heißt: 0-Spiel an der Stelle, an der die HRZ Lauffläche am engsten am Motorritzel steht (ergibt minimales Spiel auf der Gegenseite). Diese Stelle am HRZ sollte man sinnvollerweise vorher mit einer Messuhr bestimmen und markieren. (Bild)

Ist das Spiel zu eng, produziert das Getriebe zusätzliche Vibrationen und zusätzlichen Verschleiß an Motor- und HR-Lagern.

[Traudl]

Zu deinen Spektren:

Hab mir nur 2 davon angesehen: „Nur Motor“ und „mir vorgeschriebenem Ritzelabstand“.

Ich verwende übrigens nur noch die „mg“ Achsendimension, wegen der besseren Vergleichbarkeit der Messwerte bei stark unterschiedlicher Peakhöhe.

Andi kann dir zu deinen Messwerten sicher mehr sagen. Mein erster Eindruck:

Nur Motor Diagramm:
Schlanker Peak, vielleicht etwas zu breite Basis >> möglicherweise aufgrund rauer Lager. Ob die Peakhöhe zu hoch ist, kann ich nicht beurteilen. Habe nur mit meinen 450er-Motoren Erfahrung und da sind ca. 1.000 mg bei ca. 24.000 rpm ein ganz guter Wert.

Mit vorgeschriebenem Ritzabstand:
Zeigt eine Menge weiterer Peaks, die nur mittelbar was mit dem Motor zu tun haben. Das sind alles Schwingungen aus dem nichtharmonischen Bereich bei den unterschiedlichsten Frequenzen (vgl. Bild).

Ich würde als nächstes mal alle Lager überprüfen und ggf. ersetzen (Motor- und Hauptrotorwellenlager).

Die Höhe des Motorpeaks lässt sich, wenn überhaupt, nur durch Feinwuchten der Glocke reduzieren.
LGT

[Vicente_cgn]

Hallo Sigurd!

Jetzt komme ich endlich mal dazu Dir zu antworten.

Vorweg herzlichen Dank für Deine Analysen - das bringt mich hoffentlich auf die richtige Spur.

Zitat von Traudl

Wenn man Neuland betritt gibt es natürlich immer die Sorge, dass man mit dem Eingriff mehr kaputt macht als man optimiert. Wenn die Hürde aber mal genommen ist, gehört die Zerlegung des Motors, speziell bei Scorpion, eher zu den einfacheren Arbeiten am Heli.

Du hast sicherlich recht aber die Hürde bei einem Motor welcher mal eben 380€ kostet ist mir ein wenig zu hoch.

Ich habe daher Kontakt zu Michael Steinmetz (Copper-Doc) aufgenommen - er übernimmt die neue Lagerung für mich und prüft auch gleich die Welle ob sich etwas eingelaufen hat.

Die Lager der Hauptrotorwelle werde ich dann ebenfalls überprüfen und bei Bedarf ersetzen.

Zitat von Traudl

Dass die Einstellung von 0-Spiel zwischen Motorritzel und HRZ die Vib-Werte minimieren können, hab ich auch schon gemessen. Das HRZ darf allerdings nicht zu sehr eiern und man muss halt genau arbeiten. Heißt: 0-Spiel an der Stelle, an der die HRZ Lauffläche am engsten am Motorritzel steht (ergibt minimales Spiel auf der Gegenseite). Diese Stelle am HRZ sollte man sinnvollerweise vorher mit einer Messuhr bestimmen und markieren.

So eine tolle Meßstation wie die Deine steht mir leider nicht zur Verfügung, aber das Verfahren ist mir bekannt. Ich mach's halt bloß ohne Meßuhr sondern nach Gehör/Gefühl. Da lobe ich mir immer die gefrästen Zahnräder von Henseleit und Co.: kein Höhenschlag, kein Eiern.

Wenn die Arbeiten getan sind veröffentliche ich hier gerne mal die neuen Meßergebnisse.

Viele Grüße und einen schönen Restsonntag noch,
Thomas

[Traudl]

Zitat von Vicente_cgn

aber die Hürde bei einem Motor welcher mal eben 380€ kostet ist mir ein wenig zu hoch.

Kann ich gut verstehen. Ein Grund, warum ich mich (derzeit) auf 450er beschränke. Mein Scorpion-Motor kosten "nur" 90 €. Ich hab 2 davon im Einsatz.

Der Vorteil: Man kann die Werte untereinander vergleichen. Mit der Vergleichbarkeit der Werte unterschiedlicher Meßstationen ist es nämlich auch so eine Sache.

Die Diskussion welche Werte gut oder schlecht und welche Minimalwerte erreichbar sind haben wir hier auch schon geführt.

Meine Lehre aus den Diskussionen: Vergleichbar ist nur, was unter gleichen Bedingungen gemessen wird. Also eigentlich nur die Messwerte auf einer definierten Messstation mit gleicher Anordnung des ViRA-Sensors. LGT

[Traudl]

Optimierung des Scorpion 2221-8 Lama Motors, Teil 1

Nachdem ich meinen Lama gecrasht habe (siehe Forum Thema Habe Carson Lama SA 315b mit T-Rex 450 Pro gekreuzt - Seite 14 - RC-Heli Community Post 139) bin ich zurzeit am Wiederaufbau. Im Gegensatz zum ersten Aufbau, bei dem ich ihn möglichst schnell fliegen sehen wollte, lass ich mir nun beim 2. Aufbau Zeit und versuche auch Verbesserungen mit einzubauen.

Im Folgenden mein Bericht zur Reduktion von Vibrationen durch den Motor (Scorpion 2221-8).

Dazu hab ich den Motor auf meinen Teststand montiert (Bild) und die Vib-Werte bei 2 Drehzahlen bestimmt (Zusammenfassendes Diagramm und Tabelle). Die Vib.-Werte des Motors lagen zu Beginn bei 5.200 und 3.382 mg, wobei der höhere Wert bei niedrigerer Drehzahl (24.540 rpm) gemessen wurde. Ein Effekt, der sich bei allen Messungen gezeigt hat (Ausnahme Messungen 4).

Um effizient das Unwuchtgewicht bestimmen zu können, habe ich außen einen Kabelbinder angebracht, das Kabelbinderschloss nacheinander auf 6 verschiedene Positionen gedreht und dann die jeweilige Vib-Stärke gemessen. Aus den Messungen ergab sich dann bei einer Position ein Minimalwert (siehe Punkt KBS5 in Diagramm und Tabelle und auch Post RC-Heli Community - Einzelnen Beitrag anzeigen - Vibrations Analyse mit ViRA ).

Das Kabelbinderschloss (KBS) wog 0,08g (Bild). Dieses Gewicht hab ich dann auf der Position des KBS auf der Innenseite der Glocke zwischen den Magneten mittels 2-Komponentenkleber eingebracht. Ein zu viel an Gewicht hab ich dann durch teilweises Ausfräsen der Klebemasse reduziert.

Das Zusammenfassende Diagramm und die Tabelle zeigen die verschiedenen Stadien der Wuchtversuche. Der beste Wert lag bei 1.259 mg (Pkt. 3 bei 25.200 rpm). Leider war ich damit noch nicht zufrieden und hab weiter versucht, was aber letztendlich zu schlechteren Ergebnissen geführt hat (vergleiche Punkte 3 und 4).

Weil ich immer noch nicht zufrieden war, hab ich‘s dann wieder mit dem Auswiegen der Glocke auf 2 Messerschneiden versucht (wie schon mal berichtet, siehe Bild). Na ja, besser ist es dadurch am Ende nicht geworden (Punkte 5 und 6), sondern schlechter. Das hab ich dann aber erst einmal so gelassen.

Der Motor wurde dann in das Lama-Chassis eingebaut (Bild) und die Motorvibrationen mit einem 11er Motorritzel, das in das HRZ eingriff in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit gemessen (Tabelle und Diagramm). Die Werte lagen nun niedriger: Im Bereich 1.500 bis 2.400 mg statt 2.200 bis 4.600 mg, bei über Kopf Montage auf dem Teststand.

Resümee:
Die Methode mittels ViRA und eines auf der Glocke außen angebrachten Kabelbinders auf verschiedenen Positionen funktioniert recht gut, um das Ungleichgewicht einer Motorglocke bzgl. Position und Größe ungefähr zu bestimmen.

Der Minimalwert des Scorpion-Motors erscheint mir mit 1.259 mg bei 25.200 rpm als recht hoch, aber niedriger scheint es mit meinen Hausmitteln nicht zu gehen.

[Traudl]

Optimierung des Scorpion 2221-8 Lama Motors, Teil 2

Weil ich gerade dabei war, hab ich in der KBS Minimumposition auch mal getestet, wie sich die Verschiebung des Kabelbinders längs der Motorglockenachse auswirkt (siehe Tabelle „Vibrationsniveau in Abhängigkeit von der KBS-Positionshöhe“).

Die Messwerte variieren von 2.345 mg (Oben) über 1.079 mg (Mitte) zu 1.670 mg (Unten).

Ohne den Kabelbinder lag der Vib.-Wert bei 5.200 mg (Ausgangswert vor Optimierung).

Die Werte geben einen Eindruck von der Varianz der Werte. Bei meinen Optimierungsmessungen hab ich den Kabelbinder immer in der Mitte angebracht. Beim nachträglichen Einbringen des Zusatzgewichts auf der Innenseite der Glocke verteilt sich das Gewicht naturgemäß über die ganze verfügbare Länge der Glocke.

[Traudl]

Anbei ein neues Beispiel für die ViRA Anwendungspraxis (RC-Heli Community - Einzelnen Beitrag anzeigen - Habe Carson Lama SA 315b mit T-Rex 450 Pro gekreuzt )

ergänzt mit dem entsprechendem Frequenzbild.

Blaue Kurve:
Verbindung mit Aluhülse

Orange und gelbe Kurve:
Verbindung mit Papierklebeband, 2 verschiedene TR450-Heckgehäuse.