Vibrations Analyse mit ViRA

[Pepe69]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Hi Robert,

kann keinen Unterschied sehen, außer das mein Heck von Lynx Schwarz ist.

Hab mir jetzt mal meinen Logo vorgenommen und bin echt erstaunt was 0,3gr weniger an einer Blatthalteschraube ausmachen.



Bin immer mehr von Vira begeistert, da das raten/fühlen endlich ein Ende hat.

@ Andreas Perzl - warum kann ich/man das Fenster nicht vergrößern, würde das Diagramm doch besser ablesbar machen.

Gruß Peter

[Traudl]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Optimierung meiner Heli-Motoren - Resümee

Bin jetzt mal alle Typen (TR250, B300CFX, TR450) durch und fasse deshalb meine Erfahrungen zusammen.

Grundsätzlich
Der Motor ist das erste Glied in der Kette der Vib-Verursacher. Je nach Motorkonstruktion (Hersteller) ist die Optimierung des Motors nicht schwierig. Ich bevorzuge Scorpion, kenne aber nur die Vergleiche zu den Stockmotoren der Heli-Hersteller. Speziell die Align Motoren sind nicht sehr wartungsfreundlich konstruiert.

Meine Messungen zeigen, dass es sich lohnt auch neue Motoren zu optimieren. In der Regel lässt sich die Auswuchtung der Glocken verbessern. Ich mache das statisch mit einer selbst gebauten Vorrichtung (Bild 1). Hinweis: Darauf achten, dass die Stützen weit genug von der Glocke entfernt sind und als Stützen Alu verwendet wird, weil die Magnetfelder der Glocke sonst das Wiegeergebnis verfälschen.

Eine weitere Quelle möglicher Vibrationen im Motor sind die Lager. Im Neuzustand sind sie in der Regel OK. Mit zunehmender Laufzeit ist meist der Austausch der Lager erforderlich, ev. auch der einer eingelaufenen Motorwelle. Beides Gründe, Motoren einzubauen die sich leicht zerlegen lassen.

Ergebnis-ßbersicht (Bild 2)
In der Tabelle hab ich einige Ergebnisse exemplarisch zusammengefasst. Der RMS-Wert und die Peakhöhe hängen von der Drehzahl des Motors ab. Vergleiche (vorher/nachher) sind daher nur bei ähnlichen Drehzahlen und vergleichbarer Messkopfanordnung sinnvoll.

Generell zeigen die Werte, dass sich der Aufwand lohnt, wenn man den Heli möglichst vibrationsarm betreiben möchte. In der Regel lassen sich RMS und Peakhöhe auf 1/3 (und mehr) reduzieren.

Vergleich Diagramme TR250 (Bild 3)
Die Motoren drehen sich mit ca. 26.000 U/min. Neben dem eigentlichen Peak für die Motordrehzahl treten jeweils 5 weitere Peaks mit charakteristischer Frequenzlage auf. Teilweise sind sie sogar höher als der Motorpeak. Ich halte es deshalb für sinnvoll, immer einen Logger mitlaufen zu lassen, um die Motordrehzahl genau zu kennen. Ursache für alle Peaks ist nur der Motor, im Zusammenspiel mit den Schwingungseigenschaften des Rahmens, in dem Motor und ViRA-Messkopf montiert sind.

Vergleich Diagramme TR450 (Bild 4)
Die Motoren drehen sich mit ca. 29.500 U/min. Auch hier treten neben dem Motorpeak weitere Peaks auf. Die Anordnung der Peaks ist bei allen drei Motoren gleich, aber anders als bei 26.000 U/min. D.h. in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert sich nicht nur die Höhe, sondern auch die Anordnung der Sekundärpeaks. Lediglich einer von den 6 gezeigten Peaks befindet sich am Ort der Motordrehzahl und das ist in der Regel noch nicht mal der höchste.

Vergleich Diagramme B300CFX (Bild 5)
An dem Diagramm lassen sich 2 Besonderheiten diskutieren:
1.
Bei dem EF320H-Motor steigt die Basislinie unterhalb von 16.000 U/min stark an. Ich halte das für einen Hinweis auf Lagerdefekt. Hab das aber noch nicht verifiziert, weil den Motor noch nicht zerlegt.
2.
Die Doppelpeaks beider Motoren (oberhalb von 24.000 U/min) nähern sich mit zunehmender Drehzahl an. Der Scorp-Motor dreht mit 24.446 U/min, der EF-Motor mit 26.824 U/min. Die Doppelpeaks liegen deshalb bei dem EF-Motor näher beieinander. Mit noch höherer Drehzahl liegen sie dann irgendwann übereinander. Wie bereits erwähnt: Ein Ergebnis des Zusammenspiels der Schwingungseigenschaften von Motor und Rahmen.

Das war-s erst einmal zum Thema -Optimierung der BL-Motoren-

LGT

[cwh]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

moin Sigurd,
sag mal... die Welle in der Motorglocke... liegt die oben im KL ? Oder wie ist die gelagert ?

[Traudl]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

"sag mal... die Welle in der Motorglocke... liegt die oben im KL ? Oder wie ist die gelagert ? "

Bin mir nicht sicher, ob ich deine Frage richtig verstanden habe. Also der Motor besteht im wesentlichen aus 3 Teilen:
Glocke mit den Magneten
Stator mit den Spulen
Motorwelle

Die Motorwelle steckt zentral und fixiert in der Glocke. Der Stator trägt oben und unten je ein Lager durch die die Motorwelle geschoben wird. Die Fixierung der Lage der Motorwelle im Stator erfolgt beim Scorpion durch einen Sprengring, beim Alignmotor durch eine angestauchte Schulter.

Bei der Demontage muss beim Scorpion nur der Sprengring entfernt werden, dann lässt sich der Stator nach oben herausziehen. Beim Alignmotor muss die Motorwelle aus der Presspassung der Glocke ausgetrieben werden. Die stützt sich dabei auf dem unteren Lager im Stator ab. Der dadurch entstehende hohe Druck auf den Innenring des Lagers ist für dieses nicht sehr gesund.

Auf dieser Infoseite von Scorpion siehst du den Aufbau des Motors: Brushless Outrunner Motors - Scorpion Power System . Und wie gesagt: Es gibt 2 Lager im Stator, oben und unten. Die Welle steckt fest in der Glocke.

LGT

[cwh]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Ach so, danke. Ich fragte mich nur, wie die zum Wuchten da drin befestigt ist...

[Traudl]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Die Motorwelle hat einen Durchmesser von 4 mm und steckt stramm in einer Bohrung am Glockenboden. Zudem wird sie mit 2 Wurmschrauben fixiert.

Zum Wuchten ist die Motorwelle zu kurz. Deshalb schiebe ich eine HR-Welle des 300CFX rein. Damit das nicht so stramm läuft, erweitere ich die Bohrung in der Glocke etwas mit einem 3,5 oder 4 mm Bohrer vorsichtig von Hand. Zum Wuchten steht die HRW dann vorne und hinten über die Glocke raus und liegt auf den Messerschneiden. Fixiert wird sie wiederum mit den Wurmschrauben.

LGT

[cwh]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Na dann wird das ja zum Wuchten ausreichen...
Das Material fehlt dinterher nicht?

[Traudl]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Also es besteht natürlich die Gefahr, dass mal was daneben geht. Eigentlich sollte man zur Erweiterung eine Reibaale verwenden. Musst halt sehr vorsichtig und sorgfältig arbeiten. Nur so weit Material wegnehmen, dass sich die Welle mit vertretbarem Kraftaufwand einschieben lässt.

Du kannst natürlich auch das Loch lassen, wie es ist und an der HRW was abschleifen. Die Welle lässt sich dann halt nicht mehr als HRW einsetzen. Eine alte, krumme HRW solltest du nicht nehmen, weil der Seitenschlag das Messergebnis verfälscht.

Grundsätzlich besteht bei einer zu großen Erweiterung des Loches in der Glocke die Gefahr, dass Glocke und Motorwelle nicht mehr exakt fluchten. Halten wird es auf jedenfall wegen der beiden Wurmschrauben und ein paar Tropfen Schraubensicherung.

LGT

[cwh]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

jo... is klar...
Welche Vorgehensweise hat sich denn für die Motorglocken bewährt?
Nimmst du Material weg oder beklebst du (von innen)?

[Traudl]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Also im Regelfall streiche ich auf der Innenseite der Glocke zwischen 2 Magnete eine Lage UHU-Plus, so dass die Dicke nicht über die Oberfläche der Magnete herausragt. Nach 10 min im Backofen bei 100 Grad C ist der ausgehärtet und man kann weiterarbeiten. Wenn dann diese Stelle schon zu schwer ist, schleife ich mit Proxxon (analog Dremel) immer ein bisschen was weg. Dann sauber machen(!), wiegen, schleifen, sauber machen(!), wiegen etc. . Manchmal schleife ich auch ein bisschen von den Kanten der Magnete weg (im Sinne von -scharfe Kanten brechen-). Das ganze so lange, bis die Glocke an jeder Stelle stehen bleibt und sich nicht mehr an der schwersten Stelle auspendelt.

Bei diesem Prozess (schleifen, sauber machen) muss immer wieder die Achse raus. Deshalb ist das nervig, wenn du die jedes Mal mit Kraft Ein- und Auspressen musst. Außerdem: Die beiden Wurmschrauben sollten an der Glocke sein, das macht einen Unterschied. Deshalb mach ich das Loch so groß, dass ich die Achse -stramm- von Hand einschieben kann. Vor dem Auswiegen wird die Achse dann mit den beiden Wurmschrauben fixiert.

Bei meinem neuen, 95 € teuren Scorp2221 hatten die Profis wohl auch schon versucht, die Glocke auszuwuchten: An drei Stellen zwischen den Magneten befand sich auf der Innenseite der Glocke helle Spachtelmasse. Die machen-s also auch nicht anders! Ich hab dann erst einmal versucht die Wucht der Glocke mit Ausschleifen zu verbessern, ohne durchschlagenden Erfolg. Habe dann die drei Spachtelmassen mit einem Schraubenzieher ausgebrochen und an nur einer Stelle mein UHU-Plus aufgetragen. Das hat dann schon gereicht, schleifen brauchte ich dann nicht mehr (Glücksfall):
RMS-Vorher / Nachher: 1.091 / 353 mg, Motorpeakhöhe-Vorher / Nachher: B145 / A72. (Alle Werte bei ca. 30.000 rpm)

Man bekommt am Anfang schon -feuchte Hände-, wenn man zum ersten Mal seinen hochwertigen, teuren Scorpion öffnen und mit Bastlermethoden verbessern soll. Deshalb hab ich diese Prozedur auch mit dem EF320H Motor angefangen, der so vibrierte, dass ich ihn eh nicht mehr eingebaut hätte. Und so einen Schrott biete ich auch keinem anderen auf Ebay an.

Nach der Behandlung drehte der EF320H so friedlich, dass ich den die ganze Zeit im 300er geflogen bin und der Scorpion 2208 rumlag. Na und an einem Regentag hab ich mich dann an den Scorpion rangetraut. Zu der Zeit hatte ich noch kein ViRA, sondern musste mich auf mein Gehör verlassen, unterstützt von vibrierenden Videobildern. Aber mit unwuchtiger Glocke durchläuft jeder Motor beim Hochfahren einen Resonanzbereich, der sich akustisch deutlich bemerkbar macht. Na ja, und heute haben wir dafür ja eindeutige, durch Wiederholmessungen verifizierbare Kennwerte. Und so habe ich die Zuversicht gewonnen, die ich brauche um einen neuen 100 € Scorp-Motor zu optimieren, bevor der eine Sekunde im Heli geflogen ist.

[cwh]

Respekt!

Das ist ja wirklich ueberaus professionell.
Und ich neige mein ergrautes Haupt vor dir !
...
Das macht mich ja fast schon hoffen, dass der EFL320er nicht gehen muss...
...
keep on modding !

[Traudl]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Danke für die Blumen!!

Besorg dir vorher neue Lager für den EF320-Motor (2 Stk 3x7x3). Ich nehme meist Metall-Keramik-Hybrid-Lager. Die sind zwar etwas teurer, aber wir bewegen uns hier im Bereich 3-5 €.

Der EF-Motor lässt sich übrigens genau so leicht zerlegen wie der Scorpion. ßhnlich aufgebaut aber alles schwächer ausgelegt. Sprengring raus und den Strator nach vorne abziehen. Die Motorwelle hat nur 3 mm Durchmesser und wird nur von einer Wurmschrauben in der Glocke gehalten.

LGT

[cwh]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

danke fuer die Infos!
Ich muss damit leider warten, bis mein Skorpion den Loeffel abgibt.
Wahrscheinlich wollen dann schon meine Knochen nicht mehr ...
...
Aber ein spannendes Projekt fuer den kommenden langen Winter

[Traudl]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Abschlusswerte TR450-Starrantrieb

So die Wiederaufbauarbeiten am TR450S hab ich jetzt mal abgeschlossen. Die ViRA-Messwerte veröffentliche ich hier. Ich denke es geht in diesem Forum auch darum ein -Gefühl- für die Messwerte zu gewinnen nach dem Motto: Was ist normal und wo muss ggf. was optimieren bzw. austauschen.

ßber die Schritte zur Optimierung hab ich ja zwischendurch immer wieder berichtet. Dazu noch ein Hinweis:
Ich hab mir inzwischen angewöhnt die Heckrotorblätter montiert am Heckrotor dynamisch zu wuchten. Dann gehen auch Unwuchten aus dem Blatthaltersystem mit ein. Man erlebt da immer wieder ßberraschungen: Nach dem statischen Auswiegen hatte ich 1cm Tesa auf Blatt 1, nach dem dynamischen 2,5cm auf Blatt 2.
Bei den HR-Blättern bin ich bislang beim statischen Auswiegen geblieben. Erstens ist das -Unfallrisiko- höher als beim Heckrotor, zweitens ist das Verhältnis Gewicht (Einfluss) Rotorkopf / Rotorblätter deutlich in Richtung Rotorblätter verschoben. Während ich den Einfluss von 1cm Tesa beim Auswiegen der HR-Blätter deutlich sehe, bewegen sich die Vib-Wertveränderungen erst bei relativ großen Tesastrecken merklich über der Messungenauigkeit.

Zu den Bildern:
Bild 1 zeigt die Vib-Werte mit Zunahme der montierten Elemente am TR450S (Starrantrieb)
Bild 2 das Frequensspektrum der letzten Messung (alle Komponenten montiert, Motordrehzahl 20.800rpm, RMS 244 mg.
Bild 3 zeigt die Vergleichsdaten meiner anderen Helis (TR250R und B300CFX) die die ViRA-Optimierungskur bereits hinter sich haben.

Diese Werte sind natürlich nicht direkt mit an anderer Stelle gemessenen Werten vergleichbar, geben aber einen Eindruck davon, was möglich ist.

[cwh]

AW: Vibrations Analyse mit ViRA

Interessant...
Kannst du (schon) beurteilen, wie sich ein Starrantrieb im Vergleich zu einem Riemenantrieb in Bezug auf die Vibrationseigenschaften verhält ?
Da spielen dann ja noch ein paar kraftschlüssige Verbindungen MEHR mit im Lied...