Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Фрезерные и гравировальные станки для обработки мягких материалов (дерево, пластики, мягкие металлы).
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

попытаюсь сам расчитать, по моему это расчет момента через редуктор, наверное :thinking: я пока не силен в этих расчетах
имею рейку с модулем равной 1, значит шаг зубьев рейки 3.1416
шестерня на 15 зубьев.
редукция 1:4

За один оборот мотора без редукции шестерня проедет 15*3.1416=47.124 мм.
С редукцией 1:4 за один оборот мотора шестерня сделает 1/4 оборот, и соответственно станок проедет 47.124:4=11.781 мм.
За один полный шаг мотора станок проедет 11.781:200=0.058905 мм.
При делении шага 1/16 будет 0.058905:16= 0,0036815625 мм.
Редуктор понижающий, значит момент через редуктор 1:4 будет 8.2Нм*4=32.8Нм
Правильно ли? А как будет с весом портала?

А вот скорость
мой расчет скорости.jpg (4314 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=18726&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (77.34 КБ)</a>
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11730
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4703
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение michael-yurov »

Получается, что за один оборот станок проедет 47.12 мм (длина окружности зацепления шестерни) / 4 (соотношение редуктора), т.е. 11.8 мм.
(отличная цифра, кстати, в плане точности и минимизации вибраций станка) Можно, даже редуктор сделать 1/3, или поставить шестерню с бОльшим количеством зубов, для более высокой максимальной скорости станка (не уверен, что в этом есть особый смысл).
Получается, что для скорости в 10 м/мин потребуется скорость вращения мотора 847 об/мин (нужно будет посмотреть на графике, какой у мотора будет крутящий момент на такой скорости).

Приемлемые ускорения для такого станка - 300 мм/сек² (0,3 м/сек²),
для массы портала 80 кг для такого ускорения потребуется усилие 80 x 0,3 = 24 Н (2.45 кг).

Раз уж у нас крутящий момент мотора измеряется в Ньютон-метрах (или килограмм-сантиметрах), то придется посчитать, какой крутящий момент какому усилию соответствует.
Тут расчет посложнее, через закон сохранения энергии.
За один оборот мотор совершает некоторую работу и она равна силе на конце метрового рычага (крутящий момент в Ньютон-метрах, например для вашего мотора это 8,2 Н*м) умноженной на пройденный за один оборот путь по окружности радиусом 1 м (т.е. 6,28 м). Получается работа за один оборот при максимальной нагрузке равна 8,2 * 6,28 = 51,5 Дж.
Untitled-1.png (4313 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=18727&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (44.64 КБ)</a>
Портал при этом проедет 11,8 мм (0,0118 м), чтобы мотору потратить 51,5 Дж при перемещении портала на 11,8 мм понадобится преодолевать усилие 51,5 / 0,0118 = 4364 Н, или 445 кг.

Конечно, таких усилий не будет, но, по идее на небольших скоростях, где крутящий момент мотора близок к максимальному при 100% кпд системы такой мотор будет создавать усилие 4364 Н,
а я раньше посчитал, что для ускорения портала массой 80 кг требуется лишь 24 Н.
Более того, портал у вас приводится в движение двумя моторами! Но спишем 50% на КПД и некоторый запас, тогда получается, что на начальных скоростях крутящий момент в 180 раз больше необходимого.

Но! с ростом скорости крутящий момент моторов будет падать.
Например, я считал, что для скорости 10 м/мин требуется 847 об/мин (или 2823 Гц для полного шага).
По графику из документации получается, что крутящий момент на такой скорости будет около 3 Н*м, т.е. в два раза ниже максимального,
Соответственно и усилие создаваемое моторами при работе на скоростях станка около 10 м/мин будет вдвое меньше, т.е. около 2000 Н, что все равно намного больше, чем требуемые 24.

Вот такой вот расчет. Потому я и говорю, что можно взять моторы и поменьше.
Хотя, конечно, "запас ноши не тянет". :D

Если нужны более высокие ускорения (это актуально для плазмы и для обработки рельефов на фрезере), и конструкция станка выдержит такие ускорения без значительных искривлений, то, потребуются большие усилия (напрмиер - вдвое).
Если потребуются более высокие скорости, то тут уже нужно обращать внимание, как изменяется крутящий момент двигателя с ростом скорости.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11730
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4703
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение michael-yurov »

Боотур писал(а):попытаюсь сам расчитать
Во!, все правильно.
Пока писал свое сообщение - ты (можно на ты?) уже половину посчитал.
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

michael-yurov писал(а):Если нужны более высокие ускорения (это актуально для плазмы и для обработки рельефов на фрезере), и конструкция станка выдержит такие ускорения без значительных искривлений, то, потребуются большие усилия (напрмиер - вдвое).
Вот, вот, планирую работать именно по трехмерке. Надо хорошенько обдумать констркуцию станка, портал нужно сделать как можно лекгче но в то же время жестким. Важно получить высокое ускорение без люфтов и вибраций. Жаль что у нас невозмжно найти алюминий. Заказать как то дороговато выходит.
michael-yurov писал(а):Пока писал свое сообщение - ты (можно на ты?) уже половину посчитал.
Конечно, посчитал только половину и на том спасибо. Спасибо за ликбез! Попробую посчитать на чуть меньшем моторе.
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

Всем доброго времени суток!
Давно не был, готовимся к зиме, сил и времени просто нет. Вот варианты опоры (стойки) портала, все из швеллеров, листового металла. Хотел сделать на болтах но без сварки не обойтись, как ни крути. Меня интересует метод сварки чтоб не повело, в крайнем случае - минимум. И каким аппаратом лучше сварить? С точки зрения выставления рельс в одну плоскость это тоже большая заковырка для меня. Как будет лучше крепить рельсы и рейки в одну или в разные плоскости с точки зрения технологии этих процессов - тоже дилема. Сейчас думаю над этим вопросом, может кто нибудь разъяснить что к чему.
Извините за корявость эскизов:
Вариант 1, опора из двух швеллеров №10, 16
1.jpg (4066 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19242&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (41.18 КБ)</a>
2.jpg (4066 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19243&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (84.65 КБ)</a>
3.jpg (4066 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19244&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (64.23 КБ)</a>
Вариант 2, опора из швеллера №10
2013-10-03_081921.jpg (4066 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19245&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (70.98 КБ)</a>
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

Сделал модель опоры из швеллера №10, весит 4 кг, толщина косынок из листового металла 8мм., балка портала из трубы 100х150х8мм весит 45кг. Итого вес портала без моторов, оси Z будет весит приблизительно 65кг.
опора из швеллера №10 2.jpg (3995 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19267&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (47.06 КБ)</a>
опора из швеллера №10.jpg (3995 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19268&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (58.1 КБ)</a>
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

Вот нарисовал портал с опорами, масса оказалось 56кг,а не 65кг, видно напутал я. Надеюсь жесткости хватить, или еще добавить косынки?
портал в сборе 3вар.jpg (3973 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=19270&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (56.2 КБ)</a>
Центр массы портала:
центр массы опоры.jpg (3973 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=19269&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (32.27 КБ)</a>
Покритикуйте, а то такая тишина.
Аватара пользователя
Nick
Мастер
Сообщения: 22776
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Репутация: 1735
Заслуга: Developer
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Nick »

А не лучше будет косынки с другой стороны поставить? Или вообще их убрать, толщина швеллера какая?
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

Вес модуля оси z составит 26кг без комплектухи. Толщина в некоторых местах достигает 44мм, в основном 22мм, может стоит чуть уменшить толщину?
Редуктор без комплектухи весит 2кг. Мои движки весят 3.5кг каждая, их на портале будет 4шт. Приблизительно масса портала составит 110 кг! Нехило получается, надо уменшить вес.
Аватара пользователя
Nick
Мастер
Сообщения: 22776
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Репутация: 1735
Заслуга: Developer
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Nick »

Чем больше масса, тем меньше вибраций, масса это не плохо. Единственное, на чем скажется масса - на ускорении оси.
Но большие ускорения вдоль одной лси по дереву не сильно нужны...
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

толщина швеллера № 10 :
2013-10-04_170129.jpg (3963 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=19271&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (16.9 КБ)</a>
Nick писал(а):А не лучше будет косынки с другой стороны поставить
имеешь в виду косынки вертикальные? которые в паре под балкой? С другой стороны нельзя, там редуктор крепиться. Если убрать наверное потеряю жесткость.
Nick писал(а):Чем больше масса, тем меньше вибраций, масса это не плохо. Единственное, на чем скажется масса - на ускорении оси.
Планирую работать по трехмерке, говорят там важнее ускорение. Хотя я не знаю, не имею станка, будем верить на слово.
Аватара пользователя
Nick
Мастер
Сообщения: 22776
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Репутация: 1735
Заслуга: Developer
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Nick »

По трехмерке ускорение в основном по оси Z и еще может по оси Y. Ты же будешь "построчно" обрабатывать? Просто делаешь строки вдоль медленной оси и все.
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

Если ускорение по оси Z то швп надо поставить с шагом 10, там у меня без редуктора, напряиую через муфту. Значит с весом портала все в порядке? Надеюсь мои движки 86-114-е осилят портал, редуктор с соотношением 1:4.
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

вот вариант из 2-х швеллеров, вес 4.5кг, по моему хороший вариант. Без сварки не обойтись.
из двух швеллеров1.jpg (3938 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19272&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (41.4 КБ)</a>
из двух швеллеров2.jpg (3938 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19273&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (46.03 КБ)</a>
А вот так будет выглядет портал
2013-10-04_183453.jpg (3938 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19274&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (50.68 КБ)</a>
2013-10-04_183510.jpg (3938 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19275&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (52.08 КБ)</a>
Кто что скажет, может делаю не так?
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

По совету одного так сказать знатока надо усилить крепление редуктора, он у меня хлипкий, хорошо что предупредил, вал который держит редуктор на месте у меня крепится только в одной точке (вариант 2, из 2-х швеллеров) ион будет болтаться. Поэтому приму меры по усилению крепления вала редуктора для жесткости.
Еще по моему надо заглушит балку с 2-х сторон например листом металла.
2013-10-05_220733.jpg (3874 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=19324&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (58 КБ)</a>
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

Усилил крепление для редуктора, теперь вал будет держаться в двух точках и вряд ли будет вибрировать. Также сама по себе появилась защита для редуктора от пыли и стружек :)
2013-10-05_223354.jpg (3870 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19325&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (31.28 КБ)</a>
2013-10-05_223332.jpg (3870 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19326&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (34.88 КБ)</a>
Призадумался над дальнейшим усилением, стоит ли мне добавить еще одну косынку спереди :thinking:
2013-10-05_224225.jpg (3870 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19327&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (31.23 КБ)</a>
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

Не поленился добавить редуктор
2013-10-05_233005.jpg (3859 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19329&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (37.11 КБ)</a>
портал с заглушкой для жесткости, наверное будет звенеть :headphones:
2013-10-05_232859.jpg (3859 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19332&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (40.88 КБ)</a>
а это для наглядности
2013-10-05_232800.jpg (3859 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19331&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (27.25 КБ)</a>
2013-10-05_232730.jpg (3859 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19333&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (30.22 КБ)</a>
2013-10-05_232818.jpg (3859 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19334&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (27.67 КБ)</a>
Надеюсь это окончательный вариант :freak:

Интересно как создатель этого станка выставил рельсы в одну плоскость :thinking:
2013-10-03_075438.jpg (3859 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=19335&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (46.59 КБ)</a>
при этом рейка находится в другой плоскости, кто нибудь мне расскажет как выставляются рельсы и рейки? Каким макаром все это делается? :wik:
Аватара пользователя
Боотур
Мастер
Сообщения: 325
Зарегистрирован: 30 авг 2013, 03:20
Репутация: 9
Откуда: Республика Саха Якутия Мегино-Кангаласский улус
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Боотур »

А то я все рисую и рисую, выкладываю свои эскизы, идеи, хотя я не жмот а народ что то не спешит разгласить свои методы и технологии на что я надеялся найти в форуме.
freeform
Кандидат
Сообщения: 83
Зарегистрирован: 30 июн 2011, 00:02
Репутация: 7
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение freeform »

Боотур писал(а):Интересно как создатель этого станка выставил рельсы в одну плоскость :thinking:
Скорей всего на глаз. Портал сопливый, все неровности проглотит.
Аватара пользователя
Fisher
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3391
Зарегистрирован: 09 апр 2012, 12:39
Репутация: 424
Откуда: Киров
Контактная информация:

Re: Проект станка с рабочим полем 2200х1200х200мм

Сообщение Fisher »

Хороший проект получается, но достаточно сложный в изготовлении. Просчитай затраты и постарайся упростить узлы станка, не снижая их параметров.
www.cncru.ru - все виды станков с ЧПУ. Комплектующие.
Ответить

Вернуться в «Фрезерные станки по дереву и пластикам, гравировальные станки, роутеры»