Dörzshajtású mechanika tervezés

Kereskedelmi és saját építésű távcsőmechanikák
Kukac
Hozzászólások: 950
Csatlakozott: 2011.05.06. 18:32

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: Kukac » 2013.05.14. 09:51

Imre írta:Ha a hajtott henger felülete megfelelően pontos, kemény, és a tengely is azonos anyagú, akkor ez elméletileg nagyon kis érték.


Imre, ez így kevés lesz. A két tengelyt nagy erővel egymáshoz kell préselned.
A slippet akkor tudod minimalizálni, ha hatalmasra növeled a két dörzskerék közötti
radiális erőt. Nem elég a szuperfinish-elt, kökeményre edzett felület.
Avatar
Imre
Hozzászólások: 1626
Csatlakozott: 2010.12.29. 14:18

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: Imre » 2013.05.14. 15:34

Az átvihető nyomaték függ tőle, amely kiegyensúlyozott rendszer esetén nem olyan nagy, mintha kifejezetten erőátviteli hajtásról lenne szó. A 0-ról névleges sebességre történő gyorsuláskor éri el maximumát, után visszaesik a súrlódás legyőzéséhez elegendő értékre. Ha tehát a szükséges nyomatékot az indítás, leállás, megcsúszás mentességére méretezem, akkor üzemi állapotban nem lesz megcsúszás. Tegyük fel, hogy a súrlódási együttható 0,1%, ami nagyon kicsiny érték! Ha 1m sugáron 1 Nm nyomatékot akarok átvinni, akkor a nyomóerő 1000N értékre adódik, ez képes csúszásmentesen egy 10 cm sugarú hengerre tekeredő huzallal 1kg tömeget felemelni. Látszólag nagy erő, de vegyük figyelembe, hogy ez az érték a rendkívül kicsi, legrosszabb esetre méretezett, olajozott acélfelület csúszó és nem tapadó súrlódási tényezője, akkor ettől nagyságrenddel kisebb nyomóerő is elegendő. Mossuk tisztára a felületet, akkor ez már 1%. Vegyük figyelembe, hogy tapadó súrlódás áll fenn, mert gördülnek és nem elcsúsznak a felületek, akkor ez már 10% körüli is lehet. Így már 100-szoros az átvihető nyomaték. 1000N nyomóerővel már 100 kg tömeg emelhető 10 cm sugarú hengerre tekeredő dróttal. Ha átnézed a tervezett szerkezetet, akkor ott látni, hogy 3 görgő között oszlik el a nyomaték, és ezeknek csapágyait egy hatalmas erő kifejtésére képes erőkaros elrendezés segítségével lehet a hajtott henger palástjára ráfeszíteni, akár 1000N erővel is! Egy V63-as villamosmozdony tömege 116000 kg, a vonóereje 450000 N. Acél kerék, acél sínen, és ez indítóerő, azaz csúszásmentes gördülésre méretezett, hiszen megcsúszás ellenőrzött a hajás, mert a csúszó súrlódás esetén csak a töredék erőt lehetne kiszedni a mozdonyból. Üdv. Imre
Ne azt sorold, hogy mit, miért nem lehet, hanem főként azt, hogy mit hogyan kell tenni a cél érdekében!
Kukac
Hozzászólások: 950
Csatlakozott: 2011.05.06. 18:32

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: Kukac » 2013.05.15. 10:15

A rendszeredben a nyomaték attól függ, hogy a léptető motorod egy lépésénél mekkora gyorsulás.
Úgy is mondhatnám,hogy a szöggyorsulás, mivel forog. Ezt a léptető motornál nem tudod szabályozni,
csak DC motoroknál. A villanymozdonyt sem lehetne léptető motorral felgyorsítani, mert
a hirtelen gyorsulás miatt mindig megcsúsznának a kerekek.

Azt is vedd figyelembe, hoyg a gördülő ellenállásnál fontos, a görgők átmérője, nálad meg van egy elég kicsi.
Itt kicsi lesz az egymáshoz tapadó felület és ráadásul ennél a keréknél lesz a legnagyobb a szöggyorsulás.
(ezt ellenőrizd le).

Amit annó is írtam, ezt a méretezést MINDIG a hajtásvezérlésnél kell kezdeni, fel kell rajzolni
a gyorsulási és lassulási görbéket, és számolni a maximumra a nyomatékot.

Mivel ezt még nem tetted meg, az egész méretezésed feltételezés.

Persze ez nem jelenti azt, hogy nem fog működni, amit kitaláltál, mert lehet, hogy szerencséd lesz.
De nem mérnöki alapon...
Avatar
tobe_
Hozzászólások: 1962
Csatlakozott: 2013.01.02. 00:10

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: tobe_ » 2013.05.15. 12:17

Léptetőmotort is lehet mikrolépéssel léptetni, akkor kevesebbel gyorsul pl. meg lehet szabályozni visszacsatolásos módon is, szinte mint szervót, vezérlőtől és motortól függően.
Kukac
Hozzászólások: 950
Csatlakozott: 2011.05.06. 18:32

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: Kukac » 2013.05.15. 12:48

Tobe, igazad van, de mikorlépésekkel fel lehet gyorsítani motort üzemi fordulatra?
Nem az a lényege az egésznek, hogy végül is ez a motor nem forog, hanem kisebb vagy
nagyobb fordulatokat lép?

Mindegy, ha nem csak úgy próbálkozunk, a méretezéshez mindenképpen
a hajtásból indulunk el. Ha ez nem megy, akkor a meglévő rendszert kell visszafelé végigszámolni, hogy
az adott motor képes lesz-e ellátni a feladatát, vagy milyen hajtáskarakterisztikával lesz rá képes.

másik megoldás: ha a hajtott főtengelyre is teszel egy szögjeladót, a szoftver állandóan figyeli a slippet és
korrigál. Onnantól kezdve meg édesmindegy...

Jó ez a dörzshajtás, csak feltételezések helyett el kell fogadni a hibáit, és megoldásokat találni rá.
A hozzászólást 1 alkalommal szerkesztették, utoljára Kukac 2013.05.15. 12:59-kor.
Avatar
tobe_
Hozzászólások: 1962
Csatlakozott: 2013.01.02. 00:10

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: tobe_ » 2013.05.15. 12:58

Nem hadakozásképpen írtam, csak megjegyzésként inkább. Most próbálom a kis hajtásomat beüzemelni, aktuális a téma nálam is, meg egyéb hajtás módok is érdekelnek, tegnap elektronikáét szerelgettem, azon léptetőmotor lesz egyelőre, amit régebben említettem már, csak a régi verziót felhasználtam egy gépemhez, így újra kell építenem, egyelőre csak egy RA tengely motort akarok hajtani vele, hogy kövesse a beállított égitestet. Úgy látom kezd is derülni kifele, haladni kell vele.

PICT1530_.JPG
Nincs meg a kellő jogosultságod a hozzászóláshoz csatolt állományok megtekintéséhez.
Avatar
Imre
Hozzászólások: 1626
Csatlakozott: 2010.12.29. 14:18

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: Imre » 2013.05.15. 13:23

Kukac! Teljesen igazad van. Részemről meg teljesen mindegy, hogy mérnöki, vagy szerencse alapon működik a szerkezet. Különben a léptetőmotornak van egy tekintályes tömegű forgórésze. Nos azt eleve nem lehet akkora gyorsulással belendíteni egy impulzussal, hogy az általa hajtott sokszoros áttételt megcsúsztassa. Szerintem kicsit túlgondolod, mert itt nem egy hideghengerműről van szó, hanem csak egy távcsőforgatóról. Én úgy állok hozzá, hogy a gykorlati oldalról közelítem a problémát, az elméleti ismeretek szempontjait figyelembe véve. Ez azt jelenti, hogy nem elméleti gyorsulásokkal számolok, hanem valódi tömeggel ami a motor forgórésze, és a bevitt energia által kifejthető maximális gyorsulás. Ha túlméretezett hajtómotorral tervezném, akkor lehet, hogy ha nagy sebességgel megpőrgetném, akkor lenne megcsúszás, de a fogyasztás is erősen megnőlne. Maradjunk annyiban, hogy a léptetőmotor forgórészének gyorsulása véges, nem okoz megcsúszást a hajtott áttételben. Másodpercenként 15 ívmásodperc elforgatásakor szerinted mekkora a maximális gyorsulás és a gyorsító nyomaték egy 1m-es rúdra akasztott 10 kg tömeg esetében? Számoltad? Nos megdöbbentően kicsike. Ha viszont 800-szoros sebességgel akarnám hajtani, akkor ezt a kezdeti gyorsítást venném figyelembe a léptetőmotor ütemének folyamatos növelésekor, azaz a vezérlés frekvenciáját szépen folyamatoan növelném, majd csökkenteném. Az egyenáramú hajtásnál a hajtómotor által elérhető maximális nyomatékkal számolhatok, és ha gyorsítok, akkor ennél nincs több, és a leálláskor meg szépen a saját súrlódások felemésztik a motor forgási energiáját, és szépen lassulva leáll. Ugyan ez megy végbe a léptetőmotornál is, hiszen csak elméletben működik lépésenkén, a gyakorlatban a lépés abból áll, hogy egy adott szögben elfordul, de folyamatosan gyorsul és lassul a rotorja. Ha megfelelő a vezérlés akkor nem ugrál, hanem szinte folyamatosan forog, követi a vezérlés frekvenciáját. Ezt segíti elő a mikrólépéses vezérlés! Különben a lépetőmotor általában fogasszíjas hajtással visz át egy áttétellel a nyomatékot, és ez a szíj is rugalmas, tehát az esetleges egyenetlen forgatónyomatékot szépen kisimogatja. Üdv. Imre
Ne azt sorold, hogy mit, miért nem lehet, hanem főként azt, hogy mit hogyan kell tenni a cél érdekében!
felsőszéktó
Hozzászólások: 25
Csatlakozott: 2010.01.23. 21:01

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: felsőszéktó » 2013.05.16. 12:34

Néhány mechanika építése során szerzett tapasztalataim alapján a léptetőmotorokkal kapcsolatban javaslom, hogy a meghajtó elektronikát olyanra tervezzétek, amiben a motorok hajtásjellemzői (gyorsítás, lassítás, max sebesség) könnyen változtatható, beállítható legyen. A szerelés után szükség lehet ilyen finomhangolásra. Gyakran előfordul, hogy picit túlhajtott, megfeszített, beépítési hibával terhelt motor a forgás közben kiesik a szinkronból, ilyenkor recsegve-ropogva vár, hogy enyhítsünk a kínján. :)
A sebesség és a gyorsítási-lassítási paraméterek módosítása képes megoldani ezt a problémát.

A dörzshajtáshoz milyen anyagból és milyen technológiával alakítanátok ki a nagy kereket? Milyen felületvédő technológiát választanátok hozzá? Hogyan lesz egy ilyen hajtás kopás kompenzáló?
Avatar
Imre
Hozzászólások: 1626
Csatlakozott: 2010.12.29. 14:18

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: Imre » 2013.05.16. 18:00

A hajtott nagy átmérőjű főhenger anyaga könnyített, vékonyított, vagy lyukakkal kivett anyagú acél, a palástja felületedzett, és köszörült, mint minden tengely és további dörzshajtott kerék is felületedzett acél. Első közelítésben erre gondoltam. Ha sok egyforma alkatrész kell, és sorozatgyártható, akkor olcsóbb, és cserélhető, válogatható, több előnye is van. Ha a rekta és dekli szerkezet azonos, felcserélhető, akkor a szerkezet maga legalább két részre osztható, könnyen szállítható, szerelhető javítható. A léptető motorból 3-3 hajtana egy-egy áttételt, amely 3 pontosan fogja meg a főhengert, és nincs központosító tengelycsapágy. A nagy átmérőjű központi henger két síkja mentén viszont golyós koszorú tartja a körülötte elforgó részt, az áttétellel, motorokkal. Ez adja a nagy felületű egymáson könnyen elforgó fejet, amely dörzshajtással forog a nagy átmérőjű főhenger képzeletbeli középpontja körül. A tengely nagy átmérőjű rövid cső, nincs számottevő kihajlás, lehajlás, és a forgás is könnyű, ha a két koszorú kotyogásmentesen szerelt.

A főhenger kopása szerintem elhanyagolható, és a többi acélfelület sem fog évek alatt kopást mutatni, hiszen normál használat esetén a fordulat napi értéke igen alacsony. Ha mégis kopna, azaz változna az áttétel, akkor sincs semmi gond, mert a vezérlés oldalon akár a működési idő szerinti változása is követhető. Ez nem gond. Jó anyag kell, amely tartós, azaz nem aluminium henger, és nem műanyag.

Ezzel már válaszoltam is, hogy szerintem nem olyan nagy kérdés a kopás. Különben ha preciziós helyzetállítási lehetőség kell, akkor ott a szögadó lehetősége a főtengelyre szerelve, amely nagyon pontos és kicsiny szögértékeket tud visszaadni a vezérlésnek, a helyzetét illetően. A legolcsóbb is fordulatonként több ezret. Ezért a kívánt pozició beállításakor csak néhány ívpercnyi szöget kell a léptetőmotorokkal interpolálva kontroll nélkül hajtani, amely nagyon rövid idő múlva már ismét ellenőrzött szögállást eredményez. Így aztán ha netán profi szerkezetbe kerül ez a hajtás, a két visszaolvasott szögadat között bekövetkező hibát zonnal kimutatja, és javítja is. A TDM-el ellenőrzött rendszer sem tud mit kezdeni egy mechanikai beszorulással, mert nem arra való! A pontosság itt két szögadat között a hajtásra van bízva, ez alatt kopás nincs, esetleg megcsúszás, tehát a hiba nagyságától függően vagy javítja a szöghibát, vagy leáll, mert valami beszorult.

Ha mondjuk egy hosszú felvétel alatt elakad a hajtás, akkor akár van TDM, akár nincs, a felvételt lehet, hogy el kell dobni. TDM esetén van mód rövid idő elteltével javítani a hibát, ha az kicsi, ennyi előnye van.

Nos ez most nem cél, jelen pillanatban kizárólag egy primitív alapszerkezet megvalósítása tervezett, két teljesen egyforma darabból összerakható tengelyrendszer, amely vizsgálható, terhelésre, stabilitásra, erőátvitelre, pontosságra, kopásra, megcsúszásra, súlyra, árra, utángyárthatóságra stb. Primitív egyszerű olcsó, semmi speciális motor és extra fogaskerék, meg csiga nem része, amely nehezen gyártható, vagy drága. Szerintem egy henger palástját még talán sikerül pontosan megmunkáltatni. Talán még néhány pontos egyszerű áttétel kereket, hengert is sikerül a mestereknek megoldani egy megfogással, centrikusan. A kérdés, hogy sikerül e a kötelezően pontos egyformaságot biztosítani, mert csak az a lényeg, illetve a központos futású felületek. Szóval ez már nem lehet gond, mint a csigakerék és az orsó! Az áttétel mértéke is közömbös, elektronikával, szoftveresen állítható, pontosítható minden! Üdv. Imre
Ne azt sorold, hogy mit, miért nem lehet, hanem főként azt, hogy mit hogyan kell tenni a cél érdekében!
felsőszéktó
Hozzászólások: 25
Csatlakozott: 2010.01.23. 21:01

Re: Dörzshajtású mechanika tervezés

Hozzászólás Szerző: felsőszéktó » 2013.05.17. 08:54

Imre, úgy érzem, hogy költség oldalról nézve nem biztos, hogy számot tevő előnye van az általad felvázolt összeállításnak egy csigahajtásos rendszerrel szemben. Egy pontosra köszörült (mit is jelent ez, milyen alaktűrés, felületi érdesség kell a korrekt hajtáshoz?), felületedzett, korrózió védett, vagy korrózió álló henger három léptetőmotor a beépítésével, csapágyazásával, szögjeladó a hozzá szükséges elektronikával lehet, hogy árban közelíti a csigahajtás, egy léptetőmotor, szíjhajtás összeállítás költségeit.
Szerintem a dörzshajtás előnye (korrekt megépítés esetén) inkább a periódikus hiba mentes követési jellemzőiben, valamint hasonló költségkategória esetén a talán nagyobb teherbírásában keresendő. Mindemellett nagyon érdekes a gondolat a kis rendszeredről. Kiváncsi vagyok a fejleményekre.
Válasz küldése

Vissza: “Mechanikák”