Jak zbudować szybki i sztywny siłownik na śrubie kulowej

[lkuchars]

Witajcie,

Razem ze znajomymi zamierzamy podjąć się ambitnego zadania zbudowania czegoś na kształt:



Zastanawiamy się, jak zbudować siłownik, który spełni wymogi dla takiego urządzenia.

Z tego co wiem, producent oryginalnego symulatora stosuje śrubę kulową napędzaną silnikiem 3 fazowym z przeniesieniem na pasku zębatym. Śruba przenosi ruch na hartowane rury prowadzone w rolkach. To rozwiązanie wydaje mi się dosyć skomplikowane i zastanawiałem się czy nie dałoby się usunąć z tego mechanizmu rury oraz rolek, które ją prowadzą (pewnie ukryte w czerwonych kolumnach).
Czy macie jakieś pomysły, z góry dziękuje za każdego posta.

[galon]

a nie łatwiej byłoby to zrobić na siłownikach hydraulicznych nie wielką masę trzeba wprowadzić w ruch przy odpowiedniej wydajności pompy prędkości można uzyskać ogromne

[DZIKUS]

mechanicznie to mozna takie urzadzenie rozwiazac na wiele sposob i wlasciwie sprowadza sie to do tego ile sie ma forsy (ile wy macie?). ciekawi mnie rowniez ilu was tam wlasciwie jest i jakie macie wyksztalcenie/doswiadczenie/wiedze zeby sie na to porywac. ciekawy jestem rowniez jak chcecie to sterowc i w jaki sposob "ozenicie" to z jakas gra na PC?

moim zdaniem, przy amatorskiej konstrukcji pneumatyka i hydraulika przysporza wiecej problemow niz korzysci (pneumatyka: kompresor + stacja przygotowania powietrza, hydraulika: odpowiednio mocna pompa plus drogie sterowanie - od razu przypomniala mi sie katorga na laboratorium z pneumatyki na studiach). jesli koniecznie chcecie zostac przy srubie kulowej (choc moim zdaniem da sie ja wyelminiowac poprzez zmaien ideii konstrukcji) to rury wcale nie musza byc hartowane, jesli beda pracowac w panewkach slizgowych pokrytych poliformaldehydem lub teflonem.

P.S. podkreslam, ze nie pytam zlosliwie, w koncu pierwszy silnik odrzutowy chyba zostal zbudowany przez jakiegos rumuna w stodole temat jest interesujacy i moze wskaze osoby mogace wam pomoc, jesli one nie uznaja tego za slomiany zapal

[lkuchars]

mechanicznie to mozna takie urzadzenie rozwiazac na wiele sposob i wlasciwie sprowadza sie to do tego ile sie ma forsy (ile wy macie?). ciekawi mnie rowniez ilu was tam wlasciwie jest i jakie macie wyksztalcenie/doswiadczenie/wiedze zeby sie na to porywac. ciekawy jestem rowniez jak chcecie to sterowc i w jaki sposob "ozenicie" to z jakas gra na PC?

moim zdaniem, przy amatorskiej konstrukcji pneumatyka i hydraulika przysporza wiecej problemow niz korzysci (pneumatyka: kompresor + stacja przygotowania powietrza, hydraulika: odpowiednio mocna pompa plus drogie sterowanie - od razu przypomniala mi sie katorga na laboratorium z pneumatyki na studiach). jesli koniecznie chcecie zostac przy srubie kulowej (choc moim zdaniem da sie ja wyelminiowac poprzez zmaien ideii konstrukcji) to rury wcale nie musza byc hartowane, jesli beda pracowac w panewkach slizgowych pokrytych poliformaldehydem lub teflonem.

P.S. podkreslam, ze nie pytam zlosliwie, w koncu pierwszy silnik odrzutowy chyba zostal zbudowany przez jakiegos rumuna w stodole temat jest interesujacy i moze wskaze osoby mogace wam pomoc, jesli one nie uznaja tego za slomiany zapal

Cześć,

Dzięki za odpowiedź

Od razu mogę szczerze odpowiedzieć na kilka pytań.

Jeśli chodzi o sterowanie, elektronikę, software, sterowanie serwomechanizmami to jeden z kolegów zna się na tym bardzo dobrze, ma wykształcenie formalne w tym kierunku, znając jego doświadczenie, nie przewidujemy na tej płaszczyźnie większych problemów.

Portfel - jesteśmy przygotowani na wydatki nie ma się co łudzić, trzeba będzie w to wpakować kilkadziesiąt tysięcy.

Najbardziej martwi nas brak doświadczenia w konstrukcji układów mechanicznych, tutaj największym problemem będą te siłowniki - dlatego też proszę o wasze wsparcie. W tym zakresie nie mamy wykształcenia a jedynie jak już wspominałem dość małe doświadczenie i to nie w konstruowaniu tak precyzyjnych urządzeń.

Jeśli chodzi o zaplecze technologiczne to mamy do dyspozycji całą narzędziownie z frezarkami, tokarkami, magnesówkami i mamy nadzieję że wkrótce także z wypalarką oraz kilku narzędziowców z kilkunastoletnim doświadczeniem w remontach maszyn CNC i wytwarzaniu narzędzi (głownie wykrojników)


Jeśli chodzi o to co powiedziałeś w sprawie układu hydraulicznego to miałem podobne przemyślenia, dla nas sterowanie siłownikiem przy pomocy serwonapędu jest najprostrzym rozwiązaniem.

Co miałeś na myśli mówiąc, że przy zmianie koncepcji można w ogóle uniknąć śruby kulowej? W tym linku:



autorzy oryginalnego rozwiązania pokazują wczesny prototyp w akcji. W drugiej połowie widać dokładnie jak spisuje się tam śruba, nie wiem jak inaczej można to ugryźć.

Zapał nie jest słomiany, będziemy wdzięczni za każdą nawet małą pomoc. Na co dzień pracujemy jako programiści - nuda, nuda, nuda Projekt traktujemy jako hobby, jesteśmy realistami pewnie potrwa latami, zdajemy sobie sprawę, że będziemy musieli się sporo pouczyć, zaczęliśmy od pytań do was, uważam że to dobre miejsce. Każdego kto pomoże na pewno zaprosimy na testowanie prototypu


Jeszcze jedno, byłbym bardzo wdzięczny, gdyby ktoś polecił mi literaturę, która traktuje o problemach (mechanicznych a nie elektroniczno/elektrycznych) lub nawet metodologii wytwarzania tego typu podzespołów.

[ARGUS]

A mi sie wydaje że najprostszym i skutecznym rozwiązaniem byłaby pneumatyka
1 sprężarka
2 zestaw butli
3 filtry
4 elektrozawory
5 siłowniki dwukierunkowe
trochę przewodów

Mechanicznie dużo prostsze rozwiązanie

[kubuuss]

Na jednym filmiku napęd był zrobiony na siłownikach hydraulicznych. Był to filmik gdzie na jedną stronę przychodziły po dwa czerwone siłowniki.
Generalnie zrobienie na siłownikach hydraulicznych czy pneumatycznych jest bardzo proste ale trzeba wziąść pod uwagę też siłowniki elektryczne. Siłownik elektryczny ma w sobie już wszystko czyli silnik, przekładnie i siłownik, wystarczy go tylko zamocować i podłączyć sterowanie.
Drugim rozwizaniem mogłaby byc hydraulika. Koszt ok. 7 tys. zł na trzy siłowniki sterowane rozdzielaczami proporcjonalnymi.
Trzecie rozwiązanie to na śrubach kulowych.
Czwarte rozwązanie na siłownikach pneumatycznych raczej nie do przyjecia z kilku powodów.
- pneumatyka jest hałaśliwa
- w pneumatyce nie ma zaworów proporcionalnych a przy zastosowaniu zwykłych elektrozaworów ten układ nie bedzie wyczuwał małych czy wiekszych nierówności drogi i nie bedzie miał różnej dynamiki w zalezności od szybkości jazdy na symulatorze.

[lkuchars]

A mi sie wydaje że najprostszym i skutecznym rozwiązaniem byłaby pneumatyka
1 sprężarka
2 zestaw butli
3 filtry
4 elektrozawory
5 siłowniki dwukierunkowe
trochę przewodów

Mechanicznie dużo prostsze rozwiązanie

Takie rozwiązanie ma pewne wady. Symulator dla którego robimy to urządzenie jest na tyle zaawansowany, że potrafi oddać fakturę jezdni, po której porusza się samochód. Na śrubie będziemy w stanie oddać tak delikatne zmiany położenia natomiast wydaje mi się że czas jaki upływa w siłowniku pneumatycznym przy zmianach wysunięcie/wsunięcie jest zbyt długi do tych zastosowań, dochodzi jeszcze mała bezwładność siłownika pneumatycznego gdy np przechodzisz ze stanu w którym siłownik się cofa do stanu w którym pracuje do góry. Też na początku myślałem nad zastosowaniem pneumatyki bo rzeczywiście rozwiązanie wydaje się prostsze ale do naszego zastosowania raczej odpada.

Ale odbiegamy od tematu, nie mieliśmy dyskutować o pneumatyce.

[DZIKUS]

A mi sie wydaje że najprostszym i skutecznym rozwiązaniem byłaby pneumatyka
1 sprężarka
2 zestaw butli
3 filtry
4 elektrozawory
5 siłowniki dwukierunkowe
trochę przewodów

Mechanicznie dużo prostsze rozwiązanie

zapomniales o stacji przygotowania powietrza, chyba, ze chcesz z tego wylewac wode dwa razy w tygodniu. nie wiem co prostszego jest w rozwiazaniu, ktory procz samego sterowania elektrycznego wymaga calej "infrastruktury" pneumatycznej. poza tym jakos nie wyobrazam sobie, aby silownik pneumatyczny byl w stanie oddac male nierownosci z odpowiednio duza czestotliwosci - chyba, ze pracowalby na bardzo duzym cisnieniu, tak by masa porusznaego elementu byla dla niego wzglednie niewielka.

[diodas1]

Wynika z powyższego że nie chcesz siłowników pneumatycznych czy hydraulicznych tylko mechanikę opartą na śrubie. Może być i tak oczywiście, tylko nie bardzo rozumiem co masz przeciw rurze? Takie rozwiązanie wydaje się najrozsądniejsze. Rura będzie stanowiła osłonę dla śruby na którą nic się przy okazji nie nawinie. Pewnie uważasz że te rolki prowadzące są trudne do zrealizowania? Nie musisz przecież używać żadnych rolek tylko zastosować łożyska liniowe http://www.akcesoria.cnc.info.pl/liniowe_lozyska_uu.htm. Takie dwa łożyska wprasowane jedno za drugim od góry do grubszej rury, wewnątrz łożysk luźno będzie przesuwać się cieńsza rura zakończona nakrętką w której z kolei będzie obracała się śruba pociągowa i masz gotowy siłownik. Nie jestem pewien czy koniecznie trzeba w takim wypadku używać śrub kulowych. Może wystarczą śruby trapezowe które są sporo tańsze i mają mniejszy na ogół skok co spowoduje być może dodatkowe ułatwienie w przenoszeniu napędu. Taki mechanizm musi unieść sporo- fotel z całym oprzyrządowaniem i "zawodnika" o niezbadanej wadze, musi też być bezpieczny dla tego zawodnika, więc rury rzeczywiście nie mogą być sklejone z papieru. Jeżeli ten właśnie element "siłownika" uważacie za trudny do przeskoczenia a dysponujecie odpowiednimi funduszami to możecie skorzystać z gotowców. Myślę że taką szlifowaną, o odpowiednich gabarytach i utwardzoną jak należy rurę ( tę cieńszą szczególnie, poruszającą się wewnątrz łożysk liniowych) zdobędziecie w firmie zajmującej się siłownikami hydraulicznymi lub pneumatycznymi teleskopowymi. Pozostaje jeszcze kwestia panowania nad szybkością przesuwu i aktualną pozycją każdego z siłowników ale z tym jak rozumiem z poprzednich wypowiedzi nie będziecie mieli żadnych zagwozdek. Trzeba tylko zbudować odpowiedni system zabezpieczeń zapobiegających przed przekroczeniem krańcowych położeń nakrętki na śrubie w pzypadku awarii jakiegoś sterownika serwomotorów. To mogłoby "zaboleć" Pod tym względem nad układami hydraulicznymi lub pneumatycznymi łatwiej chyba zapanować. Wystarczyłyby zawory bezpieczeństwa.

[galon]

ja osobiście upieram się przy hydraulice w przeciwieństwie do powietrza olej się nie spręża a dynamika zależy tylko od sterowania i jak ktoś wcześniej napisał o wiele bezpieczniejsze dla użytkownika -pompa wcale nie musi być duża 60 l/min w zupełności wystarczy można zamontować po kilka zaworów proporcjonalnych na jedną drogę i poczujesz jak zapałkę przejedziesz a w razie potrzebyuzyskasz ogromną dynamikę tak że operatora bez pasów z fotela wysadzisz