Obliczenia bezwładności - obrót palnika plazmowego

Frigo · Post napisał: **Frigo** » 21 maja 2009, 20:31

Specjaliści,
Temat jest prosty. Mam projekt wypalarki plazmowej pracującej w 5 osiach - 3 z nich standardowo w ukł. kartezjańskim i 2 skrętne do obrotu głowicy.
Pod dobraniu palnika firmy HT o oznaczeniu HyDef 130 mogącego ciąć pod kątem 45°, zaprojektowaniu zacisków, ustaleniu tego na wale oraz wstępnym projekcie korpusu dochodzę do dobrania pierwszego serwa do obrotu głowicy.
Obliczam moment bezwładności zredukowany na oś wału i wychodzi mi 243 kg * cm².
Silnik który spełni mi warunek bezwładnościowy tzn. Θzred.<3Θzn. waży ok. 30 kg!
30 kg. żeby obrócić głowicą która waży 2,11 kg.
Obliczenia są 100% prawidłowe posiłkowałem się Inventorem i sprawdzałem po kilka razy.
Acha moment bezwładności samego palnika w osi prostopadłej do niego wynosi ok.
190 kg * cm² tak dla ustalenia.
Powiedzcie mi gdzie zrobiłem błąd.
Proszę

margor · Post napisał: **margor** » 22 maja 2009, 02:07

Nie do końca kumam, skąd jest i z czego wynika ten warunek z "teta". Ja tam za specjalistę to się raczej nie uważam, lecz wydaje mi się, że muszą być gdzieś przyjęte warunki brzegowe. Czyli gdzieś jest założona prędkość cięcia, wzdłuż trajektorii 3D (jak mniemam), i aby ją utrzymać to palnik musi być obracany wokół wspomnianych osi A i B. Stąd można wyznaczyć jakim przyspieszeniom podlega palnik, a stąd wynikają momenty obciążenia (zredukowane do wału silnika osi A oraz osi B). Krocząc tą drogą dowiemy się jakie powinny być silniki, niestety jest to trochę błędne koło, bo dostępny asortyment napędów oferuje skończony zakres mocy i momentów. Ponadto dobieranie coraz to mocniejszego silnika, też nie przeniesie właściwego efektu bo większy silnik = większa bezwładność itd, itd. Zalecam dobranie silnika "na oko" i następnie weryfikację wyników, po kilu takich przymiarkach zwykle efekt jest zadowalający.

Miłego liczenia (jak dobrze, że nie jestem studentem).

lotnick · Post napisał: **lotnick** » 22 maja 2009, 09:19

A jakie przyspieszenie kątowe tego silnika potrzebujesz??

[ Dodano: 2009-05-22, 09:31 ]
Ile waży ten detal, bo swoją drogą jakieś duże wartości momentu bezwładności.
Aha już widzę...no mi się wydaje że moment bezwładności to będzie 10razy mniejszy. Zobacz czy nie zrobiłeś błędu w przeliczeniach jednostek i pamiętaj że potrzebna moc silnika zależy od potrzebnego przyspieszenia kątowego.

Leoo · Post napisał: **Leoo** » 22 maja 2009, 13:05

lotnick pisze:pamiętaj że potrzebna moc silnika zależy od potrzebnego przyspieszenia kątowego

Czy przypadkiem niema znaczenia odległość między środkiem ciężkości a osią obrotu głowicy?

lotnick · Post napisał: **lotnick** » 22 maja 2009, 15:24

Oczywiście, że ma.
Optymalnie byłoby umieścić oś obrotu w środku masy...wiadomo. Widocznie się tak nie da.
Ale bardzo istotnym parametrem jest przyspieszenie kątowe. Im większe i im większy moment bezwładności trzeba pokonać( nie tylko ciała ale i wirnika,wału, przekładni) tym silnik musi być mocniejszy.
Nie sądzę,żeby były potrzebne duże przyspieszenia tutaj.
Biorąc pod uwagę to, że prędkości też będą małe to nie wiem jak takie serwo miałoby ważyć 30kg.
Kolega chyba i tak wymiękł , bo coś się nie odzywa.

Frigo · Post napisał: **Frigo** » 24 maja 2009, 06:25

Przepraszam za zwłokę w odpowiedziach.
Lotnick obliczenia są dobrze wykonane, wychodzą takie jednostki z tego względu że oś palnika znajduje się w płaszczyźnie prostopadłej do wału silnika. Po przeanalizowaniu doszedłem do wniosku, że zmienię budowę plotera tak aby osie skrętne znajdowały się w osi palnika.
Dodam jeszcze że wykonując obliczenia bezwładnościowe redukowałem wszystko na wał silnika.
Wracając do tematu to silnik obracający mi bezpośrednio palnikiem musi posiadać przekładnie o bardzo małym luzie z dużym przełożeniem przez co najprawdopodobniej skorzystam z przekładni ślimakowo - walcowej, która da mi przeniesienie napędu o kąt 90°. następnie mały łożyskowany wałeczek i zacisk na palnik. Wadą takiego rozwiązania jest masa całego napędu która rośnie drastycznie wraz z zastosowaną przekładnią co powoduje dobranie większego silnika, który ma obracać palnikiem wraz z przekładnią stoż.-walc.
W tym wypadku wał większego silnika musi być łożyskowany za pomocą pary łożysk dwurzędowych (baryłkowych albo walcowych) oraz jednego łożyska wzdłużnego. Dalej do podnoszenia całego tego zespołu (jak mniemam tu już będę miał jakiego 80 kg.) zastosuje gotową przekładnie śruba nakrętka wraz z prowadnicą (pewnie festo). Pozostałe 2 przesuwy zrobię w podobny sposób.
Co o tym myślicie.
Ps. Warunek bezwładnościowy znajdziecie w książce Kosmola - "projektowanie napędów obrabiarek" w dziale doboru napędu do przekładni śruba nakrętka.

lotnick · Post napisał: **lotnick** » 24 maja 2009, 09:28

Kosmol nigdy nie umiał mi niczego wyjaśnić...

Ani na wykładzie ani w książce. ...ehh te czasy....

Jakbyś rzucił jakiś rysunek to byłoby jaśniej. Nie wiem czemu chcesz ruszać palnikiem z przekładnią. Coś mi tu ciągle nie gra. Gdzieś chyba jednak jest błąd, albo podejść do tego z innej strony. Silnikami o masie kilkunastu kilogramów to się napędza ciężki most plotera z ogromnym przyspieszeniem.

Leoo · Post napisał: **Leoo** » 24 maja 2009, 21:22

Frigo pisze:Wracając do tematu to silnik obracający mi bezpośrednio palnikiem musi posiadać przekładnie o bardzo małym luzie z dużym przełożeniem przez co najprawdopodobniej skorzystam z przekładni ślimakowo - walcowej,

Dziś można już kupić przekładnie falowe, lekkie, zwarte, bezluzowe i niemal bezobsługowe.

lotnick · Post napisał: **lotnick** » 24 maja 2009, 22:34

Nie no .... Obliczenia są złe. Napisz jak ustaliłeś że silnik waży 30kg.
Znam taki magiczny

wzór M=J*Epsilon i liczyłbym wg tego.
Jakie ma być to przyspieszenie kątowe??, bo nie wytrzymam....

Frigo · Post napisał: **Frigo** » 25 maja 2009, 08:27

Założyłem, że silnik palnik będzie obracał się z przyśpieszenie 10°/s² co w radianach wychodzi ε=0,17 rad/s² moment bezwładności palnika w płaszczyźnie prostopadłej do osi silnika wynosi ok 19141 kg•mm² po przeliczeniu do cm² 191 kg•cm².
Przeliczając to na moment
M=32 (kg•cm²)/s² .
Nie pasują mi jednostki, powiedz proszę co dalej z tym zrobić. Mam jeszcze pytanie odnośnie schematu z jakiego korzystasz czy mógłbyś mi go przesłać na prv.?

Obliczenia bezwładności - obrót palnika plazmowego