Obliczenia momentu na wózkach liniowych

Witam, to mój pierwszy post na tym forum dlatego chciałem się przywitać. Przejdę od razu do sedna, buduje swoją pierwszą frezarkę, protoplastą była chińska CNC3018 ale z niej został tylko stół (będzie płyta aluminiowa15mm), plastykowe wsporniki oraz dwa profile, reszta jest nowa. Pierwsza wersja jest na wałkach podpartych ale postanowiłem ją przerobić na prowadnice liniowe. Z drukarki pozostały mi MGN12H mam 4 wózki chciałem je dać na oś X, na oś Z 4xMGN09H. Wziąłem się za obliczenia ale nie mam dużego doświadczenia w tym temacie dlatego chciałem "skonsultować" z użytkownikami czy na pewno dobrze to policzyłem. Załączyłem obrazki z odległościami i tak od osi wrzeciona do wózków MGN12H jest 83mm oraz 170mm od osi między prowadnicami a końcem wrzeciona (dołożyłem 3cm na długość narzędzia). Patrząc od przodu odległość osi wrzeciona do środka wózka jest 27mm.

W internecie znalazłem kalkulator (http://mpwr.iscar.com) siły obróbki i dla aluminium PA9, zagłębieniu 2mm, średnicy narzędzie 6mm oraz posuw na ostrze 0,03mm/min wyszło mi siła zginająca wrzeciono 150N, założyłem 350N siła osiowa 70N, założyłem 150N. Potraktowałem to jako punkt wyjścia do obliczeń i siła działająca na wózki obliczyłem jako 60N, podzieliłem to na 4 wózki, nawet dodając siłę od masy wrzeciona (chociaż ta działa w kierunku przeciwnym) wyszło mi 120N na czterech wózkach co daje 30N na wózek. Z noty katalogowej odczytałem, że wózki te powinny wytrzymać 36Nm. Szczerze powiem, że jak patrzę na te wózki to ciężko mi uwierzyć, że mogą taki moment przenieść.
Chciałem jeszcze zapytać czy dwa wózki HGH15CA nie wystarczyłyby? Są do kupienia na allegro HIWIN'y. Ten model może przenieść 170N. Dałbym cztery wózki ale musiałbym rozszerzyć ramę (czyli znowu przerobić pół frezarki) dwa schowałyby mi się pod płytą i nie wystawały poza obrys. Pytanie, czy ktoś z forumowiczów stosował MGN12H do frezarki? Ewentualnie czy z własnego doświadczenia ktoś może mi pomóc w rozwiązaniu dylematu, cztery wózki MGN12H, dwa HGH15CA czy 4xHGH15CA?? Mój cel to frezowanie PA9 z zagłębieniem 0,5-1mm posuw 1200mm/min.

Ciekawy projekt, warty uwagi. Będę kibicował.

papagiorgio pisze: ↑

18 kwie 2021, 19:18

Wziąłem się za obliczenia ale nie mam dużego doświadczenia w tym temacie dlatego chciałem "skonsultować" z użytkownikami czy na pewno dobrze to policzyłem.

Nie mając także dużego doświadczenia w temacie obliczeń zweryfikowałbym je z tym co zalecają producenci np. Rexroth w

Są tam podane schematy i wzory do obliczeń i doboru prowadnic więc możesz porównać jak się mają twoje obliczenia do wskazówek producenta.
Druga sprawa to założenia odnośnie sił i momentów. Prezentujesz podejście bazujące na właściwościach materiału i parametrach obróbki. Z pewnością jest to poprawne, a co jeśli będziesz miał inny materiał i inne parametry?
Można zastosować inny sposób obliczeń, wychodzący od tego czym dysponujesz tzn. prowadnic i wózków. Dla przyjętych założeń geometrycznych konstrukcji można określić dopuszczalne siły skrawania i na tej podstawie określić co i jak będzie można obrabiać.

Zauważ, że jak zastosujesz 4 wózki, to praktycznie pozbywasz się momentów skręcających. Moim zdaniem inna konstrukcja niż 4 sztuki nie ma sensu, tym bardziej tak malutkich wózków.

Tyle lat forum stoi, a problemy dalej te same

Mam taką teorię, że ilość przeprowadzonych obliczeń i teorii jest odwrotnie proporcjonalna do szansy powodzenia projektu.

G3d pisze: ↑

19 kwie 2021, 07:20

Mam taką teorię, że ilość przeprowadzonych obliczeń i teorii jest odwrotnie proporcjonalna do szansy powodzenia projektu.

Związek radziecki stosował tę zasadę, współczynniki bezpieczeństwa x5, gniotsa nie łamiotsia (czy jak to tam się pisze). Też mogę dać 4 wózki HGH35HA, będą pracować na 1% możliwości i przeżyją całą frezarkę albo nawet mnie. Tylko chyba nie o to chodzi, po to są wzory, żeby chociaż oszacować jakiej wielkości podzespoły zamontować, z jakimś zapasem bezpieczeństwa. Z zawodu jestem automatykiem, dlatego pytam na forum, być może ktoś ma większe doświadczenie w wytrzymałości. Oczywiście mogę zrobić doświadczenie i organoleptycznie zamontować małe wózki ale wpierw wolę zapytać kogoś bardziej doświadczonego i może od razu mi odradzi, nie będę marnować czasu i materiału.

Dosyć łatwo oszacować udźwig wózków w osi Y, zakładając równomierne rozłożenie ciężaru, możesz pomnożyć ich ilość
Ale już momenty zginające zależą od odległości, w jakich zamontowane będą wózki (na sztywno). I tu wartości idą momentalnie w kosmos.

Porównaj sobie wartości dla zwykłego i szerokiego (MGN12H, MGW12H). Różną się tylko oddaleniem kulek, a moment w tym kierunku rośnie dwukrotnie. Podobna różnica jest między wózkami krótkimi i długimi.

W praktyce polecam zrobić to na MGN15H, czyli największym z miniaturowych.

papagiorgio pisze: ↑

19 kwie 2021, 10:28

Z zawodu jestem automatykiem, dlatego pytam na forum, być może ktoś ma większe doświadczenie w wytrzymałości. Oczywiście mogę zrobić doświadczenie i organoleptycznie zamontować małe wózki ale wpierw wolę zapytać kogoś bardziej doświadczonego i może od razu mi odradzi, nie będę marnować czasu i materiału.

Poczytaj parę wątków o budowie i szybko zobaczysz, że:

1. Nikt [statystycznie] nie używa wózków miniaturowych
2. 90% maszyn amatorskich jest na czymś pokroju HG* 16

Inna sprawa, że nikt [znowu statystycznie ] nie używa plastelinowego CNC3018 jako bazy,
więc kto wie - może nie ma co marnować kasy.

Policzysz te wszystkie momenty, a potem ugniesz palcem ramę o milimetr.

Z 3018 prawie nic nie zostało. Jak pisałem stół, który idzie do wymiany (założony tymczasowo) dwa profile 20x20 ale wzmocnione blachą 5mm i dwa plastikowe wsporniki ale one raczej dla ozdoby bo z boku mam blachy 6mm które to usztywniają. Szczerze co raz bardziej skłaniam się żeby zastosować wózki HGH15 Hiwin w ilości 4szt. Są na tyle wysokie, że zmieszczę śruby kulowe zamiast trapezowej. A co do osi Z to się zastanowie jeszcze