sterownik nie wyrabia + inny problem

Dolce pisze: ↑

22 kwie 2023, 00:56

Zakładamy dla przykładu: obecna śruba o skoku 30mm + przekładnia I=200 (co daje wymagane 20obr/min na wyjściu) względem śruby o skoku 4mm (1604) + przekładnia I=26 (co daje podobną ilość obrotów na wyjściu).

Zacznijmy od tego że nie daje to podobnej ilości obrotów na wyjściu.
Będą z 7 razy wyższe.

Zgadza się, na wyjściu przekładni z mniejszym przełożeniem otrzymamy wyższe obroty. Dla przekładni I=26 w porównaniu z przekładnią I=200 obroty będą ponad 7,5 raza wyższe. Chodziło mi jednak o to, że jeśli dla przekładni I=26 zastosujemy śrubę kulową o skoku mniejszym 7,5 raza w porównaniu do obecnej śruby kulowej (4mm/obr względem 30mm/obr) to w obu przypadkach prędkość przesuwu liniowego będzie podobna.

Chciałbym wybrać możliwie najlepsze rozwiązanie spośród kilku możliwość, które zaradzi obecnej sytuacji a jednocześnie zapewni możliwie najcichszą pracę urządzenia.
W tej chwili zastanawiam się nad takimi opcjami:
1) Pozostawienie obecnego silnika i sterownika + wymiana samej śruby kulowej na 1604, zyskujemy "I=7,5"
2) Pozostawienie obecnego sterownika i silnika oraz obecnej śruby kulowej o dużym skoku + zastosowanie przekładni I=200
3) Pozostawienie obecnego sterownika i silnika + zastosowanie przekładni I=26+ wymiana śruby kulowej na 1604
4) Wymiana silnika i sterownika na jakiś "zestaw", który da radę uciągnąć miech przy obecnej śrubie kulowej czyli dla którego nie jest problemem praca przy tak niskich obrotach (15obr/min)
5) Ewentualnie jakaś opcja z przekładnią na pasku zębatym (jeśli byłoby ciszej).

Jak już pisałem, głównym priorytetem jest taki, by urządzenie pracowało jak najciszej dlatego rozważam różne opcje, niekoniecznie takie najkorzystniejsze pod względem czysto mechanicznym.
Odgłosy z silnika przenoszą się głównie po śrubie kulowej, która działa jak wzmacniacz. Oczywiście nie chodzi o to, żeby popadać w paranoję z tą głośnością ale jeśli jedno z wymienionych powyżej rozwiązań (lub jeszcze jakieś inne - np przeniesienie napędu silnika na śrubę za pomocą paska zębatego) miałoby szansę zapewnić największe wyciszenie to chętnie godziłbym się na większy pobór mocy urządzenia itp. Oczywiście nie tak jak obecnie, kiedy mosfety padają a silnik pracuje "na zwarciu".

Przykład: załóżmy, że patrząc z punktu widzenia najlepszej pracy urządzenia pod względem mechanicznym, poboru mocy itp najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie obecnego silnika i sterownika + przekładni + śruby kulowej o mniejszym skoku.
Jednak urządzenie będzie pracowało ciszej w konfiguracji: obecny silnik ze sterownikiem + jedynie wymiana śruby kulowej na taką o mniejszym skoku. Oczywiście będzie brało więcej mocy ale godzimy się na to, bo mamy zapewnione lepsze wyciszenie układy.

Oczywiście nikt mi raczej nie odpowie, które rozwiązanie w praktyce przełoży się na największą eliminację odgłosów. Dlatego na tym etapie jest dla mnie ważne, by przynajmniej teoretycznie "uzgodnić" kilka możliwych wersji napędu dla maszyny, które się mogą sprawdzić, nie tylko takiej najlepszej pod względem czysto mechanicznym. Ja już potem się będę martwił, żeby kupić graty i to przetestować. Być może na końcu okaże się, że najlepszy będzie wspomniany przez Ciebie silniczek "modelarski" z przekładnią o dużym przełożeniu bo silnik czy tam sterownik „wyjdzie” z częstotliwości akustycznych.
To są póki co akademickie dywagacje ale cóż, rozpatruję wszystkie warianty. Chyba najsensowniej jest zacząć od wymiany śruby na 1604. Nie kosztuje krocie a daje już jakąś bazę do prób. Zyskujemy „I=7,5” a to się przekłada na mniejszy pobór mocy, lepsze warunki dla pracy dla silnika i sterownika. Nawet jeśli nie będzie to docelowe rozwiązanie to wydaje mi się, że na tym etapie jest najsensowniejsze.

Dolce pisze: ↑

22 kwie 2023, 09:13

Zgadza się, na wyjściu przekładni z mniejszym przełożeniem otrzymamy wyższe obroty. Dla przekładni I=26 w porównaniu z przekładnią I=200 obroty będą ponad 7,5 raza wyższe. Chodziło mi jednak o to, że jeśli dla przekładni I=26 zastosujemy śrubę kulową o skoku mniejszym 7,5 raza w porównaniu do obecnej śruby kulowej (4mm/obr względem 30mm/obr) to w obu przypadkach prędkość przesuwu liniowego będzie podobna.

No to dla śruby o mniejszym skoku uzyskasz zaletę w postaci mniejszego przełożenia na przekładni. Łatwiej taką znaleźć w ogóle, i łatwiej znaleźć taką od razu jednostopniową.
Ale wzrosną też obroty śruby, i już może być ją słychać.
Ciężko powiedzieć czy głośniejsza będzie przekładnia o dużym przełożeniu, czy śruba o większej prędkości obrotowej.

Moim zdaniem w tym przypadku w ogóle nie potrzebujesz śruby kulowej. Wystarczyłby tu jakiś napęd linkowy.
No ale jak już masz przygotowane pod śrubę kulową, to zostaw.
Moim zdaniem najlepiej by było połączyć przekładnię ze śrubą za pomocą paska zębatego. Odcięło by to śrubę od drgań silnika i przekładni. A przy okazji pozwoliło zrealizować jakąś część przełożenia przekładni.
Pasek nie musi być nie wiadomo jaki. Nawet T5 by wystarczył. No ale nawet taniej pewnie będzie dać lepszy typu HTD 3M / 5M.
Inna rzecz jaka by znacznie zmniejszyła drgania to odpowiedni silnik. Głównym źródłem drgań w silniku szczotkowym są szczotki z komutatorem. Więc silnik bezszczotkowy (ogólnie bezszczotkowy, nie mówię konkretnie o BLDC) był by o wiele lepszy. No ale to sporo przeróbek elektronicznych żeby go było łatwo wysterować z Twojego obecnego sterowania.

A co sądzisz o wymianie samej śruby na taką o mniejszym skoku? W stosunku do obecnej śruba 1604 będzie 7,5 raza szybciej się kręciła, by uzyskać ten sam przesuw liniowy. Jednocześnie obniży się wymagany moment obrotowy. Czy to może poprawić na tyle sytuację, ze obejdzie się bez konieczności zastosowania przekładni? Nie jestem pewny czy 7,5x szybsze obroty przełożą się na 7x mniejszy moment ale jeśli tak to być może można by uniknąć stosowania przekładni.
Tak na marginesie to widziałem silnik, zdaje się firmy Dunkenmotoren, z przystawką która była po prostu przekladnią - dwa kółka zębate, pasek i to wszystko.

Na pewno nie da to na tyle wysokich obrotów aby silnik miał dobre warunki pracy bez przekładni.
Ale miało by to szansę zadziałać na takiej śrubie gdyby jeszcze dołożyć przekładnię pasową.
Taka przekładnia mogła by spokojnie dać przełożenie 1:10.
Potrzeba tylko dwa koła pasowe. Nie trzeba by nawet sprzęgła.

Rozumiem.
Temat przekładni dosyć dobrze już nakreśliłeś.
A co sądzisz o nowoczesnych napędach serwo krokowych? Jeśli masz w tym temacie wiedzę to czy mógłbyś napisać czy dla taki napęd byłby w stanie podołać przy obecnej śrubie kulowej?
Przede wszystkim chyba nie napisałem, że silnik będzie pracował w pewnym zakresie obrotów ponieważ do celów strojenia wymagane będzie wytworzenie ciśnienia pompowanego powietrza w zakresie od ok 200-600 Pa. Ażeby wytworzyć takie różnice ciśnienia (które są wymagane np ze względu na to, że różne instrumenty należy stroić pod nieco innym ciśnieniem) trzeba będzie nieco zmieniać prędkość posuwu/obrotową ale to jeszcze nie kłopot ponieważ w sumie nie jest to jakiś duży zakres choć z pewnością wytworzenie 2x większego ciśnienia da większe obciążenia na silnik i sterownik. Załóżmy jednak, że sobie z tym poradzą.
Jest jeszcze jedna kwestia, której wcześniej nie poruszyłem, po prostu tempo rozwijania się tematu było spore i najzwyczajniej o tym nie pomyślałem, skupiając się na sprawie przeciążenia sterownika i silnika na niskich obrotach. Teraz dziwię się, że mi to umknęło, bo zapewne sporo zmienia w podejściu do rodzaju o sposobu napędu. Mianowicie będzie potrzebna dodatkowa funkcja polegająca na tym, by można było szybko "przewinąć" miech z jednego końca na drugi. To już nie będzie się odbywało pod obciążeniem (nie będzie wówczas wymagane wytworzenie ciśnienia) ponieważ w czasie tego "przewijania" otworzy się klapa w miechu. Ot, taka funkcja, którą można przyrównać w pewnym sensie do przewijanie taśmy niegdyś w magnetofonie.
Wydaje mi się, że to chyba zmienia nieco sens stosowania przekładni bo żeby szybkość przewijania miała sens (byłą wydajna), należało będzie zwiększyć obroty 7-10 razy. Podejrzewam, że silniki z przekładnią mają największą wydajność, gdy pracują na nominalnych obrotach a zmniejszanie prędkości spowoduje podobny efekt, jaki mam obecnie czyli spadek mocy. Chyba, że będzie duży zapas.
Tak więc w tym moim urządzenie przedział prędkości obrotowej musi być stosunkowo duży przy czym największe obciążenie przypada na jego dolny zakres. Biorąc to pod uwagę:
1) Co sądzisz o nowoczesnych serwo krokowcach jako zastosowanie w moim urządzeniu w zamian za obecny silnik dc sterowany z UHU?
2) Czy dla silnika z przekładnią jest to problem.

Serwo się sprawdzi, ale raczej ciężko będzie znaleźć tak małe serwo. Więc nie wiadomo jak będzie z hałasem.
Moim zdaniem jak potrzebujesz szybkiego przewijania to dobrze by tu było dać silnik indukcyjny.
Zwolniony do 10 Hz ciągle by dawał radę (szczególnie dla falownika wektorowego). A spokojnie da się go przyspieszyć do 400 Hz (chwilowo i bez obciążenia nawet więcej, ale mało który falownik na to pozwoli). Czyli miałbyś zakres prędkości 1:40 bez zmiany przełożenia przekładni (bez "skrzyni biegów"). Brak szczotek w silniku dałby bardzo cichą pracę.
Dużo kombinujesz szukając bardzo nowoczesnych i drogich rozwiązań.
A zwykłe toporne rozwiązanie mogło by się tutaj sprawdzić najlepiej.

Inne rozwiązanie to przekładnia z zapadkami (sprzęgłami jednokierunkowymi). Żeby przewijanie samo sobie zmieniało przełożenie przekładni.

Hmm. Zapewne to rozwiązanie z przesuwem realizowanym na pasku, o którym pisałeś mogłoby być sensowne. Jednak już mam co mam.

A coś takiego:
https://adroautomatyka.pl/pl/p/Serwo-Si ... rvo-CNC/11
Czy taki serwo krokowiec mógłby pracować bezpośrednio z obecną śrubą kulową, ewentualnie (jeśli to było by lepszym rozwiązaniem) ze śrubą o mniejszym skoku? Jeśli ten nie jest odpowiedni to jakiego ewentualnie szukać?

Popatrz proszę jeszcze na ten silnik z przekładnią, wydaje się sensowny choć tani nie jest biorąc pod uwagę, że to używka więc nie wiadomo na ile wyeksploatowana jest przekładnia i jak będzie pracować. Przy obecnej śrubie kulowej, zapewniłby cały zakres wymaganych obrotów:
https://deltapunkt.pl/silnik-przekladni ... mulec.html
Z tym, że pod obciążeniem (wytwarzanie przez miech ciśnienia) pracowałby w "okolicach" 15 rpm. Czy dałby ciągnąć miech?

I ewentualnie jeszcze taki napęd:
https://deltapunkt.pl/silnik-przekladni ... a-581.html
Nie orientuję się w jaki sposób obniżenie obrotów powyższego silnika w celu uzyskania 15 rpm na przekładni przełoży się na spadek momentu (przy zasilaniu nominalnym ten silnik ma na wyjściu przekładni 152 rpm oraz 6Nm).

OK.
A tak, bez inwestowania w ciemno, to próbowałeś zamiast dedykowanych sprzętów z automatyki za śrubę złapać wkrętarką i zobaczyć, jak to działa?

Może jakaś przekładnia planetarna z uszkodzonej wkrętarki wystarczy?