Wydluzalnosc cieplna wrzeciona?

oprawcafotografii · Post napisał: **oprawcafotografii** » 20 paź 2013, 11:13

Tak sobie siedze i mysle o pierdolach

Pytanie do praktykow - czy ktos moze sprawdzil o ile moze sie wydluzyc typowe
wrzeciono kilka kW od zimnego do rozgrzanego? Znaczysie o ile obnizy sie frez
gdy wrzeciono sie nagrzeje?

To beda setne mm, czy raczej dziesiate?

q

AndrzejJS · Post napisał: **AndrzejJS** » 20 paź 2013, 12:34

Witam, to wcale nie są pierdoły

Wirnik w tych większych wrzecionach jest stosunkowo długi ale jego dolne łożysko
(czasem podwójne) znajduje się blisko tulejki zaciskowej.
Wirnik wydłuża się od tego łożyska w górę i w dół.
W praktyce, jeśli wrzeciono zostało rozgrzane przed pracą to to wydłużenie w dół
nie przekroczy kilku setek. Kiedyś, w ciągu kilku lat używałem wrzeciona HSD, 8kW
i ono miało obudowę z aluminium. Mocowanie wrzeciona do maszyny znajdowało
się kilkanaście cm nad dolnym łożyskiem i te kilkanaście cm aluminium wydłuża
się nieco więcej niż dolna część wirnika. Te wydłużenia się sumują.
To moje stare wrzeciono wisiało na maszynie AXYZ i te wydłużenia z powodu fatalnej
konstrukcji maszyny były i tak nieuchwytne. Teraz mam wrzeciono prawie takie samo,
też HSD ale o mocy 9 kW i z ,,długim nosem". Obudowa też jest z aluminium a maszyna
bardzo sztywna i dokładna.
Po rozgrzaniu wrzeciona przez dziesięć do piętnastu minut nie ma specjalnych problemów
z wydłużeniem wrzeciona bo są to pojedyncze setki. Dopiero po godzinie intensywnej pracy
wydłużenie dochodzi do 0,15 mm. Przeważnie to nie ma znaczenia ale kiedy frezuję
obiekty 3D kilkoma różnymi narzędziami to zaczyna być problemem i wtedy używam
automatycznego pomiaru narzędzia podczas każdej zmiany.
Pozdrawiam, AndrzejJS

kopciuch · Post napisał: **kopciuch** » 20 paź 2013, 12:54

Przyjmuje się że 1 metr stali rozszerzy się o 0,12 mm po wzroście temperatury o 10 K , trzeba by zmierzyć długość wrzeciona od mocowania łożyska do czubka freza , można będzie policzyć.

zdzicho · Post napisał: **zdzicho** » 20 paź 2013, 13:15

oprawcafotografii pisze:Tak sobie siedze i mysle o pierdolach

Pytanie do praktykow - czy ktos moze sprawdzil o ile moze sie wydluzyc typowe
wrzeciono kilka kW od zimnego do rozgrzanego? Znaczysie o ile obnizy sie frez
gdy wrzeciono sie nagrzeje?

To beda setne mm, czy raczej dziesiate?

q

Matematyki i fizyki nie uczyli?Dane znajdziesz w maszynie i w sieci.

oprawcafotografii · Post napisał: **oprawcafotografii** » 20 paź 2013, 13:28

kopciuch pisze:Przyjmuje się że 1 metr stali rozszerzy się o 0,12 mm po wzroście temperatury o 10 K , trzeba by zmierzyć długość wrzeciona od mocowania łożyska do czubka freza , można będzie policzyć.

To chyba dosc trudne do policzenia - w koncu elementy "od lozyska do konca freza"
nie beda mialy napewno jednakowej temperatury, w dodatku sytuacja bedzie sie
zmieniac dynamicznie w trakcie pracy...

Dlatego pytalem o doswiadczenia praktyczne - wg. wzorow to moze byc nawet
kilka dych przy zmianie temp. o powiedzmy 50stC, ale w praktyce pewnie mniej.
I wlasnie o ta praktyke chodzi...

q

skoczek · Post napisał: **skoczek** » 20 paź 2013, 13:44

oprawcafotografii pisze: w koncu elementy "od lozyska do konca freza"
nie beda mialy napewno jednakowej temperatury, w dodatku sytuacja bedzie sie
zmieniac dynamicznie w trakcie pracy...

Musisz "tylko" rozwiązać równanie dyfuzji cieplnej

.

Rozgrzewaj wrzeciono pół godziny przed każdą pracą i problem stanie się pomijalnie mały, chyba że chcesz robić idealnie lustrzane powierzchnie

AndrzejJS · Post napisał: **AndrzejJS** » 20 paź 2013, 17:39

Witam, jest dokładnie tak jak oprawcafotografii napisał:
,,To chyba dosc trudne do policzenia - w koncu elementy
"od lozyska do konca freza"
nie beda mialy napewno jednakowej temperatury,
w dodatku sytuacja bedzie sie
zmieniac dynamicznie w trakcie pracy...''

Problem jest trochę bardziej złożony niż się wydaje na pozór
Dla uproszczenia mówimy o wydłużaniu się wirnika wrzeciona w miarę jego rozgrzewania
ale tak naprawdę to począwszy od freza, trzeba wziąć pod uwagę sporo innych części
maszyny których rozszerzalność sprawia że odległość freza od materiału zmienia się.
Kilka z nich to: Obudowa wrzeciona (stojan), części znajdujące się między obudową
a nakrętką toczną osi Z, nogi bramy itd.
Wzrost tempratury w najbliższym otoczeniu maszyny ma też duże znaczenie,
o wiele większe niż to się może wydawać.

Podczas wielogodzinnych prób dużej frezarki z ruchomą bramą zauważyłem że w
ciągu pierwszych paru godzin frez zagłębiał się coraz bardziej w materiał,
w końcu błąd osiągnął około 0,15 mm. Następnie ten błąd zaczął maleć i po
następnych paru godzinach prawie zniknął.

Okazało się że wzrost temperatury w pomieszczeniu maszyny (o przeszło 25 stopni)
spowodował wydłużenie nóg bramy (mają około metra wysokości) i to skompensowało
wydłużenie samego wrzeciona i części maszyny nad nim. Pewnie rolę grały tu jeszcze
inne czynniki o których nie wiem.

Te wszystkie zmiany zachodzą stosunkowo powoli i są bardzo nieprzewidywalne
dlatego najprościej jest mierzyć narzędzie przynajmniej co kilkanaście minut.
Wiele maszyn ma taką funkcję a jeśli jej brak to trzeba robić to ręcznie.

Można próbować to wszystko obliczyć ale akurat w tej sytuacji błąd w obliczeniach
spowodowany nieznajomością absolutnie wszystkich czynników będzie większy
niż rzeczywisty błąd maszyny.

Pozdrawiam, AndrzejJS

Wydluzalnosc cieplna wrzeciona?