Celková hmotnost: 200kg
Hmotnost portálu: 30kg
Hmotnost osy Z: 5kg
Pracovní prostor: 750x450x80mm
Krokové motory: osa Y - 2x 1,26Nm; osa X - 1,26Nm; osa Z - 0,44Nm
Vedení (podepřené tyče): osa Y - 2x Ø20x1000; osa X - 2x Ø16x660; osa Z - 2x Ø20x242
Trapézové šrouby: osa Y - 2x Tr16x4-1047; osa X - Tr16x4-702; osa Z - Tr12x3-218
Vřeteno: Kress FME 1050W (10 000 - 30 000 ot/min)
Následovat bude svaření, vyžíhání a obrobení bočnic, poté smontování celého portálu, tím bude specifikována přesná rozteč Y vedení a od těchto vodících tyčí se na horizontce do boků základny vyvrtají kolíkové otvory pro konzole na uložení šroubů.
Simulace deformací:
TR 16x4 v délce 1000mm z oceli CK15 (ČSN 12 020), při maximálním kroutícím momentu 1,26Nm od krokového motoru.
Při účinnosti nemazané plastové TR matice 40% (součinitel smykového tření cca 0,12) vychází osová síla na šroubu 791N. Kritická síla ve vzpěru je na této délce 7117N z čehož vyplívá splnění koeficientu bezpečnosti 9.
Napětí v tahu na nejmenším průměru šroubu (pod maticí M8x1) vychází 28MPa < dovolené střídavé napětí v tahu 80MPa. Napětí v krutu zde vychází 29,7MPa < dovolené střídavé napětí v krutu 50MPa.
Z těchto dvou napětí vychází složené redukované napětí 58,6MPa < dovolené střídavé napětí v tahu 80MPa.
Tlak na čele šroubu 34,4MPa < dovolené střídavé napětí v tlaku 80MPa.
Tlak v závitech TR matice vychází 1,3MPa < dovolený tlak je 5MPa. Při dovolené obvodové rychlosti 80m/min jsou maximální otáčky 1591/min z čehož vychází posuv 6,3m/min a přejezd celého stolu za 7,6s.
Za předpokladu, že by krokový motor měl stejný kroutící moment v celém rozsahu otáček a zanedbatelného valivého tření ve vedení, by z nuly na 6,3m/min zrychlil za 2ms při hmotnosti portálu 30kg. (15kg na jeden motor).
Graf závislosti točivého momentu na otáčkách motoru:
První možnost (standardně používaná na obráběcích strojích) - dvě matice sevřené v jednom svěrném pouzdru, přičemž jedna umožňuje pootočení klíčem vůči druhé matici. Tím se dá nastavit pevná pracovní vůle. Vždy jedna z matic je v záběru podle směru působení osové síly na šroubu, tím nedochází ke zdvojnásobení počtu třecích ploch a snížení účinnosti na polovinu jako je tomu u druhého řešení. Nevýhodou je pevná vůle v kombinaci s nestejnoměrně opotřebovaným šroubem. (někde vaklá jinde drhne).
Druhá možnost - jedna matice sevřená ve svěrném pouzdru a druhá matice "volně" na šroubu mezi nimi stlačená pružina. Osová síla od motoru nesmí překonat sílu pružiny. Velikost třecí síly nezávisí na velikosti plochy, ale pouze na normálové síle a koeficientu tření použitých materiálů * počet třecích ploch. V klidové poloze na obě matice působí stejně velká osová (normálová) síla od pružiny - dvě třecí plochy znamenají 2x větší tření než s jednou zatíženou maticí. Při práci se osová síla od motoru k jedné z matic přičte a od druhé odečte, tudíž celková třecí síla zůstává stále stejná nehledě na osovou sílu od motoru. To jsou 2 velké nevýhody tohoto řešení, ovšem slastná výhoda jest nulová vůle na celé délce šroubu.
Motor by při tomto řešení byl schopen vyvinout sílu 395N. Z čehož vyplívá pružina o síle 400N, která by bohužel vyrobila konstantní třecí moment 0,7Nm. Takový moment by při max. otáčkách motor stěží překonal - (čím větší otáčky, tím menší moment). Ještě je tu možnost dát tam slabší pružinu, kterou by motor sice byl schopen osově překonat, ale při provozu se pohybovat na menších silách - pomalejší zrychlení.
Zajímalo by mě jestli má někdo s takovým řešením vymezení vůle v podobném měřítku zkušenosti a jestli se to skutečně pro sousledné frézování překližky vyplatí?
Sériově vyráběné komponenty:
nezlob se na mě, ale to je utopie..
