Действующий габаритно-массовый макет исполнительного механизма с пультом управления

Здравствуйте.

В этой статье (в рамках конкурса Picaso) представлена работа по изготовлению действующего габаритно-массового макета исполнительного механизма и пульта управления.

Предисловие: я работаю в институте и уже несколько лет в качестве хобби занимаюсь продвижением и внедрением 3D-печатных форм в научные работы как свои, так и коллег. На работе в моем распоряжении имеется двух-экструдерный принтер (Felix printers 3.0), который технически несовершенен и печать форм с поддержками на нём является крайне затруднительной задачей. В результате чего, часть работ я выполняю дома на личном принтере (Picaso Designer Pro 250).

Данный проект реализовывается в рамках работы по разработке системы контроля и управления технологическим процессом в сфере ядерной энергетики.

Техническое задание по изготовлению макета привода включало в себя следующие требования:

- габаритные размеры макета - 1:1;

- масса макета ±10 % от заданной;

- макет должен быть действующим;

- макет должен иметь пульт управления с индикацией перемещения.

Коллеги разработали модель и посчитали массу привода. Макет за мной.

Основные принятые решения по изготовлению макета:

- материал для печати – PLA/PVA;

- подшипники и винты – металлические;

- двигатель – применяемый в приводе;

толщина слоя корпусных элементов - 0,2 мм;

- толщина слоя валов, шестерней, стопорных колец и шпонок от 0,05 до 0,1 мм.А пока дома печатается макет привода, пора задуматься о пульте и логике управления.

Идея пришла быстро. Он будет выполнен в виде пульта управления и стойки электротехнического оборудования фирмы Rittal в масштабе 20:1. Материал – ABS, так как он хорошо гравируется лазером. Работу дисплея будут имитировать светодиодные излучатели с указанием перемещения и срабатывания концевых выключателей.

Схемотехнику продумывал на работе параллельно с разработкой и изготовлением пульта. Схема индикации и управления собрана на основе: 2-х конечных выключателях из состава привода, 2-х кнопок, 3-х светодиодах, 6-ти резисторах, клеммника и мозга системы – 8-контактного советского реле РЭС 22, найденного по случаю в подвале. Электропитание подается на пульт, который на основе положения привода и срабатывания кнопок формирует управляющие воздействия на привод.Все электрические элементы в стойке размещены на выдвижных полках. Двери стойки электротехнического управления открываются и имеют замки, для их фиксации в закрытом состоянии. Петли выполнены из Flex.

Так как пульт печатался, собирался и настраивался на работе, фотографий процесса, увы, нет. Но он всего лишь дополнение, так что переходим к приводу.

Все комплектующие элементы привода приведены на фотографии.Это 8 элементов корпуса, 11 шестеренок, 4 вала, 13 стопорных колец, 6 шпонок, 10 подшипников, 21 винт.

Конструкция получилась с двумя червячными парами, причем одна из них входит в зацепление 9 витками резьбы на каждой детали. В результате люфт в ней не более 0,1 мм, а по ощущениям так вообще 0 мм. Но, таки скользит!Механическая обработка распечатанных элементов применялась только для снятия фасок, углубления канавок под маленькие стопорные кольца и очень редко для подгона диаметра валов под шестеренки. В остальном все сошлось на ура. Некоторые элементы обработаны дихлорэтаном, для достижения более приятного вида.

Переходим к сборке привода.

Первый редукторВторой редукторКрепим шестерню на двигательВсе вместе собираем и вуаля. )Действующий габаритно массовый макет готов.