Редуктор или новый двигатель?

cdmax2002
Идет загрузка
Загрузка
17.09.2019
573
33
Вопросы и ответы
Собираю Zav big. Стол 300х300. По случаю, перепала отличная алюминиевая плита. Ровная и от грелки 220 вольт вообще не выгибает. Но вот не задача, весит 5,4 кг. Соответственно nemo 17 без редуктора и на обычном трапециевидном винте ее не держит. Вниз ещё едет, а вот на верх уже никак. На просторах интернета нашёл печатный редуктор 1:5. Напечатал по быстрому для проверки. Стол не падает, даже при отключённом электричестве. Но т.к. печатал по быстрому и собирал из того, что было под рукой, ездит очень плохо. Но ездит и вверх и вниз с заседаниями. Подозреваю, что если напечатать хорошо, то все заработает. Но хотелось бы в теории разобраться. Предположим, что плита с грелкой (5,5 кг) + стол стандартный от Zav (1,7 кг) + модель которую можно напечатать приблизительно все это будет весить 10 кг. Как посчитать хватит ли двигателя и какой редуктор с передаточным числом сможет это поднять? И поможет ли швп вместо трапеции? Или все надо менять?
Ответы на вопросы

Ответы

17.09.2019 в 00:27
0

Смотря какой двигатель,  точнее сила удержания. Умножаем на передаточное число... и вот вам результат. 

17.09.2019 в 00:37
0

Судя по маркировке, двигатель такой http://s.aliexpress.com/eEFB7baM

Какой из его параметров является силой удержания?

17.09.2019 в 07:43
0

В данном случае берем момент вращения, 4кг на см. Умножаем на 5 . Делим на честность китая и то что расчеты ведутся от 24 вольт. Должно хватить , но точнее не скажу. Все таки не инженер.

17.09.2019 в 09:16
0

4 кг*см - это момент удержания. Момент вращения указан в десять раз меньше.

17.09.2019 в 10:18
0

Ещё лучше, значит не так прочитал. 

17.09.2019 в 11:32
0

Ну, я бы не сказал, что усилие 400 грамм лучше 4 килограмм :)

17.09.2019 в 00:44
0

Используйте ременой редуктор. К примеру на мотор 20зуб шпуля, а на трапецию 60зуб, или 16 и 48. В таком решении очевидный плюс отсутствие люфтов. А по хорошему стол консольный, при таком размере и весе, лучше переделать, на вариант 4 вала 2 трапеции. Посмотрите проект Fribot. Там крайний вариант принтера, имеет размеры стола как у вас, но не консольный и с приводом на ремне и редукторе.

17.09.2019 в 00:53
2

Ну и еще один совсем "незначительный" момент не помешало бы уточнить - а какой шаг винта? Есть ли смысл давить под углом 45 градусов гайкой резьбу на винте, если шаг равен диаметру?

Может есть смысл посмотреть в сторону винта с более мелким шагом. Тогда на двигателю намного меньше усилия надо выдать для перемещения стола.

17.09.2019 в 11:45
0

А если не трапецию, а ШВП использовать, мотору еще проще будет провернуть?

17.09.2019 в 12:25
0

В любом случае чем меньше шаг винта, тем меньше усилие надо на перемещение стола. С другой стороны консоль, особенно тяжелая, может привнести много интересного в процесс печати )))

Лично для себя решил отказаться от консоли, если это возможно.

Про редукторы. Планетарные редукторы мне очень нравятся. Особенно грамотно спроектированные и хорошо сделанные. Но они мне больше нравятся на подаче пластика. 

Ременной редуктор на стол поставить мало не святое дело - проектировать более чем просто, при изготовлении проще не запороть его. А работает хорошо.

Если не тяжело - можете дать ссылку на модель редуктора, который Вы печатали?

17.09.2019 в 12:28
0

Вот такой https://www.thingiverse.com/thing:8460

17.09.2019 в 13:20
0

Интересная штука. Но на экструдер я такой бы не поставил.  Много приколов с диаметрами вылезет. Это я уже проходил. На стол... ну возможно. Но из чего его делать для долгой и надежной работы?

17.09.2019 в 14:22
0

Это скорее для экспериментов. Проверить какое передаточное число точно поднимет все это дело, ну и хватит ли двигателя. После экспериментов, можно заказать из металла с таким же передаточным числом с али. Но я все же воспользуюсь советом и сделаю на ременной передаче.

17.09.2019 в 00:56
0

А чем ремённой редуктор в данном случае лучше планетарного? Вариант который вы предлагаете имеет передаточное число 1:3, но я так и не понял сможет ли двигатель нормально двигать 10 кг?

17.09.2019 в 02:18
2

А чем ремённой редуктор в данном случае лучше планетарного

так я вам написал чем.

 очевидный плюс отсутствие люфтов.

передаточное число вы можете подобрать самостоятельно, напечатав большую шпулю, перед покупкой металлической.

но я так и не понял сможет ли двигатель нормально двигать 10 кг?

я вам подсказал возможные пути решений. Остальное дело ваше, проводить эксперименты.

Да и обратите внимание на шаг винта, выше комрад TTND об этом упомянул. 

Стандартный стол фанерный на принтерах типа ЗАВ с шагом 8мм на оборот опускается под своим весом, а с шаком 4 мм на оборот уже не опускается.

У вас есть несколько вариантов.

Самый простой это отказаться от такой тяжелой пластины. Напомню, стол у вас консольный.

17.09.2019 в 08:58
1

Как посчитать какое усилие будет развивать гайка вращаемого винта? Ну вот смотрите, у двигателя дается параметр усилия в ньютонах на см или в кг силы на см (один ньютон*см грубо равен 0.1 кгс*см). Это означает, что воображаемый рычаг длиной 1 см, закрепленный на валу двигателя, развивает указанное усилие на своем конце. Винт за один оборот передвигает гайку на шаг резьбы, а воображаемый рычаг 1 см на двигателе за этот же оборот совершает путь в длину окружности радиусом 1 см - 2*Пи*R. И получается обычный редуктор.

К примеру, двигатель по Вашей ссылке и винт с шагом 2 мм. У двигателя заявлено усилие около 3.5 ньютон*см или 0.35 кгс*см. Длина окружности радиусом 1 см равна 2 * 3.1416 * 1 = 6.28 см, но при этом гайка продвигается всего на 0.2 см, значит редукция усилия равна 6.28 / 0.2 = 31.4. Умножаем это на заявленное усилие двигателя: 31.4 * 0.35 = 10.99 - это сколько кг этот двигатель в теории способен поднять через винт с шагом 2 мм. Но не забываем про КПД трапециевидного винта, который равен по разным источникам от 0.3 до 0.7. Возьмем среднее 0.5: 10.99 * 0.5 = 5.45 кг - это сколько двигатель сможет поднять через винт в реальности. Можно еще заложить КПД китайских параметров и получить около 3.5 кг. Ну и теперь вот посчитайте какой редуктор понадобится дополнительно чтобы поднимать 10 кг.

17.09.2019 в 12:30
0

Спасибо за наглядный расчет! 

Я смотрел на угол подъёма нитки резьбы. А пересчитать через диаметр не додумался.

Только тут диаметр 10 мм, а не радиус )

17.09.2019 в 13:06
0

Нет, именно радиус :) Усилие-то указывается для условного рычага, а этот условный рычаг является радиусом описываемой при вращении двигателя окружности :)

17.09.2019 в 13:24
0

Длина окружности радиусом 1 см равна

Диаметр в этом случае будет 20 мм. Соответственно плечо рычага 5 мм получается  на винте 10 мм диаметром. Я очень сильно сомневаюсь в том что кто-то поставит на принтер ходовой винт диаметром 20 мм )

17.09.2019 в 13:36
0

А диаметр винта роли и не играет, только его шаг :) Ну, точнее, диаметр тоже играет роль, но только в изменении КПД.

Нет, можно, конечно, считать соотношение длины окружности винта и его шага, но это лишний шаг, который все равно компенсируется пересчетом усилия с кгс*см в кгс*(радиус винта).

17.09.2019 в 14:06
0

Хотел бы согласиться, но какой-то чертяка не дает это сделать )))

Зависимости в этом расчете линейные.

Соответственно на винте диаметром 20 мм и шаге 2 мм усилия будут в 2 раза меньше чем на винте 10 мм с шагом 2 мм.

Или я где-то потерялся? )))

Я воевал с экструдером за крутящий момент, который передается на филамент. Немного эти расчеты похожи. 

Сравнивал шестерни подачи диаметром 11 мм и диаметром 7 мм.  Вроде что там 4 мм разницы на диаметре, или 2 мм на радиусе. А усилие примерно в 1,6 раз больше выдает та что 7 мм диаметром.

17.09.2019 в 14:19
0

Соответственно на винте диаметром 20 мм и шаге 2 мм усилия будут в 2 раза меньше чем на винте 10 мм с шагом 2 мм.
Или я где-то потерялся? )))

Где-то потерялись :) Винт соединен с валом двигателя напрямую. Каким бы ни был диаметр винта, за один оборот двигателя гайка поднимется ровно на один шаг винта, соответственно с одинаковым шагом и нагрузка на двигатель одна и та же, независимо от диаметра винта :)

С шестернями - там немного другое, там классический редуктор вращения, а винт-гайка - преобразование вращения в поступательное движение :) Вот если двигатель соединен с винтом через шестерни или ремень, тогда нужно учитывать и соотношение диаметров шестеренок или шкивов.


шестерни подачи диаметром 11 мм и диаметром 7 мм. Вроде что там 4 мм разницы на диаметре, или 2 мм на радиусе. А усилие примерно в 1,6 раз больше выдает та что 7 мм диаметром.

Во сколько раз меньше длина окружности, во столько больше и усилия передается :) При 11 и 7 мм - в 1,57 раза :)


17.09.2019 в 14:52
0

Брррр...

То есть и на винте Ф 10 мм шаг 2 мм и на винте Ф20мм шаг 2 мм усилие будет одинаковое?

17.09.2019 в 15:28
0

Именно так. За вычетом более низкого КПД у винта 20 мм.

Вот первый попавшийся калькулятор передачи усилия через винт - https://darxton.ru/wiki-article/perevod-krutyashchego-momenta-v-silu/

Как видите, диаметр винта в расчетах не участвует :)

17.09.2019 в 12:54
0

Спасибо! Очень доступно объяснили!

17.09.2019 в 03:32
0

У меня на 300мм тяжелый стол, за 5кг точно, уже не помню сколько, рама из стали 2мм, плита Д16Т 6мм, грелка правда текстолитовая, утеплитель из фанеры 4мм.

Чтобы не париться с вычислениями и не словить клин в один прекрасный момент, когда сотрется гайка, поставил стол на две трапеции 8мм с шагом 1мм.

С одной стороны вместе с трапецией два вала 8мм по углам, были в наличии лучше конечно 12-16мм, на скоростях выше 140мм/с стол на восьмерках раскачивает, подшипники разнесены на 70мм, по крайним торцам, с валами 12мм это уже решено одним подшипником который уже длинной 70мм.

Редуктор ременный 1:3

Мотор 57-й 2804, драйвер DM542.

Питание 36В. выкрутил в минимум 31,5В, моторы едва слышно. Но тут индивидуально подбирать нужно.

У меня все оси на таких моторах / драйверах, блок питания такой.

17.09.2019 в 09:07
1

С моей точки зрения, такой тяжелый стол лучше закрепить неподвижно, а по оси Z перемещать раму с осями X и Y, что то мне подсказывает: данная конструкция намного легче, чем стол.

17.09.2019 в 10:58
0

Нет, такая конструкция тяжелей и требует ШВП как минимум 1604 и валы так же не меньше 16мм.

И оправдано это если у вас габарит хотя бы 500мм и Вы используете грелки не текстолитовые.

Хотя нормальный мотор 57-й и стол 600мм вполне себе катает.

17.09.2019 в 12:49
0

Валы у меня 20. Катаются на KBFL20PP NBS (ISB) (аналог LMK20LUU ). Плита получается толщиной 16мм из Д16Т. Консоль от ZAV металлическая. Двигатель как выше писал. Думаю всё же остановлюсь на том, что поменяю трапецию на ШВП с упорами и сделаю ременную передачу. Пока все это покупается, поэкспериментирую в трапецией и печатными редукторами.

17.09.2019 в 13:10
0

Вы собираетесь прогревать эту плиту, используя ее в качестве поверхности стола?

17.09.2019 в 13:45
0

Да. Грелкой на 220в 600 ватт. 

17.09.2019 в 15:26
0

Подкину идейку.

Замутите противовес столу.

Такой принтер будет только у Вас и у Майкла Джексона ©"Бригада" :)

03.10.2019 в 14:07
1

Отличная идейка.

Применил ее давным давно,  когда решил стол весом 3кг перевести с ШПВ на ремень, но так чтоб без редукторов.

В качестве груза использовал 3кг свинцовой дроби (220см^3),

Работает отлично. нагрузки на мотор нет, стол никуда не падает даже при отключенном удержании моторов, и даже если выключить полностью питание. Контейнеры с дробью расположены по двум задним углам принтера. Каждый по 110мл. (1.5 кг) Совершенно не мешают.

Так что идея не нова и очень даже применима.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Напечатал головоломку Пифагор

Скрепыш

кидайте свои профили кур

-3DP-BCoreXY- широкоформатный принтер под тяжелую печать. Откуда растут "ноги"

Печать филаментом из ABS, моделей *любых* размеров

3D-сканирование изделия