Расчёт рельсовых направляющих в solidworks

[Alextven]

Здравствуйте уважаемые форумчане. Вот появилась потребность в расчётах конструкции станка и так как у меня нет инженерного образования решил попросить помощь здесь на форуме. Давно уже для этих целей использую модулирование в среде solidworks, в основном статический анализ. Но вот с направляющими есть проблема, потому как в программе я узнал максимальные напряжения на направляющих, которое указывается как Нм2, а теперь каким боком мне это притулить к технической документации на рельсы и каретки? К примеру указывается что основная динамическая грузоподъемность 27КН, static rated moment 1кН-м (что я понимаю как крутящий момент от точки до приложения силы на расстоянии в один метр?) Так вот логически думается мне так, к примеру солид показал напряжения в 6000000Нм2, значит мне нужно разделить на 10000, что будет 600Нсм2, то есть 60кг-см2, а дальше по идее надо знать рабочую область контакта роликов и соответственно площадь а см2, дальше умножить полученный результат напряжений в см2 на площадь. К примеру рабочая площадь контакта будет 100см2, умножаем на 600Н, получаем результирующее напряжение на данной площади 60000Н, то есть 60кН и дальше исходя из этих данных подбирать каретку, что в документации указывается как параметр основной статической грузоподъёмности. Правильно ли я думаю? И что ещё я упустил?

[Starik]

https://www.google.ru/search?q=principl ... e&ie=UTF-8 -вот книжка про то как считать станки, в том числе и на рельсах.

[Alextven]

Спасибо

[michael-yurov]

Классная книжка!
Зачитался.

А по теме - Alextven, объясните, пожалуйста попроще - что именно вы хотите вычислить и на основе каких данных?

[PKM]

Alextven, солидворкс направляющие не считает. Какие напряжения он выдал? Лучше всего давай скриншот.

[Alextven]

Солидворкс делает анализ, а дальше если бы я имел инженерное образование, то по полученным напряжениям мог бы посчитать усилия прилагаемые на каретки. Думается мне так. Спасибо всем откликнувшимся. Попытаюсь выложить вордовский отчёт солида. Там всё описано.

[Alextven]

Вот эпюры исследований, нагрузка 100кг прилагаемая к нижней плоскости шпинделя по направлению фиолетовых стрелочек.
Вылет шпинделя в анализе максимален и составляет 500мм(что думаю будет редко происходить, в основном будет использоваться подставочная станина)

[michael-yurov]

Ой, тут даже не стоит переживать - усилия на каретках в самом худшем случае превысят приложенные 100 кг в несколько раз (при очень неудачной конструкции станка),
профильные рельсы/каретки допускают нагрузку в несколько тонн, так что не стоит даже заморачиваться.

[Alextven]

По моим прикидам должны подходить рельсы HIWIN RG25HA, не слабоваты ли будут? Только мотор шпинделя вес имеет 120кг, короче вся ута конструкция примерно 650кг. В качестве трансмиссии мотор-шпиндель хочу использовать шариковый карданный шарнир, относительно дёшево и по жёсткости намного лучше ременной. Максимальные обороты шпинделя будут 6000, справится ли шарнирчик, кто что думает?

[michael-yurov]

По моим прикидам должны подходить рельсы HIWIN RG25HA, не слабоваты ли будут?

Посмотрел в документации http://www.hiwin.com/pdf/lg/0809/Hiwin% ... 3-0809.pdf (стр. 122)
RGH25HA в статике допускает нагрузку 7 500 кг, а динамическую - 3 500 кг каждая каретка.
А что у вас за мотор такой весом 120 кг?
Тяжелая конструкция - 650 кг. по картинкам не скажешь.

[Alextven]

Мотор коллекторный 11кВт 380в Сименс, к нему соответственно инвертор. Раньше был на чпу токарнике, его разобрали и куда делась механика я не знаю, а вот электроника валялась без дела в одной мастерской. Позже мы это дело всё купили. Досталась стойка, 4 сервы AC c резолверами 700 ват 2.5 Н/M с драйверами ну и этот мотор, + 3 энкодера. Стойку решили сразу откинуть, а из всего остального сделать фрезу. Тогда я ещё вообще не знал с какого бока к этому подойти хотя бы чтоб запустить одну серву, просто чтоб крутилась, обращался за помощью на один или два форума, ноль на массу. Благо на каком то форуме прочёл, что можно на аналоговый вход батарейку присоединить, а так ведь боялся спалить чего нибудь. Ещё помогло то, что когда разбирали станок, то провода подключений не откручивали, а просто отрезали и по этому можно было интуитивно с докой на английском, или немецком( уже не помню), пробовать. Ну и по тихоньку с Божией помощью дело движется. Народ иногда помогает советами, просто читая разные ветки интернета черпается информация, ну и естественно свои шишки. В качестве электроники на первых порах планирую использовать матч 3 или подобную в связке с япсами 10, уже спаял и вроде разобрался. Ну а дальше как Бог даст. Сейчас главное с железом не обложатся. Охватить в полной мере не сколько инженерных наук, что бы построить один станок, согласитесь трудновато, и не 20 уже, та и учится надо по толковому, да и ещё за границей. Короче вот по этому и прошу помощи, и инфа останется на форуме. Кто ни будь прочитает, а глядишь и поможет, как мне к примеру. Я очень много подчерпнул из вот таких форумов. За что людям которые делятся инфой и помощью, настоящее спасибо.

[michael-yurov]

Я сразу то не сообразил, что у вас все тяжеленное и огромное.
Я в больших станках не силен, и мог ошибиться про каретки.

[PKM]

Alextven, направляющие для станков выбирают скорее по жесткости, чем по несущей способности. Для такого станка 25 должны подойти. Обязательно брать с преднатягом.

Максимальные обороты шпинделя будут 6000, справится ли шарнирчик, кто что думает?

Не встречал таких конструкций. Можно попробовать, но как-то сомнительно. Лучше уж соосно разместить и соединить муфтой.

Судя по картинке, для таких тяжестей портал тоненький совсем.

[Alextven]

Труба 250х250 толщена стен 10мм, залита полимер бетоном. Солид говорит оК. Там, где зелёные стрелочки на балке, будут крепится каретки. Портал не будет иметь П образную конструкцию, будет балкой. По поводу шарнира. Вроде как шариковый шарнир и есть по сути безлюфтовая муфта равных угловых скоростей. Мысль какая, использовать комплектующие с автомобильной промышленности. По качеству и нагрузкам, по трансмиссии к примеру комплектующие не хуже чем у станков, но в виду огромного рынка и спроса на порядки дешевле ( ну не всё конечно). У нас к примеру в приделах 30-40 евро, можно купить приличный шарнир, на станок хорошая муфта для такого мотора (вал 38мм) будет стоить думаю гораздо дороже. А взять к примеру подшипники ступицы, уже готовый радиально упорный подшипник с возможностью регулировки пред натяга и стоит тоже в районе 30 евро. Ну много чего можно позаимствовать.

[Serg]

По поводу шарнира. Вроде как шариковый шарнир и есть по сути безлюфтовая муфта равных угловых скоростей. Мысль какая, использовать комплектующие с автомобильной промышленности.

Автомобильные с люфтами!
Самые маленькие люфты в карданах рулевых валов, но там допустимые скорости очень маленькие.

[PKM]

Труба 250х250 толщена стен 10мм, залита полимер бетоном. Солид говорит оК. Там, где зелёные стрелочки на балке, будут крепится каретки. Портал не будет иметь П образную конструкцию, будет балкой.

Тогда да, а я-то на П смотрел.

подшипники ступицы

Наверное, это автомобильная промышленность их заимствовала Конечно, подходят. У нас например дешевые 2007109 стоят до 10 евро.

[Alextven]

Автомобильные с люфтами!

Шрус с люфтом?

[Serg]

Да. Например у ШРУС для линейки ВАЗ-2110 между шариками дорожкой под них допуск +0.03..0.05.

[Alextven]

Да. Например у ШРУС для линейки ВАЗ-2110 между шариками дорожкой под них допуск +0.03..0.05

Ухты, не приятная неожиданность. Для линейки, в смысле модели? Это технологически необходимо или только допуск? Если допуск, тогда может поискать более качественные на пример тойотовские или бмв, или у них тоже такие допуски? Посидел я тут подумал и пришёл к выводу, что при усилиях реза возможно такой люфт вполне допустим, это как трансмиссия через зубчатую передачу. Для оси к примеру не катит, а для шпинделя думаю вполне, зато плавный передающий момент благодоря телам качения и что важно без гармонических упругих деформаций. В общем цена и простота монтажа стоят эксперимента, можно будет с лёгкостью заменить на муфту, только вот если шпиндель начнёт колбасить, как определить что из-за шарнира? Хотя интуитивно чувствую, что не должно, в противном случае шестерёночные передачи вообще бы в разнос шли. Люфт шарнира можно перед установкой определить замером. Вот нашёл интересно почитать про шарниры, подшипники ступиц, уплотнители разных моделей авто, в общем инфа практически развеяла мои сомнения. Да действительно есть хорошие для этой цели, высокоскоростные до 9000об с максимальным градусом10, карданный шариковый шарнир, и другие до 20кН-м при 10 градусах и макс. 45 градусов. Вот ссылка на документик. http://realzubilo.narod.ru/file/part2-2.pdf
Пример из ПДФ: Подвижный шарнир равных угловых скоростей фирмы «Лёбро»,
допускающий углы в шарнире до 22°, перемещения до 45 мм и максимальные
крутящие моменты при β≤10° до 5,9 кН·м. Приваренная встык к корпусу шарнира
стержневая надставка входит в ступицу колеса или в двухрядный радиально-
упорный шарикоподшипник

[Serg]

Для линейки, в смысле модели? Это технологически необходимо или только допуск?

Для ВАЗ-2110, 2111, 2112.
Это технически необходимо: больший зазор приводит быстрому износу из-за ударных нагрузок (вращение-то неравномерное), а меньший зазор в перегреву.

собственно в первую очередь надо определится с макс. оборотами шпинделя. Если это не более 3000-4000, то на люфты в передаче можно забить, вон во взрослых станках люфты до нескольких градусов и ничего. Но для высокоскоростных люфты мешают.