Οι βηματικοί κινητήρες ενισχυμένοι με ρουλεμάν μπορούν να αντέξουν τεράστια αξονικά φορτία

Στις μέρες μας, στους χάκερς μας, είναι πολύ συνηθισμένο να φορτώνουμε βηματικούς κινητήρες με τον ίδιο άξονα με τον άξονά τους-ειδικά όταν τους συνδέουμε σε βίδες ή με ατέρμονα γρανάζια.Δυστυχώς, οι βηματικοί κινητήρες δεν χρησιμοποιούνται πραγματικά για αυτό το είδος φορτίου και αν το κάνετε με μεγάλη δύναμη θα καταστρέψετε τον κινητήρα.Αλλά μη φοβάσαι.Εάν βρεθείτε σε αυτήν την κατάσταση, το [Vind Robot] σας παρέχει μια πολύ απλή αλλά πολύ αποτελεσματική λύση αναβάθμισης που επιτρέπει στον βηματικό κινητήρα σας να χειρίζεται αξονικά φορτία χωρίς προβλήματα.
Στην περίπτωση του [Vind Robot's], ξεκίνησαν με την κίνηση του ατέρμονα γραναζιού στον ρομποτικό βραχίονα.Στην περίπτωσή τους, ο κινούμενος βραχίονας μπορεί να εφαρμόσει ένα τεράστιο αξονικό φορτίο στον βηματικό άξονα μέσω ενός ατέρμονα - έως και 30 Newton.Ένα τέτοιο φορτίο μπορεί εύκολα να καταστρέψει τα εσωτερικά ρουλεμάν του βηματικού κινητήρα σε σύντομο χρονικό διάστημα, έτσι επέλεξαν κάποια ενίσχυση διπλής όψης.Για να μετριαστεί αυτό το πρόβλημα, εισήχθησαν δύο ρουλεμάν ώθησης, ένα σε κάθε πλευρά του άξονα.Ο ρόλος αυτών των ρουλεμάν ώσης είναι να μεταφέρουν τη δύναμη από τον άξονα στο περίβλημα του κινητήρα, το οποίο είναι ένα ισχυρότερο μέρος για την εφαρμογή αυτού του φορτίου.
Αυτή η τεχνική είναι πολύ απλή, στην πραγματικότητα έχουν περάσει περισσότερα από πέντε χρόνια.Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι πολύ σημαντικό σήμερα για οποιονδήποτε κατασκευαστή τρισδιάστατων εκτυπωτών να εξετάσει το ενδεχόμενο σύνδεσης μιας βίδας ηλεκτροδίου σε έναν βηματικό κινητήρα του άξονα Z.Εκεί, ένα μόνο ρουλεμάν ώθησης μπορεί να εξαλείψει οποιοδήποτε αξονικό παιχνίδι και να οδηγήσει σε μια συνολική άκαμπτη κατασκευή.Μας αρέσει η απλή σοφία σχεδιασμού μηχανών όπως αυτή.Αν ψάχνετε για περισσότερες συμβουλές σχεδιασμού εκτυπωτή, ανατρέξτε στο άρθρο [Moritz's] Workhorse Printer.
Ναι, πριν από μερικά χρόνια έφτιαξα έναν εκτυπωτή παραλλαγής i3 που ονομάζεται i2 Samuel.Είναι σχεδιασμένο με ρουλεμάν ώσης στο z για την εξάλειψη της πίεσης στο βήμα
Το επιτρεπόμενο αξονικό φορτίο των περισσότερων βηματικών κινητήρων δεν υπερβαίνει τη μάζα *g.Αν είναι περισσότερο, το σχέδιό σας είναι ελαττωματικό ή ερασιτεχνικό, και αυτό είναι συνήθως το πρώτο.
καλή ιδέα.Παρεμπιπτόντως, μπορεί κανείς να μου πει που μπορώ να αγοράσω μικρά ρουλεμάν;Έχω αρκετούς κύριους θαυμαστές με το Doom™ rumble, αλλά εξακολουθούν να λειτουργούν.
«Αυτό το κόλπο είναι τόσο απλό, στην πραγματικότητα έχουν περάσει περισσότερα από πέντε χρόνια».Ναι, συμφωνώ ότι το ρουλεμάν ώσης εφευρέθηκε πριν από περισσότερα από πέντε χρόνια.
Οι βηματικοί κινητήρες γενικά φαίνεται να έχουν κάποιο βαθμό αξονικής επίπλευσης στον άξονα και στερεώνονται με ελατηριωτές ροδέλες.Αυτό γίνεται για να διατηρείται το αξονικό φορτίο στο ρουλεμάν εντός των προδιαγραφών όταν ο κινητήρας θερμαίνεται και συμβαίνει διαφορετική θερμική διαστολή.Η διάταξη που φαίνεται εδώ δεν παρέχει θερμική διαστολή, επομένως ενδέχεται να υπάρχουν μακροπρόθεσμα προβλήματα με τα ρουλεμάν κινητήρα.Η παρουσία ή η απουσία θα εξαρτηθεί από τη θέση του άξονα στον οποίο είναι εγκατεστημένο το ρουλεμάν ώσης.Στην ιδανική περίπτωση, η συσκευή ώθησης θα βρίσκεται στο ένα άκρο και το άλλο άκρο θα επιπλέει ελεύθερα καθώς το εξάρτημα διαστέλλεται.Στην πραγματικότητα, είναι καλύτερο να τοποθετείτε το ρουλεμάν ώσης μόνο στο άκρο εξόδου, όσο το δυνατόν πιο κοντά στο ρουλεμάν εξόδου, και να βασίζεστε στο αρχικό ρουλεμάν εξόδου για τον έλεγχο της ώσης προς την κατεύθυνση έξω από τον κινητήρα.Υποθέτοντας (για επίδειξη) ένα ρουλεμάν 604 με άξονα 4 mm (αντί για τον άξονα των 6 mm του Nema23), τότε το ακτινικό ακτινικό φορτίο είναι 360N και το ονομαστικό αξονικό φορτίο είναι 0,25 φορές (0,5 φορές για μεγαλύτερα ρουλεμάν).Έτσι το άκρο εξόδου Η αρχική σφαίρα βαθιάς αυλάκωσης θα πρέπει να λειτουργεί, με αξονικό φορτίο 90N.Στο παράδειγμα που δίνεται (30Ν), όσον αφορά τη διάρκεια ζωής του ρουλεμάν, στην πραγματικότητα δεν φαίνεται να προκαλεί ανησυχία.Ωστόσο, ο αξονικός πλωτήρας στον άξονα έναντι του προφορτισμένου ελατηρίου μπορεί πράγματι να χρειαστεί να αντιμετωπιστεί, και ένα μόνο ρουλεμάν ώθησης στο άκρο εξόδου μπορεί να το κάνει αυτό.
Ωστόσο, είναι καλύτερο να εξοπλίσετε το σκουλήκι με ένα ξεχωριστό σετ ρουλεμάν ώσης και να αφήσετε ολόκληρο τον κινητήρα να επιπλέει αξονικά με μια κατάλληλη συσκευή αντίδρασης ροπής.Αυτή είναι μια κοινή διάταξη στην οποία ο κινητήρας κινεί μια σφαιρική βίδα με το δικό του γωνιακό ρουλεμάν επαφής μέσω ενός Lovejoy ή παρόμοιου συνδέσμου.Ωστόσο, αυτό προσθέτει πολύ επιπλέον μήκος.
Andy, θα γράψω το ίδιο πράγμα: Φαίνεται να έχει προσθέσει τα ρουλεμάν χωρίς κενά, ελπίζοντας απλώς ότι τα σωστά ρουλεμάν μπορούν να αντέξουν το φορτίο.
Είναι η τελευταία παράγραφος.Εκτός εάν χρησιμοποιούνται κωνικά ρουλεμάν κυλίνδρων ή ρουλεμάν γωνιακής επαφής ή ξεχωριστά ρουλεμάν ώσης, ο κινητήρας δεν πρέπει να φέρει μεγάλο αξονικό φορτίο στον άξονά του.
Ο κινητήρας θα πρέπει να κινεί τον άξονα μέσω ιμάντα, γραναζιού, ελαστικής ζεύξης ή σύζευξης με σφήνα.Όσο μεγαλύτερη είναι η ακαμψία του συνδέσμου, τόσο υψηλότερες είναι οι απαιτήσεις ακρίβειας του κινητήρα για την ευθυγράμμιση του άξονα.
Συμφωνώ, η διάταξη που επιλέγεται εδώ μπορεί να είναι ακόμη και επιβλαβής για τη διάρκεια ζωής του κινητήρα.Τα ρουλεμάν του ίδιου του κινητήρα είναι πιθανό να αντέχουν μεγάλο φορτίο.Η φωτογραφία φαίνεται να δείχνει αρκετό χώρο για να υποστηρίξει το σκουλήκι.Η επιλογή στήριξης του σκουληκιού με 2 γωνιακά ρουλεμάν επαφής και στα δύο άκρα και η οδήγηση του μέσω ενός άξονα ή ενός άξονα κλειδιού είναι ήδη μια καλύτερη επιλογή, IMHO.Ο εύκαμπτος σύνδεσμος στη μέση είναι μια περαιτέρω βελτίωση σε αυτό.
Προτού αγγίξετε την ελατηριωτή ροδέλα στο κάτω μέρος, ο βηματικός ιμάντας δεν θα αντέξει πραγματικά κανένα αξονικό φορτίο, ο άξονας και το ρουλεμάν είναι σε συρόμενη εφαρμογή
Εξαρτάται από το stepper.Έχω δει επίσης ότι εάν οι ελατηριωτές ροδέλες συμπιεστούν πολύ, το ένα ή και τα δύο ρουλεμάν τους θα αντέχουν το αξονικό φορτίο.
Έτσι, όπως είπα, όσο δεν βάζετε κάτω το ελατηριωτό ροδέλα, δεν θα υπάρχει υπερβολικό αξονικό φορτίο στο ρουλεμάν.
Ναι, αλλά αυτές οι ροδέλες ελατηρίου είναι συνήθως πολύ εύθραυστες, επομένως σε τέτοιες εφαρμογές, μπορείτε εύκολα να τις βυθίσετε.
@ThisGuy Αυτό είναι το κλειδί για τα ρουλεμάν ώθησης, κλειδώνουν τον ρότορα στο κέντρο, έτσι οι ροδέλες ελατηρίου δεν θα λειτουργήσουν ποτέ
Ξέρω ότι όλα είναι σχετικά, αλλά δεν μπορώ παρά να βρω την υπερβολή εδώ λίγο ενδιαφέρουσα - σε μια πιο παραδοσιακή μονάδα, «ένα τεράστιο αξονικό φορτίο άνω των έξι λιβρών»
Αυτή είναι μια κακή επιλογή.Τα ρουλεμάν κυλίνδρων λειτουργούν καλά επειδή μειώνουν την τριβή κυλίνοντας αντί να σέρνουν - το εγγενές πρόβλημα με τα ρουλεμάν ώθησης με βελόνα είναι ότι το άκρο της βελόνας στο o/d κινείται πιο γρήγορα από το i/d (εκτός εάν το στοιχείο της βελόνας είναι κωνικό) Ναι, για τις περισσότερες εφαρμογές, κανείς δεν εξετάζει).Φυσικά υπάρχουν κωνικά ρουλεμάν ώθησης με βελόνα, αλλά αυτός ο τύπος είναι προτιμότερο να χρησιμοποιεί σφαιρικά ρουλεμάν ώθησης - βασικά δεν έχει όριο στο αξονικό φορτίο μέχρι να σπάσει το ρουλεμάν ή να ανοίξει η φλάντζα, ή αυτό θα περάσει 6 λίβρες.
Επιπλέον, αφού ρυθμίσει μια σωστή προφόρτιση στο σφαιρικό ρουλεμάν ώσης, δεν έχει σχεδόν καμία ακτινική αντίσταση.Καλή ιδέα, θα μπορούσαν να είχαν χρησιμοποιηθεί κάποιες γνώμες ειδικών.
Η βλακεία μου, η εντύπωσή μου είναι ότι χρησιμοποίησε ίσια βελονοειδή ρουλεμάν, αλλά αυτές οι κεντρικές κούρσες δεν μοιάζουν με εξαρτήματα
Μου αρέσει να συζητώ όλες τις διαφορετικές διαμορφώσεις και ρυθμίσεις ρουλεμάν, και μου αρέσει η σειρά άρθρων που καλύπτει τους κωνικούς κυλίνδρους και τα κωνικά ρουλεμάν ώσης σε πραγματικά παραδείγματα σχεδίασης.Μου θυμίζει τον τόρνο που σχεδιάζω.
Ακριβώς από την εικόνα, αν γινόταν, θα έβαζα στήριγμα στο άκρο του άξονα του stepper.Οι περισσότερες δυνάμεις φθοράς και πλευρικού φορτίου μπορούν να αντιμετωπιστούν καλύτερα από το στήριγμα στη θέση της μέγιστης πλευρικής εκτροπής.
Συμφωνώντας με τα σχόλια σχετικά με τα κωνικά ρουλεμάν κυλίνδρων, ο άξονας τόρνου τα χρησιμοποιεί σε ζεύγη προφορτωμένα στο μπροστινό μέρος, επειδή είναι σχεδιασμένα να αντέχουν τόσο αξονικά όσο και πλευρικά φορτία, όπως ακριβώς παράγει το γρανάζι σκουληκιών εδώ.
Μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν σερβοεύκαμπτο σύνδεσμο, έναν σύνδεσμο αράχνης ή έναν σύνδεσμο δαμάσκηνου για να διαχωρίσουν τον άξονα του βηματικού κινητήρα από τον άξονα που κινεί τον ατέρμονα τροχό;Δεν είναι σίγουροι για το στρεπτικό φορτίο που αντιμετωπίζουν.Ή μήπως μια ταχύτητα 1:1;
Στη συνέχεια, μπορούν να κατευθύνουν τη δύναμη στο πλαίσιο στήριξης του κινητήρα χωρίς σχεδόν καμία δύναμη στον βηματικό άξονα.
Θα πρέπει να χρησιμοποιείτε ρουλεμάν που μπορούν να δεχτούν τα αναμενόμενα ωστικά φορτία (γωνιακή επαφή, κωνικότητα, ώθηση κ.λπ.), με μπάλες ή τραπεζοειδείς βίδες σε κάθε περίπτωση.Τα ρουλεμάν κινητήρα συνήθως δεν μπορούν να αντέξουν τέτοια φορτία και η αδυναμία σωστής στήριξης της βίδας θα έχει αρνητικό αντίκτυπο στην ακρίβεια.Στην ιδανική περίπτωση, το συγκρότημα τοποθέτησης βιδών είναι 100% αυτοφερόμενο, δεν χρειάζεται να συνδεθεί με τον κινητήρα, ο κινητήρας παρέχει μόνο ροπή.Αυτό είναι Machine Design 101. Εάν το φορτίο είναι εντός των προδιαγραφών, μπορείτε να εγκαταλείψετε το ρουλεμάν ώσης, αλλά συνήθως είναι κακή πρακτική να το κάνετε, επειδή το φορτίο ώσης μπορεί να προκαλέσει κακή ευθυγράμμιση των εσωτερικών στοιχείων του κινητήρα, επηρεάζοντας έτσι την απόδοση .Απλώς κοιτάξτε οποιοδήποτε συνηθισμένο ρουλεμάν και ελέγξτε το αποδεκτό φορτίο ώσης, μπορεί πραγματικά να εκπλαγείτε πόσο μικρό είναι το ονομαστικό φορτίο ώσης στις περισσότερες περιπτώσεις.
Δεδομένου ότι δεν υπάρχει κουμπί επεξεργασίας, πρόσθεσα επίσης ότι στις περισσότερες περιπτώσεις, ανάλογα με το επίπεδο ακρίβειας που χρειάζεστε, τα ατέρμονα γρανάζια που χρησιμοποιούνται για όλες τις προθέσεις και σκοπούς μπορούν να θεωρηθούν ως μπάλες ή κωνικές βίδες, επειδή οι δυνάμεις είναι σχεδόν στην ίδια κατεύθυνση .
Το φορτίο στο ατέρμονα γρανάζι είναι σημαντικά διαφορετικό από το φορτίο στο Acme ή στην σφαιρική βίδα.Εφόσον οι βίδες Acme και σφαιρικές βίδες χρησιμοποιούνται με πλήρη παξιμάδια, το φορτίο είναι σχεδόν καθαρά αξονικό.Το σκουλήκι δρα μόνο στο γρανάζι στη μία πλευρά, επομένως υπάρχει ακτινικό φορτίο.
Θα πάω από την άλλη πλευρά και πολλοί άνθρωποι θα εκπλαγούν όταν ανακαλύψουν πόσο μεγάλη είναι η χωρητικότητα αξονικού φορτίου του ρουλεμάν.Τουλάχιστον 25% ακτινικό φορτίο, 50% βαρύτερο τμήμα/μεγαλύτερο ρουλεμάν.
Σε κάθε περίπτωση, εάν δεν σας πειράζει να μειώσετε σημαντικά τη διάρκεια ζωής του ρουλεμάν και πιθανές καταστροφικές αστοχίες, συνεχίστε να χρησιμοποιείτε τυπικά ρουλεμάν για να χειρίζεστε ωστικά φορτία!FWIW, όταν το τυπικό ρουλεμάν φέρει το φορτίο ώσης, η περιοχή επαφής μειώνεται σημαντικά.Εάν το μέγεθος του ρουλεμάν είναι αρκετά μεγάλο, μπορεί να μην δείτε τίποτα σοβαρό ή επικίνδυνο, αλλά αυτό δεν είναι τυπικό, ειδικά όταν τα εξαρτήματά σας είναι "φθηνά".
Τώρα είσαι ακριβώς το αντίθετο.Εάν ο κατασκευαστής του ρουλεμάν λέει ότι είναι κατάλληλο για ακτινικό φορτίο x Newton, αυτή είναι η προδιαγραφή.
Τα στοιχεία μου βασίζονται στον ηλεκτρονικό οδηγό της SKF.Μπορεί να γνωρίζουν την τοποθεσία τους καλύτερα από εσάς.Εάν προτιμάτε τυχαία ανέκδοτα επιχειρήματα: τα ρουλεμάν των τροχών της μοτοσικλέτας είναι ένα ζεύγος σφαιρών με βαθιά αυλάκωση, βλέπουν δυνάμεις προς όλες τις κατευθύνσεις σχεδόν τυχαία και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.Οδήγησα τουλάχιστον 120.000 μίλια στη δοκιμή μου.
Το προεπιλεγμένο "ρουλεμάν" είναι μια σφαίρα βαθιάς αυλάκωσης.Αν δεν είναι τίποτα άλλο, είναι ένα βαθύ αυλάκι.Δείτε τις κατηγορίες εδώ.https://simplybearings.co.uk/shop/Products-All-Bearings/c4747_4514/index.html
Χρησιμοποιώντας τον ιστότοπο και τις υπηρεσίες μας, συμφωνείτε ρητά με την τοποθέτηση των cookie απόδοσης, λειτουργικότητας και διαφήμισης.Μάθε περισσότερα


Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-02-2021