In Fortsetzung der Themen (
erste ,
zweite ) zum Testen von Maschinen möchte ich eine Budgetversion einer Konsolenmaschine für eine kleine Last (20 kg) zum Testen verschiedener Materialien zusammenstellen ...
Nachdem ich die beiden vorherigen Artikel zu diesem Thema geschrieben hatte, wurden mir Fragen zur Modernisierung und Entwicklung gestellt. Dies veranlasste mich, einen Artikel zu schreiben. Es wird aus zwei Teilen bestehen - in diesem werde ich über den mechanischen Teil sprechen, und der zweite Teil wird der Elektronik, Software und Verarbeitung der empfangenen Daten gewidmet sein.
Ich habe mich für das kinematische Schema als Konsolentyp entschieden, da es einfacher zu implementieren und kleiner (im Vergleich zu einer zweispaltigen Maschine) mit denselben zu verlegenden Eigenschaften ist, aber strukturell etwas schwächer.
Ich habe die folgenden Hauptmerkmale für mein Auto festgelegt: maximale Tragfähigkeit von 20 kg oder 200 N und maximaler Arbeitshub von 600 mm.
Nachdem er mit dem Entwerfen begonnen hatte, entschied er sich für die Grundmaterialien für die Herstellung von Maschinenteilen. Ich entschied mich, zylindrische Führungen mit 20 Durchmessern und Wagen für sie zu kaufen, ohne das Rad neu zu erfinden. Als Bewegungsmechanismus nahm er einen Konstruktionsstift und eine Mutter mit einem M20-Gewinde in Schritten von 2,5 mm. Für die Verbindungsplatten des Kraftrahmens, einschließlich der Basis der Maschine, wurde beschlossen, Sperrholz mit einer Dicke von 20 mm herzustellen.
Ein kleiner Exkurs für diejenigen, die anfingen zu lachen: Dieses Projekt ist recht budgetgerecht und wird benötigt, um ein Schema für die Verwendung der ausgewählten Elektronik zu entwickeln und ein Programm für die Verwaltung und Verarbeitung von Daten auf einem Personal Computer zu entwickeln.
Die Verwendung einer Schraube in einer Trapezschraube oder Kugelumlaufspindel sowie anstelle von Sperrholz - Duraluminium oder Stahl - erhöht die Kosten der Maschine erheblich, aber ich verkaufe sie immer noch nicht, aber um dieses Projekt zu wiederholen, diejenigen, die eine solche Leistungsmesseinheit benötigen. Wer, welches kinematische Schema und welche Komponenten verwendet werden, ist die persönliche Angelegenheit aller.
Ich verteilte das Projekt in Compass, nur die wichtigsten Details, mit deren Herstellungstechnologie ich mich sofort entschied. Angesichts der Tatsache, dass ich eine CNC-Fräsmaschine habe, habe ich beschlossen, fast alle Komponenten der Maschine aus Sperrholz darauf zu verarbeiten.
Ich habe alle flachen Teile in zweidimensionaler Projektion angeordnet und in einem Vektorformat (* .dxf) gespeichert. Über den Postprozessor im CAM-Programm habe ich die Zeichnungen in den G-Code übertragen. Die Maschine hat alle Details in einer Installation des Werkstücks ausgeschnitten, da die Abmessungen des Arbeitsfeldes dies zulassen. Nachdem die Ecken mit Sandpapier bearbeitet worden waren, kamen alle zusammenpassenden Teile sehr gut zusammen.
Führungen und Bolzen wurden auf einer Drehmaschine bearbeitet. Da wir nicht versucht haben, eine Haarnadel ohne Schläge herzustellen, blieb sie immer noch schief.
Nach der Vormontage des Kraftrahmens wurde klar, dass die Befestigung der zylindrischen Führungen an der oberen und unteren Platte verstärkt werden musste. Dafür waren zusätzliche Stützen erforderlich, aber der Kauf ist unrentabel, aber es ist genau das Richtige, sie auf einem 3D-Drucker aus Kunststoff herzustellen.
Ich habe die Stützen gemäß Katalog für den Durchmesser meiner Führungen aufgenommen, entsprechend den verfügbaren Größen, die ich in 3D gezeichnet habe, alle im selben Kompass.
Ein Freund gab einen 3D-Drucker zur vorübergehenden Verwendung. In ein paar Tagen gelang es mir, alle Träger und einige zusätzliche Details zu drucken. Die bedruckten Träger standen sehr fest, was der gesamten Struktur eine gute Steifigkeit verlieh.
An den bearbeiteten Enden der Stehbolzen habe ich bei der Landung Kugellager angebracht. An der Unterseite der Lager zwischen der Bodenplatte zog eine Mutter. In der richtigen Weise müssen Axiallager oder Kegellager verwendet werden.
Als Kraftwerk habe ich mich für einen Getriebemotor aus den elektrischen Fenstern des VAZ 2110 entschieden, der ein gutes Drehmoment erzeugt. Er schlug vor, dass es ausreichte, eine mit zwanzig Kilogramm beladene Haarnadel zu scrollen.
Die Abtriebswelle des Motors - Getriebe mit quadratischem Querschnitt 7x7 mm. Um es mit dem Heck des Bolzens zu verbinden, musste die Kupplung bedruckt werden.
Für den Motorbetrieb in Bezug auf die Prüfmaschine sollte sich für den richtigen Test die Lastdrehzahl praktisch nicht ändern. In modernen Antriebssystemen ist dies in elektronischen Steuerantrieben implementiert. In meinem Fall muss der Motor eine solche Leistung haben, damit die Geschwindigkeit der beweglichen Platte während der Last nicht abnimmt, um die zunehmende Belastung nicht zu bemerken, oder sie programmgesteuert umsetzen und die Leistung erhöhen. In diesem Fall ist jedoch eine Rückmeldung erforderlich, um die Geschwindigkeit zu steuern.
Um den Bewegungsabstand der beweglichen Platte zu messen, habe ich beschlossen, den Encoder auf 24 Impulse pro Umdrehung einzustellen. Dadurch kann ich den Abstand mit einer Genauigkeit von 0,1 mm messen. Dies ist mehr als ausreichend, da das Bolzen-Mutter-Gelenk ein Spiel aufweist. Ich hoffe, dass der Encoder mir bei der Messung der tatsächlichen Bewegungsgeschwindigkeit hilft. Der Sensor entschied sich, ihn beiseite zu legen, indem er zwei Zahnräder mit einem Übersetzungsverhältnis von eins zu eins sowie eine Halterung zum Befestigen am Ende der Grundplatte des Motorreduzierers druckte. Nach dem Drucken stellten sich die Zahnräder als kleine Acht heraus, aber das ist nicht beängstigend. Hauptsache, es gibt ein Getriebe zwischen ihnen.
Das Auto hatte zwei Arbeitsbereiche, einen unteren und einen oberen. Der 20-kg-Kraftsensor ist wie die zusammengebaute Maschine vom Konsolentyp. Ich habe ihn im unteren Teil installiert, damit die Drähte bei der Montage auf einer beweglichen oder oberen Platte nicht stören.
Der erste Teil ging zu Ende, viel Spaß beim Lesen, Freunde!
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