Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Silniki elektronarzędzi, kilka pytań o wykorzystanie w projekcie

damlew11 18 Lis 2014 13:06 1656 7
  • #1 18 Lis 2014 13:06
    damlew11
    Poziom 7  

    Jestem na etapie projektu mini obrabiarki a dokładniej na doborze napędu wrzeciona. Tu chciałbym prosić o pomoc i odpowiedz na kilka pytań w dziedzinie zastosowania silników występujących w elektronarzędziach.
    Od razu zaznaczę, że poszukuję samego silnika bez wykorzystywania wszelkiego rodzaju współpracujących z nimi przekładni. Przekładnia taka będzie osobną częścią projektu i zostanie dopasowana do charakteru maszyny a przede wszystkim zmiennej prędkości obrotowej na wyjściu.

    1. Pierwsza myśl to silnik prądu stałego stosowany we wkrętarkach akumulatorowych. Tutaj chciałbym poznać parametry prędkości obrotowej oraz mocy takiego silnika.
    Nie mogę znaleźć informacji na ten temat ani żadnej tabliczki znamionowej występującej na takim silniku.
    Dla przykładu prosiłbym o średnią moc i prędkość obrotową jaką uzyskują podobne silniki http://www.elektro-czesci.com.pl/silniczki-pradu-stalego,107.html
    Czytałem o rzekomej prędkości 9000 obr/min ale bez znajomości mocy, nie jestem w stanie określić czy moment oborotowy takiego silnika będzie wystarczający.

    2. Czy dobrze rozumiem, że sterując napięciem zasilania takiego silnika jestem w stanie regulować prędkość obrotową w zakresie od 0-99% bez szczególnego spadku mocy, a więc i momentu obrotowego?

    3. Czy stosowane są w elektronarzędziach zasilanych z sieci 230V silniki "kompletne" mam tu na myśli silniki, w których wirnik jak i stojan osadzony jest we wspólnej obudowie (tak jak w przypadku silników DC wkrętarek). Inaczej niż ma to miejsce w typowej wiertarce czy szlifierce kątowej, gdzie całość wymaga osadzenia w osobnym plastikowym korpusie. Jeśli tak to w jakich?
    Moc takiego silnika z pewnością byłaby wystarczającą. Pozostawałaby więc tylko kwestia znalezienia takiego o odpowiedniej pr. obrotowej (najchętniej powyżej 4000 obr).

    Chęć zastosowania silnika komutatorowego podyktowana jest tym iż z reguły posiadają one znacznie mniejsze gabaryty od silników indukcyjnych podobnej mocy, a to ma dla mnie spore znaczenie. Jak również to, że silnika indukcyjnego o prędkości powyżej 2800 obr/min nie udało mi się znaleźć.

    0 7
  • #2 18 Lis 2014 15:57
    fifcio13-13
    Poziom 24  

    1. Lepiej zastosować silnik prądu przemiennego lub gotowe wrzeciono. Przy silniku AC można zastosować falownik, który pozwoli Ci w pełni sterować prędkością obrotową z a pomocą np. przetwornika C/A (4-20mA). Ponadto pozwoli Ci on na podniesienie tej prędkości.
    2. Nie da się regulować mocy 0-99%. Każdy silnik ma jakiś poślizg i będzie on pracował z obniżoną wartością mocy. Przy sterowaniu napięciowym rośnie prąd, a więc łatwo (a raczej na pewno) można spalić uzwojenia silnika.
    3. Silniki wykonuje się różne, musisz poczytać o prędkościach obrotowych i liczbie par biegunów, następnie dobrać odpowiedni silnik. Moment zależy od tego co będziesz chciał skrawać i z jaką prędkością. Jeżeli nie będą to jakieś twarde materiały i chcesz uzyskiwać duże prędkości obrotowe to może lepiej przejść na temat silników pneumatycznych. Mają one przede wszystkim niewielkie wymiary. Z tego co mi wiadomo, silniki wykonuje się do prędkości nawet 12tyś obrotów. Wystarczy poszukać.

    Dodano po 5 [minuty]:

    Możesz też zastosować dobrze znane nam mini szlifierki firmy Dremel. Prędkość obrotowa jest płynnie regulowana 0-33tyś. Można wpiąć się w układ i sterowanie wyciągnąć na zewnątrz takiej szlifierki, następnie sterować za pomocą komputera, przez jakiś przetwornik.

    0
  • #3 18 Lis 2014 19:12
    pawelradomsko
    Specjalista Automatyk

    Witam!
    A może po prostu kupić gotowe wrzeciono - nowe są drogie ale używane na aukcjach można kupić za całkiem niewielkie pieniądze.
    Wpisz w al... lub eba.. hasło perske lub elte i dostaniesz sporą listę.
    Są to niezłe firmy produkujące elektrowrzeciona.
    Ostatnio udało mi się zakupić takie 10200 i/min 0,18 kW za ok 50 EUR. w świetnym stanie - kwestia szczęścia.
    Pozdrawiam.

    0
  • #4 19 Lis 2014 17:48
    damlew11
    Poziom 7  

    Witam i dziękuje za zainteresowanie. Oczywiście wszystko pięknie i gotowe wrzeciono (chociażby marki Kress) byłoby najprostszym rozwiązaniem.
    Jednak sytuacja wygląda tak, że projekt wykonuję w ramach pracy inżynierskiej na studiach i sama idea jest taka, żeby zaprojektować własne wrzeciono do takiej mini obrabiarki.
    Zadaniem jest więc przedstawienie rozwiązania konstrukcyjnego przede wszystkim przekładni mechanicznej oraz zespołu wrzeciona.
    Sam silnik natomiast powinien raczej zapewniać stałe obroty i najlepiej na poziomie ok. 4000 obr/min lub więcej.
    Być może wprowadziłem dyskusję na zły tor pytając o sterowanie napięciowe silnika, jednak chciałem tylko zorientować się, czy miałbym możliwość DODATKOWEJ zmiany prędkości jeszcze przed przekładnią w przypadku zastosowania takiego silnika.

    Reasumując skłaniałbym się raczej do zastosowania silnika komutatorowego AC jednofazowego.
    1. W stosunku do napędu silnikiem DC uprościłbym rozwiązanie o dodatkowy element jakim byłby zasilacz.
    2. W porównaniu z kolei do silnika indukcyjnego AC mam możliwość otrzymania większych obrotów niż 2800 obr/min, bez stosowania znowu dodatkowego urządzenia czyli falownika. Poza tym tak jak już wspomniałem kwestia masy jest tutaj również nie bez znaczenia.
    3. Problem tylko w tym aby znaleźć taki silnik w jak to powiedziałem "kompletnym" korpusie.

    Temat założyłem z tego względu w tym dziale, gdyż miałem nadzieję iż właśnie w elektronarzędziach być może stosowane są tego typu silniki:)
    Proszę o sugestie i pomysły.

    0
  • #5 19 Lis 2014 20:50
    pawelradomsko
    Specjalista Automatyk

    Podaj choćby w przybliżeniu jaka jest wymagana moc i w jakich gabarytach ma się to zmieścić (ew. max. masę) - coś dobierzemy.
    Jeżeli chodzi o wysokoobrotowe i mocne silniki to np z odkurzacza, ale tylko do pracy przerywanej i należy wymusić chłodzenie.
    Co do samego projektu wrzeciona to jest to nie najprostszy temat.
    Silnik to jedno. Dalej łożyskowanie, które powinno przenosić zarówno obciążenia osiowe jak i promieniowe wynikające z rozkładu sił w procesie skrawania.
    Następny problem to mocowanie samego narzędzia - trzeba w jakiś sposób dołączyć uchwyt do wału - najlepiej zaprojektować i wykonać w całości nowy wał wraz z łożyskowaniem.
    No i kolejny schodek to wyważenie statyczne i dynamiczne.
    Nie należy zapominać również, że silnik komutatorowy (AC i DC) zasilony z prostego układu bez sprzężenia zwrotnego ma tendencje do znacznych spadków obrotów wraz ze wzrostem obciążenia.

    0
  • #6 19 Lis 2014 21:28
    damlew11
    Poziom 7  

    Racja, o najważniejszym zapomniałem. Dokładnych parametrów jeszcze nie znam i nie chciałbym też zakładać ich z góry, a raczej dopasować się do tego co uda się znaleźć, ale szacunkowo myślę, że potrzebowałbym mocy min 0,5kW.
    Górnej granicy jako takiej nie mam, ale też bez przesady na pewno poniżej 1,8kW.
    Co do drugiej części Twojej wypowiedzi, to akurat nie mam specjalnych obaw:) część mechaniczna będzie dla mnie tą przyjemniejszą i w pewnym stopniu już ją opracowywuję.
    A skoro o tym mowa, to zaznaczę, iż przekładnia jaką chce zastosować pozwoli na redukcje jak i multiplikację obrotów (stąd potrzebny będzie pewien zapas mocy żeby utrzymać przyzwoity moment). Jednak nie chciałbym stosować silnika odkurzaczowego bo z tego co się zorientowałem osiągają one obroty do 30.000/min a to aż za dużo, bo nawet do najszybszego ustawienia musiałbym je redukować ( a to wyklucza idee działania mojej przekładni).

    Edit:
    Jeśli chodzi o silniki DC znalazłem coś takiego:
    http://magma.sklep.pl/product-pol-2105-SILNIK...R-ELEKTRYCZNY-36V-500W-SKUTERA-NOWY-QUAD.html
    jego parametry to:
    Moc=500 W
    Prędkość obrotowa=2500+-100 obr/min
    w porównaniu z silnikiem indukcyjnym o zbliżonych parametrach, jest on 2x mniejszy, 2x lżejszy i 2x tańszy.
    Jeśli można prosić o opinie, jakie będą wady zastosowania takiego rodzaju silnika? Czy zasilacz (48V / 20A) będzie stanowił duży problem w zakupie i jaka może byc orientacyjnie cena? Czy potrzebny będzie dodatkowy układ regulacyjny, jeśli nie będę oczekiwał sterowania obrotami?

    0
  • #7 21 Lis 2014 08:40
    pawelradomsko
    Specjalista Automatyk

    Wydaje mi się,że tego silnika nawet nie warto dotykać - nie popracuje długo - no chyba że to ma być tylko do demonstracji.
    Jak znajdę chwilę to zrobię kila fotek dobrych sprzętów i wyślę - jednak to dopiero wieczorem.

    0