Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Elektrowrzeciono 2,2kW ER25 z silnika typu "jamnik".

Art.B 21 Sty 2017 15:24 14022 16
  • Elektrowrzeciono 2,2kW ER25 z silnika typu "jamnik".
    Witam. Chciałbym zaprezentować elektrowrzeciono wykonane przeze mnie z silnika 2,2kW 2800rpm typu "jamnik".
    Elektrowrzeciono 2,2kW ER25 z silnika typu "jamnik".
    Konstrukcja powstała celem zastosowania w niewielkiej frezarce uniwersalnej do obróbki aluminium i stali. Zdecydowałem się na własną konstrukcję, gdyż w ramach przeznaczonego budżetu miałbym do wyboru chłodzonego cieczą chińczyka osiągającego 25tys rpm, jednakże niedysponującego w zakresie poniżej 4000 rpm sensownego momentu obrotowego, lub dostępne na portalach aukcyjnych silniki Perske lub Elte, które zazwyczaj pochodzą z maszyn stolarskich, więc bez przeróbki łożyskowania raczej nie nadają się do mojej frezarki, nie zniosą większych obciążeń osiowych.
    Bazą projektu jest silnik STg90-2D produkcji "Przymierze", o mocy 2,2kW przy 2800rpm. Oprawkę z gniazdem ER25 wykorzystałem gotową C25-ER25-50.
    Rozważałem wykonanie całego wału wirnika od nowa, jednakże, aby uniknąć kilku godzin produkowania wiórów, zdecydowałem się skrócić oryginalny wał 20mm przed osadzeniem przedniego łożyska i osadzić na nim dorobioną piastę dla oprawki i przedniego łożyska. Jako że średnica wału silnika w miejscu osadzenia przedniego łożyska ma tyle samo co trzonek oprawki, piasta ma wytoczony w środku otwór o średnicy 24,85mm i jest połączona z wałem i oprawką przez skurcz termiczny. Otwór w piaście jak i powierzchnia osadzenia łożyska obrobione są z jednego przyłożenia, co zapewnia ich współosiowość. Piasta wykonana z wałka stalowego tłoczyskowego o śr. 50mm.
    Jeśli chodzi o łożyskowanie poszedłem na kompromis używając łożyska piasty koła z Audi A3 (40x74x40). Wiem, że powinienem użyć pary precyzyjnych łożysk skośnych, ale prostota montażu i cena przeważyły. Bieżnie wewn. osadzone są na piaście z pasowaniem suwliwym i naprężone nakrętką KM-8. Tylne łożysko oryginalne, jednorzędowe kulkowe. Praktycznie całe siły promieniowe i osiowe przejmuje przednie łożysko dwurzędowe skośne, tylne pracuje tylko z niewielkim obciążeniem promieniowym, prowadząc wirnik.
    Elektrowrzeciono 2,2kW ER25 z silnika typu "jamnik". Elektrowrzeciono 2,2kW ER25 z silnika typu "jamnik".
    Przednia pokrywa silnika ma roztoczony otwór o średnicy 84mm w którym na zamku centruje się nowa obudowa łożyska, wykonana ze stali (kawałek widły od wózka). Łożysko pasowane jest w niej z wciskiem ok. 0,02mm i zabezpieczone pierścieniem Segera.
    Bicie narzędzia zmierzone 20mm od oprawki wynosi 0,04mm i w sumie nie wiem ile w tym udziału moich prac, a ile samej "ryżowej" oprawki.
    Wirnika nie wyważałem, ale w czasie pracy do 50Hz nie wykazywał większych wibracji. Zakładam pracę do 75Hz (do ok. 4k rpm), więc może nie będzie problemu.
    Całe wrzeciono mocowane jest do osi za pomocą 2 śrub M10x1,25 od przodu i jednego kołka 10mm od spodu. Na zdjęciu widoczna hydrauliczna oś Z z siłownika SMC MXS25-100AS. Z własnego doświadczenia wiem, że siłowniki takie pracują bezproblemowo z płynem hydraulicznym do 3-4MPa. Zintegrowana prowadnica liniowa jest całkiem sztywna, a hydraulika zapewnia bezluzową pracę. Ale to już kawałek osobnego tematu o frezarce...


    Fajne!
  • #2 21 Sty 2017 18:26
    FoxTech
    Poziom 20  

    Ciekawy projekt, jednak bez dostępu do tokarki można sobie tylko poczytać jak to robią inni :(
    Czy wrzeciono przeszło już test bojowy w stali? Jeśli tak to mam pytanie co by kolega zrobił inaczej/lepiej gdyby robił to wrzeciono jeszcze raz?

  • #3 21 Sty 2017 19:32
    Art.B
    Poziom 26  

    Testy planuję w ciągu kilku tygodni, bo reszta frezarki jeszcze nie dokończona, a nie bardzo mam do czego do testów zamontować.
    Powiem szczerze, że nie potrzebny jest jakiś szczególny park maszynowy, ale tokarka faktycznie jest konieczna. Co prawda obróbkę wykonałem na "ryżowym" notoolu (po doprowadzeniu go do stanu umożliwiającego nazwanie go tokarką) i pseudo wiertarko-frezarce ZX cośtam, czego frezarką nie ośmielę się nazwać. Nie to, że nie miałem komu zlecić, ale jak mam czas to lubię się pobawić w obróbkę :D .
    W ogóle pomysł frezarki wziął się z ogólnego wk...ienia na okolicznych frezerów. Co prawda rzadko, ale niestety nieraz muszę coś nietypowego przefrezować "na wczoraj" i tu zaczynają się schody...
    Zastanawiałem się nad nabyciem jakiejś narzędziówki typu Avia, ale w sumie inwestować z 8-10k PLN w zabawkę która pracuje raz na miesiąc to trochę nie bardzo. Toteż robię samoróbę z konstrukcją stalową spawaną z rdzeniem z widły od wózka o przekroju 120x50mm i płyt stalowych o grubości 25mm. Stół krzyżowy chinol, ale przynajmniej w miarę ciężki, coś koło 50kg. Tyle że śruby z łożyskowaniem od razu poszły do kosza, szkoda było nawet robić dokumentację foto tego dziadostwa, i zostały zastąpione kulówkami 16x5 z normalnym łożyskowaniem. Oś Z wymyśliłem sobie hydrauliczną. Mała elektryczna pompka tłoczkowa (radialna), silnik zasilany z mostka H, liniał magnetyczny na siłowniku.
    Wobec braku wysuwanej pinoli da to możliwość wiercenia ze stałą siłą nacisku (stałe ciśnienie).

  • #4 21 Sty 2017 19:41
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 41  

    2800 rpm jako wrzeciono frezarki ?? Kolego, do sklepu po falownik i to szybko, i to taki, o podwyższonej częstotliwości wyjściowej. :cry: Do obróbki jakich materiałów ma być użyta ta frezarka?

  • #5 21 Sty 2017 20:15
    Art.B
    Poziom 26  

    Wiem. Mam falownik wektorowy do 200Hz. Ale powyżej 100Hz zaczną się schody raczej z łożyskowaniem i wyważeniem. Poza tym do moich zastosowań nie mam zamiaru gonić go ponad 75-80Hz. Do stali frezem 10mm przy prędkości skrawania 100m/min mam ledwo ponad 3000rpm. Przy większych średnicach jeszcze niżej. Zatem górna granica obrotów na poziomie lekko ponad 4k wystarczy, a potrzebna jest moc (moment obrotowy) przy niższych obrotach. To nie alu frezem jednopiórowym, gdzie trzeba gonić 20k rpm. Dla tego nie kupiłem 3kW mokrej "chinki", bo w interesującym mnie zakresie obrotów miałbym może kilkaset wat i zatrzymałbym wrzeciono ręką...

  • #6 21 Sty 2017 22:39
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 41  

    @Art.B Taaaa, kilka lat temu naprawiałem maszynę CNC prod. USA do regeneracji przegubów kulowych. O ile napędy osi x/y/z były ,,klasyczne" (serwosilniki DC z enkoderami i śruby trapezowe), tak wrzeciennik ...o ho,ho.. :D ..Silnik synchroniczny trójfazowy 8 kW, chłodzony woda i ,,pędzony'' przez specjalny falownik do 500 Hz.....30.000rpm.

  • #7 21 Sty 2017 23:11
    ziomal156
    Poziom 10  

    Krzysztof Kamienski napisał:
    Silnik synchroniczny trójfazowy 8 kW, chłodzony woda i ,,pędzony'' przez specjalny falownik do 500 Hz.....30.000rpm.


    To jest chyba normalne w elektrowrzecionach. Silnik asynchroniczny i synchroniczny może mieć maksymalnie 3tys obrotów przy 50hz nie da się więcej wycisnąć bo już jest po jednym polu na fazę. Silniki synchroniczne mają większą sprawność ze względu na magnes stały w wirniku, oraz mogą mieć mniejszą średnice wirnika niż przy silniku klatkowym. A mniejsza średnica przy takich obrotach to mniejsza prędkość liniowa najdalszego punktu, co przekłada się na zmniejszenie siły odśrodkowej.

  • #8 22 Sty 2017 12:39
    2882882
    Usunięty  
  • #9 23 Sty 2017 12:54
    szymon122
    Poziom 36  

    Z ciekawości spytam dlaczego ten silnik jest nazywany jamnikiem?

  • #10 23 Sty 2017 13:20
    wojtek1234321
    Poziom 28  

    szymon122 napisał:
    dlaczego ten silnik jest nazywany jamnikiem?

    Bo jest "cienki" i dłuuugi, czyli tak jak jamnik... :D :D :D

  • #11 23 Sty 2017 20:15
    robokop
    Moderator Samochody

    szymon122 napisał:
    Z ciekawości spytam dlaczego ten silnik jest nazywany jamnikiem

    Z racji konstrukcji mechanicznej - przewidzianej do schowania pod blatem i osadzenia piły bezpośrednio na osi wirnika. Bieguny magnetyczne są wąskie, a długie.
    W całości nie podoba mi się użycie łożyska piasty koła - nie nadaje się ono zupełnie do tego zastosowanie. Raz że to chyba łożysko klasy C4, czyli z dużym luzem, dwa wymaga silnego ściśnięcia obydwu połówek (bieżnia wewnętrzna składa się z dwóch symetrycznych połówek), czego nie zapewni wąska nakrętka, a trzy nie nadaje się do dużych prędkości obrotowych, tym bardziej w podwyższonej temperaturze.

  • #12 24 Sty 2017 06:12
    Art.B
    Poziom 26  

    Co do łożyska, w żaden sposób nie bronię swojej decyzji względami innymi niż ekonomiczne. Z innych opcji budżetowych: 5208 jeszcze gorsze, brak naprężenia wstępnego i jeszcze mniejsza sztywność, brak zintegrowanych uszczelnień. Zwykłe łożyska kulkowe całkowicie nieprzydatne do tego zastosowania. Zostaje jeszcze ewentualnie para łożysk stożkowych.
    Prawidłowe łożyskowanie powinno być wykonane jak w każdym normalnym wrzecionie, tzn. jedna lub dwie pary dobierane łożysk skośnych precyzyjnych pracujących w układzie "O" z naprężeniem wstępnym, czyli np. 7008A5P4 lub P5. Dochodzi do tego uszczelnienie układu. Cena takiego łożyskowania przekracza całkowity koszt mojego elektrowrzeciona. Dochodzi do tego konieczność obróbki powierzchni ustalających bieżnie z bardzo dużą dokładnością jeśli chodzi o ich równoległość, co musiałbym zlecić.
    Bazując na katalogu FŁT Kraśnik, podobne łożysko do zastosowanego w moim rozwiązaniu, 134-797TPNG-2RS-2BRS ma obroty graniczne 5000, a nośność dynamiczną 44kN. Są to łożyska z dokładnie określonym naprężeniem wstępnym, ich układ odwzorowuje parę łożysk skośnych pracujących w konfiguracji "O". Nie "szalejąc" z obrotami i nie eksploatując maszyny po 8h/dobę powinno dać radę, a jak padnie, to wymieniam na nowe. Nakrętka ma 9mm wysokości, 5 pełnych zwojów gwintu, gwint na wale ulepszany cieplnie. Wydaje mi się, że wytrzyma. Po prostu założenia zostaną zweryfikowane podczas pracy maszyny.
    Tu dla przykładu silnik w wykonaniu producenta:
    Elektrowrzeciono 2,2kW ER25 z silnika typu "jamnik".
    Nie wiem dokładnie do jakich zastosowań go wykonano, ale na elektrowrzeciono nie nadaje się ewidentnie. Wał wystający daleko z łożyska, łożyskowanie najprawdopodobniej 2x kulkowe (seria), przednia pokrywa z osadzeniem łożyska żeliwna i delikatna.

  • #13 26 Sty 2017 06:06
    Martin_250
    Poziom 12  

    Rozwiązanie jeśli tylko spełnia swoje zadanie jak najbardziej ok.
    Pytanie tylko jakie dopuszczalne cykle pracy mają takie jamniki?

  • #14 26 Sty 2017 20:19
    2882882
    Usunięty  
  • #15 22 Mar 2017 10:59
    Wojtek7878
    Poziom 5  

    Gratuluje Art.B
    Chciałbym wykorzystać twój pomysł. Już kupiłem silnik.
    Napisałeś że piasta miała średnicę wewnętrzną 24,85mm, możesz mi zdradzić jaki wymiar miał wałek? czy też miał 24,85mm czy był trochę większy? U mnie wałek ma inny wymiar, ale chodzi mi o różnicę między tymi dwiema średnicami.
    Jak rozgrzewałeś tą piastę? Jak chłodziłeś wałek?

    Jeszcze rozważam opcję z oprawką ER zakończoną stożkiem ISO30 i wkręcaną na gwint na wale silnika, oczywiście piasta na wale też musiałaby być, ale nie wiem czy to nie będzie przekombinowane.

  • #16 23 Mar 2017 06:56
    Art.B
    Poziom 26  

    Wałek 25,00mm,podobnie jak trzonek oprawki. Zacisk 0,15mm. Cała piasta grzana palnikiem do 450°C aby nie rozhartować powierzchni za łożyskiem, potem montaż piasty na wirniku i oprawki w piaście, następnie chłodzenie sprężonym powietrzem. Trzyma to bardzo mocno, zwłaszcza, że piasta wykonana jest z pręta hartowanego powierzchniowo i w miejscu dość płytkiego osadzenia wału wirnika (15mm) ma 50mm średnicy. Opcja ze stożkiem ISO wydaje mi się lekko przekombinowana, trzeba by wykonać stożkowe gniazdo w piaście, a to zawsze trudniej zrobić niż osiowy otwór. Cała koncepcja oparta jest na przeniesieniu większości sił promieniowych, osiowych i momentów zginających na masywne łożysko piasty, znajdujące się blisko oprawki narzędzia, aby połączenie wirnik-piasta przenosiło tylko moment obrotowy, a tylne, pływające łożysko wirnika było odciążone.
    Btw. obecnie kończę frezarkę i w wolnych chwilach docieram łożysko piasty w cyklach po kilkadziesiąt minut z coraz większą prędkością. Początkowo grzało się do 80°C po 10min przy 2000rpm, teraz osiąga tą temperaturę po 30min przy 3000rpm. Łożyska piasty średnio lubią wysokie obroty, ale w miarę docierania i rozprowadzenia smaru wewnątrz łożyska nagrzewanie się zmniejsza.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME