Специальные цены   новые товары
Закрытая тема
Показано с 1 по 11 из 11

Попытка расчета вала в SolidWorks

Тема раздела Механика станков CNC, самодельные проекты в категории Станки ЧПУ, Hobby CNC, инструмент; Всем привет! Хочу вынести на обсуждение мою попытку рассчитать прогиб направляющих для того, чтобы сделать выбор диаметра ДО их приобретения, ...

  1. #1

    Регистрация
    19.02.2012
    Адрес
    ---
    Возраст
    42
    Сообщений
    18

    Попытка расчета вала в SolidWorks

    Всем привет! Хочу вынести на обсуждение мою попытку рассчитать прогиб направляющих для того, чтобы сделать выбор диаметра ДО их приобретения, вместо того, чтобы покупать что-то по аналогиям с чьими-то реализованными проектами, и затем, по окончании сборки, оказываться перед вероятностью промаха в 50% (то ли прогнулось за допуски, то ли нет :)

    Итак. Исходные данные таковы:
    - вал подбираю для оси Х станка портального типа.
    - вал будет из стали GCr15, она же AISI E52100. длина 500мм. Такие продают китайцы.
    - "направляющая" длиной 100мм. в кавычках потому, что по факту это просто брусок с отверстием, равным диаметру вала. нужен только для правильного приложения нагрузки, т.к. я ещё не научился прикладывать нагрузки прямо к валу нужным мне образом. имеет 100% жесткость, то есть его деформация меня не интересует.
    - нагрузка перпендикулярная оси вала, 20 кгс.
    - цель: получить такой диаметр, при котором прогиб будет меньше 0.1мм

    Начал с того, что попытался разобраться в кодировке материалов в библиотеке солида. Понял, что нужной мне стали нет. Принялся искать характеристики в интернете. Нашел тут и тут. Создал материал, вбил характеристики, проверил количества нулей дважды :)

    Затем уже создал вал, направляющую, связал, закрепил, нагрузил, испытал. Тут всё стандартно.


    Результаты - для вала диаметром 16мм

    Максимальный прогиб составил 0.09мм, почти 0.1мм
    По-моему, это много.

    Для вала 20мм

    Здесь максимальный прогиб уже 0.04мм,

    и для вала 40мм (на самом деле такой вал меня не интересовал, я просто начал изучение методики исследования именно с такого, "произвольного" диаметра)

    Здесь прогиб всего 0.0027мм, его и берём! (шутка)

    (Кстати, на картинки с изогнутым в дугу валом особого внимания не обращайте - это солид так показывает место, где деформация вообще есть, просто для наглядности. конкретные числа - в шкале.)

    Итого вала D=20мм, думаю, будет достаточно, даже с учетом каких-то ударных нагрузок, и того, что расчет всё-таки не 100% корректно сформирован (наверняка я что-то не учел).

    Почему я не радуюсь, а задаю вопросы? Потому, что мне не до конца ясны следующие моменты:

    1. 20кгс на вал, это 40кг веса всего портала. Для портала с боковинами из алюминиевой плиты толщиной 15мм на 30см рабочего хода по Y это не мало? То есть, остальные элементы я буду проектировать на общий допуск 0.1мм при фрезеровании. Хочу узнать ваше, так сказать, оценочное мнение (понятно, что и вес портала тоже можно рассчитать в солиде, только я в нём не специалист, и пока стану - таким темпом я станок себе построю лишь через несколько лет).

    2. вообще, я правильно понимаю, что основная нагрузка на вал будет от веса портала, а не от фрезерования? (мне кажется, что фреза сломается гораздо раньше, чем сможет как-то ощутимо нагрузить вал своим давлением на заготовку. да и вектор этой нагрузки будет, собственно, противоположным нагрузке от веса портала.)

    3. из вашего личного опыта, на рабочий ход по Х, равный 400мм, и прогиб 0.05 - 0.1мм, вала 20мм хватит?

    заранее спасибо за ответы.

  2.  
  3. #2

    Регистрация
    07.01.2005
    Адрес
    Friedrichshafen, Deutschland
    Возраст
    62
    Сообщений
    8,204
    Цитата Сообщение от AntEkb Посмотреть сообщение
    из вашего личного опыта, на рабочий ход по Х, равный 400мм, и прогиб 0.05 - 0.1мм, вала 20мм хватит?
    Прогиб вала 20 мм будет больше! Причём намного больше.

  4. #3

    Регистрация
    16.12.2013
    Адрес
    Красноярск
    Возраст
    45
    Сообщений
    5
    А какие вы задали условия? у вас каретка в расчете скользит по валу,или это монолит? Заделка концов фиксированная? У меня на станке две направляющие диаметром 20 мм и длиной 550 мм;в стандартных креплениях, на каждой две коротких каретки,наименьшее расстояние между каретками одного вала 110 мм. При нагрузке в 47кг (или 42,не помню точно)валы прогибаются на 0,3 мм. Это из практики,не расчеты.

    Цитата Сообщение от AntEkb Посмотреть сообщение
    понятно, что и вес портала тоже можно рассчитать в солиде, только я в нём не специалист
    для этого надо нажать одну кнопку,конечно если конструкция уже нарисована.
    Последний раз редактировалось Баев; 19.01.2014 в 10:10.

  5. #4

    Регистрация
    19.02.2012
    Адрес
    ---
    Возраст
    42
    Сообщений
    18
    Цитата Сообщение от Баев Посмотреть сообщение
    каретка в расчете скользит по валу,или это монолит?
    каретка скользит.
    заделка концов фиксированная. это вроде и на иллюстрациях видно - зелёные стрелки на торцах вала.

    Цитата Сообщение от Баев Посмотреть сообщение
    При нагрузке в 47кг (или 42,не помню точно)
    это на каждый? или портал столько весит?

    Цитата Сообщение от Баев Посмотреть сообщение
    Это из практики,не расчеты
    вот за эти ваши данные - большое спасибо. этого я и ждал.

    Цитата Сообщение от Баев Посмотреть сообщение
    для этого надо нажать одну кнопку
    говорю же - не специалист ещё. к тому же, нарисуешь - окажется, что снова материалов нет, что надо искать их характеристики - а эту свою сталь я несколько дней по интернетам искал, пока все модули да пределы собрал...


    Цитата Сообщение от Марат Посмотреть сообщение
    Прогиб вала 20 мм будет больше!
    спасибо! а можно больше конкретики? или у вас ровно те же исходные были - 500мм вала и 100мм ширины каретки?

    PS а вообще, фактический прогиб 0.3 против расчетного 0.05 (разница в 6 раз) говорит либо о том, что в исходных какая-то бОльшая разница, чем озвучено, либо о том, что сталь у китайцев не такая уж и подшипниковая, как они заявляют
    ну или, может быть, сталь и в самом деле другая - те же китайцы продают валы как из как GCr15, так и из S45C, которая помягче.
    Последний раз редактировалось AntEkb; 19.01.2014 в 11:45. Причина: добавил текста

  6.  
  7. #5

    Регистрация
    07.01.2005
    Адрес
    Friedrichshafen, Deutschland
    Возраст
    62
    Сообщений
    8,204
    Цитата Сообщение от AntEkb Посмотреть сообщение
    или у вас ровно те же исходные были - 500мм вала и 100мм ширины каретки?
    Да исходные данные такие же...

    есть простые формулы расчёта и даже они говорят о том, что прогиб будет больше чем о,1 мм...

  8. #6

    Регистрация
    16.12.2013
    Адрес
    Красноярск
    Возраст
    45
    Сообщений
    5
    Цитата Сообщение от AntEkb Посмотреть сообщение
    это на каждый? или портал столько весит?
    это на оба вала,у меня не портал,а подвижный стол.
    Цитата Сообщение от AntEkb Посмотреть сообщение
    ..нарисуешь - окажется, что снова материалов нет, что надо искать их характеристики - а эту свою сталь я несколько дней по интернетам искал, пока все модули да пределы собрал...
    Цитата Сообщение от AntEkb Посмотреть сообщение
    ..либо о том, что сталь у китайцев не такая уж и подшипниковая, как они заявляют ну или, может быть, сталь и в самом деле другая - те же китайцы продают валы как из как GCr15, так и из S45C, которая помягче
    Это не особо нужно,модуль упругости примерно одинаков у всех стальных сплавов,а в расчете упругих деформаций важен только он и геометрия.Попробуйте посчитать конструкцию с опорами,такой,как она планируется.Все таки заделка намертво не то,что будет по факту.

  9. #7

    Регистрация
    30.03.2011
    Адрес
    Пенза
    Возраст
    35
    Сообщений
    1,616
    Записей в дневнике
    8
    Мое мнение, если по факту у Вас будут два линейных подшипника на расстоянии друг от друга 100мм, то нагружать направляющую бруском не корректно. Он не дает выгнуться направляющей между его крайними точками (в центральной части), что в той или иной степени возможно в реальном устройстве

  10.  
  11. #8

    Регистрация
    19.02.2012
    Адрес
    ---
    Возраст
    42
    Сообщений
    18
    Цитата Сообщение от Баев Посмотреть сообщение
    заделка намертво не то,что будет по факту
    вы про торцы вала? хорошо, хотя и не понимаю разницы между таким креплением вала 500мм и, например, креплением в опорах высотой 15мм вала длиной 530мм...

    Цитата Сообщение от sirQWERTY Посмотреть сообщение
    нагружать направляющую бруском не корректно
    согласен. но расхождение в 6 раз между расчетом и фактом...

  12. #9

    Регистрация
    20.10.2002
    Адрес
    Москва
    Возраст
    55
    Сообщений
    3,634
    Записей в дневнике
    25
    А деформации заделки кто учитывать будет ?

  13. #10

    Регистрация
    19.02.2012
    Адрес
    ---
    Возраст
    42
    Сообщений
    18
    Цитата Сообщение от hivolt Посмотреть сообщение
    А деформации заделки кто учитывать будет ?
    не думаю, что на 100% понимаю, о чем речь, но.

    вот что сделал:
    добавил опоры вала, линейные подшипники (далее - ЛП). закрепил вал в опорах, а опоры зафиксировал в пространстве в болтовых отверстиях - чтобы деформации опор тоже учитывались. в ЛП никаких шариков и пластика нет, эти люфты мне неинтересны, просто вал и отверстие в ЛП имеют один диаметр. ширина боковины портала (к которой прикреплены ЛП) равна 100мм, сами ЛП начерчены по размерам производителя.
    все детали, кроме вала, имеют материал - "алюминиевый сплав", один из справочных в солиде.

    две картинки.
    1. нагрузка на вал = 10 кгс.

    прогиб 0.069мм.

    2. нагрузка на вал = 20 кгс

    прогиб 0.139мм.

    что я снова делаю не так?

  14. #11

    Регистрация
    13.02.2006
    Адрес
    rk-stud.ru
    Возраст
    33
    Сообщений
    698
    это у вас 1 твёрдое тело ?
    скиньте модель. посмотрю

Закрытая тема

Похожие темы

  1. Проектирование самолета в SolidWorks
    от RC-CLUB в разделе Чертежи авиамоделей
    Ответов: 3327
    Последнее сообщение: 13.03.2021, 16:40
  2. Электрическая силовая установка – простейшие расчеты, и практическая реализация
    от collapse в разделе Электродвигатели, регуляторы, мотоустановки
    Ответов: 412
    Последнее сообщение: 11.08.2016, 11:18
  3. Помогите с переводом из SolidWorks в Corel под резку
    от MaF в разделе Чертежи авиамоделей
    Ответов: 8
    Последнее сообщение: 19.09.2013, 15:27
  4. Ответов: 82
    Последнее сообщение: 29.07.2013, 00:46
  5. Помогите с расчетом трубогиба!
    от Viper91 в разделе Курилка
    Ответов: 1
    Последнее сообщение: 27.05.2013, 18:56

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения