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.
Сообщение от AntEkb
