Wobblande trapetsskruv i portalfräs, hur lösa?

[Walle]

Om man har en lång trapetsskruv, ca 3 meter lång, och har problem med att den wobblar, hur löser man det på bästa sätt? Dagens skruv är 20 mm med en pitch på 4 mm, och wobblar ganska rejält. Den ska bytas ut mot två skruvar, för att eliminera byrålådseffekten. Men vi funderar på vad vi ska byta ut mot. Större skruv med högre pitch (vi vill vinna hastighet), eller tunnare skruv som sträcks ordentligt. Skruvarna är ju alltid aningens krokiga när man får dom.

Ett alternativ är att byta till remdrift, med en stationär rem och stegmotorn på portalen. Hittade den här bilden:

beltdrive.JPG

Erfarenheter och länkar sökes!

Ytterligare ett alternativ är ju att ha fast monterade skruvar, och snurra på muttrarna istället. Men det tar en del tid i anspråk att designa och bygga det systemet, tid som inte finns.

Helt enkelt eftersöks en lösning som är så snabb och billig som möjligt att implementera, men som ändå är "bra nog". ("Bra nog" är ju väldigt subjektivt, jag vet inte riktigt hur jag ska definera "bra nog" i det här fallet.)

[tecno]

3m är ju bra långt för skruv, fast skruv och roterande mutter är väl det bästa alternativet med skruv.

Men jag skulle välja remdrift förutsatt att du kan få dit dessa enkelt och med bra spånskydd. Sen kanske du klara detta med en motor och har två remmar för att styva upp 'byrålådan'.

[SeniorLemuren]

Jag renoverade en maskin (Maca vill jag minnas) som hade dubbla bord under portalen vilket gjorde att portalskruven var uppåt 6 meter lång. Den hade en lös bom ca 3 meter lång som löpte fritt genom portalens vagn och var försedd med stödlager anbringat runt skruven i vardera änden.

Att en axel wobblar beror på att den är för klen i förhållande till varvtalet och den fria längden mellan lagerpunkterna. Det finns tabeller på när man uppnår kritiska varvtal vid en viss längd/diameter/vavtal för släta axlar. Leverantörer av skruvar har säkert uppgifter som gäller för deras produkter. Följer man dom, så är man säker.

Som exempel kan jag ta mina propelleraxlar till båten. För att säkert undvika resonanssvängningar visade tabellen att det behövdes en 50 mm axel till ett varvtal på max 1200 rpm och en fri längd på 3 meter. För att enbart klara vridmomentet mot propellern skulle det räckt med en 30 mm. axel.

Att försöka spänna klena axlar för att motverka resonanssvängningar är inte att föredra. krafterna som uppstår vid egenresonans är mycket stora.

[X-IL]

Walle,
Hade du visat denna portal på bild någon gång?

[Walle]

I någon tråd har jag visat någon bild på den, men jag kan inte minnas i vilken tråd, så här kommer en ny bild

Photo 2011-08-02 10 06 36.jpeg

På bilden kan ses tidigare försök att stabilisera maskinen med en så kallad "moving knot". Det funkade inte bra, visst blev det lite stabilare, men för att få det riktigt stabilt måste vajern spännas ordentligt och då tappar stegmotorerna steg.

Hela maskinen är egentligen lite för klen för vad den gör, den går i daglig produktion skärandes 4 mm alu. Men det är vad vi har i dagsläget, och fördelen med den är att den får plats i en container, så vi slipper oljudet i verkstaden. Att köpa en ny maskin är lockande, men medför så många merkostnader utöver kostnaden för själva maskinen att det i dagsläget inte är aktuellt. Så vi får göra vad vi kan för att stabilisera upp maskinen. Bilden är gammal, portalen är nedflyttad 10-15 cm.

[zeus]

Jag har sett en lösning med kullager som sitter mot skruven 10-20cm ut från muttern.

Det eller en extra mutter skulle kunna hjälpa om det går att ordna utan att förlora arbetsområde.

[danielpublic]

Mmm någotslags tank-system är nog snabbast och enklast.

[H.O]

Rem är ju nice men det blir ju en helt annan utväxling jämfört med skruv, ~5mm vs ~50mm per motorvarv kanske. Betyder nödvändigtvis inte problem men det ändrar ju både upplösning och tillgänglig kraft - och naturligtvis hastigheten. Nu var ni ju ute efter ökad hastighet men hur mycket och hur mycket upplösning och kraft är ni beredda att offra?

Uppspänd skruv och roterande mutter är nog det 'bästa' men också det mest komplicerade. En extra mutter, med lite mellanrum till befintlig mutter, som zues föreslår kan nog hjälpa en hel den men "kostar" ju eventuellt lite slaglängd beroende på kontruktionen av maskinen. Byte till en grövre skruv är nog det enklaste och eftersom en grövre skruv ofta även har högre stigning så får ni er hastighetsökning också men accelerationen kan bli lidande pga det ökade tröghetsmomentet hos den grövre skruven. Som Lemuren säger så finns det formler för kritisk varvtal, Mekanex har en här.

Inte lätt....

[Walle]

Idag skär vi i 700 mm per minut, och det är ju klart på gränsen enligt den sidan (i verkligheten är det för snabbt, skruven wobblar redan i den hastigheten). G0 vet jag inte exakt vad den är, gissningsvis 1200-1500 mm/m. Vi vill väl gärna komma upp i runt 1200 mm/m i skärhastighet och gärna 3000-4000 mm/m i snabbtransport. Hastigheten är dock inte det primära, att bli av med "byråkådseffekten" är det viktigaste, men när man ändå tar sig tid så är det lika bra att göra det så bra som är rimligt. Skärhastigheten är ju till exempel på tok för låg i förhållande till spindelvarvtalet (ca 35 krpm), vilket sliter ut pinnfräsarna i förtid. Även maskinens instabilitet bidrar väldigt mycket till det också, hela maskinen resonerar när den skär. Hade pengar inte varit ett problem hade maskinen skrotats och en ny bättre inhandlats.

Vi kan inte förlora mycket kraft, men att nya till lite större stegmotorer är inget problem, idag sitter det NEMA 23 på 3 Nm. Om man ska köra remdrift får man väl växla ner motorerna antar jag? Idag är det dock inte stegupolösningen som sätter gränsen för maskinens precision, iaf inte på X-axeln. Men teoretisk precision behöver inte vara extremt hög 0.1-0.2 duger gott för det den används till.

[H.O]

> Om man ska köra remdrift får man väl växla ner motorerna antar jag?
Ja, det är ju det man får göra men det adderar ju ytterligare kostnad, komplexitet och källor till fel som t.ex backlash vilket i slutänden gör att en rem-lösning kanske inte är "det enklaste".

Låt oss säga att du vill 0.1mm per helsteg. Då måste omkretsen på remhjulet (om vi pratar direktdrift) vara 20mm vilket gör att hjulets diameter blir i princip lika med motoraxeln. Realistiskt måste nog remhjulet vara åtminstånde 25mm i diameter vilker ger dig 25*pi/200= ~0.4mm per helsteg. Kraften blir ju som sagt också avsevärt lägre jämfört med skruvdrift men å andra sidan så behöver ju motorn inte snurra lika fort vilket gör att du "får tillbaka" lite av momentet. Om det är trapetsskruv i nuvarande konstruktion så ger nog remdriften en högre verkningsgrad vilket så klart också hjälper till.

Vad sägs om kulskruvar från kinesen, 25x10 t.ex det ger dig en liten ökning beträffande kritiskt varvtal, 150% ökning i stigning och en rejäl ökning i verkninsgrad vilket hjälper motverka "förlusten" du får pga av den ökade stigningen?

Som sagt, inte lätt...

[Bobbox]

Jag håller på att bygga en hyfsat stor portalfräs (3x2.5meter) där kommer jag att ha kuggstång.
Från början tänkte jag ha en kuggstång på varje sida där kugghjulen var satt på samma axel tvärs över bordet för att slippa byrålådseffekten.
Det skulle ju funka på din fräs om du har kuggstängerna på ovansidan av U-balkarna, man behöver ju inte ha någon drivning på kugghjulen.
Hoppas att du förstod vad jag menade

[labmaster]

Ta gärna en bild på linjärskenorna som portalen åker på så vi får se hur det ser ut. Har ni inte riktiga linjärskenor så kan det vara en av orsakerna till byrolådeffekten. Linjärskenor kostar cirka 500 kronor per meter att köpa i sverige och vagnarna kostar straxt under 500 kronor per styck.

Långa kulskruvar från Kina kan i vissa fall vara ett bekymmer om de inte paketeras med omsorg, annars kroknar de i frakten.

Eftersom maskinen går i produktion och bidrar till företagets fakturering bör det inte vara något problem att köpa kulskruvar i Sverige. Fördelen med detta är att de blir garanterat raka när de anländer. En 20 mm kulskruv hamnar ungefär på 800 kronor per meter och muttern kostar i runda slängar 1 500 kronor. Till detta kommer ändlager för dryga tusenlappen.