Hallo, ich möchte eine Platform möglichst stabil vertikal bewegen, und dazu brauche ich eine Führung, die sehr steif ist, da horizontale Kräft auf die Platform einwirken und diese nicht nachgeben soll. Dabei möchte ich Stahlwellen umgehen, da ich diese nicht als ausreichend steif empfinde (siehe hier: http://www.youtube.com/watch?v=z4lilGJ4SNM) und die sehr teuren und in der Länge festgegebenen Unterstützten Wellen (wie z.b. hier http://www.dold-mechatronik.de/Supported-Rails) kann ich nicht verwenden. Da mein Gerüst, in dem sich die Platform bewegen soll, allerdings aus Alu-Profil (wie z.B. http://aramis-maschinenbau.de/bilder/profil1.jpg) aufgebaut ist, dachte ich, ob es evtl möglich wäre diese selbst als Schiene bzw. Wellenersatz zu verwenden. Ich bräuchte dazu allerdings ein Art "Wagen" mit einem Befestigungsmechanismus, welcher sich an dem Profil entlang bewegen kann (in der Rille des Profils bzw. um das Profil herum befestigt), und an dem ich die Platform befestigen kann. Kennt jemand so etwas vielleicht?
Das tolle Youtube-Video vergleicht Eier mit Äpfeln - eine massive runde Stahlwelle von vielleicht 8 mm Durchmesser mit einem Vierkant-Aluminiumprofil von 40mm Kantenlänge. Das ist lächerlich. Zu Deiner eigentlichen Frage: Die Oberflächenhärte und Abriebfestigkeit wird einer der Gründe sein, warum Aluminium im Maschinenbau eine bislang so unbedeutende Rolle spielt, wenn es um Führungsschienen, Wellen o.ä. geht.
Du hast im Grunde genommen zwei Probleme: 1. Du willst hoch hinaus. 2. Irgendwer drückt (horizontal) von der Seite. Der erste Punkt wird in vielen Fällen auch in zwei Grundprobleme zerlegt. 1. Antrieb 2. Führung. Punkt zwei besteht in erster Linie aus dem Problem wie groß die Kräfte sind und wie flexibel die Führung ist. Ist nicht so toll, wenn die Konstruktion zwar die horizontalen Kräfte abkann aber immer Blockiert wenn jemand von der Seite drückt. Ob aber Stahlprofile (kleiner, billiger) oder Aluprofile (bis zum Abwinken und etwas leichter zu bearbeiten) am besten geeignet ist, hängt vor allem von der Belastung ab. Seile, Ketten und Zahnriemen benötigen explizit eine Führung die aber u. U. ungenauer sein kann. Zahnstangen, Schnecken und Spindeln übernehmen u.U. einen Teil der vertikalen Last, werden aber schnell Sauer, wenn’s schmutzig zugeht oder wenn die horizontale Last nicht gut abgefangen werden kann. Das alles aber hängt von den Möglichkeiten (nicht zuletzt den Monetären) und den gewünschten Daten (Massen und Kräften) ab.
Vergiss Alu als Führung, auch mit Rollen. Nimm Stahl. Mit etwas Geschick kann die Stahlachse auch gleich dein Gerüst des 3d-Druckers bilden. http://neuhaus-edelstahl.de/shop/article_55-28%252C0rd/1.2210-Silberstahl--%C3%98-28-mm-x-1000mm.html?pse=apq Ist dick genug (Dicke je nach Belastung und Länge, Durchbiegung bei seitlicher Belastung kann ma ja leicht ausrechnen), ist extrem massgenau, und darauf laufen Bronze-Laufbuchsen.
Falls es wirklich um einen 3-D-Drucker geht: -Im Internet gibt es jede Menge, (z.T. sinn-)freie Bauanleitungen. -Sollte es wirklich sinnvoll sein, die 1032. Konstruktion zu entwerfen? -Noch eine Frage: Woher sollen die horizontalen Kräfte dabei kommen? Mal abgesehen davon Junior zieht am Plastikfaden? -Das Meiste, was dabei horizontal auftritt werden wohl Vibrationen sein. Die aber erfordern ein eigenes Vorgehen.
Rufus Τ. Firefly schrieb: > Das tolle Youtube-Video vergleicht Eier mit Äpfeln - eine massive runde > Stahlwelle von vielleicht 8 mm Durchmesser mit einem > Vierkant-Aluminiumprofil von 40mm Kantenlänge. > > Das ist lächerlich. Natürlich ist das der direkte Vergleich nicht das, worum es mir ging, sondern eher um die Flexibilität einer Stahlwelle, da ich keine mit einem Durchmesser von 25mm+ verbauen will um etwas stabiles zu bekommen. > Zu Deiner eigentlichen Frage: Die Oberflächenhärte und Abriebfestigkeit > wird einer der Gründe sein, warum Aluminium im Maschinenbau eine bislang > so unbedeutende Rolle spielt, wenn es um Führungsschienen, Wellen o.ä. > geht. Nunja, ich habe nicht vor eine Profi-Maschine zu bauen, die 8 Stunden am Tag im Einsatz ist und denke, dass es für meine Zwecke in Ordnung wäre, wenn ich einen entsprechenden Mechanismus finde.
MaWin schrieb: > Vergiss Alu als Führung, auch mit Rollen. > > http://neuhaus-edelstahl.de/shop/article_55-28%252C0rd/1.2210-Silberstahl--%C3%98-28-mm-x-1000mm.html?pse=apq > > Ist dick genug (Dicke je nach Belastung und Länge, Durchbiegung bei > seitlicher Belastung kann ma ja leicht ausrechnen), ist extrem > massgenau, und darauf laufen Bronze-Laufbuchsen. Danke, aber genau so etwas wollte ich nicht. Ich brauche da schwere, teuere Stahlwellen mit Wellenhaltern und Linearführungen. Bei dem Preis kann ich gleich auf Unterstützte Wellen umschwenken, welche zwar noch teuer aber dafür deutlich besser und leichter sind. Aber um das ganze sowieso zu vermeiden, versuche ich zuerst die Aluprofile in die Lösung mit einzubeziehen und bin dafür auf der Suche nach einem passenden Mechanismus.
amateur schrieb: > Falls es wirklich um einen 3-D-Drucker geht: Nein, das tut es nicht. Es geht mir darum eine Plattform (ca 0.8m²) vertikal auf 1/10mm genau zu bewegen. Es ist dabei wichtig, dass die Platform horizontal so stabil und unbeweglich wie möglich ist, da Präzision ein grosser Faktor ist.
Bei der Genauigkeitsanforderung kommst du um ein Lager, dass die H-Kräfte aufnimmt nicht drumherum.
Elektro Fuzzi schrieb: > Es ist dabei wichtig, dass die Platform horizontal so stabil und > unbeweglich wie möglich ist Das kannst und willst du nicht bezahlen. Die solltest dir eine Kosten-Genauigkeitskurve aufstellen und daran deine Anforderungen fest machen.
Elektro Fuzzi schrieb: > Es geht mir darum eine Plattform (ca 0.8m²) vertikal auf 1/10mm genau zu > bewegen. Es ist dabei wichtig, dass die Platform horizontal so stabil > und unbeweglich wie möglich ist, da Präzision ein grosser Faktor ist. Man hätte auch schreiben können: Plattform Länge x Breite x Dicke, Gewicht insgesamt x kg, soll mit 1/10 mm Genauigkeit positioniert werden. Die horizontale Bewegung dafür soundsoviel mm bei einer seitlichen Kraft von ?? N nicht überschreiten. PS: Der maximale Verfahrweg ist x m. Dann könnte man endlich mal diskutieren und nicht spekulieren.
Ich hab noch einige 1 meterlange Aufzugführungen hier herum liegen und Führungseinlagen+Schuhe dafür kann ich Dir besorgen Bei 2,5 meter Stützenabstand schaffe ich damit im mm Bereich zu bleiben. jedoch ist das auch eine Frage der Querkräfte. Also mal Butter an die Fische und etwas Fleisch zu den Knochen, eventuell ist dir ja noch zu helfen. Ich hoffe du hast nicht gleichzeitig an ganz einfa,ganz billig und hochpräzise im gleichen Satz gedacht. Das kanst du nämlich knicken. Und wofür soll der Hubtisch gut sein? Wie sieht denn Dein Gesamtbudget aus und wie der Anteil, welche du für eine mechanische Führung einplanen möchtest. Um Gleitführungen kommst du bei den Anforderungen nicht herum. MfG Winne
Elektro Fuzzi schrieb: > amateur schrieb: >> Falls es wirklich um einen 3-D-Drucker geht: > > Nein, das tut es nicht. > > Es geht mir darum eine Plattform (ca 0.8m²) vertikal auf 1/10mm genau zu > bewegen. Es ist dabei wichtig, dass die Platform horizontal so stabil > und unbeweglich wie möglich ist, da Präzision ein grosser Faktor ist. Könntest du mal ein bisschen genauere Daten preisgeben? Evtl. solltest du ein striktes Pflichtenheft anlegen. Zahlen sind da besser - da kann man nicht aneinander vorbeireden. Ein paar Fragen: - Wie groß ist die Plattform nun? Ist sie annähernd quadratisch oder sprechen wird von 8cm breit und 10m lange? - Wie stark wird die Plattform belastet? g / kg ? - Wie groß ist der Hub (-> Verfahrenswege) - Wie ist der generelle Aufbau? Einspannung nur auf einer Seite oder an 2 oder gar 3 oder 4 Seiten der Plattform - Welche Beschleunigung bzw. Verfahrensgeschwindigkeiten sind nötig? - Was spricht das Budget? - Wie steif muss das Alles im Endeffekt sein? Gibt man meist in N/µm an. - Was ist mit Vibrationen? Kritische? - Auf was sind die 1/10 bezogen? Absolute Positioniergenauigkeit auf gesamten Hubweg? - Kannst du Messmittel dauerhaft anbringen (Glasmessstäbe, etc) Mal grundsätzlich einige Informationen: - Alulaufflächen sind nicht umsonst sehr verpönt. Die berühmte Variante Kugellager auf Alufläche hält (wie einige Hobby-CNC-Käsefräse-Bauer feststellen durften selbst an gering belasteten Fräsen keine 8 Stunden durch. Ist natürlich nur ein Richtwert der abhängig von Belastung ist, etc. Wenn du keine Kraft auf dem ganzen hast (100gr Verfahren) dann ist das vollständig ok. Wirst halt alle paar Monate / Jahre je nach Betriebsstunden die Laufflächen austauschen müssen. Alternativ wären Laufflächen aus Stahl auf Aluprofile aufgeschraubt. Dann ziehen sich die Aluprofile bisschen zusammen wenn sie angeschraubt werden. Ist aber ok so. Alu + Stahl = Bimetalleffekt = temperatur-kritisch = irgendwo wo es temperiert ist aufstellen. Sonst sonst sind deine 1/10 ganz schnell Geschichte nur von diesem Effekt. - Die Linearführungen richten sich hauptsächlich nach der benötigten Genauigkeit, der Steifigkeit / Kräften und den zu fixierenden Achsen. Mit besagten unterstützten Rundführungen sind deine 1/10 durchaus drin. (außer bei sehr starken Belastungen der Plattform mit ca. >100kg. Nachteil: Fangen dir nur 2 Momente ab: Myo und Mpo (für nicht-Maschinenbauer vergleichbar mit Pitch und Yaw http://en.wikipedia.org/wiki/File:Flight_dynamics_with_text.png Es fehlt also die Fixierung in Mro (Roll-Richtung). Das kommt auf deine Konstruktion an, ob das ins Gewicht fällt. Sonst gibt es eben (für hohe Genauigkeit + große Kräfte + große Steifigkeit Kugelumlauflinearführungen wie diese hier (HiWin http://www.damencnc.com/images/products/1297523085_rail.jpg). Die sind aber ordentlich teurer. Fixieren alle 3 Momente. Die gute günstigere gibt es z.B. von Romani GmbH. Das ist natürlich schon Semiprofiliga. Das würde ich einsetzen wenn ich >40kg bewegen müsste in deiner Anwendung oder abartige Beschleunigungen hätte oder die unterstüzten Linearführungen (-> China) mir nicht genau genug sind. Diese Kugelumlaufwägen gibt es ab Größe 3 (Laufwagen 8mm x 11,7mm) bis hin zu Größe bis hin zu Größe 65 wo ein Laufwagen 17cm breit, 27cm lang, 9cm hoch ist und mit 4 M14 Bohrungen versehen ist. Empfehlenswert (bzgl. Schraubbarkeit, Ausrichtbarkeit, etc ist Größe 15 aufwärts. Das wird auch in größeren Mengen vertrieben. Ein Wagen Größe 15 kann beispielsweise statisch 24,1kN (2,4t) "tragen", dynamisch 14,1kN (1,4t). Besagte Momente in Pitch/Yaw/Roll liegen bei ca. 0,17kNm also 170kg an einem 1m langen Hebel. Das dürfte dir dicke reichen. Nur mal so aus purem "ist-so-toll-Effekt" für die 65er Größe: Tragkraft statisch 354,1 kNm (35,4t), dynamisch 232,5kN (23,3t), Momente jeweils ca. 10kNm (1t an 1m Hebel). Gewicht 13,29kg pro Wagen. Da ist alles dabei für dich. Am besten kauft man sowas gebraucht auf Ebay sonst bezahlt man sich da doof. In Größe 25 kostet so ein Wagen gerne mal 45€, Größe 20 40€, Größe 30 75€, Größe 35 100€. Je nach Konstruktion brauchst du ja 4 oder mehr Wagen. Schienen kosten extra. Auch je nach Größe. Auf ebay bekommst halt gebrauchte Sets. z.T. auch Maximalqualität von Schneeberger mit Kugelrollenwägen. Da sind oben genannte Werte ein feuchter Dreck dagegen. Ok mal ernsthaft weiter. Wenn du natürlich jetzt 1kg verfahren möchtest dann reichen dir auch Linearführungen von IGUS z.B. mit solchen http://unblindproductions.com/blog/wp-content/uploads/2011/03/IMG_1480.jpg Stockbillig, gut zu verschrauben, 1/10mm sollte da drin sein. - nachdem wir jetzt mal die Führungsseite hätten, die Antriebsseite. Jetzt wirds lustig. Möglichkeiten: Draht, Kette, Riemen, Zahnstange, Gewindespindel. + Draht - bei dieser Genauigkeit schwer machbar (außer Glasmesstäbe oder anderes Längenmessmittel zur Korrektur dauerhaft vorhanden / bezahlbar) + Ketten - nutzen sich je nach Belastung mehr oder wenig schnell ab, muss man nachstellen und erheblich vorspannen. Also erhöhte Anforderungen an Lager. Meist erhebliches Umkehrspiel. (Wie Draht) gut machbar wenn Längenmessmittel vorhanden oder Anfangs- und Endpostion mit Referenzschaltern vorgegeben. Verhältnismäßig starke Motoren von Nöten. Je nach Gewicht / Beschleunigung sogar Servos. + Riemen - auch nicht Spielfrei aber besser vorspannbar und weniger Abnutzung. Wiederrum massive Antriebsmotoren nötig. Untersetzungen sind zwar machbar erfordern aber auch sehr gute Lagerung der Scheiben und massivste Vorspannung der Riemen. + Zahnstange - spielfrei sind sie schwer zu bekommen. Bei 1/10 zwar noch nicht soo kritisch aber trotzdem genug schwer. Problem ist vorrangig die Montage des Motors und der angebrachten Zahnrädern. Da braucht man sehr gute Fest- und Loslager und eine gute Halterung wenn man einem Motor das Eigengewicht der Plattform + 100kg aufbrummen möchte. Lösung meistens so, dass sich der Motor selbst auf dem Zahnstange verfährt. Bezugsquelle + Preise http://www.maedler.de/product/1643/zahnraeder-zahnstangen-innenzahnkraenze-sperrraeder + Gewindespindel - die meist gewählte Lösung. Gibt es als Trapezgewindespindel oder Kugelumlaufspindel (KUG abgekürzt). Sehr schöne Sache. Trapezgewinde kostet 15€/m, eine gute Trapezmutter 30€ http://www.mixware.de/ws23.html .Rotguss ist im Allgemeinen obsolet. Umkehrspiel ist mit diesen Muttern besser als mit China-KUG aus ebay. Für dich völlig ausreichend. Dann Möglichkeit China-KUG (suche ebay ballscrew spindle und sortiere nach Preis). Mein Tipp für dich. Werden mit Fest- und Loslager geliefert. 16x5 (16mm Durchmesser / 5mm Steigung = 5mm Hub bei einer Umdrehung) kostet bei einem Meter Länge ca. 170€ incl. Lagerblöcke etc. Genial 1/10 ist locker drin. Schrittmotor + Kupplung zum Axial- und Radialausgleich dran und fertig. Möglichkeit 3 Professionelle KUGs. Gibt es gerollt ("billig" z.B. von ISEL ab 160€/m) bis zu "professionellen" geschliffenen KUGs mit 1500€/m nur die Spindel. Die Passende Mutter kostet ab 250€ bis hin zu 2500€/Mutter. Ergo nimm China für 150€ Spindel + Mutter + Los- und Festlagerblöcke. Haben zwar Umkehrspiel aber das hält sich in Grenzen. Das dickste Problem das du hast sind die Steigungsfehler. Die werden immer in mm pro 300mm angegeben. Die können dir deine 1/10 schnell zu Nichte machen. Die akkumulieren sich über die Länge auf. Bei 1500mm wäre ich mit 1mm absoluter Positioniergenauigkeit hoch zufrieden bei Spindel + Mutter (ohne Lager) < 500€ von ISEL. Nur so als ca. Angabe. Wer es genauer braucht der muss bessere Tolanzklassen oder geschliffene Spindelln nehmen.
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