Motor de válvula de borboleta

[Enrico Povolo]

Boa tarde para todos,

Sou graduado em electrónica de 22 anos. Comecei a seguir esta comunidade há cerca de um ano, quando comecei este projeto e tenho que dizer que foi muito útil. Como te disse, a mecânica não é o meu pão, por isso espero que possas perdoar os meus erros. Estudei-o de forma independente antes de prosseguir nesse sentido, mas percebi que quanto mais me tornei mais consciente de quão pouco eu realmente sei.
Isto não me assusta, mas reconheço que embarquei num caminho não difícil para a minha preparação. Agora estou lá dentro e tenho que terminar o trabalho, sozinho ou com a ajuda de alguém.trabalhar na indústria de irrigação e como um acessório para nossos dispositivos nós também fornecemos servo-comandos com eletrônica a bordo para o manuseio de válvulas de esfera / voando. este produto sempre teve muito alto custo de produção e, portanto, um ano atrás eu tentei vê-lo novamente. desde então eu fiz duas versões: o primeiro com caixa de plástico, scooter com parafuso sem fim e algum equipamento de eixo paralelo; uma falha. o segundo, para compensar o trabalho, com caixa obtida a partir do cheio de alumínio com custos novamente insustentáveis. agora optei por uma redução epicloidal: scooter com engrenagem de dentes retos e algum estágio planetário.


potência de saída

considerar um fabricante de válvulas italianas “omal”, eles recomendam:

• 50 nm para válvulas de esfera até 2” e borboleta até 3”
• 100 nm para 4” e 5” válvulas borboleta
• 200 nm para válvulas de esfera 2”1/2 e 3”

então escolhi ter dois modelos: 50 nm e 200 nm.

(para flange de eixo e válvula referem-se ao padrão iso5211 anexado)


entrada de energia

Eu escolhi um scooter bldc com estas especificações:

• na eficiência máxima produz cerca de 90 nmm a 4000 rpm
• a potência máxima produz aproximadamente 360 nmm a 2000 rpm

(potência máxima não alcançável porque a absorção seria muito alta para esta aplicação, poderíamos chegar até 200 nmm)

eixo de saída personalizado com dentes retos engrenagem z15 m0.75 b5 (sol).
Redução do modelo 50nm

3 estágios idênticos, empilhados e feitos de sinterizado
(material fc-0205-80ht):

No. 1 anel: z105 m0.75 b8

No. 3 planeta: z45 m0.75 b4.5

No. 1 sol: z15 m0.75 b5

redução total: ( 105/15 + 1 )^3 = 512


os sols após a primeira etapa são incorporados aos aviões de transporte onde três espinhos de diâmetro 5mm h7 serão definidos. a espessura das portas-planetas é 3mm. também haverá um “horse” em aço de 0.5mm para separar as etapas.Redução do modelo 200nmalém das 3 etapas anteriores

No. 1 anel: z105 m0.75 b8 (o mesmo)

5 planeta: z35 m0.75 b7.5

No. 1 sol: z35 m0.75 b8

Redução total: ( 105/15 + 1 )^3 ) ( 105/35 + 1 ) = 2048

no porta-aviões será definido cinco espinhos de diâmetro 5mm h7. a espessura do porta-aviões é 4mm.


1- Não previ qualquer tipo de rolamento para derrubar os custos, apenas lubrificação (recomendações? ).

2- Não tenho a certeza sobre o dimensionamento, fiz alguns cálculos, mas muito blandi. havia muitos coeficientes, para mim incompreensíveis, para ser considerado e em algum momento eu abandonei-os.

3- Não sei quais tolerâncias para inserir e onde inseri-las (presumo que seja melhor trabalhar nos planetas).


Gostaria de ter algum dos seus comentários. Estarei imediatamente presente para responder a quaisquer perguntas do seu esclarecimento, imagino que tenha deixado muitos detalhes.

Por favor, não me envie de volta para outros cálculos porque eu não teria a preparação para lidar com eles, mas especialmente o tempo. Esta semana eu absolutamente tenho que enviar os projetos para fazer moldes de plástico e sinterizado.



Obrigado.

enrico povoado

 

[meccanicamg]

para motores, eu diria que a escolha é boa para ter a possibilidade de gerenciá-los como motores cc mesmo se eles têm a possibilidade de ter um regulamento semelhante ao trem de pulso.

já a primeira coisa que vejo das imagens, sem ler em profundidade é o discurso do epicloidal com 5 satélites. Posso dizer-lhe que para garantir que todos os 5 trabalham juntos, é necessária uma precisão muito alta. Normalmente, em grandes objetos como uma caixa de sapatos.... 3 satélites são usados e nos casos mais empurrados até 4 satélites, como caixas de velocidades vermelhas e bonfigloli.

realizar 3 estágios de meios epicloidal idênticos para otimizar o custo das peças, mas todos os componentes devem resistir ao torque máximo da última etapa. Alternativamente, você faz 3 estágios diferentes (que você faz em caixas de velocidades industriais).
Redutor t2=50nm.as características mecânicas do seu material sinterizado de ferro fundido/preto são estas:
praticamente comporta-se mais ou menos, então em primeira análise, como um c45 reclamado.
se você entrar com 90nmm e fazer i=8*8*8=512 você começa com desempenho unitário sobre 46nm....sobre aqueles que você precisa.

Eu vi que você usou uma fórmula diferente para calcular a relação de redução, mas se fosse verdade que você faz mais de 500 reduções para cada etapa ... fazer três etapas 500 * 500 * 500 * 500 = você obteria uma maré de knm...
1 etapa (ok)

2 fase (ok)

3 fase (não)
como você pode ver, com essas características mecânicas e geométricas que eu usei para cálculo não podemos ter resistência a dobrar e usar / fadiga.
assim, ou é melhor investigar o material sinterizado ou a terceira fase é fraca.
Tenha em mente que eu estou usando as fórmulas básicas para dobrar e usar, então eu não estou aplicando regras complexas e rígidas que levariam a resultados ainda mais precisos (eles diriam que não possui).
khk conselho de engrenagem que tem o computador on-line das várias engrenagens, você se registrar gratuitamente e você pode contar. também no site há um guia bonito que explica tudo, mesmo epicicloidali. Se você olhar para os meus posts em epiciclodila que fizemos este ano você teria referências, no entanto, como você vê, eu estou analisando aqui sem remandos, a menos que você queira andar sozinho.
Eu acredito que alguns erros que você cometeu não considerando o par / voltas certo de cada etapa e o fato de que cada par de engrenagens tem 0.99 rendimento... e eventualmente você perde em 3 estágios pelo menos 10% do poder de entrada.

É bom que você não colocar rolamentos, mas um pino deve ser capaz de trabalhar com um material ou na mesma dureza se alto (cimentado com sinterizado em hrc superficial elevado 52/60hrc) caso contrário, deve haver algo bronze ou plástico (veja boccole igus).

Certamente o lubrificante sintético, líquido suficientemente gordo pode lhe dar mais vida do sistema e lubrificação capilar.

Só vi agora que calculei com largura 5 mm.... Devia ter calculado com o mínimo absoluto de 3 objectos, o que é 4,5, portanto, ainda pior.
Redutor t2=200nm.a partir do pré-paro anterior... com o último relatório i=4 chegamos com a unidade de rendimento para um par de saída de 184nm...mais ou menos nós somos.
Até este pobre estádio sofre amaldiçoado.
em todos os casos, o cálculo que usei fornece uma duração em 2500 horas que afeta apenas a duração da pressão específica e, portanto, você pode pensar reduzir as horas reais de operação dependendo dos requisitos da aplicação.
em relação ao lewiss é a força para dobrar... e se houver bom... se não houver nem duas voltas.

 

[meccanicamg]

os dados principais podem ser resumidos abaixo, de modo a listar pares e turnos em execução. Além disso, também pode ver um desempenho, usando um valor ligeiramente mais realista, pois se torna o aumento de torque que serve ao motor.
Eu li medicado com t2 o casal de saída e com t1 o casal de entrada em vários estágios e caixas de velocidades.

se você tem algum tempo você pode nos ajudar @ tartro2002. todos os comentários são bem-vindos.

para motores Estou a olhar para estes sem escova Por favor. para uma ideia.

 

[meccanicamg]

sobre os motores com as caixas de velocidades já prontas há Isto é... construtor.
Pode ser que você encontre tudo adaptável e mais comprovado.

 

[meccanicamg]

você pode fazer coisas diferentes. para a primeira etapa, reduzindo para 1000 horas você pode aumentar a largura da banda e você começa a resultados decentes.enquanto o segundo estágio tem de ser feito muito maior e com módulo superior.Este é um pouco meu ponto de vista, sem muito aprofundar o tipo de material sinterizado que você está usando.

De acordo com esses cálculos, as mudanças são necessárias.
você também pode tentar construir um protótipo, montá-lo e fazer n ciclos de abertura... veja se ele morre ou não. então lançar a produção.

 

[Enrico Povolo]

Muito obrigado por esta análise completa.

amanhã. Vou sentir-me imediatamente se puder ter melhor como material.

sobre o motor este é um gráfico indicativo:Poderia uma aceleração / desaceleração rampa ajuda?

pergunta por ignorante: os cálculos que você fez, de acordo com as fórmulas anexadas, considerar apenas um par de engrenagens em espera? ou eles já percebem que há mais engrenagens em aperto ao mesmo tempo?

pergunta por ignorante n°2: Como os planetas feitos pela mesma precisão do molde sinterizado afeta tanto?

horas de operação
na maioria das aplicações as válvulas movem 90 ° a cada 12 horas.
admitir que eles trabalham 365 dias por ano por um minuto por dia seria cerca de 6 horas por ano.
Não sei se isto pode mudar alguma coisa.

Esta bela calculadora que você usa, ou você criou, posso encontrá-la em algum lugar?

 

[meccanicamg]

Vejo responder por ordem:
- rampas de aceleração e desaceleração são úteis para transferir o torque sem choque, mas não é que ele faz você recuperar 50% de capacidade de torque transferível especialmente se o dente não carregar a carga
- para o cálculo do desgaste dos satélites são considerados na tomada, portanto, o número real de dentes na tomada
- todas as engrenagens devem ser feitas precisa, ou melhor deve ter um perfil de dente muito regular porque mais satélites engrenagem com solar e coroa e se você não está sempre no aperto todos os dentes necessários, você tem uma sobrecarga dos dentes na tomada e você usar ou quebrar o dente
- definitivamente com um horário de base de cerca de dez horas por ano, então vamos dizer 20 horas antes da saída de garantia de dois anos, temos que o desgaste é muito limitado e, portanto, aumenta o coeficiente de desgaste. Mas...o fato permanece que a flexão não segura o pequeno dente.
- a calculadora que eu uso é uma folha de excel incorporado em um grande projeto de cálculo de encolhimento para o qual eu tenho trabalhado há cerca de três anos

 

[PIETRO2002]

Eu tento colocar-me no debate, fiz uma ideia geral do problema e aqui não vou para o mérito técnico, mas estou no geral.
desenvolver tal redutor, se você não tem as experiências, parece muito arriscado, para ser sucesso positivo pode ter uma baixa porcentagem e, consequentemente, uma boa porcentagem para falhar.
O meu não é uma crítica para diminuir a vontade ou habilidades de alguém, mas não improvisa em certas coisas.
Se você não tem as habilidades na empresa ou se compromete a contratá-los, ou se isso não é possível, você faz algum acordo comercial com aqueles que já têm o conhecimento para resolver o problema de uma forma aceitável em termos de tempo e custo.
fazer moldes para engrenagens sinterizadas tem custos, ir ao mercado com um produto não funcional tem custos econômicos e especialmente custos de imagem.
o jogo vale a vela? Desculpa se tedi, mas, às vezes, antes de mergulharmos nos cálculos, é melhor ter uma visão mais ampla do problema, por isso, leva a estrada menos áspera, e ao fazê-lo estás enganado.

 

[stevie]

Se você só tem rotação de 90°, por que não usar um atuador?

para discurso de rolamento, você pode usar buchas auto-lubrificantes, considerando que, como eu imagino, há o risco de contaminação da sujeira são a melhor escolha.

 

[bip]

Bom dia, saio de sua primeira mensagem: você tem que operar válvulas de bola / mosca, e o sistema atual não funciona e foi substituído por um sistema muito caro, seu objetivo é operar as válvulas a um preço reduzido, certo?

Acho que a data inicial deve ser o custo máximo que você não quer desperdiçar.

sinceramente antes de projetar um redutor de três estágios, eu tentaria ver o que já existe, se você só tem que girar 90 graus uma tempestade, há muitos atuadores elétricos ou hidráulicos, que provavelmente custam menos do que todas essas caixas de velocidades.

 

[Enrico Povolo]

hi pietro, o que você diz é verdade, mas o apoio não é mais uma opção. Já pus a minha cara. Não estou aqui para pedir apoio moral, mas profissional.
um acordo comercial é bem aceito.

hi stevie, algumas aplicações exigem rotações maiores, se não completas.
Eu sei e já usei igus, não os excluo. Eu não previ selos, eu tento evitar a contaminação com perfis ao longo da circunferência.

hi bip, o preço de venda deste produto é de cerca de 70 euros para a versão 50nm, pelo menos eu tenho que pagar metade. fazer algumas contas são: motor de 6€, 3€ plásticos, 3€ por estádio e 8€ eletrônica.

 

[paulpaul]

@enrico povolo Tentou olhar para o mercado como os outros lhe disseram? há atuadores elétricos rotativos para válvulas já prontas para serem montadas no ataque padronizado, tanto para rotações 90° quanto maiores: Eu cito dois ou três, que eu conheço e usei pessoalmente (há muitos outros):

http://www.omal.it/prodotti/attuatori-elettrici/

Electric Actuators

Rotork Electric Valve Actuators - home of the flagship IQ range of intelligent electric valve actuators.

www.rotork.com

http://www.belimo.it/shop/it_it/valvole/attuatori-per-valvole/c/17705-18807

 

[Enrico Povolo]

Olá paul, difícil encontrar o preço, eles custam para a caridade o direito, mas eu não seria capaz de vendê-los.
eletronicamente é um projeto um pouco mais complexo. Enquanto isso, comunicamos com o servo através do canbus, então temos 2 entradas digitais, um análogo para sensores 4-20ma e uma saída de energia. Ele não é um servo simples com um fim.

Enfim...

Meus dois principais problemas são um dimensionamento correto e tolerâncias a serem aplicadas.

Há soluções infinitas para este problema, eu só preciso encontrar um tangível. .

Por exemplo, sem derrubar todos os meus projetos e mantendo, portanto, o mesmo diâmetro externo da coroa (agora 90mm), eu poderia optar por um módulo 1 com 75 dentes, com 15 dentes sol a redução por estágio seria 6. Estou a ficar um pouco pedrado, mas é viável? Suponho que sim.
o maior custo inicial é a coroa, eu gostaria de mantê-lo igual em todas as etapas.

 

[PIETRO2002]

hi pietro, o que você diz é verdade, mas o apoio não é mais uma opção. Já pus a minha cara. Não estou aqui para pedir apoio moral, mas profissional.
um acordo comercial é bem aceito.

hi stevie, algumas aplicações exigem rotações maiores, se não completas.
Eu sei e já usei igus, não os excluo. Eu não previ selos, eu tento evitar a contaminação com perfis ao longo da circunferência.

hi bip, o preço de venda deste produto é de cerca de 70 euros para a versão 50nm, pelo menos eu tenho que pagar metade. fazer algumas contas são: motor de 6€, 3€ plásticos, 3€ por estádio e 8€ eletrônica.

Bem, acho que não perderias a cara, admiro-te tanto porque um tipo electrónico que veio fazer o que fizeste é respeitar.
Nas empresas o importante é chegar ao resultado, mas as pessoas devem ser capazes de alcançar um resultado. Não sei qual é a sua realidade, mas se uma eletrônica de 22 anos tem de projetar um redutor epicíclico de 6 estágios. Não percebo nada de mal.

 

[Mattymecc]

oi, eu dei uma olhada nesta discussão, uma vez que este tópico está particularmente interessado em mim, eu dei uma olhada rápida nos cálculos da mecânicamg, e parece-me que não alterou as propriedades elásticas do material, que não é um aço, poderia ter alterado o resultado dos cálculos? sobre a resistência de flexão, deixando inalterado a geometria das engrenagens não pode aumentar a largura da banda e apenas?

 

[PIETRO2002]

para fazer dois cálculos:

hipotese uma entrada com o motor de 0,2 nm a 3000 rpm

redução após 3 etapas: 1/512

negligenciando os rendimentos:

: 102,4 nm a 5.86 rpm

ir para o site khk engrenagem e assumindo usar para o sol do redutor de 200 nm, um

engrenagem z= 34 módulo = 0,8 banda = 8

dentes retificados e indução tratada, dureza superficial 55 hrc

torque transmissível máximo = 7,9 nm

torque máximo transmissível para usar = 1.71 nm

mesmo que seja provável multiplicar por 5 (número de satélites) tais valores, estamos longe de ser capazes de

suportar a entrada 102.4 nm!

 

[meccanicamg]

Quão bonito que todos vocês estão interessados neste tema. É disso que o nosso enrico precisa.
nós podemos responder alguns detalhes:
- na verdade usando o módulo elástico que é cerca de 130000mpa, melhorar os valores de desgaste, mas apenas 5%
- sobre a transformação do módulo 0,75 para o módulo 1... mantendo a coroa de diâmetro exterior igual, significa que o redutor não se torna maior e isso significa que não há lugar para transmitir e desenvolver maior poder. Portanto, para ser capaz de transmitir para dobrar mais poder é necessário fazer o maior redutor. É verdade que, diminuindo a relação de redução, passa menos casal e, portanto, você pode pensar que você pode fazê-lo.
- pensamos em fazer três etapas com i=6 para cada etapa é necessário que ilotire eroghi 225nmm para 2000rpm e, portanto, o esquema de cálculo é o seguinte:então verificamos imediatamente a terceira fase do primeiro redutor:

Eu reduzi as horas para 140 considerando que a competição faz 100 mil ciclos com menos de 5 s / ciclo. para usar nós somos e para dobrar também.... mas você tem que obter o motor e depois consumir um pouco mais atual.
No entanto, se você ainda usar a roda interna para fazer o palco com i=4 não há nenhum nós fazê-lo e, em seguida, usar a banda 28 mm para o redutor 200nm ou um conjunto de engrenagens totalmente diferentes.a quarta etapa para ter o 200nm fora deve ser com 4 satélites e módulo 1.5.

 

[meccanicamg]

entre as muitas coisas no entanto tentar ver para comprar engrenagens de aço cimentadas por cmercio. khk engrenagem tem o máximo que você quer....talvez você pode ter pequenas coisas a baixo custo.

 

[PIETRO2002]

sempre um cálculo spannometric, para o redutor de 200 nm, não wield se você não ir pelo menos no módulo 1.5!

 

[PIETRO2002]

se você for ao local khk ver que existem coroas m1.5 de : 100, 80, 60 e 50 dentes.

Se eu fosse você, antes de mobilizar a sinterização, eu tentaria fazer um protótipo com os detalhes comprados de khk, ver o resultado, tomar qualquer mudança e depois partes.
Mas não é um trabalho de dois minutos. .