计算适当的步进扭矩,将粘土挤出机从压缩空气转换为导螺杆执行机构。这是正确的方法吗?


2

这是第一次海报。首先请原谅我的英语错误,但最重要的是我的术语和对这个问题的无知。

现在来问题了!我的一个朋友问我是否可以帮助他将陶瓷3d打印机挤出机从压缩空气转换为活塞系统(由导螺杆线性执行器驱动)。截至目前,他告诉我,他使用4巴的压力使粘土以所需的速率挤出,这就是我所知道的加上喷嘴和滤芯内径(分别为1和65毫米)。我正在寻找的是步进电机/导螺杆组合,它可以施加足够的线性力来使粘土移动通过喷嘴(挤压速率将由电机的踩踏速率给出)。

这是我作为“家庭作业”所做的,但我是固件开发人员,所以我希望能得到一些解决这个问题的指导。由于这个问题的性质不仅实用,而且不需要特别精确,我所做的基本上是棒球场,或后面的计算。

  1. 转换条形为N / mm 2 (4巴 - > 0.4N / mm 2

  2. 乘以N / mm 2 通过墨盒横截面积($ 0.4 \ text {N / mm} ^ 2 \ cdot 32.5 ^ 2 \ pi \ text {mm} ^ 2 $)来获得施加在约1320 N的粘土上的总力(我会围绕这个到1400 N有一些余量)

知道所需的力我从目录中选择了一个导螺杆,以获得下一次计算的一些规格,我选择的是直径为10 mm,导程为2 mm的螺钉

  1. 运用 这篇维基百科文章 ,我计算了所需的扭矩,以提高1400 N的负荷,假设这是根据步骤#2的粘土阻力。 (我使用了不锈钢摩擦系数的提升公式,故意使系统过大,有一些开销)。所以条款是:

$$ \ {开始alignat} {2} F& = \ text {加载螺丝}&& = 1400 \ text {N} \\ d_m& = \ text {mean diameter}&& = 0.01 \ text {m} \\ \ mu& = \ text {摩擦系数}&& = 0.2 \\ l& = \ text {lead}&& = 0.002 \ text {m} \ {端} alignat $$

$$ \ text {Torque} = \ frac {Fd_ {m}} {2} \ left(\ frac {l + \ pi \ mu d_ {m}} {\ left(\ pi d_ {m} - \ mu l \ right) } \对) $$

作为旁注,我还使用了具有超前角和摩擦角的公式,以确保我使用的结果:

$$ \ {开始alignat} {2} \ phi& = \ text {摩擦角}&& = 11.3°\\ \ lambda& = \ text {lead angle}&& = 3.6433° \ {端} alignat $$

$$ \ text {Torque} = \ frac {Fd_ {m}} {2} tan(\ Phi + \ lambda)$$

总扭矩为1.86 Nm(来自两个公式!)

嗯,这一切都很好,给出了我喜欢的答案(1.9 Nm的扭矩对于踏步机而言非常普遍)。

但我喜欢它的事实并不意味着它是正确的!

令我怀疑的是,1400 N的力量或多或少是支撑一个140公斤的男人所需的力量(请耐心等待......我正在尝试使用一些“日常经验”来得到正确答案并且我可以用我的裸手从墨盒中挤出粘土......我确定我不能放140公斤!

所以我要问的是,如果我按照正确的方法解决这个问题。


我的问题真的不值得一句评论说“你做对了”或“没有,你做错了”?即使没有细节,也只是评论指出我正确的方向
zakkos

Answers:


0

我无法发表评论,因为我还没有50个声望!

在我看来,你已经以合情合理的方式解决了这个问题。不过,我有几个问题。

  1. 你能否确认你朋友使用的压力是“4巴”(绝对值),还是4巴(压力表,或高于大气压)?你计算了4 barg。

  2. 你的怀疑似乎源于你的人力和数字之间的不匹配。这是“理智检查”您的答案的一个非常好的方法!与4 bar(g)压缩空气系统相比,您能够通过“手动”推动粘土的速度如何?如果空气可以以两倍的速率推动它,那么它将需要大约两倍的力。这是否可以消除这种差异?


谢谢你的时间。最后一切都解决了,我不知道活塞的确切力量,因为我没有合适的规格,但是这项工作还可以。 1)测得的压力确实是barg,所以4 barg。 2)我不知道压缩空气系统的挤出速度,现在约为1mm / s。它可能已经加倍或更多这绝对是为什么我无法弄清楚我的计算是否至少在正确的范围内。再次,谢谢你的时间。因为我基本上要求检查并且你提供了它我接受你的答案
zakkos

谢谢!我现在超过极限,可以在将来发表评论:)
Jonathan R Swift
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.