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