Hoy en día, en nuestros hackers, es muy común cargar motores paso a paso con el mismo eje que su eje, especialmente cuando los conectamos a tornillos de plomo o engranajes helicoidales.Desafortunadamente, los motores paso a paso no se usan realmente para este tipo de carga, y hacerlo con mucha fuerza dañará el motor.Pero no tengas miedo.Si se encuentra en esta situación, [Voind Robot] le brinda una solución de actualización muy simple pero muy efectiva que le permite a su motor paso a paso manejar cargas axiales sin problemas.
En el caso de [Voind Robot's], comenzaron con el engranaje helicoidal del brazo robótico.En su caso, el brazo móvil puede aplicar una gran carga axial al eje escalonado a través de un tornillo sin fin, hasta 30 Newtons.Tal carga puede dañar fácilmente los cojinetes internos del motor paso a paso en poco tiempo, por lo que eligieron un refuerzo de doble cara.Para paliar este problema, se introdujeron dos cojinetes de empuje, uno a cada lado del eje.La función de estos cojinetes de empuje es transferir la fuerza del eje a la carcasa del motor, que es un lugar más fuerte para aplicar esta carga.
Esta técnica es muy sencilla, de hecho lleva más de cinco años.Sin embargo, sigue siendo muy importante hoy en día para cualquier fabricante de impresoras 3D que esté considerando conectar un tornillo de avance a un motor paso a paso del eje Z.Allí, un solo cojinete de empuje puede eliminar cualquier juego axial y dar como resultado una construcción rígida general.Nos gusta la sabiduría del diseño de máquinas simples como esta.Si está buscando más consejos de diseño de impresoras, consulte el artículo Workhorse Printer de [Moritz].
Sí, hace unos años hice una impresora variante i3 llamada i2 Samuel.Está diseñado con cojinete de empuje en z para eliminar la presión sobre el paso a paso.
La carga axial permitida de la mayoría de los motores paso a paso no excede la masa *g.Si es más, su diseño es defectuoso o de aficionado, y este suele ser el primero.
buena idea.Por cierto, ¿alguien puede decirme donde puedo comprar rodamientos pequeños?Tengo bastantes fanáticos principales con Doom™ rumble, pero aún funcionan.
"Este truco es tan simple que en realidad han pasado más de cinco años".Sí, estoy de acuerdo en que el cojinete de empuje se inventó hace más de cinco años.
Los motores paso a paso generalmente parecen tener cierto grado de flotación axial en el eje y se fijan con arandelas elásticas.Esto es para mantener la carga axial en el cojinete dentro de la especificación cuando el motor se calienta y se produce una expansión térmica diferente.La disposición que se muestra aquí no proporciona expansión térmica, por lo que aún puede haber problemas a largo plazo con los cojinetes del motor.La presencia o ausencia dependerá de la ubicación del eje en el que se instale el cojinete de empuje.Idealmente, el dispositivo de empuje estará ubicado en un extremo y el otro extremo flotará libremente a medida que la pieza se expande.De hecho, lo mejor es instalar únicamente el cojinete de empuje en el extremo de salida, lo más cerca posible del cojinete de salida, y confiar en el cojinete de salida original para controlar el empuje en la dirección exterior del motor.Suponiendo (para demostración) un rodamiento 604 con un eje de 4 mm (en lugar del eje de 6 mm de Nema23), la carga radial radial es 360 N y la carga axial nominal es 0,25 veces (0,5 veces para rodamientos más grandes).Entonces, el extremo de salida La bola de ranura profunda original debería funcionar, con una carga axial de 90N.En el ejemplo dado (30N), en términos de vida útil, en realidad no parece ser motivo de preocupación.Sin embargo, es posible que deba abordarse la flotación axial en el eje contra el resorte precargado, y un solo cojinete de empuje en el extremo de salida puede hacerlo.
Sin embargo, es mejor equipar el tornillo sinfín con un conjunto separado de cojinetes de empuje y permitir que todo el motor flote axialmente con un dispositivo de reacción de torsión adecuado.Esta es una disposición común en la que el motor acciona un husillo de bolas con su propio juego de rodamientos de contacto angular a través de un acoplamiento Lovejoy o similar.Sin embargo, esto agrega mucha longitud adicional.
Andy, voy a escribir lo mismo: parece haber agregado los cojinetes sin espacios, solo con la esperanza de que los cojinetes correctos puedan soportar la carga.
Es el último párrafo.A menos que se utilicen rodamientos de rodillos cónicos o rodamientos de bolas de contacto angular o rodamientos de empuje separados, el motor no debe soportar una gran carga axial en su eje.
El motor debe impulsar el eje a través de una correa, engranaje, acoplamiento elástico o acoplamiento estriado.Cuanto mayor sea la rigidez del acoplamiento, mayores serán los requisitos de precisión del motor para la alineación del eje.
De acuerdo, la disposición elegida aquí puede incluso ser perjudicial para la vida útil del motor.Es probable que los rodamientos de bolas del propio motor todavía soporten una gran carga.La foto parece mostrar suficiente espacio para soportar el gusano.Elegir apoyar el gusano con 2 rodamientos de contacto angular en ambos extremos y conducirlo a través de un eje estriado o un eje clave ya es una mejor opción, en mi humilde opinión.El acoplamiento flexible en el medio es una mejora adicional.
Antes de tocar la arandela de resorte en la parte inferior, el paso a paso ime realmente no soportará ninguna carga axial, el eje y el cojinete están en ajuste deslizante
Depende del paso a paso.También he visto que si las arandelas elásticas se comprimen demasiado, uno o incluso ambos cojinetes soportarán la carga axial.
Entonces, como dije, siempre que no toque la arandela de resorte hasta el fondo, no habrá una carga axial excesiva en el rodamiento.
Sí, pero estas arandelas elásticas suelen ser muy frágiles, por lo que en tales aplicaciones, puede tocar fondo fácilmente.
@ThisGuy Esta es la clave para los cojinetes de empuje, bloquean el rotor en el centro, por lo que las arandelas elásticas nunca funcionarán
Sé que todo es relativo, pero no puedo evitar encontrar la exageración aquí un poco interesante: en una unidad más tradicional, "una enorme carga axial de más de seis libras"
Esta es una mala elección.Los rodamientos de rodillos funcionan bien porque reducen la fricción al rodar en lugar de arrastrarlos; el problema inherente con los rodamientos axiales de agujas es que el extremo de la aguja en o/d se mueve más rápido que i/d (a menos que el elemento de aguja sea cónico) Sí, para la mayoría de las aplicaciones, nadie las considera).Por supuesto, hay cojinetes de empuje de agujas cónicas, pero este tipo es mejor usar cojinetes de empuje esféricos en su lugar; básicamente, no tiene límite en la carga axial hasta que el cojinete se rompa o la junta esté mellada, o esto pasará 6 libras.
Además, después de establecer una precarga adecuada en el cojinete de empuje esférico, casi no tiene resistencia radial.Buena idea, se podrían haber utilizado algunas opiniones de expertos.
Tonterías mías, mi impresión es que usó rodamientos de agujas rectas, pero esas carreras centrales no parecen piezas
Me gusta analizar todas las diferentes configuraciones y ajustes de los rodamientos, y me gusta la serie de artículos que tratan sobre los rodamientos de rodillos cónicos y los rodamientos de empuje cónicos en ejemplos de diseño reales.Me recuerda al torno que estoy diseñando.
Solo por la foto, si es posible, colocaría un soporte al final del eje del stepper.La mayoría de las fuerzas de desgaste y carga lateral pueden ser manejadas mejor por el soporte en la posición de máxima deflexión lateral.
De acuerdo con los comentarios sobre los rodamientos de rodillos cónicos, el husillo del torno los usa en pares precargados en la parte delantera porque están diseñados para soportar cargas tanto axiales como laterales, tal como lo produce aquí el tornillo sinfín.
¿Pueden usar un acoplamiento flexible servo, un acoplamiento de araña o un acoplamiento de ciruela para separar el eje del motor paso a paso del eje que impulsa el engranaje helicoidal?No estoy seguro de la carga de torsión con la que están lidiando.¿O tal vez un engranaje 1: 1?
Luego, pueden dirigir la fuerza al marco de montaje del motor casi sin aplicar fuerza al eje paso a paso.
Debe utilizar rodamientos que puedan aceptar las cargas de empuje esperadas (contacto angular, cónico, de empuje, etc.), con bolas o tornillos trapezoidales en cualquier caso.Los cojinetes del motor por lo general no pueden soportar tales cargas, y si no se sostiene adecuadamente el tornillo, se tendrá un impacto negativo en la precisión.Idealmente, el conjunto de posicionamiento del tornillo es 100 % autoportante, no es necesario conectarlo al motor, el motor solo proporciona torque.Eso es Machine Design 101. Si la carga está dentro de la especificación, puede abandonar el cojinete de empuje, pero generalmente es una mala práctica hacerlo, porque la carga de empuje puede hacer que los componentes internos del motor estén desalineados, lo que afecta el rendimiento. .Basta con mirar cualquier rodamiento de bolas normal y comprobar la carga de empuje aceptable; en realidad, se sorprenderá de lo pequeña que es la carga de empuje nominal en la mayoría de los casos.
Dado que no hay un botón de edición, también agregué que, en la mayoría de los casos, según el nivel de precisión que requiera, los engranajes helicoidales utilizados para todos los efectos se pueden considerar como bolas o tornillos cónicos, porque las fuerzas están casi en la misma dirección. .
La carga en el engranaje helicoidal es significativamente diferente de la carga en el tornillo Acme o de bolas.Dado que los tornillos Acme y de bolas se utilizan con tuercas completas, la carga es casi puramente axial.El tornillo sin fin solo actúa sobre el engranaje en un lado, por lo que hay una carga radial.
Iré por el otro lado, y muchas personas se sorprenderán al descubrir cuán grande es la capacidad de carga axial del rodamiento de bolas.Al menos 25 % de carga radial, 50 % de sección más pesada/rodamiento más grande.
En cualquier caso, si no le importa acortar severamente la vida útil de los rodamientos y posibles fallas catastróficas, continúe usando rodamientos de bolas estándar para manejar las cargas de empuje.FWIW, cuando el rodamiento de bolas estándar soporta la carga de empuje, el área de contacto se reduce significativamente.Si el tamaño del cojinete es lo suficientemente grande, es posible que no vea nada grave o peligroso, pero esto no es típico, especialmente cuando sus piezas son "baratas".
Ahora eres todo lo contrario.Si el fabricante del rodamiento dice que es adecuado para una carga radial de x Newton, esa es la especificación.
Mis cifras se basan en la guía en línea de SKF.Es posible que conozcan su ubicación mejor que usted.Si prefiere argumentos anecdóticos aleatorios: los cojinetes de rueda de motocicleta son un par de bolas de ranura profunda, ven fuerzas en todas las direcciones casi al azar y se pueden usar durante mucho tiempo.Manejé al menos 120,000 millas en mi prueba.
El "rodamiento de bolas" predeterminado es una bola de ranura profunda.Si no es nada más, es una bola de ranura profunda.Consulta las categorías aquí.https://simplybearings.co.uk/shop/Products-All-Bearings/c4747_4514/index.html
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