Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ

2 LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án: Thiết kế chế tạo máy in 3D



Trường ĐH Phương Đông



a) Động cơ servo

 Ưu điểm:

+ Momen trên trục lớn.

+ Tốc độ cao.

+ Mạch điều khiển tốc độ chính xác và đều.

+ Độ chính xác cao.

 Nhược điểm:

+ Giá thành cao.

+ Không làm việc ở chế độ mạch điều khiển hở, yêu cầu phải có hệ thống

phản hồi.

+ Yêu cầu phải điều chỉnh các thơng số vòng điều khiển.

+ Bảo đưỡng tốn kém.

+ Phải có driver điều khiển riêng.

b) Động cơ bước

 Ưu điểm:

+ Điều khiển vị trí, tốc độ chính xác, khơng cần mạch phản hồi.

+ Thường được sử dụng trong các hệ thống máy CNC.

+ Giá thành thấp.

+ Duy trì momen rất tốt, momen xoắn cao khi tốc độ thấp.

+ Có thể điều khiển mạch hở.

 Nhược điểm:

+ Momen xoắn nhỏ, momen máy nhỏ.

+ Làm việc ồn.

+ Khơng có phản hồi nên có thể xảy ra các sai số.

 Từ những ưu, nhược điểm của hai loại động cơ trên, khơng sử dụng động

cơ servo vì phải có driver điều khiển riêng tốn chi phí và giá thành động

Nguyễn Thị Huyền



Page 35



Đồ án: Thiết kế chế tạo máy in 3D



Trường ĐH Phương Đông



cơ cao không phù hợp với máy in 3D giá rẻ. Do vậy động cơ em lựa chọn

cho đề tài của mình là động cơ bước.

3.2.2 Tính tốn

3.2.2.1 Tính tốn trục x

Lực tác dụng:

F = m.a = 0,5.0,05 = 0,025 (N)

Trong đó:

F: lực tác dụng lên trục X (N)

m: khối lượng trục X (kg). Sau khi lắp ráp chuyển động trục x, đem cân

khối lượng của trục được bao nhiêu chính là m. Kết quả cân được là 0,5kg.

a: gia tốc (m/s2). Dựa theo khảo sát của một mơ hình máy in 3D reprap,

gia tốc trục X của máy là 0,05 (m.s2).

Momen xoắn:

M = F.lctđ = F. = 0,025.0,0006 = 0,000015 (Nm)

Trong đó:

M: momen xoắn (Nm)

F: lực tác dụng lên trục

lctđ: chiều dài cánh tay đòn (m). Chiều dài cánh tay đòn được tính bằng

nửa đường kính của puli.

Dpuli: đường kính của puli đai (m). Đường kính của puli được tính như

sau:

Dpuli . C là chu vi của puli, sử dụng puli 20 răng có chu vi là 4mm.

3.2.2.2 Tính tốn trục y

Lực tác dụng:

F = m.a = 0.3.0.05 = 0,0015 (N)

Trong đó:



Nguyễn Thị Huyền



Page 36



Đồ án: Thiết kế chế tạo máy in 3D



Trường ĐH Phương Đông



m: khối lượng của trục Y sau khi lắp ráp và đem cân. Khối lượng cân

được là 0.3kg.

a: gia tốc có được sau khi khảo sát mơ hình 3D reprap.

Momen xoắn:

M = F.lctđ = F.= 0,0015.0,0006 = 0,000009 (Nm)

3.2.2.3 Tính tốn trục z

Lực tác dụng:

F = m.a = 1,2.0,003 = 0,0036 (N)

Trong đó:

m: khối lượng tổng, trục X chuyển động trên trục Z nên m là tổng khối

lượng trục X và Z. Sau khi cân kết quả được 1,2kg.

a: gia tốc có được sau khi khảo sát thực tế.

Momen xoắn:

M = F.lctđ = F.= 0,0036.= 0,000014 (Nm)

Trong đó:

Dtrục: là đường kính của trục Z (m). Sử dụng trục chuyển động là thanh

trục có đường kính là 8mm.

3.2.2.4 Tính tốn công suất động cơ

Công suất làm việc.

P  V .M 



1

.5  0,8  w 

6



Trong đó:

M : Là momen xoắn (Nm).

V : Là vận tốc quay của motor (V/s).



Do ma sát, hao mòn của các bộ truyền ta có hiệu suất chung của hệ dẫn động là:



   k .ôl  1.1  1

Nguyễn Thị Huyền



Page 37



Đồ án: Thiết kế chế tạo máy in 3D



Trường ĐH Phương Đông



Trong đó:



k : Là hiệu suất của khớp nối.



ơl : Là hiệu suất của ổ lăn.

Công suất làm việc trên trục động cơ:

Plvđc 



Plvct 0,8



 0,8  w 



1



3.2.2.5. Chọn số vòng quay của động cơ

Số vòng quay của trục cơng tác:



1

6.103.

60.103.V

6 �32  v p 

nct 



 .D

3,14.10

Trong đó:

D : Là đường kính puly đai.



V : Vận tốc vòng.

Xác định số vòng quay đồng bộ nên dùng cho động cơ:

Chọn sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ là n đb=360 (v/p). Khi đó tỉ

số truyền sơ bộ của hệ thống Usb được xác định:

U sb 



nđb 360



 11,25

nct

32



Ta có Usb nằm trong khoảng U  8 �40 .

 Vì cơng suất cần nhỏ và u cầu độ chính xác cao nên ta có thể chọn động

cơ bước NEMA 17

Thơng số kỹ thuật của động cơ:

Kiểu



động





NEMA 17



Điện

định mức



áp



Dòng định

mức



4-5,5VDC

Page 38



phân



1,8



độ/



giải

1-1,5A

bước



Nguyễn Thị Huyền



Độ



Đồ án: Thiết kế chế tạo máy in 3D



Trường ĐH Phương Đơng



3.2.2.6. Tính tốn chọn trục.

Trục làm việc chịu tải trung bình nên ta dung thép 45 thường hóa có



 b  600  Mpa  ; ch  340  Mpa  ;    12 �20  Mpa  để chế tạo.

Xác định sơ bộ đường kính trục

d



 Chọn



d  6  mm 



T

1000

3

�6,3  mm 

0,2.  

0,2.20



3



.



3.2.2.7. Chọn ổ bi :

- Tính phản lực tại các ổ



Nguyễn Thị Huyền



Page 39



Đồ án: Thiết kế chế tạo máy in 3D



YA 



�M



Trường ĐH Phương Đông



F 134,41



 67,2  N 

2

2

B



 300.2.X A   300.2  10  FK  300.Ft1  0



� XA 



 300.2  10  F



K



 300.F



300.2



�300,2  N 



Lực tổng hợp tác dụng lên ổ:



FrA  X A2  YA2 



 67, 2 



2



  321 �307,65  N 

2



Với đường kính ngõng trục d  6 , chọn ổ bi đỡ một dãy cỡ nhỏ 605z có:



Ký hiệu





d



D



B



r



Đường kính bi



C (kN)



C0 (kN)



605z



6



14



5



1



2



4,71



3,58



3.3 LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Ta có thể ứng dụng mạch arduino với mã nguồn mở để sử dụng làm mạch

điều khiển.Hiện nay, các module được sử dụng khá phổ biến cho các loại máy in

3D gồm có:

+ Mạch Arduino Mega 2560.

Nguyễn Thị Huyền



Page 40



Đồ án: Thiết kế chế tạo máy in 3D



Trường ĐH Phương Đông



+ Mạch RAMPS 1.4

+ Bộ điều khiển, hiển thị LCD 2004 hoặc bộ điều khiển, hiển thị LCD

128*64.

+ Modun điều khiển động cơ bước 4988.

3.3.1 Mạch arduino mega 2560



Nguyễn Thị Huyền



Page 41



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×