Primo progetto pantografo CNC

[Pietro595]

O sono i cuscinetti che hanno gioco oppure non li hanno precaricati correttamente o ancora li hanno montati in tandem...
Io purtroppo non ho fatto caso quando li ho smontati, so solo che facevano rumore è per quello che li ho girati giù

[Junior73]

Non credo che i cuscinetti inferiori hanno gioco (nel senso delle sfere) . Credo più ad un errore di montaggio nel senso di mancato precarico di quelli inferiori (proprio non c'hanno provato per niente!!!). Se non sbaglio in queste condizioni il carico assiale grava sul perno che preme sulla parte centrale dei cuscinetti superiori che attraverso le sfere trasferiscono alla parte esterna e di conseguenza alla molla.
Vuol dire che se applico un altro cuscinetto obliquo togliendo la ventola (mettendone una elettrica) posso trasferire parte del carico a quest'ultimo precaricandolo da sopra- Nel caso farei una sede che si aggancia alla parte in alluminio del mandrino usando i fori già filettati presenti.

Sto prendendo un granchio?

Non so se il difetto era presente sin dall'inizio ma non me la sento di smontarlo internamente poichè di sicuro rompo qualcosa. E' 4 anni che gira...morirà di morte naturale !!!Comunque nel week end lo smonto e vi dico di quanto si sposta in alto.

Piuttosto tornando al tuo come pensi di migliorare la durata ed il carico assiale?

Saluti

[Pietro595]

Mi sono arrivati i preventivi, 266 euro fortemente scontati per i cuscinetti, marca nsk perché skf costavano una follia.

Junior se hai problemi di lasco devi per forza smontare e controllare il pacco cuscinetti, il rotore deve essere solido.

Per ora sul mio mi limito a rimontare con i cuscinetti nuovi e controllare i precarichi, al massimo rifaccio la parte del pacco cuscinetti al lavoro in modo da avere le giuste tolleranze e un sistema di montaggio più comodo e preciso nei precarichi perché con le attuali ghiere non avendo la dinamometrica diventa complicato

[Junior73]

Urca della miseria ...sono P4?

Se ti viene in mente una qualche soluzione sul tuo per compensare un po il carico assiale...

Per il mio non sono il tipo adatto a questa roba così delicata. Quando ho visto il prezzo di quelli in ceramica mi son convinto che forse non vale la pena di sostituirli in futuro (ne prendo un altro nuovo). Solo se costano 10-20 euro lo farei e quindi bisogna andare per forza su roba scadente cinese. Questo vale anche e soprattutto per il 3kw del quale avrò probabilmente meno cura.
A volte non compro roba costosa non per mancanza di disponibilità economica ma perchè poi dovrei porre un minimo di attenzione all'utilizzo ed alla manutenzione.

Temo però che il tuo non sia un caso isolato. Probabilmente i prezzi sono scesi anche per l'uso di cuscinetti molto scadenti. 5 mesi sono pochi per un hobbista a meno che tu non lo hai usato con una certa continuità. Quel grasso secco è un bel campanello di allarme....a volte i cinesi si perdono sui dettagli per risparmiare .

Saluti

[happyfly]

Ciao Pietro, quando hai modo mi spieghi cosa intendevi con "li ho distanziati" ? E sopratutto perchè lo hai fatto ?

Se intendi averne fatto sporrgere una parte fuori è per avere tutto il blocco Z più "stretto" e quindi avere meno spreco corsa sulla X ?

Ho cercato il riferimento a Pumapiensa ma non lo ho trovato sui sui thread a quale macchina o post ti riferivi ?

Grazie in anticipo per le sempre cortesi risposte !

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[Pietro595]

Il fatto di avere le guide dietro ti permette a parità di corsa dell'asse X(distanza tra le spalle - larghezza asse Z) di tenere i pattini più distanziati tra loro a vantaggio della rigidità del sistema. Facendo un esempio se la distanza tra le spalle è 1000 e ogni spalla è larga 30 mm, con le guide dietro hai idealmente 60 mm di spazio in più da usare. Tenere la stessa distanza tra i pattini ma con le guide davanti mi portava a perdere corsa sull'asse X.

Cuscinetti in arrivo, stay tuned

[PumaPiensa]

Se poi ,come dovrebbe essere, installi i soffietti di protezione delle guide e vite perdi ancora di più. Le guide dietro sono già naturalmente più protette e i soffietti dietro possono sporgere quanto vogliono ai lati senza far perdere corsa. Ogni soluzione ha pro e contro, mi son scervellato mesi per arrivare a scegliere questa. Sarà meno rigida di avere i pattini davanti (per questo ho abbondato con gli spessori), ma risolve i problemi di perdita corsa e protezione guide a cui tengo di più.

[Pietro595]

Eccomi qua,
provo a riportare nel modo più chiaro possibile la mia esperienza nel cambio dei cuscinetti. Il tutto è nato da alcuni rumori poco rassicuranti che sentivo dal mandrino ad alcune velocità e da imprecisioni rilevate negli ultimi lavori.
Come avete letto qualche post più sopra ho trovato dei cuscinetti con una pasta molto secca al posto del grasso e incapaci di contrastare i carichi sul rotore che infatti sbandierava in tutte le direzioni.

Scrivo anche due righe sui versi di montaggio in questi mandrini. Quello che scrivo sono mie conclusioni, frutto di logica e qualche letta ai manuali dei produttori.
Partiamo dal pacco cuscinetti più grandi, quello vicino al naso del mandrino che deve garantire già di suo l'annullamento di giochi assiali e radiali.

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A è la forza generata durante una foratura
1 è una ghiera solidale al corpo mandrino, serve a mandare a pacco gli anelli esterni dei cuscinetti nella loro sede(sezionata in blu)
2 è una ghiera solidale al rotore in contatto solo con l'anello interno del cuscinetto

con una disposizione come in foto(DT) abbiamo la massima capacità di contrastare la forza A, di contro, se A non è presente il peso del rotore genera una forza contraria ad A, cosa che i cuscinetti non possono contrastare. Nello stesso modo, quando la fresa va a contatto radialmente con il materiale, si genera lo stesso tipo di forza per effetto dei taglienti che fanno presa nel materiale.

Per contrastare questa forza, nella parte alta del mandrino troviamo un'altro cuscinetto che ha anche il compito di trasferire il precarico sugli anelli interni della coppia di cuscinetti

12.jpg

3 è un anello seeger, serve a fare da punto fermo
4 è un insieme di rondelle elastiche\spessori che generano una forza verso l'alto in grado di contrastare la discesa del rotore
B è una vite da tirare a pacco che schiaccia l'anello interno del cuscinetto sul rotore e contemporaneamente precarica le rondelle elastiche premendovi contro l'anello esterno.

Si capisce subito come il cuscinetto superiore abbia un solo ed unico verso di montaggio a prescindere da come si monta la coppia inferiore.

Tornando a loro, abbiamo anche la possibilità di montarli DB o DF, entrambe valide:
-hanno il grande pregio di garantire zero gioco assiale del rotore, una volta tirate le ghiere non può ne scendere ne salire
-hanno meno capacità di contrastare le forze generate in foratura, si può compensare aumentando l'angolo di contatto delle sfere.
In entrambi i casi infatti gli anelli esterni sono mandati a pacco dalla ghiera 1 e gli anelli interni sono precaricati dalla ghiera 2 che li preme sullo spallamento del rotore.

C'è un però, nel caso di montaggio in configurazione DB, quando andremo a rimuovere i cuscinetti dal rotore ci troveremmo nella scomodissima situazione in cui l'estrattore rischia di aprirci in due il cuscinetto, infatti tirerebbe nella direzione in cui il cuscinetto non può sopportare carichi.


Personalmente avrei scelto la configurazione DF con cuscinetti a 25° ma alla fine ho preferito la disposizione DT come in foto 11 in quanto non avendo la dinamometrica non avrei avuto modo di precaricare correttamente i cuscinetti.

Sul mio profilo instagram trovate le comparazioni tra il prima e il dopo, inutile dire che la differenza ad orecchio è abissale per non parlare della solidità del rotore.



Adesso arriviamo alle note dolenti, la costruzione del mandrino è a dir poco lacunosa, con evidenti carenze, soluzioni molto poco pratiche e tolleranze adminchiam. Visto che a spendere bene si spende una volta sola direi che è arrivato il momento di fare un bel upgrade mandrino. Mi sono fatto un giro sui siti dei produttori di mandrini professionali, gioielli della meccanica per tutte le applicazioni e sono capitato su un paio di articoli che mi hanno colpito molto, un 80 mm fino a massimo 12000 giri a coppia costante e un'altro 80 mm fino a 24000 con coppia crescente come il mio. Entrambi raffreddati ad acqua. Ho già mandato un po' di richieste tramite ditta, vediamo che prezzi mi fanno.

Per il mio mandrino, visto il costo dei cuscinetti, ho deciso che a tempo debito verranno tolti e sostituiti con dei cuscinetti a livello degli originali ma ingrassati da me con grasso apposta professionale.

ultimissima osservazione, se non avete gli attrezzi giusti e se non avete un minimo di idea sul montaggio\smontaggio cuscinetti lasciate perdere, è stato un parto anche con gli attrezzi giusti, fateVi un favore e pensateci bene prima di provarci.

Direi fine, spero di non aver detto qualche cavolata

[happyfly]

Una gentilezza, per rendere più rigida la configurazione con le guide X dietro la traversa superiore come mai non hai "scatolato" il tutto con le parti in rosso (solo esemplificativo) per rendere bloccati gli squadri che altrimenti stanno solo sulle battute e le viti di serraggio ? Ovviamente scusami se dico una sciocchezza ... così ad occhio però non vedo interferenze nei movimenti (in bianco le "arie" per la piastra Z e la traversa) ...

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2020-01-29 22_50_02-Adobe Photoshop - [Senza titolo-2 @ 100% (RGB)].jpg

[Junior73]

Ciao Pietro e grazie davvero per la spiegazione....faccio come al solito qualche domanda agganciandomi ai vari punti.

- Quale grasso usare con in caso di sostituzione con cuscinetti cinesi P4?

Usi diversi del mandrino a fine" vita" in caso di sostituzione dei cuscinetti con:

- per ragioni di costo scendere con la precisione a P5 (sempre cinesi sui 6-7 euro) destinando il mandrino ad usi meno importanti (legno etc) o farlo lavorare sfruttandolo al limite sopportando il costo periodico della sostituzione.

- Tralasciando la coppia disponibile etc cambiare i cuscinetti interni (inferiori) con altri in grado di reggere carichi assiali e radiali in maniera meno indolore possibile per la struttura interna. vale a dire magari aggiungere uno spessore etc Cuscinetti non fatti per girare forte poichè si pensa comunque di non arrivare sopra ad un certo range (6000-8000). Quali cuscinetti prendere?

un 80 mm fino a massimo 12000 giri a coppia costante

Al tempo avevo sentito un Elte (non ricordo più il modello) a 700 euro in grado di reggere sia carichi assiali che radiali lavorando ferro con coppia personalizzabile ma giri che comunque potevano arrivare a 18milla. Manutenzione dei cuscinetti 250 euro circa inviando il mandrino alla casa dove oltre alla sostituzione facevano controlli generali.

Qual'è il limite di coppia disponibile a bassi giri (1000-2000). In altre parole quanto si potrebbe "concentrare" la coppia(tipo da 1000fino a 5000)? Voglio dire ci sono limiti fisici che non si possono superare duvuti alla grandezza dell'indotto etc?

Saluti

[Pietro595]

I grassi professionali costano parecchio, se non si ha una certa richiesta non conviene comprarlo perché venduti in latte da 1 kg.
Non vedo il senso di scendere di precisione su questi componenti, lanciare un mandrino anche a "soli" 6-8000 giri con componenti che fanno lasco non è una buona idea.
L'ultima parte non l'ho capita, in ogni caso non ho competenze per rispondere

[Junior73]

Quale grasso prendere in alternativa considerato il limitatissimo uso che possiamo farne noi hobbisti? Per costosi che prezzo intendi al kg circa?

IL senso di scendere di precisione (con P5)è l'abbassamento del costo della sostituzione sapendo che ad esempio il mandrino andrà a lavorare su di una cnc materiali come legno o plastica dove le tolleranze sono piuttosto larghe.
Nel secondo caso invece cercare di cambiare l'uso del mandrino in termini di numero di giri e supporto di carichi trovando compromessi con la coppia disponibile. La logica è un po quella sopra (quasi usa e getta) ma usando cuscinetti si economici ma in grado di reggere carichi assiali principalmente girando a bassi giri. La sostituzione dovrebbe essere il meno invasiva possibile per la struttura interna del mandrino.

Faccio queste considerazioni nel caso si pensi già all'acquisto di un nuovo mandrino allo scopo di dare un diverso utilizzo al vecchio. Alla fine sono ottimi motori compatti che potrebbero assolvere compiti anche al di fuori della fresatura vera e propria considerato il basso costo degli inverter cinesi.

Per l'ultima parte intendevo che la grandezza del rotore/indotto condiziona la coppia disponibile. voglio dire se è impossibile concentrare la coppia massima entro i 3000 mila giri. Ho infatti il dubbio che ci siano limiti fisici /elettrici che non consentano di farlo.

Che marca di mandrino stai chiedendo? Italiano?

Saluti

[Pietro595]

Il grasso che ho io viaggiamo sui 400 al kg.

Non concepisco il fatto di montare dei cuscinetti non appropriati. Che senso ha fare i lavori due volte? Se vuoi tenerti il mandrino almeno fai manutenzione come si deve, mettere un cuscinetto con tolleranze più larghe quando già un cuscinetto in p4 balla non ha nessun senso. Quanto pensi che duri un cuscinetto con giochi all'interno di un elettromandrino? Risparmia i soldi oppure spendi bene una volta sola.

I mandrini che sto valutando sono tedeschi.
Uno dei due mandrini ha a disposizione dai 1500 giri 2Nm di coppia che scende a memoria progressivamente fino a 1.5Nm ai massimi regimi, un mandrino cinese come i nostri ha, forse, quasi 0.9 NM intorno ai 24000, zona di massima coppia. Questo ovviamente per quel poco che ho trovato sui siti cinesi.

[Junior73]

Per i normali cuscinetti P4 cinesi cosa consiglieresti ? Venduto se possibile in confezioni tipo 250 grammi con costi tra i 10-20 euro?

Pochissime info hanno i mandrini cinesi sulle curve di coppia. Quando ho preso il mandrino da 3kwda Stepperonline ho chiesto (dato che sugli stepper hanno molte info) ma mi hanno risposto che non hanno ancora questi dati.
Ci sono mandrini dal costo troppo alto (per noi hobbisti ) in cui dichiarano coppie di 2.65nm (velocità 1000-8000 giri) ma senza curva non si comprende l'andamento.

https://it.aliexpress.com/item/32234113 ... b201603_53

Alcuni hanno la mia stessa idea per la foratura (prima di adottare il trapano miscelatore a bassi giri) e cioè usare uno stepper interponendo un chuck er 20 con cuscinetti (nonusati credo in quello in figura linkato )che funga allo stesso tempo da supporto di fissaggio. Con il nema 23 3nm si arriva a forare fino a 4-5mm poi stalla. Con un nema 34 12nm probabilmente si riesce a coprire fino a 10mm (no ho ancora provato) Ma è un discorso limitato ai fori utile ma che prevede ingombri fino alla doppia programmazione in cam che deve tener conto della distanza centro stepper-centro mandrino.
In sostanza se si potesse operare con un solo mandrino ....

https://it.aliexpress.com/item/32953747 ... 2b65653593

Non conosco mandrini tedeschi. Che marchio è ? Non è un prodotto hobbistico?

Saluti

[Pietro595]

La ditta si chiama mechatron GmbH, sono arrivato a loro tramite gente che seguo su Instagram. Sono prodotti decisamente professionali, c'è anche una linea diciamo hobbistica con prezzi più umani.

Mi sa che non ci stiamo capendo sui cuscinetti, per quanto mi riguarda quelli cinesi non sono da comprare ne meritano manutenzione, se arrivo a pensare di ingrassarli, vista la fatica per arrivarci li cambierei direttamente con prodotti un minimo certificati. I miei di primo equipaggiamento sul mandrino sono siglati p4 ma non sono p4! Per farti capire, uno dei tre è talmente preciso che riesco a separare a mano l'anello esterno da quello interno, senza nessun particolare sforzo. Se faccio ruotare il cuscinetto senza le guarnizioni posso vedere chiaramente che giusto un paio di sfere ruotano su loro stesse, segno che non sono dimensionate correttamente. Il succo del discorso è che per gli standard che hanno in Cina su prodotti da rifilare agli occidentali, possono anche scriverti p2 ma quello che compri è il controvalore di quello che paghi(10euro)+un certo quantitativo di sfiga/fortuna che dir si voglia. Visto che non mi piace scommettere i miei soldi preferisco pagare qualcosa in più subito e avere prodotti validi che mi permettano di praticare il mio hobby senza rotture di palle.

Non conosco marche di grasso, non mi sono mai informato. Conosco quella che uso al lavoro che a detta di molti va benissimo e senza noie. Si parla di intervalli di manutenzione di anni su macchine che se potessero andrebbero H24...quindi con molte ore di lavorazione sulle spalle!

Il discorso di usare uno stepper/servo come mandrino mi interessa molto e ci avevo già pensato, la parte meccanica sarebbe anche già pronta in effetti, con tutti i 3d e le specifiche del progetto. Mi manca da capire come comandare da mach3 una rotazione in continua del motore. Qualche aiuto a scopo accademico?