Progetto CNC centro di lavoro in acciaio

[giacinto]

anch'io la penso come te


anche perché sto facendo lo stesso

certo se fosse possibile non sarebbe male spianare.

una volta registrata tutta la struttura con i bulloni

il piano lo fai spianare direttamente dalla fresa

[Raban]

Se proprio intendi lavorare con una sola vite lungo X io terrei i due pattini lato vite molto distanti tra loro in modo da poter assorbire un momento torcente ( vettore momento lungo Z) piu' importante , dal lato opposto senza vite potresti mettere anche un solo pattino , pensato per sopportare gli sforzi nelle direzioni lungo Z e lungo Y .

[Bender]

Posto qualche risultato svolto con gli elemnti finiti della struttura sottoposta a carichi statici.
I risultati ottenuti in termini di spostamento e tensioni massime sono indicativi in termini assoluti per le forti approssimazioni introdotte,come il non considerare il gioco tra pattini e carrello,e considerare sia le guide che i pattini non fissati mediante bullonatura ma come se fossero saldati in un pezzo unico alla struutura.
Ma comunque sono ottimi come temini di paragone tra due o più differenti configurazioni tra loro differenti ma contenenti le stesse approssimazioni.


Cominciamo con l'asse zeta,la struttra e stata vincolata con incastro fisso sui carrelli e sottoposta ad una forza applicata sul collare dell'elettromandrino di intensità  pari a 1000 N.
Sono state analizzate due configurazioni differenti di carico,
una in direzione parallela alla direzione di avanzamento dell'asse x che è risultata più gravosa,come intuibile, dato il piu basso modulo a resistenza a flessione dovuto alla disposizione della sezione rispetto al carico (lato corto).
L'altra configurazione di carico con direzione parallela all'asse y e risultata meno gravosa.

Riporto per i meno avvezzi alla rappresentazione esponenziale in informatica (mi sono confuso anche io )
I valori riportati in figura per lo spostamento sono in metri per dieci alla meno (volre riportato)
Es 5.30 metri per 10^-5 corrispondonoa 5.30 centesimi
Stesso discorso per le tensioni però in N/m^2

Non fate caso ad alcune macchie di colore scuro sulla struttura che non sono presenti nella realtà  ma che il programma salva senza che io ne abbia capito il motivo e scusate per la qualtà  delle immagini che non riesco a migliorare

[Bender]

Continuo con l'aggiunta del "carrello" alla struttura precedene per vedere come propagano le deformazioni.
In queste prime immagini posto solo il risultato finale della struttura ottenuto con piccole modifiche prova dopo prova tenedo conto dei benefici ottenuti in termini di spostamenti e paragonandoli ad eventuali aumenti di peso per analizzarene la "convenienza"

Nell'ultima immagine con carico laterale si vede la struttura pesantemente deformata al cento anche se gli spostamenti sono comunque inferiori che con carico parallelo all'asse x.

[Bender]

Passiamo ad analizzare la parte più interessante dell'analisi svolta,l'interazione asse zeta più carrello con il ponte.
E' stata aggiunta la forza di gravità  alle sollecitazioni pre esistenti.

Non si è più proceduto con l'analisi della configurazione con forza parallela all'asse y (ponte) perchè di minore entità  rispeto a i risultati dell'altra,infatti si può immaginare che questa mandi in torsione il ponte rispetto al lato lungo con scarsi risultati .

La prima configurazione strutturale analizzata è quella del tubolare vuoto all'interno in cui peso e stimato pari a 162 kg.

Data l'elevata escursione dell'asse zeta 350 mm la struttura non e sogetta a semplice flessione ma principalmente a torsione.

Dalle immagini si può notare come la tensione sia concentrata attorno alle zone di contatto dei pattini e come la maggior parte del resto del ponte risulti scarico.

Lo spostamento massimo che evedentemente corrisponde alla punta dell'elettromandrino è pari a 9.289 centesimi teorici.

[Bender]

Per migliorare la situazione si è proceduto con l'adozione di rinforzi di lamiera spessa 5 mm a triangolo posizionati in modo veriticale.
Una prova teorica data la difficolta a saldare eventualmente i triangoli all'interno.

Come si puo notare si è quasi dimezzato lo spostamento passando da 9,2 a 4,7 centesimi con un incremento del peso che va da 162 a 177 kg pari a circa l'8%,un risultato notevole.

Dalle immagini si puo vedere come la tensione si trasferisca lungo i rinforzi distribuendosi cosi lungo tutta la struttura e facendola lavorare tutta

[Bender]

Per favorire le saldature e favorire la ventilazione del motore si è pensato di effettuare delle aperture sul reto del tubbolare a forma di triangolo.

Il peso e sceso a 163 kg circa come quello di partenza senza rinforzi ( 162 Kg) ma con uno spostamento pari a 5.180 centesimi molto inferiore a quello di partenzadi 9.2 centesimi.

[Bender]

Altra configurazione che si è presa in considerazione è quella con rinforzi sempre in lamiera a triangolo ma disposti come in figura uno.

Il peso è passato da 162 a 188 kg con uno spostamento massimo ridotto fino a 4,5 centesimi.

[Bender]

Per finire anche qui si è deciso di praticare aperture di forma rettangolare per favorire le saldature e la ventilazione.

Si è arrivati ad un peso di 177 kg ed uno spostamento pari a 5,1 centesimi teorici.

Anche qui si può vedere come l'adozione dei rinfororzi distribuisca lo sforzo su tutta la struttura diminuendo lo spostamento e le tensioni.

[titto]

Cioè ma sei un mago o qualcosaltro da te forse cè solo da imparare, ma che programma usi per disegnare? mi puoi spiegare in parole povere di quanto stavi forzando la struttura per farle avere quelle deformazioni.
molto bello complimenti ah un'altra cosa ma che lavoro fai? progettista forse

[Raban]

Carina sta cosa , ti sei dimenticato di specificare che tipo di materiale hai scelto per la tua simulazione ... Fe37 ? Fe 44 ? C40 ?

[velleca55]

Bellissimo studio ... bravo ... un piacere seguirti ... ...




.

[Bender]

Per Titto

Ho usato Solid Edge per disegnare la struttura e fare gli assiemi che poi sono stati importati in Solid Works con il pacchetto Cosmos works dove ho effettuato le analisi.
I valori di spostamento sono stati ottenuti applicando un carico di 1000 N sul collare dell'elettromandrino e nelle applicazioni dove era presente il ponte ho aggiunto la forza di gravità .

Per Raban

Per le simulazioni e stato utilizzato un valore del modulo di young di 190 GPa tipico degli acciai da costruzione.

Per chi vuole

Nelle applicazioni dove si ha interesse a limitare le deformazioni il parametro fondamentale è il modulo di Young e non le tensioni di snervamento o rottura ,dato che queste all'interno della struttura saranno molto più basse dei vaolori limiti.

Faccio un piccolo esempio

La legge che lega la tensione alle deformazione è quella di hook

TENSIONE= Modulo di young x deformazione percentuale

quindi

DEFORMAZIONE=Tensione/Modulo di young

Dove la TENSIONE=Forza applicata/area sezione


Ipotizzamo di prendere un provino (cilidro) con area pari a 100 e di applicargli una forza pari a 100,la tensione all'interno del provino è fissata ed è pari ad 1.

Adesso se vogliamo calcolare la deformazione dobbiamo dividere la tensione per il modulo gi Young del materiale che stiamo utilizzando.

Nel caso di acciaio da costruzione la deformazione percentuale sarà  paria
1/190
Nel caso di allumino la deformazione è pari a
1/70
Quasi tre volte maggiore,per ottenere lo stesso risultato dell'acciaio dovremmo aumentare la sezione del provino di tre volte per far diminuire la tensione al propio interno e quindi la deformazione.

Potrei anche aver sbagliato tutto

[crestus]

bel programma solid works vero?


io mi scontro con il non saper dimensionare i carichi...... e ad avere qualche problema a determinare gli spostamenti....


ottimo lavoro comunque!!! questo sì che è uno studio della confiurazione della macchina!!!!

[Bender]

Voglio mostrare il "sistema" di regolazoione delle spalle che avevo in mente per evitare di dover poratre a spianare tutto in un blocco.

Dalle immagini si vede che è costituito da un sistema in contrapposizione formato da una vite che regola l'altezza (spinta verso l'alto della spalla ) ed una che la fissa al piano sottostante.
In questo modo penso che sia possibile regolare sia l'altezza relativa tra spalla e base che gli angoli formati tra i due piani (lato lungo e lato corto) con il piano della base.

Dato che alla fine le due spalle poggeranno solo in corrispondenza delle viti stavo pensano di utilizzare un collante epossitico o qualcosa del genere per riempire lo spazio, che seppur minimo, si formerà  tra spalla e base per garantire un contatto uniforme ed evitare eventuali vibrazioni.

Naturalmente nell'immagini la distanza base spalle è stata aumentata per visualizzare meglio il funzionamento

Che ne pensate del tutto? Un aiutino ,critica,consiglio,chi più ne ha più ne metta