Разрыв машина своими руками
В продолжение тем про испытательные машины, хочу собрать бюджетный вариант машины консольного типа, на небольшую нагрузку (20 кг), для испытания различных материалов…
После написания предыдущих двух статей на эту тему, мне были заданы вопросы, связанные с модернизацией и разработкой. Это подтолкнуло меня к написанию статьи. Она будет состоять из двух частей – в этой я расскажу о механической части, а вторая будет посвящена электронике, программному обеспечению и обработке полученных данных.
Кинематическую схему решил взять консольного типа, так как она проще в реализации и меньше по габаритам (в сравнении с двухколонной машиной) при одних и тех же закладываемых характеристиках, но конструктивно она чуть слабее.
Я заложил следующие основные характеристики для своей машины: максимальная нагрузочная способность 20 кг или 200 Н, а максимальный рабочий ход 600 мм.
Приступив к конструированию, определился с основными материалами изготовления деталей машины. Цилиндрические направляющие 20 диаметра и каретки к ним решил купить, не изобретая велосипеда. В качестве перемещающего механизма взял строительную шпильку и гайку с резьбой М20 шагом 2,5 мм. Соединительные плиты силовой рамы, включая основание машины, было решено изготовить из фанеры толщиной 20 мм.
Небольшое отступление для тех, кто начал смеяться: данный проект планируется быть, достаточно бюджетным, и нужен для отработки схемы использования выбранной электроники и разработки программы для управления и обработки данных на персональном компьютере.
Использование в конструкции трапециидального винта или ШВП винта, а также в место фанеры — дюраль или сталь, значительно увеличит стоимость машины, а я все же ее не для продажи делаю, а для повторения сего проекта, теми, кто нуждается в подобном силоизмерительном агрегате. Кто, какую кинематическую схему будет использовать и из, каких комплектующих дело лично каждого.
Накидал проект в Компас-е, только основные детали, с технологией изготовления которых сразу определился. В виду того, что у меня есть фрезерный станок с ЧПУ почти все компоненты машины изготовленные из фанеры решил обработать на нем.
Разложил все плоские детали в двумерной проекции, сохранил их в векторном формате (*.dxf). Через постпроцессор в CAM программе перевел рисунки в G-code. Станок вырезал все детали за одну установку заготовки, так как размеры его рабочего поля позволяют. Обработав углы наждачной бумагой, все сопрягаемые детали подошли очень хорошо друг к другу.
Направляющие и шпилька были обработаны на токарном станке. Как мы не старались сделать шпильку без биения, она все равно осталась кривой.
После предварительной сборки силовой рамы, стало видно что требуется усилить крепление цилиндрических направляющих к верхней и нижней плитам. Для этого потребовались дополнительные опоры, но покупать их накладно, а вот изготовить их из пластика на 3D принтере самое оно.
Подобрал по каталогу опоры под диаметр моих направляющих, по имеющимся размерам нарисовал их в 3D, все в том же Компас-е.
Друг дал на временное пользование 3D принтер, за пару дней я успел напечатать все опоры и еще несколько дополнительных деталей. Напечатанные опоры встали очень плотно, и это придало всей конструкции хорошую жесткость.
На обработанные концы шпильки, по посадке надел шариковые радиальные подшипники. В нижней части подшипники между нижней плитой стянул гайкой. По-правильному, надо использовать опорные подшипники или конические.
В качестве силовой установки решил использовать мотор редуктор от стеклоподъемников автомобиля ВАЗ 2110, он создает хороший крутящий момент. Предположил, что его хватит, для того чтобы прокрутить шпильку, нагруженную двадцатью килограммами.
Выходной вал мотор — редуктора квадратного сечения 7х7 мм., для соединения его с хвостом шпильки пришлось напечатать муфту.
Что касается работы двигателя применительно испытательной машины, то для проведения корректного испытания, скорость нагрузки должна практически не изменяться. В современных двигательных системах это реализовано в электронных приводах управления. В моем же случае чтобы во время нагрузки скорость движения подвижной плиты не уменьшалась, двигатель должен иметь такую мощность, чтобы не замечать возрастающую на него нагрузку, либо реализовывать это программно, поднимая мощность. Но в таком случае требуется иметь обратную связь, чтобы контролировать скорость.
Для измерения расстояния перемещения подвижной плиты, я решил установить энкодер на 24 импульса за оборот, это позволит измерять расстояние с точностью 0,1мм, этого более чем достаточно, учитывая что в сочленении шпилька / гайка имеется люфт. Надеюсь, что энкодер поможет мне в измерении реальной скорости движения. Датчик решил вынести в сторону, напечатав две шестеренки с передаточным отношением один к одному, а также кронштейн для крепления его к торцу несущей плиты мотор – редуктора. После печати, шестеренки получились немного восьмеркой, но это не страшно, главное, что между ними есть зацепление.
Машина получилась с двумя рабочими зонами, нижней и верхней. Датчик силы на 20 кг, как и собранная машина, консольного типа, его я установил в нижней части, чтобы не мешались провода в случае крепления на подвижной или верхней плите.
Источник
Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.1
В продолжение тем (первая, вторая) про испытательные машины, хочу собрать бюджетный вариант машины консольного типа, на небольшую нагрузку (20 кг), для испытания различных материалов…
После написания предыдущих двух статей на эту тему, мне были заданы вопросы, связанные с модернизацией и разработкой. Это подтолкнуло меня к написанию статьи. Она будет состоять из двух частей – в этой я расскажу о механической части, а вторая будет посвящена электронике, программному обеспечению и обработке полученных данных.
Кинематическую схему решил взять консольного типа, так как она проще в реализации и меньше по габаритам (в сравнении с двухколонной машиной) при одних и тех же закладываемых характеристиках, но конструктивно она чуть слабее.
Я заложил следующие основные характеристики для своей машины: максимальная нагрузочная способность 20 кг или 200 Н, а максимальный рабочий ход 600 мм.
Приступив к конструированию, определился с основными материалами изготовления деталей машины. Цилиндрические направляющие 20 диаметра и каретки к ним решил купить, не изобретая велосипеда. В качестве перемещающего механизма взял строительную шпильку и гайку с резьбой М20 шагом 2,5 мм. Соединительные плиты силовой рамы, включая основание машины, было решено изготовить из фанеры толщиной 20 мм.
Небольшое отступление для тех, кто начал смеяться: данный проект планируется быть, достаточно бюджетным, и нужен для отработки схемы использования выбранной электроники и разработки программы для управления и обработки данных на персональном компьютере.
Использование в конструкции трапециидального винта или ШВП винта, а также в место фанеры — дюраль или сталь, значительно увеличит стоимость машины, а я все же ее не для продажи делаю, а для повторения сего проекта, теми, кто нуждается в подобном силоизмерительном агрегате. Кто, какую кинематическую схему будет использовать и из, каких комплектующих дело лично каждого.
Накидал проект в Компас-е, только основные детали, с технологией изготовления которых сразу определился. В виду того, что у меня есть фрезерный станок с ЧПУ почти все компоненты машины изготовленные из фанеры решил обработать на нем.
Разложил все плоские детали в двумерной проекции, сохранил их в векторном формате (*.dxf). Через постпроцессор в CAM программе перевел рисунки в G-code. Станок вырезал все детали за одну установку заготовки, так как размеры его рабочего поля позволяют. Обработав углы наждачной бумагой, все сопрягаемые детали подошли очень хорошо друг к другу.
Направляющие и шпилька были обработаны на токарном станке. Как мы не старались сделать шпильку без биения, она все равно осталась кривой.
После предварительной сборки силовой рамы, стало видно что требуется усилить крепление цилиндрических направляющих к верхней и нижней плитам. Для этого потребовались дополнительные опоры, но покупать их накладно, а вот изготовить их из пластика на 3D принтере самое оно.
Подобрал по каталогу опоры под диаметр моих направляющих, по имеющимся размерам нарисовал их в 3D, все в том же Компас-е.
Друг дал на временное пользование 3D принтер, за пару дней я успел напечатать все опоры и еще несколько дополнительных деталей. Напечатанные опоры встали очень плотно, и это придало всей конструкции хорошую жесткость.
На обработанные концы шпильки, по посадке надел шариковые радиальные подшипники. В нижней части подшипники между нижней плитой стянул гайкой. По-правильному, надо использовать опорные подшипники или конические.
В качестве силовой установки решил использовать мотор редуктор от стеклоподъемников автомобиля ВАЗ 2110, он создает хороший крутящий момент. Предположил, что его хватит, для того чтобы прокрутить шпильку, нагруженную двадцатью килограммами.
Выходной вал мотор — редуктора квадратного сечения 7х7 мм., для соединения его с хвостом шпильки пришлось напечатать муфту.
Что касается работы двигателя применительно испытательной машины, то для проведения корректного испытания, скорость нагрузки должна практически не изменяться. В современных двигательных системах это реализовано в электронных приводах управления. В моем же случае чтобы во время нагрузки скорость движения подвижной плиты не уменьшалась, двигатель должен иметь такую мощность, чтобы не замечать возрастающую на него нагрузку, либо реализовывать это программно, поднимая мощность. Но в таком случае требуется иметь обратную связь, чтобы контролировать скорость.
Для измерения расстояния перемещения подвижной плиты, я решил установить энкодер на 24 импульса за оборот, это позволит измерять расстояние с точностью 0,1мм, этого более чем достаточно, учитывая что в сочленении шпилька / гайка имеется люфт. Надеюсь, что энкодер поможет мне в измерении реальной скорости движения. Датчик решил вынести в сторону, напечатав две шестеренки с передаточным отношением один к одному, а также кронштейн для крепления его к торцу несущей плиты мотор – редуктора. После печати, шестеренки получились немного восьмеркой, но это не страшно, главное, что между ними есть зацепление.
Машина получилась с двумя рабочими зонами, нижней и верхней. Датчик силы на 20 кг, как и собранная машина, консольного типа, его я установил в нижней части, чтобы не мешались провода в случае крепления на подвижной или верхней плите.
Первая часть на этом подошла к концу, приятного чтения, друзья!
Источник
Как я разрывную машину для испытания пластика собирал
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Некоторое время назад я решил собрать нечто похожее на разрывную машину. Для чего мне это понадобилось я расскажу ближе к концу статьи, а пока приступлю к сборке. Те же, кто как и я лучше воспринимают информацию визуально могут посмотреть ролик о воплощении данного проекта:
Я заранее создал модель планируемого приспособления. Прямоугольная труба сечением 40 на 20 миллиметров у меня была, уже имевшиеся отверстия никак не помешают. Также имелись все необходимые метизы и латунная трубка диаметром 10 миллиметров для оси рычага. Пришлось докупить лишь весы и квадратную трубу сечением 20 на 20 миллиметров. Приемлемые по цене весы я нашёл с предельной допустимой массой 50 кг. А рабочий диапазон хотелось бы побольше, поэтому было решено использовать рычаг с соотношением 1/5. Таким образом максимальная измеряемая нагрузка составит 250 килограмм, а показания весов следует умножать на 5.
Оценив всё необходимое, я отправился в магазин, где прикупил 3 метра трубы (хватило мне и полтора, но продажа у нас осуществляется целыми трёхметровыми кусками). Там же и распилил пополам что бы было удобнее нести домой.
Труба оказалась, мягко говоря, ржавая, да и пилил я её на улице возле склада магазина, где она побывала в снегу, а потом я её ещё и в плёнку завернул, что бы донести домой.
Для начала я просто протёр трубу ветошью, удалив самые крупные следы ржавчины.
Дополнительно прикупил преобразователь ржавчины, оставляющий на обрабатываемой поверхности цинковое покрытие. Его я буквально втирал кистью. Поначалу визуально изменения не особо заметны. Согласно инструкции, после первого нанесения, я протёр трубы ветошью и дал просохнуть. После этих действий уже заметны изменения во внешнем виде. Через пол часа я нанёс второй слой средства, после чего ещё раз протёр ветошью и дал высохнуть.
После высыхания я нарезал трубу на 5 отрезков по 290 миллиметров и приступил к разметке четырёх из них, служащих вертикальными стойками. Так на концах трубы я размечаю по два отверстия на расстоянии 10-ти миллиметров от края и 20-ти миллиметров друг от друга. Разметку произвожу при помощи вольфрамовой чертилки с алика, одна из лучших покупок я вам скажу. А также произвожу кернение будущих отверстий.
Для сверления использую сверло-фрезу. Данные свёрла с момента покупки ещё ни разу не затачивались (хотя, вроде как, их и нельзя точить) и не плохо держат свою заточку.
Заусенцы в отверстиях удаляю при помощи зенковки.
Для сверления остальных отверстий я уже использовал ступенчатое сверло, оно и сверлит с постепенным увеличением диаметра и удаляет нежелаемые заусенцы.
Вертикальную стойку я стягиваю с горизонтальной при помощи струбцины для совместного сверления отверстия в горизонтальной стойке по уже просверленным отверстиям в стойке вертикальной. Масло масляное, и если не понятно, то лучше глянуть видео.
После того, как все предварительные отверстия в горизонтальной стойке просверлены я собираю раму через эти отверстия и выставляю диагонали.
Когда рама предварительно собрана и надёжно зафиксирована я сверлю пару к уже имеющимся отверстиям. После чего выполняю сборку метизами через полученные отверстия.
В итоге получается вот такая, достаточно надёжная, конструкция рамы.
Далее дело за рычагом. Его пришлось с обоих концов подшлифовать для наиболее свободного качания рычага. В нём предусмотрено отверстие оси качания данного рычага. 4 пары отверстий для изменения плеча рычага за который происходит крепление нагрузки. Отверстие для крепления силового механизма весов.
Для закрепления силового механизма весов на тяге, закреплённой к одному уху данного механизма, я нарезал резьбу, а во втором ухе просверлил отверстие и установил болт с резьбой М6. Что позволяет закрепить этот механизм между горизонтальной стойкой рамы и рычагом. Закрепив механизм на рычаге, я завожу последний на своё место, устанавливаю ось рычага и креплю механизм весов к горизонтальной стойке рамы. После чего можно проверить работоспособность руками. Всё работает.
Теперь пришла пора изготовить систему натяжения испытываемых образцов. Для этого я сверлю отверстие под винт-натяжитель в нижней горизонтальной стойке рамы.
В стойку завожу удлинённую гайку, установленную в печатный корпус с шайбами для увеличения жёсткости. Потому что отверстие в трубе 16 миллиметров шириной, а размер гайки – 14 миллиметров.
Гайка установлена, а винт спокойно проходит в отверстие.
Из остатка трубы 40 на 20 миллиметров вырезаю петлю и сверлю в ней необходимые отверстия.
В нижнее отверстие петли завожу длинный болт М8 через шайбу и заворачиваю его в удлинённую гайку.
На рычаг при помощи двух пластин с отверстиями креплю заранее распечатанную тягу, позволяющую надёжно зажимать испытываемый образец. Вторую часть тяги креплю в заранее полученной петле.
Припаял электронику с экраном весов на удлинённые провода, а так же распечатал пластиковую деталь ограничивающую поворот испытываемого образца. На конце натяжного винта зафиксировал две гайки, выставив грани шестигранника параллельно и надеваю заранее распечатанный маховик.
Ну а вот, собственно, для чего это всё делалось. Изначально я планировал проверить зависимость прочности пластика от его обработки различными растворителями. Эту задачу я выполнил и вскоре выдам отчёт (а может я его и на два разобью, уж больно много данных получилось) с результатами испытаний. Поэтому можете подписаться здесь и на YouTube канале, ведь там получились довольно интересные данные, удивившие лично меня. А ещё, в процессе работы с данной разрывной машиной, я приметил, что это довольно хороший способ предварительного подбора параметров печати. Так пластик PETg, напечатанный при 230 градусах, оказался более прочным на разрыв нежели тот же пластик напечатанный при 240 градусах.
Но об этом всём подробнее в будущих отчётах, а пока пишите свои мысли в комментариях, всем спасибо за внимание, всем пока.
Источник