Schemat napędu liniowego z mikrosilnikiem prądu stałego

(wersja dla studiów dziennych i zaocznych)

1 – mikrosilnik, 2 – wielostopniowy reduktor, 3 – zębnik, 4 – śruba, 5 – na-
krętka, 6 – koło zębate, (3 i 6 – ostatni stopień przenoszący napęd na oś
śruby), (4 i 5 - mechanizm zamiany ruchu obrotowego na liniowy), 7 –
sprzęgło przeciążeniowe

STRONY WWW

-

www.maxonmotor.com

silniki firmy MAXON

-

www.portescap.com

silniki firmy PORTESCSAP

-

www.minimotor.ch/uk/

silniki firmy MINIMOTOR

-

www.avagotech.com

(opcja: Motion Control Solution):

akcesoria: tarcze impulso-

we,

moduły czytające;

-

www.elfa.se

akcesoria: mikrowyłączniki,

złącza wielokontaktowe

;

ZESPÓŁ NAPĘDU LINIOWEGO

I. Wprowadzenie

Opracować konstrukcję zespołu napędu liniowego (ZNL) przeznaczonego
do zastosowania w kątowych i liniowych układach pozycjonujących. Te-
mat obejmuje dwa zadania: projekt 1: założenia konstrukcyjne oraz pro-
jekt 2: dokumentacja konstrukcyjna ZNL.

II. Wymagania techniczne
1. Maks.

obciążenie wzdłuż osi popychacza Q

max

: 40, 60, 80 lub 100 N.

2. Maksymalne liniowe przemieszczenie popychacza L

max

: 50 lub 100 mm.

3. Maksymalna

prędkość przesuwu v

max

: 1, 2, 4, 6, 8 lub 10 mm/s.

4. Zapewnić określenie położenia popychacza z minimalną rozdzielczo-

ścią: 1, 2, 4, 6, 8 lub 10

µm.

5. Trzykrotne

przeciążenie popychacza nie może spowodować uszkodze-

nia napędu.

6. Zastosować zabezpieczenie elektryczne uniemożliwiające przekrocze-

nie położeń krańcowych popychacza.

7. Do

napędu zastosować silnik DC zasilany bezpiecznym napięciem.

8. Sposób mocowania zespołu: T – tablicowy lub U – uniwersalny.
9. Produkcja

napędu: jednostkowa - J lub seryjna - S.

10. Urządzenie powinno spełniać wymagania oczywiste, jak: odporność na

niewłaściwe użytkowanie, mały koszt, niewielkie wymiary i niewielki cię-
żar a także wygoda i bezpieczeństwo obsługi oraz napraw.

11. Mechanizm ma pracować w pomieszczeniu zamkniętym w zakresie

temperatur od +5

0

do +40

0

, przy średnim lub dużym zapyleniu środowi-

ska, itp.

III. Zakres wykonania

Projekt 1: ZESPÓŁ NAPĘDU. Założenia konstrukcyjne (8 pkt.)
A. Wymagania techniczne

-

temat, wymagania techniczne, schemat blokowy i krótki opis ZNL

B. Obliczenia konstrukcyjne

- określić minimalną średnicę d

min

gwintu popychacza na podstawie wa-

runku na wyboczenie oraz rozciąganie (ściskanie) przy założeniu
trzykrotnego przeciążenia popychacza,

- przyjąć średnicę i skok gwintu metrycznego popychacza d

≥ d

min

, bio-

rąc dodatkowo pod uwagę możliwości technologiczne,

- obliczyć maksymalną prędkość obrotową nakrętki n

nut

,

- obliczyć całkowite przełożenia przekładni redukcyjnej i

red

(wstępne),

- zaproponować liczbę stopni reduktora zębatego (wstępnie),

- obliczyć sprawność układu śruba-nakrętka

η

śr

, sprawność przekładni

redukcyjnej

η

red

oraz sprawność całego napędu

η

c,

- określić moment oporów ruchu M

nut

układu śruba-nakrętka;

- obliczyć moment obciążenia M

zred

zredukowanego do wałka silnika;

- obliczyć wymaganą moc na śrubie N

sr

oraz moc silnika N

sil

;

- dobrać silnik z katalogów firmowych, wyznaczyć punkt jego pracy, okre-

ślić ostateczną wartość przełożenia całkowitego i

p

przekładni;

- dobrać reduktor handlowy o przełożeniu i

rh

oraz ustalić wartość przeło-

żenia stopnia sprzęgającego i

sp

- obliczyć minimalną liczbę cykli (CPR) tarczy kodera n

imp

,

Projekt 2: ZESPÓŁ NAPĘDU – Dokumentacja (14 pkt.)

A. Obliczenia konstrukcyjne i sprawdzające:

1. Obliczenia sprawdzające:

- przedstawić schemat obciążeń, wyznaczyć reakcje w punktach łożysko-

wania nakrętki;

- określić trwałość zastosowanych łożysk tocznych (w godzinach pracy);
- sprawdzić spełnienie cech napędu (przemieszczenie, prędkość, rozdziel-

czość);

2. Obliczyć siłę docisku tarcz sprzęgła przeciążeniowego P

k

oraz dobrać

parametry sprężyny sprzęgła.

3. Obliczenia wytrzymałościowe wybranych węzłów – stopień sprzęgający,

inne wg wskazówek prowadzącego .
B. Dokumentacja konstrukcyjna:
1. Rysunek złożeniowy (min. format A3) pokazujący budowę, połączenia i

współdziałanie elementów mechanizmu oraz sposób mocowania ze-
społu;

2. Rysunki konstrukcyjne wskazanych części (minimum 6 detali).

IV. Forma wykonania projektów:

1. Projekt powinien być opisany zgodnie z podanym wzorem i umieszczony

w koszulce lub kopercie formatu A4.

2. Część opisowa projektu, szkice i obliczenia powinny być wykonane na ar-

kuszach formatu A4, ponumerowanych i spiętych - zgodnie z podanym
wzorem.

3. Rysunki powinny być wykonane na arkuszach formatu A3 lub A4. Rysunki

większe muszą być złożone do formatu A4. Nie wykonywać rysunków na
formatach mniejszych niż A4.

Ostateczny termin oddania projektów

upływa dnia 11 czerwca 2011r

Podstawy Konstrukcji Urządzeń Precyzyjnych

Harmonogram ćwiczeń projektowych- sem. 4, rok akademicki 2010/2011r

Studia Inżynierskie Zaoczne

Nr

zajęć Data Treść zajęć

1

13.03

2 – 703

Sprawy organizacyjne, wydanie tematu projektu: Zespół napędu linio-
wego (ZNL). Wymagania techniczne, zastosowanie. Schemat i analiza
obciążeń, dobór średnicy popychacza.
w domu: Założenia konstrukcyjne: (punkty: 1-7)

2

19.03

2 -703

Obliczenia do ZNL: prędkość obrotowa nakrętki, przełożenie i sprawność
mechanizmu, moc na popychaczu, moc silnika, moment obciążenia zre-
dukowany do wałka silnika

.

w domu: obliczenia według omówionego algorytmu

3

27.03

2 – 703

Dobór silnika i reduktora handlowego.
Obliczenia: obliczenie przełożenia stopnia sprzęgającego, momentu
sprzęgła oraz liczby CPR tarczy impulsowe
w domu: pełne założenia konstrukcyjne.

4

02.04

2 – 703

Oddanie projektu 1: Założenia konstrukcyjne ZN.

Omówienie przykładowych konstrukcji ZN. Konstrukcja łożyskowania
nakrętki, wstępny dobór łożysk oraz sprawdzenie ich trwałości. Sprzęgło
przeciążeniowe, dobór sprężyny sprzęgła.
w domu: obliczenie sprężyny sprzęgła, sprawdzenie łożysk nakrętki

5

09.04

2 – 703

Dobór stopnia sprzęgającego. Obliczenia wytrzymałościowe.
Konstrukcja szkieletu, zabezpieczenie popychacza przed obrotem,
Wstępny rysunek złożeniowy. Łożyskowanie nakrętki i zespół sprzęgła.
w domu: rysunek złożeniowy ZNL

6

16.04

2 – 703

Dobór tarczy impulsowej, modułu czytającego i osprzętu elektrycznego
(wyłączniki krańcowe, złącze wielowtykowe).
Rysunek złożeniowy ZN: kształtowanie obudowy, mocowanie zespołu.
w domu: rysunek złożeniowy ZNL

7

07.05

2 - 703

Zatwierdzenie rysunku złożeniowego ZNL (termin 1).
w domu: rysunek złożeniowy ZNL

8

14.05

3 - 703

Zatwierdzenie rysunku złożeniowego ZNL (termin 2).
Rysunki konstrukcyjne części
w domu: rysunek złożeniowy i rysunki konstrukcyjne ZNL

9

21.05

2 - 703

Rysunki konstrukcyjne części. Materiały i pokrycia.
w domu: rysunek złożeniowy ZNL oraz rysunki konstrukcyjne części

9

28.05
2-703 Rysunki konstrukcyjne części. Materiały i pokrycia.

w domu: dokumentacja konstrukcyjna ZNL.

10

04.06
2-703

Oddanie projektu 2. Dokumentacja konstrukcyjna

11

11.06
2-703

ZALICZANIE PROJEKTOWANIA

ZNL - tabela danych, rok akad. 2010/11

Oznacze-

nie zes-

połu

Obciążenie

Q

max

[N]

Zakres

ruchu

L

max

[mm]

Prędkość

przesuwu

v

max

[mm/s]

Rozdzielczość

∆s

[

µm]

Sposób

mocowa-

nia

Wielkość
produkcji

ZN-1 40

50 1

1

T J

ZN-2 40

100 1

2

T S

ZN-3 40

50 2

1

U J

ZN-4 40

100 2

2

U S

ZN-5 40

50 4

4

T J

ZN-6 40

100 6

6

T S

ZN-7 40

50 8

8

U J

ZN-8 40

100

10 10

U S

ZN-9 60

50 1

2

T J

ZN-10 60 100 1

1

T S

ZN-11 60 50 2

2

U J

ZN-12 60 100 2

1

U S

ZN-13 60 50 4

10

T J

ZN-14 60 100 6

8

T S

ZN-15 60 50 8

6

U J

ZN-16 60 100 10

4

U S

ZN-17 80 50 1

4

T J

ZN-18 80 100 1

6

T S

ZN-19 80 50 2

8

U J

ZN-20 80 100 2

10

U S

ZN-21 80 50 4

1

T J

ZN-22 80 100 6

2

T S

ZN-23 80 50 8

1

U J

ZN-24 80 100 10

2

U S

ZN-25 80 50 1

1

T J

ZN-26 100 100 1

1

T S

ZN-27 100 50 2

2

U J

ZN-28 100 100 2

2

U S

ZN-29 100 50 4

6

T J

ZN-30 100 100 6

8

T S

ZN-31 100 50 8

10

U J

ZN-32 100 100 10

4

U S

KONSTRUKCJA ZESPOŁÓW i URZĄDZEŃ MECHATRONIKI

Regulamin ćwiczeń projektowych - sem. 4, rok akad. 2010/11

1. Na

ćwiczenia projektowe mogą uczęszczać osoby znajdujące się na listach

dziekańskich. Studenci z rejestracją warunkową, urlopowani lub odrabiający ćwi-
czenia tzw. awansem mogą być wpisani na listę grupy po spełnieniu wymagań
ustalonych przez Dziekana (stosowna rejestracja lub/i pozwolenie od Dziekana).

2. Obecność na ćwiczeniach jest kontrolowana. Nieusprawiedliwione opuszczenie

trzech zajęć oraz brak postępów w nauce może spowodować, po ostrzeżeniu,
wystąpienie do Dziekana z wnioskiem o skreślenie z listy studentów.

3. Studenci w czasie zajęć podzieleni są na podgrupy. Przydział do określonej

podgrupy obowiązuje przez cały semestr.

4. program

zajęć przewiduje wykonanie dwóch projektów P1 i P2. zadania te są

punktowane według następującej zasady:

¾

projekt P1

8 punktów

¾

projekt P2

14 punktów

5. Do zaliczenia projektowania niezbędne jest oddanie projektów do oceny

oraz uzyskanie łącznie nie mniej niż 11,5 punktu.

6. Rysunek

złożeniowy mechanizmu będącego przedmiotem projektu musi być

zatwierdzony przez prowadzącego w terminie wynikającym z harmonogramu.
Projekt bez zatwierdzonego rysunku złożeniowego nie będzie przyjęty do oceny.

7. Istotny

wpływ na zaliczenie projektowania ma systematyczna praca, tzn., obec-

ność na zajęciach i terminowość realizacji projektów.

8.

Oddanie projektu nie później niż w wyznaczonym terminie, przy jednoczesnym

braku nieusprawiedliwionych nieobecności, umożliwia prowadzącemu podwyż-
szenie oceny o 1 punkt.

9. Dopuszcza

się oddanie projektu najwyżej jeden tydzień po wyznaczonym w

harmonogramie terminie (do dnia 11.06.2011r) pod warunkiem zatwierdzenia ry-
sunku złożeniowego zgodnie z pkt. 6 regulaminu. Po tym terminie projekty nie
będą przyjmowane i jest to jednoznaczne z oceną niedostateczną z ćwi-
czeń projektowych.

10. W przypadku uzyskania oceny niedostatecznej, zaliczenie projektowania można

uzyskać tylko przez ponowny udział w zajęciach w następnym roku akademickim
lub - za zgodą Prodziekana d/s Studiów Zaocznych - w innym trybie.

11. Możliwość zaliczenia projektowania na podstawie oceny z lat ubiegłych należy

uzgodnić na początku semestru (do końca drugiego zjazdu włącznie) z kierowni-
kiem projektowania.

12. Sprawy nie ujęte w niniejszym regulaminie są rozstrzygane indywidualnie przez

prowadzących zajęcia w porozumieniu z kierownikiem projektowania.

Kierownik Projektowania

dr inż. Wiesław Mościcki