Возвратно поступательный двигатель своими руками

Возвратно-поступательный механизм: виды, устройство, применение

Усилие от источника к исполнительному органу может передаваться самым различным образом. Довольно большое распространение получили варианты исполнения, предназначение которых заключается в преобразовании вращательно движения в возвратно-поступательное. Подобный механизм сегодня устанавливается крайне часто. Рассмотрим разновидности, область применения и многие другие моменты подробнее.

Механизм возвратно-поступательного движения

Передача усилия от источника к конечному устройству может проводится самым различным образом. Возвратно поступательный механизм обладает следующими особенностями:

  1. В большинстве случаев он устанавливается при создании обрабатывающего оборудования, к примеру станка, у которого инструмент может одновременно получать вращение и перемещаться в нескольких плоскостях.
  2. Создаваемая конструкция должна быть рассчитана на достаточно длительный эксплуатационный срок. Для этого используется износостойкий материал, который может выдержать длительное воздействие.
  3. Уделяется внимание длительности эксплуатации. Привод может служить определенное количество циклов или времени.
  4. Немаловажным параметром назовем компактность. Слишком большие механизмы возвратно-поступательного движения увеличивают вес конструкции, делают ее более громоздкой.
  5. Ремонтопригодность считается важным параметром, который должен учитываться. При длительной эксплуатации приходится проводить замену износившихся элементов.

Основные эксплуатационные характеристики во многом зависят от принципа действия механизма возвратно-поступательного перемещения. Именно поэтому следует каждый рассматривать подробно.

Типы передач для поступательного движения

Встречается довольно большое количество различных устройств, которые могут применяться для преобразования передаваемого усилия. Большое распространение получили следующие варианты:

  1. Кривошипно-шатунные может применяться для преобразования вращения в возвратно-поступательное движение и наоборот. В качестве основных элементов применяется кривошипный вал, ползун, шатун и специальный элемент кривошипа. Для расчета момента и других параметров могут использоваться различные формулы. В качестве основного элемента также могут использовать коленчатый вал, который имеет одну или несколько ступеней. Они получили весьма широкое распространение, к примеру, двигатели или насосы, сельскохозяйственная техника. При изготовлении основных деталей, как правило, применяется сталь с высокой коррозионной стойкостью.
  2. Кулисные конструкции получили весьма широкое распространение, так как усилие передается без шатуна. В подобном случае ползун напоминает кулису, в которой делается специальное отверстие. На момент вращения кривошипного вала кулиса двигается вправо и налево. В некоторых случаях вместе кулисы применяется стержень с насаженной втулкой. Для обеспечения контакта применяется прижимная пружина. Существенно повысить качество работы устройства можно за счет установки ролика на конце устройства.
  3. Кулачковые варианты исполнения применяются для преобразования вращательного перемещения в возвратно-поступательное. Основным элементом конструкции можно назвать кулачки, а также стержень, криволинейный диск. Для направления положения стержня устанавливается втулка, которая характеризуется весьма высокой точностью позиционирования. Снизить степень трения поверхности можно за счет ролика. В некоторых случаях вместо стержня устанавливается касающийся рычаг. Основные параметры могут быть рассчитаны самостоятельно. Механизм возвратно-поступательного движения рассматриваемого типа применяется в самых различных случаях, к примеру, в механизированном оборудовании.
  4. Шарнирно-рычажные устройства устанавливаются в том случае, если нужно сменить направление движение в какой-либо части устройства. Примером можно назвать ситуация, когда вертикальное перемещение следует перенаправлять в горизонтальное. Кроме этого, в некоторых случаях нужно провести увеличение или уменьшение хода.

Приведенная выше информация указывает на то, что встречается просто огромное количество различных вариантов исполнения механизмов. Выбор проводится по самым различным критериям, которые должны учитываться.

Устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в прямолинейное

Также механизмы возвратно поступательного движения могут применяться для создания условий прямолинейного перемещения исполнительного органа. Ключевыми моментами подобного варианта исполнения назовем:

  1. Существенно повышается надежность.
  2. При изготовлении применяются материалы, характеризующие повышенной износостойкостью.
  3. Подобные механизмы несколько схожи с теми, которые проводят преобразование вращения в возвратно-поступательное перемещение.

Многие конструкции работают на основе применения прямолинейного перемещения. Именно поэтому они получили весьма широкое распространение.

Возвратно-поступательный механизм своими руками

Существенно сэкономить можно путем создания возвратно-поступательного механизма своими руками. В некоторых случаях его делают из дрели, в других для передачи вращающего крутящего момента используется электрический двигатель.

Особенностями назовем нижеприведенные моменты:

  1. Большинство конструкций самостоятельно изготовить не получается, так как требуемые детали характеризуются высокой сложностью. Примером можно назвать сочетание кривошипного вала и шестерни.
  2. Во всех случаях должны проводится расчеты, так как в противном случае обеспечить требуемые параметры не получается.
  3. Изготовить конструкцию рассматриваемого типа можно только при наличии специального оборудования. Если устройство сделано своими силами, то его реальные параметры от расчетных могут существенно отличаться.

В целом можно сказать, что рассматриваемая задача довольно сложна в исполнении. Именно поэтому работу должны проводить исключительно профессионалы, которые могут провести сложные расчеты, а также изготовить требуемые детали.

Читайте также:  Средняя температура работы двигателя

Область применения

Привод рассматриваемого типа встречаются в самых различных областях. При этом:

  1. Чаще всего привод устанавливается в станке, предназначенный для обработки металла и дерева.
  2. Некоторые инструмента также основаны на преобразовании вращательного движения в возвратно-поступательное. Примером можно назвать ударную дрель или перфораторы, которые сегодня распространены.
  3. В промышленности можно встретить транспортеры, конструкции для подъема и опускания различного продукта.

Единственным, но существенным недостатком можно назвать довольно большие размеры устройства. Кроме этого, нужно обеспечивать качественную смазку, так как трение становится причиной нагрева и износа.

Источник

Возвратно поступательный двигатель своими руками

Мне нужен мощный, но тихий воздушный компрессор, производительностью 30-40л\мин, который мог бы работать постоянно по 12-20 часов в сутки (поэтому автомобильные не годятся).
К сожалению ничего подходящего из готовых вариантов не нашел — промышленные слишком мощные и дико дорогие, аквариумные такой мощности редко встретишь и стоят они порядка 3000р.

А после вот этого ролика, решил что не такая уж и проблема сделать его самостоятельно: [youtube]https://www.youtube.com/watch?v=gf5t4yhqAV4[/youtube]

Рассматривал самые разные конструкции, поршневые в основном (думал использовать в качестве цилиндров насосы от велосипеда) — горизонтального расположения (как на видео) или вертикального.

Но тут изучал конструкцию магазинных компрессоров и удивился, что в них не используются привычные двигатели, и вообще нет движущихся и вращающихся частей!

Вот видео с разборкой одного из таких компрессоров:

Как видно на на видео, там стоят две катушки и я так понимаю что поршни (шкивы) у мембран магнитные и они двигаются без механического контакта.. Но так и не смог найти подробное описание принципа работы, в википедии только вычитал что существуют синхронные двигатели возвратно-поступательного движения.. думаю это оно, но в продаже нет и схем нет.

Очень Прошу объяснить как это работает, и какие детали нужны для постройки. И вообще возможно ли собрать такую штуку самому, дешевле чем за 3000р.

Еще момент: я так понимаю, основной шум в таких машинах вызван тем, что питание подается со звуковой частотой 50Гц.. можно ли сделать выше 22Кгц чтобы невилировать шум?

PPS
Непонял как вставить видео прямо в сообщение, отредактируйте плиз..

Реклама
Сэр Мурр
Модератор

Карма: 44
Рейтинг сообщений: 229
Зарегистрирован: Чт окт 27, 2005 18:50:07
Сообщений: 11174
Откуда: из мест не столь отдалённых
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Реклама

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/quote

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Да, именно так я и планировал, использовать по 3 цилиндра на каждый полупериод, по сути мембрана это тот же поршень, но на мой взгляд она должна быть менее шумная, поскольку отсутствует трение о стенки цилиндра. Если сделать цилиндр с мембраной достаточного объема, то впринипе можно сделать такой компрессор также менее шумным, снизив частоту работы до 2-10Гц. можно это сделать например используя катушки постоянного тока, и меняя полярность контроллером.

Вопрос в том какая конструкция окажется выигрышнее (в плане стоимости\эффективности\простоты\размеров и т.д) с передачей вращадельного движения в поступательное либо же сразу возвратно-поступательного движения.

Реклама

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Сэр Мурр
Модератор

Карма: 44
Рейтинг сообщений: 229
Зарегистрирован: Чт окт 27, 2005 18:50:07
Сообщений: 11174
Откуда: из мест не столь отдалённых
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 2

Реклама

Значение скорости переключения MOSFET в традиционных корпусах ограничено многими факторами. Компания Wolfspeed предлагает для своих MOSFET на базе карбида кремния два новых вида корпусов. Применение компонентов в этих корпусах позволяет уменьшить потери и упростить разработку двадцатикиловаттного активного выпрямителя для станций быстрой зарядки электромобилей.

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Ну управление можно поручить например платке Ардуино, и паять схему не нужно, только написать алгоритм, что для меня не проблема.

По параметрам примерно так: ход штока нужен 5см, им можно двигать например 4 поршня с одной стороны и 4 с другой, за один период полезный объем получается 400мл. Требуется 75 периодов в минуту чтобы получить объем 30л. т.е. частота 1.25Гц. Можно уменьшить ход штока например до 1 см, тогда соответственно нужно умножить на 5, получим 375 циклов или 6.25Гц. Если уменьшить число цилиндров до 4 (по 2 с каждой стороны), то уменьшим нарузку на шток и увеличим частоту до 13Гц.

В качестве низкочастотных катушек я имел ввиду нечто вроде соленоида постоянного тока. по сути ведь принцип тот же, да? только катушка должна быть открыта с 2х концов, чтобы шток свободно ходил насквозь.

И контроллером эмулируем переменное напряжение (меняя полюса) с любой требуемой частотой.

Вот только не знаю как подобрать катушки — никогда не занимался, всегда готовые моторчики\соленоиды покупал. буду благодарен за ликбез.

ЗЫ
если осталась ссылка на проект с линейным двигателем — скиньте, плиз.

Реклама
Реклама

Компания Mornsun разработала серию высокоскоростных модульных приёмопередатчиков интерфейса RS-485. Модули изготавливаются в компактном корпусе типоразмера DIP-10.

Ariadna-on-Line
Сверлит текстолит когтями

Карма: 17
Рейтинг сообщений: 207
Зарегистрирован: Вс май 13, 2012 00:01:54
Сообщений: 1170
Рейтинг сообщения: 0

Правильно заданный вопрос — уже половина ответа.
Если я что-то пропустил, прошу поправить.
Вам нужен компрессор. С каким давлением на выходе?
Вам нужна производительность 30л/мин, газа при каком давлении? 30л/мин при 10бар -совсем не то что при одном баре.
Использовать напрямую соленоиды при низких частотах F в единицы герц, это как? Индуктивное сопротивление XL = 2Pi*F*L отсутствует, ток прёт — зашкаливает, нагрузка на поршне линейно растет-падает по ходу поршня и с ростом давления в ресивере.
Короче, без дико сложных систем ШИМ и обратных связей по датчикам скорости эту проблему не решить. И решать нет смысла.

Кстати, есть еще компрессоры аксиального типа. Фирма «Boge». Без поршней. Работают от обычного асинхронника. Так уж вышло, что инж.- электронику приходится его обслуживать за неимением специалистов, что впрочем не заморачивает.

Реклама

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Компрессор планируется использовать вместо вытяжной вентиляции ( в небольшом холодильном отсеке) — поэтому давление создавать не требуется, кроме необходимого, чтобы продуть вытяжной фильтр (цеолиты+уголь),сравнимое с давлением вытяжных вентиляторов — порядка 150-200 Па, или 0,002 Бар (избыточного, т.е. всего 1,016 Бар), но лучше с запасом. Также планировал использовать без ресивера, напрямую.

Посмотрел схему работы аксиального двигателя — весьма элегантный подход, хотя возможно трудновато будет в изготовлении.
https://www.youtube.com/watch?v=8B7qtMBYOTA

насчет соленоидов, может я что-то не понимаю, или не так выразился, но к примеру, у меня есть соленоидный кран (клапан) на CO2 — он постоянного тока — 12v подал он открылся и пока держишь напряжение он открыт. все нормально. напряжение пропадает, пружина отжимает его обратно. Вместо пружины можно использовать вторую катушку, получим схему как тут: http://www.freepatent.ru/patents/2115992

Теперь, если подавать и снимать напряжение на такой соленоид раз в секунду получим частоту работы шкива 1Гц так ведь? И не нужен никакой ШИМ. если делать это 13 раз в секунду получим частоту 13Гц. как бы в чем проблема с частотой, о которой вы говорите, я не пойму.

Вопрос только в том, как рассчитать мощность катушки.. я со школы уже забыл как для себя понять Индуктивность, поэтому не совсем понимаю зачем её считать, хотя формулы есть. Но как-то не пойму как связать эту индуктивность с усилием, с которым катушка должна двигать якорь (шкив) в кг\см..
т.е. мне нужно например развивать усилие 2.5 кг\см, как понять какая для этого нужна индуктивность, число витков, напряжение и т.д.?

Реклама

Ariadna-on-Line
Сверлит текстолит когтями

Карма: 17
Рейтинг сообщений: 207
Зарегистрирован: Вс май 13, 2012 00:01:54
Сообщений: 1170
Рейтинг сообщения: 0

Клапан, не выполняет работы по сжатию или движению воздуха. Ему проще. Кроме того в клапанах рабочий ход микроскопический. А если рабочий ход увеличивается, проявляется закон магнитного взаимодействия F = М / Ls. Где сила прямо-пропорциональна намагниченности от соленоида и обратно проп-на зазору в магнитной системе (магнитному сопротивлению).
Одним словом не заморачивайтесь. В рамках форума просто не реально обьяснить всё досконально.

Могу посоветовать — сделать многокаскадный вентилятор. Но придётся между вентиля-ми ставить секции с неподвижными лопатками, чтобы предотвращать закручивание воздушной струи. Или искать вентиляторы с противоположными направлениями вращения.

П.С. Про компрессор BOGE : это ВИНТОВОЙ аксиальный компрессор. Сжатие осуществляет система из двух винтов. Элегантное решение. У нас в лаборатории уже 8-й год наворачивает.

Реклама

ПРИСТ расширяет ассортимент

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Что-то я запутался с требуемым усилием (или давлением?). чтобы продавить поршень в циллиндре требуется применить массу 300гр. Т.е. я просто поставил циллиндр с поршнем на стол и положил сверху груз — вот минимальный вес который начал продавливать поршень — 200гр, с учетом трубок и клапанов накинем еще 100 гр, а чтобы это было бысто и уверенно нужно видимо 500гр.
Поскольку диаметр поршня в циллиндре 1см, значит мне нужно создать усилие, или давление в катушке 0,5 кг на см^2 чтобы продавить поршень.. правильно? Вот только кочему-то в литературе которую чатаю усилие электромагнитов и соленоидов изменяется какой-то величиной H. пояснений нету.. Это что Ньютоны?


Все, разобрался, кг см2 тут не причем, оказывается 1кг веса = 9.8 Н

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Здравствуйте, хочу собрать линейный двигатель, поскольку готовых катушек в продаже не увидел, взялся мотать свою, первый раз хочу заметить — думаю отсюда косяки..

Мотал на спичечный коробок, медным проводом 0,45мм, 127 мотков (хотя может пару мотков не посчитал, или посчитал больше, так что 125-130), в итоге размеры бублика вышли: 4.6см длинна, 1см ширина, 0,5см толщина намотки.

По тестеру сопротивление 19 Ом (хотя до этого показывал 30, тестер китайский) — подаю 12V (постоянного с блока питания) — ток получается должен быть 0,6 А и мощность 7,2Вт.
Катушка вроде работает, т.е. притягивает железки шорошо, и даже гудит (без сердечника включал).
Но при этом за пару секунд катушка раскаляется выше 100С!! так и лак может поплавиться и закоротить.

Поэтому вопрос — что делаю не так? Нужно чтобы катушка была мощной, но не грелась при этом так дико..

Зачем создавать новую тему?
Так Вы всех просто запутаете.
Сюда перенес.
Кстати, что катушка будет греться и почему, в этой теме вам уже говорили.

Maykill
Друг Кота

Карма: 103
Рейтинг сообщений: 2740
Зарегистрирован: Вт дек 20, 2011 12:46:51
Сообщений: 57038
Откуда: Петроград
Рейтинг сообщения: 0

_________________
+7911 200 -2820 11-17 мск
» Можно я лягу?»(C)

orinoko

там много букаф, но, думаю, полезная инфа. У вас плотность тока выше допустимой.

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Спасибо,
Все верно — ток пульсирующий, ибо блок питания импульсный (другие в китае редкость).

По поводу Плотности тока.. если правильно понял это значит что провод слишком тонкий дял такого тока и поэтому греется, так? Тогда решит ли проблему намотка большего количества витков, или подключение катушки через резистор?

И где (или как) можно узнать какую максимальную силу тока выдерживает проволка 0.45 не перегреваясь?

просто КОТ
Друг Кота

Карма: 107
Рейтинг сообщений: 1025
Зарегистрирован: Пт дек 17, 2010 15:07:50
Сообщений: 12357
Откуда: Крымский Федеральный Округ
Рейтинг сообщения: 0

_________________

И ты врёшь. © Vladisman

Последний раз редактировалось просто КОТ Вт ноя 19, 2013 21:13:14, всего редактировалось 1 раз.

Денис
Держит паяльник хвостом

Карма: 42
Рейтинг сообщений: 390
Зарегистрирован: Ср июн 27, 2007 17:09:12
Сообщений: 970
Рейтинг сообщения: 0

Так Вы считаете, что если блок питания импульсный, значит у него на выходе импульсы?

И еще сравните ваши катушки на спичечных коробках и катушки из видео в первом сообщении ссылку на которое кстати вы же и дали.

Вложения:
1.JPG [17.17 KiB]
Скачиваний: 2393
Вернуться наверх
Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Площадь сечения моего провода (0,45мм) = 0,16мм^2 Вроде ток должен выдерживать 1А. но вот в том то и дело что щас там ток 0,1-0,3 А а греется очень сильно. либо мой тестер врет раз в пять..

На счет импульсного блока питания наверное не прав — я имел ввиду не стабилизированный.

Денис
Эти катушки тут не причем, поскольку тут немного другой принцип действия.
Линейный двигатель это что-то вроде этого:
[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=PKWLeL98HRU[/youtube] (как видите катушки другие)

вот советский ролик про устройство цилиндрических линейных двигателей: [youtube]https://www.youtube.com/watch?v=7zwsX68lCTM&feature=player_detailpage#t=189[/youtube], тут тоже обмотки тонкие.

Но все это не имеет отношения к тому, что катушка греется, когда вроде бы не должна..

Draghkon
Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс авг 04, 2013 00:12:45
Сообщений: 65
Рейтинг сообщения: 0

Страница 1 из 1 [ Сообщений: 18 ]

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 17

Источник

Adblock
detector