Movimento Verticale Con Vite Senza Fine

[simo_sp]

Ho letto con molto interesse la discussione aperta da "pidds" sul dimensionamento di un motore con vite senza fine per un movimento orizzontale. Io avrei la stessa domanda ma il mio carico da movimentare è verticale, qualcuno mi può aiutare o indicare qualche formula di calcolo ?

grazie a tutti anticipatamente.

Ciao Simone_sp

[Pietro Buttiglione]

passo della vite= mm

peso da sollevare (peso TOTALE) = .........kg

corsa max da percorrere = .......mm

nel tempo minimo di (in rapido!)= .......s

Il calcolo ci dira', quando mi dai i dati, se

prevale la coppia dinamica o quella del peso..

Premesso che ci andrebbe SEMPRE un freno x evitare che caschi... )

lo vuoi usare anche dopo il posizionamento o no?

qualche dato sui tempi ciclo richiesti e siamo a posto

pietro

[Colombani]

Per il movimento verticale le cose non cambiano a parte il fatto che ci troviamo ad avere una spinta verso il basso da contrastare: P = m·g dove g è l'accelerazione gravitazionale (9.81 m/s²) m è la massa in movimento in Kg e P è la spinta in Newton.

Normalmente si adopera un contrappeso

a massa) come negli ascensori ma che è ingombrante e che somma uleriore massa dinamica

a molla ) più efficente in fatto di forza esercitata/dimensioni d'ingombro.

pneumatico) es. ad azoto

Recentemente sono riuscito ad adoperare un asse verticale a vite senza dover ricorrere a contrappesi, cosa che dovrò fare invece fra poco poiché andrò ad adoperare un motore lineare. Infatti se il passo della vite è piccolo rispetto il diametro (5mm/ø20mm) e la massa non supera i 10 o a volte anche i 20 kg, può succedere che la resistenza al moto delle guide, dei cuscinetti, del riduttore e dalle varie protezioni, riesca a contrastare la spinta verso il basso.

Il problema è che la resistenza al moto di una slitta con tutte le sue parti è difficilmente calcolabile, e la si può constatare solamente dopo averla costruita.

Rilancio il problema per il mio caso. Qualcuno ha già adoperato un motore lineare per un asse lineare verticale? quale tipo di contrappeso mi consigliate? Sono efficienti i freni applicati alle guide lineari?

[Gabriele Corrieri]

Ciao

dove lavoro io si sollevano tranquillamente grandi carichi, superiori ai 10q, con viti e bronzine, per 'tenere' il peso non c'è nessun freno, ma è la cooperazione di due fattori meccanici:

a ) il filetto 'quadro'

b ) il riduttore a vite senza fine che non è reversibile ...

Ciao

[Pietro Buttiglione]

Gabriele!

hai ragione..

aveva scritto 'vite senza fine'

ed io avevo letto:

vite a circolazione di sfere...

Ma siamo proprio sicuri di cosa Simone intendesse?

ciao

pietro

[Colombani]

Beh, in effetti le cose sono molto diverse. Con una vite a strisciamento e un riduttore tipo pignone-vitesenzafine si può sollevare una petroliera, il rendimento lineare-rotativo del sistema è talmente basso da provocare la rottura dei componenti prima di giungere ad innescare la reversione del moto.

Viceversa, se si parla di un'asse lineare composto da componenti meccanici di precisione ad alto rendimento e si ha a che fare con velocità ed accelerazioni elevate nonché posizionamenti molto fini è necessario tener conto delle inerzie (e quelle rotazionali spesso esuberano rispetto a quelle lineari) laddove anche un errore di posizionamento di 0.05 mm potrebbe fare la differenza.

Ma senza dati precisi, per la vastità delle applicazioni e delle possibili condizioni, ogni argomentazione risulta vana.

©iao a tutti

[simo_sp]

Grazie a tutti x l'interessamento e le preziose informazioni.

La mia domanda era per capire come dimensionare un asse verticale

con trasmissione a vite senza fine, visto che normalmente nella ditta

in cui lavoro sugli assi verticali usiamo pignone e cremagliera oppure

cinghia dentata.

Facciamo un esempio:

Caso 1 - pignone e cremagliera - applico la formula C(Nm)=F(N) x b(mt)

Voglio sollevare 300Kg con un pignone diametro 100mm >> mi servono circa 150Nm

Caso 2 - vite senza fine - applico la formula F(Kg)xPasso(mt)=C/9,81(Nm) x 2pigreco

Voglio sollevare 300Kg con vite passo 50mm >> mi servono circa 23Nm

Ho capito bene ??? è esatto ?

Grazie di nuovo a tutti e AUGURI

Simo_sp

[Pietro Buttiglione]

e amvedi che tu avevi scritto sbagliato ed io avevo capito giusto???

"passo" --------> vite a circolazione di sfere!!

Ok, vado in vancanza

ci rivediamo l'anno prossimo, ma con idee piu' chiare!!!

Auguri a tout le monde

Pietro

[simo_sp]

SCUSATE L'IGNORANZA ED IL MADORNALE ERRORE !!!!!!!!!

Dopo l'ultimo contatto di Pietro Buttiglione sono andato a verificare

EFFETTIVAMENTE VOLEVO RIFERIMI AD UNA VITE A RICIRCOLO O AD UNA CLASSICA "TPN"

Grazie di nuovo a tutti e AUGURI

Simo_sp

[bit]

"passo" --------> vite a circolazione di sfere!!

Perchè? Una vite normale, fosse anche una volgarissima barra filettata compreta dal ferramenta, non ha forse un passo anch'essa?

[Pietro Buttiglione]

bit!!

vai cercando grane?

anche a Natale?

pietro

mio zio Ciccillo ha una piantagione di viti

del tipo a tendone, con un certo 'passo' tra

una e l'altra... che dici, gli passo anche a lui

la formula??

[oiuytr]

mio zio Ciccillo ha una piantagione di viti del tipo a tendone, con un certo 'passo' tra una e l'altra... che dici, gli passo anche a lui la formula??

Passa pure la formula allo zio, a condizione che lui ti faccia "collaudare" il prodotto, e tutti noi saremo ben lieti di aiutarti

[bit]

La mia domanda era serissima.

Lasciando da parte le viti coltivate, per buona gioia di chi fa il vino e di chi lo beve , vorrei capire perchè una vite normale (a passo metrico, Withworth, gas, PG, NP, ecc...) non dovrebbe secondo te avere un passo. Come la chiami la distanza che c'è tra un filetto e l'altro, misurata parallelamente all'asse della filettatura stessa?

Passo della filettatura: distanza assiale che intercorre tra due punti del filetto dopo che questo ha compiuto una rotazione completa attorno all'asse della filettatura.

Passo del profilo: distanza assiale che intercorre tra due creste successive del profilo del filetto.

I due passi coincidono per le filettature ad un solo filetto.

Ora che la vite sia a filettatura quadra, triangolare, o di qualunque forma, che la madrevite sia a ricircolo di sfere o no, cosa importa per la definizione di passo?

Ciao e buon Natale!

[frrmrk]

Quando avete finito di fare i *** ditemi dove posso publicare questo foglio in excel

ne ho anche per un asse a cremagliera

Ciao.

Dimensionamento asse con vite a ricircolo di sfere

Dati forniti dal cliente Unità Abbrev. Formula Valore

Velocità di rapido m/s Vr 0,5

Massa Carico kg Mc 1600

Coefficiente di attrito f 0,004

Lunghezza Vite a sfere m Lv 0,94

Diametro Vite a sfere m Dv 0,05

Passo vite a sfere m Pv 0,02

Densità materiale vite kg/m³ d 7800

Rapporto di riduzione t 1

Rendimento totale h 0,9

Inerzia riduttore kg.m² Jr 0,007

Inerzia giunto sulla vite kg.m² Jgv 0,007

Inerzia giunto sul motore kg.m² Jgm 0

Accelerazione m/s² Acc 4

Spinta N S 2943

Dati ottenuti dal calcolo

Inerzia vite kg.m² Jv 1/2 * Mv * (Dv/2)² 0,004498859

Massa vite kg Mv Vv * d 14,39634834

Volume vite m³ Vv (Dv/2)² * p Lv 0,001845686

Velocità angolare vite Rad/s w v Vr/pv 157,0796327

Velocità angolare motore Rad/s w m w v / t 157,0796327

Inerzia carico vista dal mot. kg.m² Jc Mc * (Vr / w m)² 0,016211389

Inerzia totale senza motore kg.m² Jt Jc+(Jv / t ²)+Jr+Jgm+Jgv/ t ² 0,034710248

Inerzia totale con motore kgm² JT Jc+(Jv / t ²)+Jr+Jgm+Jgv/ t ² +Jm 0,049110248

Coppia accelerazione Nm Cacc JT * w m/(Tacc * h) 68,57

Tempo accelerazione s Tacc Vr / Acc 0,125

Coppia di spinta sulla vite Nm Cv ( S + Mc * g * f ) * Pv / ( 2 p * h ) 10,63

Coppia di spinta sul motore Nm Cm Cv / t 10,63

Coppia di sost. asse verticale Nm Tv ( Mc * g * f ) * Pv / ( 2 p * h ) 0,22

Dati relativi al motore

Inerzia motore kg.m² Jm Dato costruttivo 0,0144

Velocità motore g/mn 1500

Rapp. fra inerzia mot/carico 2,41

Motore Tipo BMH 190/7/k

Modificato: 3 gennaio 2004 da Gabriele Corrieri

[Hellis]

Attenzione ai rendimenti!!!

Ho visto che in qualche formula compare il rendimento. Attenzione che il rendimento del cinematismo in una applicazione a vite senza fine (per di più verticale è bassissimo): circa 0,5 - 0,6.

In sostanza vuol dire che quasi la metà della potenza fornita dal motore se ne va per vincere gli attriti che l'elica della vite esercita sulla ruota dentata.

Per quanto riguarda il discorso passi, tipo filetto, freno, vorrei dire la mia.

Il passo ovviamente esiste su tutti i tipi di vite, ma il filetto quadro o trapezoidale sono da preferirsi in queste situazioni in quanto la pressione che si esercita fra ruota e vite è distribuita su un'area maggiore e quindi i componenti meccanici sono sottoposti ad una usura minore.

Se il cinematismo è irreversibile ovviamente il freno non serve. L'irreversibilità del sistema è data dall'angolo di inclinazione dell'elica, e quindi entrano in gioco direttamente diametro e passo della filettatura. Se il sistema è irreversebile, quindi non ha bisogno di freni, il rendimento è piuttosto basso, perchè vuol dire che la combinazione fra angolo dell'elica, superficie di contatto, offrono un'attrito sufficiente a vincere la coppia generata dal peso sollevato. Ovviamente questa controcoppia d'attrito c'è da vincere anche quando si aziona il cinematismo.

Per esperienza un cinematismo a vite senza fine (gli abbiamo progettati fino a 2500-3000 kg di portata) non offrono precisioni di posizionamento (a meno di non muoversi a velocità bassissime) e soprattutto nel tempo, con le importanti usure che sussistono, i parametri e le prestazioni cambaino sensibilmente.

In sostanza noi le usiamo solo per servo meccanismi di importanza secondaria, che lavorano poco rispetto al ciclo principale della macchina.

Nel caso in cui invece dobbiamo ottenere prestazioni, utilizziamo viti a ricircolo di sfere.

Saluti, Luca

Modificato: 3 gennaio 2004 da Hellis

[Gabriele Corrieri]

Ciao frrmrk

Se avessi letto un po' sul forum capiresti che c'è la sezione UpDownLoad, accessibile dalla Homepage, dove puoi stivare i tuoi file, e se non fosse troppo capiente puoi rivolgerti a qualcuno dello staff del forum che ti può pubblicare i files.

Ciao

Modificato: 3 gennaio 2004 da Gabriele Corrieri

[Mario Maggi]

Caro Hellis,

anni fa ero riuscito ad avere significative riduzioni di attrito (= ridurre il brushless di una taglia) solo usando poche gocce di lubrificante a molecola sferica o di tipo EP (extreme pressure).

E' vero che il rendimento della vite e' scarso, ma e' anche vero che si puo' intervenire con una buona lubrificazione.

Ciao

Mario

Modificato: 3 gennaio 2004 da Mario Maggi

[Hellis]

Verissimo Mario.

Dipende da che macchine si realizzano. Per quelle che costruiamo qui, onde evitare problemi e sapendo come sono organizzati i cicli di manutenzione, mi pongo sempre dalla parte dei bottoni. In ogni caso meccanicamente il cinematismo a vite senza fine è sinonimo di basso rendimento.

[Colombani]

Rispondo a simo_sp, che ha posto la quéstio che è poi la motivazione di tutta la discussione.

Confermo il tuo risultato:

300[Kg] · 9.81[m/s ² ] = 2940[N]

Questa è la spinta verso il basso.

M(momento torcente) = 2940[N] · 0.05(passo)[m] / 6.28 = 23[Nm]

Moltiplicando per l'inverso del rendimento (0.8 se è una vite a ricircolo di sfere) si ottiene circa un valore di 29 Nm

Questo è il valore del momento torcente che ti serve per contrastare la spinta verso il basso di una massa di 300 kg.

Dovrai addizionare ad esso la spinta neccessaria per accelerare la massa verso l'altro (è sottratta se accelerata verso il basso).

Ho anche il sospetto che le accelerazioni potrebbero essere molto rilevanti, infatti se devi muovere 300Kg non è necessaria una vite diametro 100mm, forse la tua vite ha diametro inferiore, allora la vite potrebbe essere una vite a passo molto lungo, le viti a passo lungo si adoperano per raggiungere alte velocità lineari e alte velocità in percorsi ristretti significa alte accelerazioni. Ma forse il tuo era solo un esempio di calcolo.

P.S. Nonostante qualcuno abbia tentato di far notare la differenza tra il sistema vite-madrevite che trasforma un moto rotatorio in traslatorio e viceversa, e il sistema ruotadentata-vitesenzafine che trasforma un moto rotatorio in un altro moto rotatorio, mi è sembrato che nel seguito della discussione si è continuato a fare confusione tra questi due tipi di macchine semplici.

Un saluto a tutti

[simo_sp]

Ciao frrmrk,

Puoi inviare i tuoi fogli excel alla sezione UpDownLoad del forum

Tante grazie

Ciao Simo_sp