MECCANICA e DINTORNI

Salve a tutti,
ho provato a cercare nel forum, mi sembra impossibile ma non ho trovato nulla,

parlando del solito asse verticale con vite a ricircolo dovrei dimensionare il motore,
giusto per fare un esempio,
i dati sono:
Velocita 0,5 m/s. Acc 1 ms2 diametro vite 30 passo 16
Peso da muovere 20 Kg


Ora F= coppia X 6,28 / p
Se avessi un motore da 3 nm avrei una F di 1177 Nm in pratica posso muovere un pedo di circa 117 kg ? Ma con quale ACC ?
Dai dati che ho posso sapere di quanti Nm ho bisogno ?
Grazie infinite e perdonate la mia ignoranza !!

Formula magica: F=ma
Qui mi sembra spiegato chiaramente: http://brunog.web.cern.ch/brunog/Capitolo_5_b_web.pdf

grazie 1000 !
Proverò a capirci qualcosa ma credo proprio che a breve mi farò risentire !!!

Grazie ancora per il momento

Ciao bricòla e grazie del link ma purtroppo probabilmente a causa della mia ignoranza non ho trovato nulla di utile,
Si c'è una spiegazione basilare ( come serve a me ) di alcune teorie ma non riesco a vedere il nesso tra il link e la mia necessità di dimensionare un motore in base alla vite ( o meglio al suo passo ) ed alla massa !
Ti sarei molto grato se avessi qualche altro link da segnalarmi.
Grazie ancora !!
Gentilissimo

ci son due strade "facili":
strada POTENZA: sollevare 20 kg (=200 N) a 0,5m/s richiede una potenza=forza * velocità = 100W. In questo caso la forza che agisce sul carico è sempre di 200N, che è quella sufficiente per sollevare il carico, ma tu devi dargli anche un accelerazione (f=m*a) quindi devi aggiungere ancora un pò: 1m/s^2 *20 kg= 20N -->220N *0,5m/s=110W.
tieni poi conto di attriti vari, rendimento della vite, trasmissione,non far girare il motore sempre al massimo,blablabla, stai sui 150W o più.

strada coppia:
devi calcolare il rapporto di trasmissione complessivo, tra giri motore e spostamento del carico: ipotizziamo una vite passo 10, più una riduzione a ingranaggi di 20:1. 1 giro motore corrisponde a 1/20 giri vite, ovvero 0,5mm di corsa.
la forza che ottieni è data dal lavoro fatto dal motore in un giro (coppia * 2pi) diviso lo spostamento (0,5mm) quindi al contrario: coppia = forza * spostamento /2pi = 220*0,0005/6.28 =0.0175Nm =1,75Ncm

Grazie infinite ....
ma 0,0175Nm per spostare questo carico a 30 mt/min con 1ms2 mi sembrano veramente pochi e soprattutto in questo calcolo non viene preso in considerazione il fatto che l'asse è verticale !!!
Sbaglio !
Nel senso
Che mandare a destra e a sinistra un peso di 20 kg è un discorso mentre spingerlo in alto ed in basso è un altro !
Sbaglio ?
Grazie
Infinite per il vostro aiuto !!!

Da come hai posto la domanda presumo che tu intenda il motore in asse, senza riduzione, in tal caso a un giro motore corrisponde uno spostamento di 16 mm, quindi dalla formula di AndreaNSR125: 220*0,016/6,28= 0,56 Nm (teorici, senza considerare attriti, ecc...)
Per avere una velocità di spostamento di 0,5 m/s il motore dovrebbe fare 31,25 giri al secondo (500/16=31,25), ovvero 1875 giri/min
Siccome la potenza corrisponde a Coppia * Velocità (giri/sec) * 6,28 si ottiene W= 0.56*31,25*6,28= 110W
Come vedi i conti tornano sempre.
La potenza, che corrisponde al lavoro da svolgere nell'unità di tempo, non dipende dal rapporti di riduzione tra asse motore e vite, e nel tuo caso è sempre 110 W teorici (150W come consiglia Andrea).
Invece la coppia del motore dipende dal rapporto di riduzione motore/vite ed è legata alla velocità del motore.
Per cui: stabilita la potenza (150W) puoi scegliere un motore più veloce con una coppia più bassa o un motore più lento con una coppia maggiore, sempre in modo da ottenere la velocità di spostamento desiderata (0,5 m/s).

Al momento di postare vedo la tua risposta: Il basso valore di coppia che viene dal calcolo di Andrea è dovuto al fatto che ha ipotizzato un passo 10 mm e una riduzione 20:1 tra motore e vite. Mentre il fatto che la massa sia da spostare verso l'alto è stato considerato. Il motore con 0,0175 Nm di coppia dovrebbe girare, se non erro, attorno ai 60.000 giri/min per sviluppare la potenza di 110 W

Sperando di non contribuire a confondere le idee, parto dal ragionamento iniziato nel primo post, ma niente paura, gira e rigira sono sempre le stesse cose.
Hai calcolato che con una coppia di 3 Nm ottieni una forza di 1177 N, che è in grado di sostenere (attenzione, NON di sollevare) un peso di circa 117,7 kg. Perché questo? Perché l'attrazione gravitazionale sottopone la massa ad una accelerazione (acc. gravitazionale detta "g"), pari a 9,8 m/s2 (normalmente approssimata al valore 10).
F=m*a, in numeri: F= 117,7 kg*10 m/s2= 1177 N

Poiché, oltre a semplicemente sostenere la massa contrastando g, vogliamo anche fornire una accelerazione supplementare verso l'alto di 1 m/s2, l'accelerazione totale da fornire sarà g+1= 11m/s2
Considerando il caso della massa da 20 kg:
La Forza necessaria sarà (F=ma) 20*11= 220 N (numero che ritorna dal post di Andrea!)

Ricavando a ritroso la coppia dalla forza:
C= F*p/6,28 in numeri: C= 220 N * 0,016 m /6,28= 0,56 Nm ( anche questo è un risultato che abbiamo già trovato per altra via!)
Che è la coppia che è necessario applicare alla vite di passo 16mm per sollevare una massa di 20 kg con una accelerazione di 1m/s2 (trascurando attriti ecc...).

Come vedi la velocità di spostamento non entra nel calcolo, che considera praticamente solo delle forze.
La velocità serve per dimensionare la potenza, la quale riguarda la capacità di svolgere velocemente un lavoro.

Grazie a tutti !!! Siete stati gentilissimi ,
purtroppo per voi però ho ancora un dubbio !!

Bricòla tu dici il motore con 0,0175Nm deve girare a 60000 per sviluppare una potenza di 110 w purtroppo qui mi perdo ,
dato il peso la velocità l'accelerazione ed il passo vite determino la coppia che deve avere il motore.
Ora se voglio una v di 0,5m/s con vite passo 16 so che il mio mot deve fare 1875 giri min e devo controllare che abbia questa caratteristica parlando di un servo motore trifase avendo coppia quasi costante ad ogni regime di giri problemi non ne dovrei avere giusto ?
Grazie ancora

Dimenticavo anche il concetto di potenza in W e coppia in Nm non mi è chiaro ,
credevo che la coppia fosse la forza che un motore fa e quindi fosse proporzionale si w invece dalle caratteristiche di un motore leggo che alimentato a 115 v ha 1,38 Nm e 0,18Kw mentre alimentato a 480v ( si 480 non 380 ) ha 1,27Nm quindi poco meno ma ha 0,93kw 5 volte tanto !

non ho ben capito la domanda... comunque se vuoi attaccarci un servo, diretto, deve poter fare 1875 giri e avere 0.56Nm di coppia, corrispondenti a circa 110w. (0.56 Nm* 6,28 radianti al giro *1875 giri al minuto/60 secondi= 110watt = 110 Newton metro /secondo. Attento a non confondere i Nm -misura di coppia- con i N*m =joule -misura di lavoro-... stessa unità di misura, ma con significati molto diversi ;) )
Di conseguenza dovrai prendere un motore che ti fà direi un 0.7 Nm e che raggiunga i 2000 rpm, con una potenza massima maggiore di 150W

Ecco ecco mi era sfuggita questa cosa ,
Nel senso che i 110 w corrispondono a 0,56 Nm a 1875 giri giusto ?
Bhe in giro leggo sempre che alla fine si moltiplica per tre per tenere conto dei vari attriti, rendimenti + un buon margine di sicurezza
Starei su un 2Nm comunque si l'applicazione sarebbe diretta motore / vite a ricorolo
Grazie infinite

ma invece, entrando più nel merito di quello che devi fare, ovvero sollevare la testa della fresatrice... mi sa che hai invertito parecchio le priorità tra velocità e accelerazione...
la velocità 0,5 metri al secondo sono 30 metri al minuto, roba che sono i rapidi di una macchina cnc MOLTO veloce... per contro con 1 metro al secondo quadro per l'accelerazione è basso, vuol dire che in mezzo secondo raggiungi la velocità massima, e per farlo percorri già 12 centimetri.
sullo Z non ti servono grandi velocità perchè la Z si muove pochissimo rispetto a x e y.... però ti servono forti accelerazioni perchè se la fresa deve fare un passaggio ripido mentre stai fresando (anche se non capita spesso), devi salire di colpo con la velocità...
Io fossi in te mi orienterei verso una velocità di 0,2 metri al secondo e un accelerazione di 1 G, o giù di li...


per il tuo ultimo messaggio: si moltiplica per 3? urca, tutti che hanno soldi da buttar via... hai presente cosa costa un motore e relativo driver da 200W e uno da 600?
Per il resto tieni conto che solitamente i brushless vanno a 3000 giri, quindi "perdi" un bel pò di potenza.

Ciao andreansr125,
Urca scusa e scusate tutti, mi sono dimenticato di dirvi che non è un cnc ma è o meglio dovrebbe essere
Una macchina di asservimento per un centro di lavoro,
Quindi parlo di azionamenti e motori professionali e non da hobbista,
per questo dicevo che mi sembra la coppia fosse pressoché costante ad ogni regime ( non è proprio così ma quasi)!!!
Grazie