Catene di precisione.

albertos

Utente Standard
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#1
Ciao a tutti, ho la necessità di realizzare una catena cinematica sfruttando 2 catene giuntate (chiudo l'anello) cercando di ottimizzare la precisione dell'accoppiamento e quindi la precisione dell'angolo di rotazione dell'ultimo pignone rispetto al primo.
Attualmente utilizzo catene 08B3 prerodate con relativi pignoni, per l'applicazione purtroppo le catene devono essere giuntate in macchina quindi cinghie dentate sono difficilmente utilizzabili.
Avete esperienza in merito da darmi qualche consiglio magari su un prodotto che possa sostituire la classiche catene a rulli che possa risolvere o almeno migliorare il mio problema? ( recupero giochi?)

Grazie
Alberto
 
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#2
Il recupero giochi lo ottieni solo ed esclusivamente con un tenditore a molla o a pistone, che compensa quello che consumi.
Se la catena si consuma è perché la sua taglia potrebbe essere sottodimensionata oppure il materiale dei rullini è abbastanza scadente. Tieni presente che contaminazione e lubrificazione danno un buon contributo.
Ci sono una marea di catene che hanno bussole con piantate bronzine sintetiche e cose simili, catene ben fatte con materiale cementato e di buona qualità. Come sempre se vuoi che siano catene di qualità le paghi di più rispetto a quelle che trovi in ferramenta.
IMG_20190125_125735.jpg

Un buon costruttore lo trovi qui e di chiama Wippermann.
Perché non ti fai assistere da loro per il dimensionamento dell'applicazione?

Un'altra alternativa che si usa da anni, ormai competitiva è l'uso delle cinghie sincrone doppie.
IMG_20190125_130155.jpg
Che macchine costruisci per non poter meglio notare un tenditore?

Esempio macchine che fanno impacchettamento o inscatolamento automatico son anni che non vanno più con le catene ma con le cinghie e in questi anni hanno tolto tutto e montato brushless diretti o motori torque.

Qualcosa potremmo verificarlo noi se ci dai numero denti pignoni e potenza/regime e magari qualche interasse corto e le ore desiderate di funzionamento per verificare le condizioni peggiori.
 
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albertos

Utente Standard
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#3
Grazie per la risposta,
io il problema del gioco le verifico anche con catene nuove immagino sia la tolleranza tra rullo e perno, ora provo a verdere se Wipperman ha un prodoto migliore in questo senso.
Purtroppo le cinghie non sono utilizzabili per il discorso che devo necessariamente giuntarle in macchina.
 
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#4
Ok. Ma che macchina è che non si può fare un anello chiuso prima? Non c'è modo di progettare diverso?
 

antonio_sc

Utente Junior
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#6
Ciao, l'anno scorso ho riscontrato un problemino simile con dei nastri modulari ed abbiamo risolto con un sistema che tendeva la catena in maniera da annullare il gioco (aumentando l'interasse tra i pignoni). Come realizzare il tenditore dipende dall'applicazione,ingombri,ecc..

Potresti postare qualche schema/disegno del tuo sistema?
 
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#7
Anche il catenificio Regina ha una vasta serie di modelli rinforzati, a bassa usura ed alto grado di precisione.
Vedi catene Chrome, Chrome extra, Enduro.
IMG_20190127_152023.jpg
 
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#8
Un saluto a tutti
Mi inserisco nella discussione per chiedere un vostro parere.
Prima di passare ai motori brushless ho lavorato a lungo con trasmissioni a catena dove avevo comunque l'esigenza di limitare i giochi . Ancora oggi a volte non posso evitare le catene per vari motivi (dimensioni, temperature, ambiente aggressivo etc ) e, per ridurre i giochi, mi sono realizzato un tenditore un po' complicato ma funzionale: sul ramo lento della catenaria agisce un pignone tenditore comandato da un cilindro idraulico con una valvola unidirezionale sull'ingresso dell'olio. La pressione dell'olio è ottenuta con una specie di cilindro/torchio dove, grazie alla differenza delle superfici, dell'aria compressa a 4-5 bar preme - attraverso un pistone- sull'olio e ne alza notevolmente la pressione, che poi viene trasferita al pignone tendicatena.
Ho dovuto fare questo accrocco per trasmissioni dove l'albero condotto porta in rotazione delle masse fortemente squilibrate ( camme) e il ramo lento della catena si ritrovava a ballare in modo....inguardabile.
Il tenditore fatto così segue bene gli allentamenti e le pulsazioni della catena ma non ha alcuna - o quasi- elasticità , vista l'incomprimibilità dell'olio. In effetti va solo in un senso e quindi impone alla catena un carico che la tiene sicuramente tesa, ma non "accompagna" le variazioni di tensione dovute allo squilibrio ciclico delle masse condotte.
Il mio dubbio è che in questo modo la spinta del tenditore sulla catena si sommi alle sollecitazioni sulla stessa dovute al suo lavoro primario, ossia la trasmissione del moto, abbreviandone la vita. In pratica la tengo ben tirata, ma la rovino prematuramente. La macchina così funziona bene, con masse di 30-35 Kg che vanno su e giù con corse di 5-600 mm condotte dalla camma 100-110 volte al minuto e lavorano da anni con giochi trascurabili, ma la catena , una 3/4 tripla di ottima qualità, non dura tantissimo. Nessuno ha mai accusato il tenditore, ma io....mi sento in colpa :confused:.
E' concettualmente sbagliato un tenditore fatto così? Se Mecanicamg dice di no, i disegni sono a disposizione di chi abbia esigenze simili. Se invece mi dice che finora ho sbagliato... aspetterò il fine vita delle macchine dove li ho montati per poi proporre quelle nuove , con i brushless e senza trasmissioni a catena.
 
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#9
Qualsiasi tenditore aggiunge forze sulle catene e se il pignone tenditore è piccolo aumenta la fatica delle bussole della catena, aumentando l'usura.
Dovresti scomporre la forza del cilindro sui due rami della catena e sommaria a quella di tiro dovuto alla coppia motrice e sommata alla coppia dovuta alla forza centrifuga (c'è sempre ma se vai adagio è piccola e trascurabile).

Con il sistema torchio non l'ho mai fatto. Io ho usato cilindri pneumatici diretti, anche su interassi abbastanza corti e tutto sommato resistono bene, però non ho irregolarità di moto.

Ho provato con cilindri idraulici però devi usare pressioni differenziali per evitare che si muova.
 

antonio_sc

Utente Junior
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#10
Se Mecanicamg dice di no, i disegni sono a disposizione di chi abbia esigenze simili. Se invece mi dice che finora ho sbagliato... aspetterò il fine vita delle macchine dove li ho montati per poi proporre quelle nuove , con i brushless e senza trasmissioni a catena.
Sono curioso di vedere il sistema,per valutarne la possibile applicazione futura su alcuni progetti in cantiere...per curiosità, perchè non hai optato su un tenditore pneumatico?
 
Professione: project leader
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#11
proprio per evitare di vedere il tenditore muoversi a causa delle pulsazioni della catena. Sul cilindro che muove il tenditore c'è una valvola unidirezionale, quindi l'olio non torna mai indietro ( c'è anche un bypass, ma viene aperto a mano solo per riportare indietro il tenditore se si deve smontare la trasmissione ) e il tenditore in pratica è bloccato. Segue solo l'allentamento della catena ma non ne asseconda le pulsazioni come farebbe un tenditore a molla o pneumatico. Lunedì dall'ufficio carico un disegno e se vuoi ti mando un link a un video, ma in privato perché non voglio far pensare che sono qui per far pubblicità all'azienda, non mi sembra corretto.
 

exxon

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#12
@welcome to the machine

Il problema che presenti è molto simile a quello che si ha nel tensionamento delle catene di distribuzione nei motori endotermici con alberi a camme in testa. La catena deve essere sempre tesa, ma la tensione non deve superare il limite stabilito per evitare il consumo precoce.

Il tuo sistema (quello con la valvola di non ritorno) funziona bene per mantenere la catena tesa, ma trasforma ogni oscillazione in un incremento della tensione che cresce man mano fino a superare il consentito (probabile ragione del precoce consumo).

La soluzione si chiama "tendicatena ammortizzato" ("damped chain tensioner"). Questi tensionatori funzionano con una normale molla per garantire la pressione necessaria a mantenere tesa la catena, ma reagiscono lentamente all'allungamento della catena (evitando i movimenti eccessivi), mentre sono rapidissimi a recuperare la posizione estesa.

Li puoi acquistare già fatti (ci sono molti prodotti brevettati dalle varie case, ma essenzialmente per l'uso automobilistico), oppure lo puoi fare, aggiungendo un opportuno ammortizzatore a un normale tendicatena a molla.

Ti allego un esempio di questi ammortizzatori.
 
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#13
grazie exxon, li conosco ma non avevo considerato di utilizzarli su un tendicatena. Quello che dici " Il tuo sistema....... trasforma ogni oscillazione in un incremento della tensione" è esattamente quello di cui mi preoccupo e ne sono convinto anche io. Proverò a inserire un ammortizzatore nel tensionatore attuale, per fare una specie di kit di retrofit per le macchine che sono già dai clienti.
Purtroppo nel mio caso le oscillazioni della catena sono molto evidenti - anzi erano, prima del tenditore scassa catene - perché la massa che viene mossa in rotazione dalla trasmissione ha uno squilibrio rotazionale che ciclicamente si somma all'inerzia e fa si che il condotto prevalga sul conduttore. In pratica il ramo di ritorno diventa il ramo teso e poi torna ad essere lento quando la fase di sbilanciamento si esaurisce. Questo avviene più di 100 volte al minuto su una trasmissione con interasse circa 1 mt . Anche se le ruote sono molto grandi ( Dp circa 400 ) e l'angolo di avvolgimento supera i 180 °, non è un bel vedere 'sta catena che balla. Inoltre il gioco derivante dall'angolo di oscillazione non controllata è abbastanza ampio da creare problemi di fasatura con altri movimenti della macchina. Da un paio di anni ho risolto tutto radicalmente con motori brushless indipendenti sugli alberi che prima erano collegati dalle trasmissioni , ma le macchine che sono già fuori non posso stravolgerle così radicalmente. Provo con gli ammortizzatori e ti ringrazio di nuovo.
 

exxon

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#14
Dalla descrizione che fai, sembra proprio che possano essere la soluzione. Non sarà semplice scegliere il fattore di smorzamento migliore, ti consiglio di provare (almeno inizialmente) con un modello regolabile.

Nella soluzione con i brushless, come mantieni la fase meccanica? Li hai messi in asse elettrico? In caso di blackout, come recuperi la corretta fasatura? Ti chiedo perché ho avuto un problema simile che mi ha creato non pochi grattacapi.
 
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#15
in questa specifica applicazione si, in altre abbiamo fatto cose un po' più strane, quando la rotazione non doveva essere a velocità costante ma con diverse variazioni nell'ambito di un singolo ciclo.
Però per far girare dei motori insieme, o con rapporti tra loro definibili a piacere, i costruttori più qualificati di motion control offrono delle funzioni già costruite nella CPU.
La fase i motori non la perdono perché l'encoder che hanno sulla culatta del motore è assoluto, quindi conosce la sua posizione non in base ad un conteggio di impulsi, memorizzato in modo più o meno volatile, ma leggendo la posizione angolare in cui si trova. Se qualcuno muove gli alberi a mano mentre la macchina è in current off, si possono scegliere varie modalità per far tornare tutti gli assi nella loro posizione corretta (non sempre una parte meccanica, per esempio una leva, può tornare alla posizione home fregandosene di dove stanno gli altri elementi della macchina...). Io in genere stabilisco delle sequenze di ritorno alla posizione di fase che dipendono dalla posizione in cui si è fermata la macchina. Bisogna decidere quale è il movimento principale e gli altri si vanno a riallineare in automatico, ma secondo una sequenza predefinita. Se, invece, non ci sono potenziali impedimenti lungo la traiettoria di homing , il ritorno a zero è praticamente istantaneo, anche se in genere conviene programmare la velocità di riallineamento ad un valore molto basso.
Se devi comandare più motori, molti scelgono di avere un motore master, che può essere anche un asincrono normale solo dotato di encoder , e gli altri motori sono slave del master, quindi ne seguono il movimento anche secondo leggi complesse, se richiesto. Io non mi fido di questa configurazione, anche se è conveniente economicamente, perché, come detto, il master può essere un motore qualunque o quasi.
Il problema è che gli slave, per seguire il master , devono campionarne il movimento e derivare da questo campionamento quello che devono fare loro per seguirlo. In pratica lo inseguono, ma proprio per questo devono...attenderne le mosse. Se le velocità sono basse questi ritardi possono essere accettabili, ma se hai bisogno di una fase perfetta ( i sw di motion control fatti bene ti permettono di controllare anche il backlash dei riduttore) a velocità alta, è preferibile montare tutti motori brushless, anche quello che avrebbe potuto essere il master, e far seguire a tutti gli slave un "master virtuale" generato dalla CPU. In questo modo tutti i motori della catena cinematica reagiscono nelle stesso modo e non ci sono mai sfasamenti apprezzabili.
Se la mia risposta è andata...fuori fase e ti ho detto cose inutili che già sapevi benissimo, fammi sapere con esattezza che problemi hai avuto e il mio collega elettronico, che se la cava abbastanza bene, è a tua disposizione.
 
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#16
ripensando al tendicatena, la situazione, fatte le debite proporzioni, è esattamente quella dei motori endotermici dell'esempio che hai fatto tu , dove l'albero a camme "spinge " la catena di distribuzione nella fase di chiusura delle valvole, quando le molle invece di opporre resistenza aiutano la rotazione. Nei motori frazionati non è rilevante, ma in un grosso mono sicuramente la catena vibra se non tensionata correttamente. Io comunque ho un Ducati , che tra desmo e cinghie di questi problemi se ne frega :LOL:
 

exxon

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#17
Grazie per le informazioni. Non credo siano OT, visto che sono legate all'argomento principale e penso utili a molti progettisti che possono leggerle e trarne beneficio.

Nella tua soluzione, la chiave sono gli encoder assoluti che risolvono gran parte del problema. Poi, il comportamento al power-on e in caso di problemi (come un blackout), si risolvono con una adeguata procedura di homing. Hai risposto in pieno alla mia domanda.