Progettazione colonna di sollevamento

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Potresti fare due analisi differenti, una incastri la base per studiare la colonna e una fissi la colonna per studiare la piastra base.
 

PiE81

Utente poco attivo
Professione: Ufficio tecnico
Software: Autocad, Catia V5, Solidworks, Kissoft
Regione: Campania
Stai molto attento anche ai sistemi anticaduta, sia in caso di rottura della trasmissione e che di usura della chiocciola.
Per usura della chiocciola ho pensato di inserire una chiocciola di sicurezza spinata a quella principale. Per la rottura della trasmissione quale potrebbe essere un sistema anticaduta?

Potresti fare due analisi differenti, una incastri la base per studiare la colonna e una fissi la colonna per studiare la piastra base.
Si, sto proseguendo in questo modo, in aggiunta ho utilizzato il software online della Hilti Profis per la verifica dei tirafondi e della piastra di base. Non so se avete esperienze in merito, ma mi sembra un bel tool gratuito.
 

Rebeldia

Utente poco attivo
Professione: progettista
Software: catia inventor sw
Regione: piemonte
Grazie, ci sto dando un'occhiata. I profilati nadella con rotelle ad arco gotico richiedono tolleranze meno strette del piano di installazione?

Riguardo ai sistemi anticaduta, avevo pensato sicuramente di inserire una chiocciola di sicurezza per l'usura della chiocciola. Per la rottura della trasmissione come ci si può mettersi in sicurezza?


Posizionamento saltuario, non è richiesta una particolare precisione. Io ero orientato sulle rds, vorrei capire solo le criticità installative e come rendere idonea la carpenteria per l'installazione.
usare una vite trapezia , non è una brutta idea perchè è vero che hai un rendimento di 0.5 rispetto a un rendimento di 0.9 delle viti a rircolo , però il tuo moto è irreversibile e se lavori in verticale come nel tuo caso potrebbe tornarti utile.
Se usi un chiocciola a ricircolo ,come spesso capita a me , puoi anche pensare a un otturatore che garantisca il mantenimento della posizione nel caso capiti qualcosa di imprevisto. io non mi fiderei del solo blocco del motore o di quello previsto nelle chiocciole ,anche se dipende molto dai carichi che devi sostenere.
Dipende dalla sicurezza richiesta.
 

Rebeldia

Utente poco attivo
Professione: progettista
Software: catia inventor sw
Regione: piemonte
Buonasera,
è la prima volta che mi trovo a progettare una colonna di sollevamento, per cui apro questo post per racchiudere i vari dubbi che incontrerò.
L'idea è quella di realizzare il sollevamento tramite vite trapezoidale collegata a motoriduttore.
La struttura potrebbe essere realizzata da due scatolari rettangolari saldati alle estremità a due piastre.
Come guide per la vite trapezia avevo pensato a delle guide lineari con pattini a ricircolo di sfere, fissate sui due scatolati. Visto l'esiguo spessore dello scatolare, avevo pensato di saldare un piatto rettangolare da supporto alla guida.
Anche se in questa fase preliminare sono interessato a consigli sulle scelte costruttive, posto uno schizzo con dei dati indicativi, che sicuramente hanno peso nella scelta della soluzione più idonea.

In riferimento allo schizzo allegato, i dati sono:

P = peso totale da sollevare (mensola più oggetto) = 1,5t
e = braccio, distanza del baricentro di P dal piano delle guide lineari, = 600mm
H = altezza di sollevamento = 2000mm
v = velocità di sollevamento = 25 mm/s

Per il dimensionamento sto procedendo con i calcoli della vite e dei pattini, oltre che del motoriduttore.

Mi chiedevo innanzitutto se tale soluzione, quella dei pattini a ricircolo di sfera sia la più idonea, o potrei optare per altre soluzioni. Inoltre vorrei se c'è qualche criticità sulla installazione delle guide lineari su dei profilati. C'è il rischio che la saldatura del piatto di rinforzo modifichi eccessivamente la planarità del profilato? Suggerite modifiche?
Grazie mille!
manca l'accellerazione nei dati per poter calcolare la forza inerzia che dovrai aggiungere alla forza d'attrito e alla forza m.g ,nel caso in cui tu sia messo in verticale. la somma di queste tre forze ti danno la forza totale di cui avrai bisogno , e da qui ricavarti la coppia del tuo motore. Ovviamente se usi una cremagliera avrai bisogno di un motore con più coppia ,rispetto a quello di cui avresti bisogno nel caso utilizzassi una vite . anche qui se una vite e a ricircolo avrai un rendimento , se è trapezia ne hai un altro. se vuoi ti faccio uno schema di calcolo.
 

PiE81

Utente poco attivo
Professione: Ufficio tecnico
Software: Autocad, Catia V5, Solidworks, Kissoft
Regione: Campania
manca l'accellerazione nei dati per poter calcolare la forza inerzia che dovrai aggiungere alla forza d'attrito e alla forza m.g ,nel caso in cui tu sia messo in verticale. la somma di queste tre forze ti danno la forza totale di cui avrai bisogno , e da qui ricavarti la coppia del tuo motore. Ovviamente se usi una cremagliera avrai bisogno di un motore con più coppia ,rispetto a quello di cui avresti bisogno nel caso utilizzassi una vite . anche qui se una vite e a ricircolo avrai un rendimento , se è trapezia ne hai un altro. se vuoi ti faccio uno schema di calcolo.
Ciao Rebeldia, ti ringrazio. Diciamo che ho impostato il mio schema di calcolo tenendo conto anche delle forze di inerzia (che sono molto basse a causa della moderata accelerazione).
Riporto i miei dati che magari posso confrontare con il tuo schema di calcolo.

Massa da spostare in verticale = 1500kg
Velocità di traslazione della massa = 15 mm/s
accelerazione = 6 mm/s^2
vite = Tr60x9

Mi trovo una coppia alla vite di 96 Nm, considerando un ridottore 1:15 è necessaria un motore con coppia di 7,5Nm (ipotizzando un rendimento del riduttore 0,85).

Nel calcolo non ho considerato l'attrito delle guide (per ora sto ipotizzando dei profili a C con cuscinetti combinati).
 

Rebeldia

Utente poco attivo
Professione: progettista
Software: catia inventor sw
Regione: piemonte
Ciao Rebeldia, ti ringrazio. Diciamo che ho impostato il mio schema di calcolo tenendo conto anche delle forze di inerzia (che sono molto basse a causa della moderata accelerazione).
Riporto i miei dati che magari posso confrontare con il tuo schema di calcolo.

Massa da spostare in verticale = 1500kg
Velocità di traslazione della massa = 15 mm/s
accelerazione = 6 mm/s^2
vite = Tr60x9

Mi trovo una coppia alla vite di 96 Nm, considerando un ridottore 1:15 è necessaria un motore con coppia di 7,5Nm (ipotizzando un rendimento del riduttore 0,85).

Nel calcolo non ho considerato l'attrito delle guide (per ora sto ipotizzando dei profili a C con cuscinetti combinati).
ciao ti allego una foto su come io calcolo i motori nel caso di sollevamento in verticale , e nel caso specifico nel caso di vite , nel tuo caso trapezia.
Io per verifcare di non aver preso abbagli uso le formule rapidi del catalogo delle viti per il calcolo delle coppie , che poi confronto con le formule della vite ai tempi della scuola,anche per tenere un pò in funzione il cervello.
ti allego la foto viene un risultato un pò diverso, confrontiamoci pure .
spero di averti fatto cosa gradita.
 

Allegati

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Ho fatto un calcolo:

con motore 7.5 Nm
riduttore 1/15
rendimento riduttore 0.85
vite passo 9
rendimento vite 0.5

mi viene:

96 Nm all'uscita del riduttore

Forza assiale sviluppata dalla vite 3351 Kg

Velocita' rotazione vite per 15 mm/secondo = 100 giri/minuto
 

PiE81

Utente poco attivo
Professione: Ufficio tecnico
Software: Autocad, Catia V5, Solidworks, Kissoft
Regione: Campania
Grazie ad entrambi per le risposte e per i calcoli.
@Rebeldia con i tuoi calcoli mi trovo (sebbene non avevo considerato attriti delle guide che credo siano trascurabili). Credo sia lo stesso con i calcoli di @PIETRO2002.
L'unica differenza è che ho considerato un rendimento globale della vite dei supporti pari a 0,22 ottenuta da (0,24 per la vite 0,95 per ciascuno dei due supporti).
Lo 0,24 della vite è stato ottenuto considerando un coefficiente d'attrito vite/chiocciola di bronzo pari a 0,15.
Non so se sono stato troppo conservativo..
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Ciao Rebeldia, ti ringrazio. Diciamo che ho impostato il mio schema di calcolo tenendo conto anche delle forze di inerzia (che sono molto basse a causa della moderata accelerazione).
Riporto i miei dati che magari posso confrontare con il tuo schema di calcolo.

Massa da spostare in verticale = 1500kg
Velocità di traslazione della massa = 15 mm/s
accelerazione = 6 mm/s^2
vite = Tr60x9

Mi trovo una coppia alla vite di 96 Nm, considerando un ridottore 1:15 è necessaria un motore con coppia di 7,5Nm (ipotizzando un rendimento del riduttore 0,85).

Nel calcolo non ho considerato l'attrito delle guide (per ora sto ipotizzando dei profili a C con cuscinetti combinati).
Il tuo risultato è quello corretto.
Io mi sono calcolato l'asse verticale con il solito modulo e a parte qualche rendimento che ha fatto variare leggermente il valore diciamo che ci siamo.

vite.png
Se viene il doppio di forza a pari coppia potrebbe essere sbagliata la considerazione sulla rampa di accelerazione, che ovviamente è divisa in due pezzi sul totale.
Oppure potrebbe esserci qualche altro errore o semplicemente sono stati considerati attriti della vite pressoché nulli, quando invece incidono.
 

promecca

Utente poco attivo
Professione: progettista meccanico
Software: CATIAV5 - SOLID WORK - INVENTOR - AUTOCAD
Regione: PIEMONTE
Ho fatto un calcolo:

con motore 7.5 Nm
riduttore 1/15
rendimento riduttore 0.85
vite passo 9
rendimento vite 0.5

mi viene:

96 Nm all'uscita del riduttore

Forza assiale sviluppata dalla vite 3351 Kg

Velocita' rotazione vite per 15 mm/secondo = 100 giri/minuto
Buonasera, potrebbe spiegarmi come ha fatto i calcoli? A me viene 3187N
Facendo 7.5*15=112.5 * 0.85= 96 Nm
96/0.03=3200 N
Cosa sbaglio?
 

PiE81

Utente poco attivo
Professione: Ufficio tecnico
Software: Autocad, Catia V5, Solidworks, Kissoft
Regione: Campania
Buonasera, potrebbe spiegarmi come ha fatto i calcoli? A me viene 3187N
Facendo 7.5*15=112.5 * 0.85= 96 Nm
96/0.03=3200 N
Cosa sbaglio?
Se dividi la coppia per il braccio 0.03 ottieni la forza tangenziale con cui viene sollecitata la vite, non la forza assiale.
 

promecca

Utente poco attivo
Professione: progettista meccanico
Software: CATIAV5 - SOLID WORK - INVENTOR - AUTOCAD
Regione: PIEMONTE
Se dividi la coppia per il braccio 0.03 ottieni la forza tangenziale con cui viene sollecitata la vite, non la forza assiale.
Potrebbe scrivermi i calcoli che ha eseguito ,mi sono perso.
 

promecca

Utente poco attivo
Professione: progettista meccanico
Software: CATIAV5 - SOLID WORK - INVENTOR - AUTOCAD
Regione: PIEMONTE
Ho visto l'immagine di rebeldia è forse ho capito.
Rebeldia se capisco io spiegazione esemplare.
 

promecca

Utente poco attivo
Professione: progettista meccanico
Software: CATIAV5 - SOLID WORK - INVENTOR - AUTOCAD
Regione: PIEMONTE
Sì l'ho vista da rebeldia e ho capito anche il discorso vite piano inclinato è spiegato bene in quell'immagine...ma una curiosità la tua coppia è molto sovradimensionata vero?
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
la coppia e' quella calcolata:

7.5 * 15 * 0.85 = 95.625 Nm