Tandriem-overbrengingen hoe&wat

[DaBit]

Wat de boer niet kent vreet-ie niet, dus mijn machine-in-wording is in de eerste instantie ontworpen met directe askoppeling tussen motor en kogelomloop. Nu beginnen de gefabriceerde delen die in de schuur staan en de tekening wat uit elkaar te lopen en krijg ik last van voortschrijdend inzicht en verschil realiteit vs. computertekening.
Zo hier en daar zou een riemaandrijving en de hele motormontage op de schop me niet slecht uitkomen.

Voordeel van een directe aandrijving met klauwkoppeling (of een ander familielied zoals een balg) is dat-ie simpel is. Simpel te maken zonder speciaal gereedschap; zet de motor op een flensplaat, koppeling tussen spindel en motoras, aandraaien, klaar. Maar ook omkeerspeling/vervorming bij een bepaald koppel is te vinden in datasheets.

Die riemen vind ik lastiger. Ik ben er achter dat ik HTD riemen wil en liever nog GT2 of een vergelijkbaar 'verbeterde HTD' van een andere fabrikant. OK, dat is al wat. Maar dan, hoe groot kies ik de poelies, hoe breed kies ik de riem, welke pitch, wat is de afwijking bij koppel X, etc.
Wat ik aan ontwerphandleidingen tegenkom gaat voornamelijk over vermogensoverdracht. 40kW over de riem, 10 uur per dag, bladiebla, dan heb je riem X en poelie Y nodig. Da's niet wat ik wil weten. Google resultaten worden ondergesneeuwd door alle voertuigen waar riemen gebruikt worden.

Heeft er iemand een goeie link die beschrijft hoe je een riemaandrijving voor een positionerings-applicatie ontwerpt?

- Hoeveel rekt zo'n riem? 'bijna niet' is nog steeds niet 'niks'. Gates zegt 'neem contact op met het applicatie-team'
- Hoeveel omkeerspeling op een HTD poelie met pitch X en Y tanden in contact met de riem? GT2? GT3? Whatever?
- Hoe dimensioneer ik de poelies voor een simpele 1:1 overbrenging? Ik vond ergens dat de hart-hart afstand tussen de poelies maximaal 8x de diameter van de kleinste mocht zijn, minimaal 6 tandjes in contact, en dan heb je nog wat eisen aan de maximale snelheid van en kracht op de riem die zo hoog liggen dat dat allemaal niet spannend is. Verder heb je natuurlijk groter = meer tandjes in contact, maar wel weer meer inertie.
- Hoe knoop je die poelies nou op je spindel/motor-as? Poelie opboren/opruimen tot lichte perspassing, drupje Loctite 603 (cylindrisch verlijmen) en eventueel een schroefje kan vast, en dat moet met een handruimertje nog wel lukken. Dan heb je nog Taperlock, Drivelock, Tollock, bla. Maar ook voor kleine asjes? Ik heb het idee dat dat meer voor de grotere assen is. Hebben ze niet gewoon poelies met zo'n zelfde klemsysteem als klauwkoppelingen?
- Waar koop je dat spul als hobbysmurf? Beltingonline.com en RS Components doen bijvoorbeeld wel HTD, maar 'betere' systemen zijn lastiger schijnbaar.
- Enzovoorts.

Vooral de omkeerspeling (onder belasting) vind ik belangrijk. Ik ben benieuwd of dat enigzins te vergelijken is met een directe askoppeling als de hart-hart afstand van de poelies grofweg 250mm is.
Van alles wat niet ideaal is aan een hobbyisten-CNC is omkeerspeling het grootste kwaad.

[leendertvdhart]

Wellicht geen onbekende, maar kijk eens op stappenmotor:

http://stappenmotor.nl/Stappenmotor/tan ... ndriem.htm

http://stappenmotor.nl/Stappenmotor/tan ... poelie.htm

[Leeuwinga]

@Dabit, TIP!
Kijk eens op de site van Meadler.de
Onder tools is een "handige"java applicatie waarmee je
e.a perfekt kunt uitrekenen, zelf gebruik ik dat altijd om
na keuze van een std. riemlengte exact de hartafstand te weten van
de gekozen tandriemschijven.
Succes, Cees

[DaBit]

Zo'n center distance calculator had ik hier ook al gevonden:
https://sdp-si.com/eStore/CenterDistanceDesigner

Hier een documentje van Gates over de precisie: http://www.gates.com/facts/documents/Gf000289.pdf
Maar Gates kletst overal richting hun super-riemen.
Snap ik best, maar ik vind overal HTD 5M spul, maar nergens GT2 3M spul bijvoorbeeld. Hoe ga ik nu uitvissen welk systeem voldoet...

[Leeuwinga]

IK gebruik altijd HTD 5MM van Meadler en dat heeft mij altijd prima
voldaan. Als je de juiste hartafstanden bij de juiste onderdelen kiest
heb je een pefecte overbrenging, die op mijn freesbankje zitten er al 5 jaar op
nog steeds perfect !
Ik bestel altijd extra riemen bij elk project, zo van je weet maar nooit, rek, breuk ed.
Nu in de praktijk ben ik de spares nog nooit nodig geweest.
@Dabit ik weet dat je graag met extremen wilt werken, echter bij onze hobby machines
vaak door stepper motoren aangedreven is dat m.i wel wat overdreven..? ha, ha
Volg je relaas en bevindingen met belangstelling, ben al oud.. maar kan altijd nog wat
leren...
Cees

[assink]

omkeerspeling is een lastige. Dat ligt namelijk ook nog aan je de lengte dat je riem vrijhangt bijvoorbeeld. Ik heb zelf totaal 1 jaar veel opgedaan over riemoverbrengingen. Ik heb vanavond eventueel wel wat antwoord op je vragen, heb nu op het werk geen tijd om dat uit te gaan zoeken.

[lelieveld]

ik heb mijn Yas op de BF30 uitgevoerd met een XL037 riem en dito schijven mijn backlash was minder dan 0.05 op kogelomloop en riem bij elkaar
is ook nog nooit kapot gegaan

[DaBit]

@Dabit ik weet dat je graag met extremen wilt werken, echter bij onze hobby machines
vaak door stepper motoren aangedreven is dat m.i wel wat overdreven..?

Ik hoef niet perse met extremen te werken, maar ik wil wel graag weten en snappen waar ik nou precies mee werk. Datasheets lezen, tenminste het achterkant-bierviltje rekenwerk doen, en dan de keuze maken.
(en er vervolgens achter komen dat ik het niet kan kopen of het prijskaartje niet in mijn straatje past, en dan toch maar de standaardkeuze nemen )

Beetje beroepsdeformatie denk ik.

Als je stappenmotoren als minderwaardige motoren ziet dan sla je de plank trouwens behoorlijk mis. Ik zie ze als laagvermogen brushless-AC servomotoren met hoog aantal poolparen.

Omkeerspeling bijt me bij elk experiment dat ik doe om een aspect van de positionering te verbeteren knetterhard in de staart omdat het heel erg hard niet-lineair is. Dus daar heb ik inmiddels de buik goed vol van.
Voorkomen kun je het niet (een kogelomloop tordeert ook -> omkeerspeling. Een moer heeft een beperkte stijfheid-> omkeerspeling. Enzovoorts.), maar als ik een keuze moet maken tussen snelle/sterke/compacte oplossing A met meer omkeerspeling dan minder snelle/sterke/compacte oplossing B met minder omkeerspeling, dan gaat de keus al gauw naar B.

@assink: komt niet op de minuut hoor.

@lelieveld: 0,05mm omkeerspeling hoop ik toch royaal onder te komen.

Kapot gaan ben ik trouwens niet bang voor. Slijtage ook niet. Hele kleine riempjes kunnen al heel akelig hoge koppels en vermogens verwerken, veel meer dan die enkele tientallen Watts die een stappenmotortje kan leveren.

[Leeuwinga]

Als je stappenmotoren als minderwaardige motoren ziet

Neen niet minderwaardig, doch de meeste hobby apparaten worden met
Chinese goedkope steppers uitgerust waarvan ik nog nooit een bijpassende
exacte data sheet heb gezien.

Zelf werk ik de laatste tijd alleen nog met servomotoren en dat bevalt mij
een stuk beter.

[Andre-vh]

Hallo Dabit,
Ben het eens met Leewinga
Ik ga HTD 5mm gebruiken met een breedte van 25mm voor een vermogen van 1.6Kw servomotor.
Het komt op een Beavermill .
http://www.4hobbycnc.be/#home
Zeker ook kiezen voor een bredere riem tegenover een smallere(stabieler).
De riem zo strak mogelijk zonder de assen te zwaar te belasten bij ons op het werk doen ze dat met speciaal toestel maar bij gebrek daaraan moet je een beetje uw gevoel volgen.
Na een inloop periode nog eens naspannen.
Na het terug aanspannen heeft bij mijn weten het nog niet voorgekomen dat de riem nog rekt.
Ik persoonlijk geef de voorkeur aan een niet te kleine diameter van riemschijf om minder verlies van vermogen te bekomen want zoveel te kleiner de riemschijf zoveel te kleiner de bocht wordt dat de riem moet maken dus meer warmte en vermogen verlies.
Voor het kontroleren van de backlash kan je bvb. met puppietester op een tand zetten en een meetklok op het deel dat moet bewegen en dan zien na hoeveel honderste mm van de puppietest de meetklok beweegt.
kind regards.
Andre

[DaBit]

Zelf werk ik de laatste tijd alleen nog met servomotoren en dat bevalt mij
een stuk beter.

Dat wil ik best geloven. Maar het is heel simpel: ik kan een euro maar 1x uitgeven, en er zijn plekken waar die euro beter besteed is.
Voordeel van kiezen voor een riemaandrijving is dat overstappen naar een servo naderhand vrij makkelijk is, mocht ik dat ooit willen.

Ben het eens met Leewinga
Ik ga HTD 5mm gebruiken met een breedte van 25mm voor een vermogen van 1.6Kw servomotor.
Het komt op een Beavermill .
http://www.4hobbycnc.be/#home
Zeker ook kiezen voor een bredere riem tegenover een smallere(stabieler).

Ja, maar dan mijn vraag weer: waarom 25mm? Waarom niet nog breder? Waarom HTD 5M en geen HTD 3M die in principe minder speling heeft? Waarom HTD terwijl die volgens sommige boze tongen bij licht belaste aandrijvingen juist geen beste keuze is omdat de tandspeling groter is dan GT2 of trapezium?

(leuk freesmachientje trouwens)

Ik persoonlijk geef de voorkeur aan een niet te kleine diameter van riemschijf om minder verlies van vermogen te bekomen want zoveel te kleiner de riemschijf zoveel te kleiner de bocht wordt dat de riem moet maken dus meer warmte en vermogen verlies.

Is gevoelsmatig ook mijn keuze, ook al omdat meer tandjes aangrijpen.

Voor het kontroleren van de backlash kan je bvb. met puppietester op een tand zetten en een meetklok op het deel dat moet bewegen en dan zien na hoeveel honderste mm van de puppietest de meetklok beweegt.

Jawel, maar wat kan ik verwachten? Aangezien echte machines ook riemaandrijvingen gebruiken zal het wel meevallen, maar ik ben van de getalletjes.

Onbelaste speling zegt trouwens nog niet zoveel. Bij mijn BF20 is het verschil tussen onbelaste omkeerspeling en belaste omkeerspeling aanzienlijk. De belaste speling is wat telt.

[Andre-vh]

Zal voor een stuk afhangen van de kwaliteit en de speling van de kogelomloopspindels.
Gebruik je een C7 klasse of een C2 dit gaat al veel uitmaken ook hoe is het axiaal lager hier heb ook weer verschillende kwaliteiten in wat is de nauwkeurigheid waarmee alles is afgewerkt.
Hoeveel kan je frame vervormen enz..
Het zal moteren zijn en dan vaststellen wat het is en dan zien waar kan ik nog een verbetering aanbrengen.
Maar al zeker beginnen met kwalitatief goede lagers en spillen te kopen.
Andre

[DaBit]

Daar heb ik het in het 'graniet' topic al eens ooit over gehad. Dat worden Chinese C7 kogelomlopen met dubbele moeren onder voorspanning. Lagerblokken moet ik nog even kijken; ik ben niet helemaal gelukkig met die 70XX lagertjes in de BK-serie; die 70XX is lastig te krijgen hier in NL terwijl 72XX gangbaar is. Nauwkeurigheid is te behalen door de asmotoren als velocity-mode servo's te gebruiken, de kogelomloop te mappen, en een glaslineaal in de terugkoppeling voor het wegregelen van het residu. Die glaslineaal heb ik toch nodig voor het mappen, en gezien de kosten van die dingen kan ik ze net zo goed laten zitten.

De regellus per as heeft 2 encoder-feedbacks: een virtuele afkomstig van de stappenmotor (die weet hoeveel stapjes er gedaan zijn en dus de aspositie) met zijn bijbehorende P+FF0+FF1 loop en een fysieke lineaire (glaslineaal) die de P+I termen van de regellus voed.

Dat geintje heb ik in een testopstelling al werkend gehad, alleen sterk niet-lineaire verschijnselen zoals omkeerspeling zijn en blijven een rampenplan plus om mee om te gaan. Dat kan gewoon niet fatsoenlijk.

Dus onnauwkeurigheid in de positionering door spoedfout etc.? Acceptabel, want grotendeels eruit te calibreren.
Vervorming van het frame? Acceptabel. Als dat teveel is moet ik gewoon kleinere snedes nemen, en de positioneringslus ziet het niet.
Omkeerspeling en gelijksoortige niet-lineaire verschijnselen? In grote mate onacceptabel.

Geld overigens niet alleen voor de overbrenging van motor naar kogelomloop, maar net zo goed voor de lagerblokken bijvoorbeeld. Waarom zo ingewikkeld ipv pak een servo, een C3 spindel, lagerblokken met een paartje klasse P4A lagers erin, een voorgespannen kogelomloopmoer en klaar? Mijn machine is nog steeds een lowcost machine. Tot nu toe heb ik er nog geen 1000 euro aan uitgegeven. (effe de uren maar niet tellen dan....)

Eet het en je weet het? Yep, uiteindelijk wel. Maar wel graag van tevoren een idee wat ik kan verwachten. En componenten kiezen doe je niet omdat het je wel goed lijkt zo, daar mag best wat argumentatie achter zittten. Geld voor een riemaandrijving net zo goed als voor de diameter/spoed van de kogelomloop.

[lelieveld]

@lelieveld: 0,05mm omkeerspeling hoop ik toch royaal onder te komen.

Dabit ik wens je veel succes op jacht naar de laatste micromillimeter