sexta-feira, 3 de maio de 2013

Anti-folga auto-ajustante - Porca cortada

Mais uma etapa na eliminação de folgas.

Nas etapas anteriores eu usei duas porcas, mantendo-as espaçadas para eliminar a folga. Veja os posts anteriores:
Dispositivo Anti-Folga - 3º round
Dispositivo Anti-Folga melhorado
Conjunto Trator da Mesa X

O Problema ainda não estava sendo resolvido, a barra roscada não tem diâmetro totalmente uniforme, então em algumas posições ainda existia folga.

Meu objetivo agora é ter um sistema Auto-Ajustável que não precise de manutenção e possa se adaptar ao longo da Barra Roscada e com o desgaste que venha a acontecer.

NOVO: precisei mudar o sistema de pressão para molas, veja abaixo.


O sistema é baseado numa porca de latão cortada ao meio.
O corte foi feito manualmente com uma Dremel usando disco de corte bem fino.

A porca encaixa exatamente no receptáculo, uma parte flexível permite flexibilidade apenas em uma direção. A outra parte permite uma fixação, distribuindo bem as forças.

As duas partes da porca ficam pressionadas uma contra a outra por meio de uma cinta de borracha vulcanizada (camara de pneu de bicicleta).

A largura da peça foi ajustada para obter-se a tensão necessária. O ajuste fino da pressão sendo feito variando a largura da cinta.

NOVO: Veja abaixo

Vista do detalhe da porca na montagem.

As partes da porca não encostam uma na outra, ficando sempre sob pressão.
Este é o conjunto completo da fixação que substitui completamente o anterior feito de MDF.

A porca foi mantida no mesmo lugar que no conjunto anterior. A barra roscada já havia sido amaciada com pasta abrasiva para diminuir o atrito, assim foi mantido o trabalho já feito.

Antes da montagem definitiva, é muito importante fixar a porca com Araldite!

A adesão do Araldite no ABS é duvidosa, mas a função disto é o preenchimento da folga mecânica, isto garante folga zero entre a porca e o conjunto.

 Cuidado com a posição das partes da porca, cole um lado e depois o outro, usando uma barra para posicionar tudo corretamente.


NOVO: A alsa feita de câmara de bicicleta quebrou... achei que era uma peça velha, então consegui uma nova e quebrou novamente em pouco tempo. Então precisei mudar o sistema:

Agora passei a usar molas de aço, assim sei que não vão envelhecer...

Estando com a máquina desmontada, não podia re-imprimir a peça, então improvisei uma peça de alumínio para servir de intermediário. Quando puder refaço a peça com suportes laterais para usar uns parafusos de 2,2mm.

As molas precisei adaptar de uma compradas em sacos na Sta. Efigênia, cortando e dobrando um elo no comprimento ideal.

O funcionamento continuou idêntico ;-)


Resultado

O desempenho foi melhor que o esperado! A folga realmente desapareceu e o atrito é muito baixo. Agora foi possível aumentar muito a velocidade do movimento.

Exite um limite de força axial que pode ser aplicado, isso é devido a limitações geométricas do angulo da rosca e força lateral aplicada na porca.
Com a ajuda de uma balança, estimei que a porca começa a abrir somente acima de 1,5kgf de força axial.
Isso é bem alto para a aplicação: o conjunto pesa menos que 2kg com uma aceleração de 0,500m/s² a força é de f=m*a=2*0.5=1N=0,1kgf, isso dá uma ampla margem de segurança.

Uso em CNC

Estimo que esta solução deve se aplicar muito bem em CNCs para usinagem leve, como caixas plásticas (da Patola), placas de circuito impresso e MDF de 3mm. Não seria adequada para trabalho com metais.

Pelo resultado obtido, a força aplicada sobre as porcas poderia ser aumentada significativamente, isso deve permitir maior força de usinagem.

Se alguém quiser experimentar, os arquivos .STL e .SCAD podem ser encontrados aqui.

4 comentários:

  1. Vi um sistema onde uma mola era colocada entre duas porcas (uma de cada lado) fazendo assim com que existisse uma diminuição considerável na folga existente entre o eixo roscado e as duas porcas.
    Este seu sistema é interessante, mas folga zero como citado por ti não é verdade, existe uma folga entre a porca e o eixo roscado permitindo que exista um deslizamento entre os dois, se você tiver um relógio comparador será possível medir esta folga.

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    1. O sistema de duas porcas funciona bem, mas para conseguir forças axiais interessantes a mola precisa ser mais forte que a maior força aplicada. Isso gera mais atrito.

      O ZERO folga é VERDADEIRO sim, talvez você não tenha compreendido o funcionamento. Como a Rosca tem "perfil em V", Os "V" da porca são pressionadas contra os "V" da barra roscada, isso efetivamente elimina a folga totalmente porque os dois lados estão sempre em contato. Exatamente como no caso de duas porcas com uma mola entre elas.

      A vantagem sendo que este sistema produz menos atrito para a mesma força axial.

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    2. Alain qual é o diâmetro da sua barra de rosca e qual porca voce indica para esse conjunto, ou seja, o diâmetro da porca. desde já agradeço

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  2. Muito bom seu sistema anti-folga. No sistema duas porcas coloquei uma mola mais comprimida e o atrito aumentou bastante dificultando a rotação do fuso.

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