Eliminando Vibrações: Damper

No encontro no Galpão do Medino, encontrei com muitos mestres de CNC. Lógico que aproveitei para meu pequeno projeto desta Mesa XYZ. Uma das coisas que pedi ajuda foi o problema de vibração de baixa frequência.

Uma idéia que me deixou intrigado foi uma dica do Denilson de usar um Damper feito com esferas em cavidades com folga. Encontrei poucas referencias na web, principalmente esta. Ainda não encontrei a que ele usou!

Depois de algumas tentativas frustrantes, consegui fazer um:

Um disco com o mesmo diâmetro do motor, o maior número possível de esferas. São esferas de rolamento de roda que peguei na oficina mais próxima.

Quando o motor vira, a folga da esfera têm que corresponder a 1/2 passo. Então cada furo foi calibrado para folga de 0,2mm.

O disco é fixado na barra roscada, e vira junto com o motor.

Discos de folha fina de PVC seguram as esferas no lugar mas permite que elas se movimentem livremente.

Como as esferas têm 9,5mm e a chapa tem algo parecido, o centro das esferas fica solto para garantir o movimento.

Esta peça seria fácil de fazer numa RepRap!

Somente para testes, fixei na ponta da barra roscada. Não ficou muito alinhado mas o importante é eliminar a vibração em rotação baixa, então tudubem...

(esta era uma versão anterior de montagem).

Mas... vamos aos resultados. Gravei um vídeo tipo "Antes e Depois" para mostrar:

    Antes

    Depois

As falhas desapareceram!

As explicações para isso não são consistentes, na verdade não achei nada a respeito. Segundo especulações minhas e de alguns amigos, parece que a vibração é transferida para as esferas de maneira aleatória e isso quebra a frequência de ressonância. As esferas podem estar dissipando a energia, mas não existe nenhum material viscoso, o plástico é PoliEtileno e não acredito que absorva muita coisa.

A dica da folga foi do Denilson, na nossa conversa lá no Medino, ele lembra de ter lido isso em alguma referencia. Eu acho que a se a folga fôsse maior que um passo poderia atrapalhar o motor, mas com 1/2 passo ficou bom.

Há poucas referências na internet, apenas estas tratam do assunto:
http://bbs.homeshopmachinist.net/showthread.php?t=24319,
http://www.solsylva.com/cnc/dampers.shtml,
http://www.cnczone.com/forums/stepper_motors_drives/32284-my_take_stepper_damper-17.html.


Novo: O Jorge enviou uma referência de uma patente interessante: http://www.freepatentsonline.com/5295411.pdf, porém estudando esse paper eu acho que não se aplica. Esse damper tem esferas (ou cilindros) que oscilam nas cavidades e ficam apoiados para fora pela força centrípeta, também se aplicar a fórmula dele no meu damper produz N=8 eventos por revolução quando na verdade são 200. (o Pedro também concorda que não se aplica, o Jorge ainda não se manifestou em definitivo)

Novo: Absorção de energia: fiz uma experiencia com uma esfera pulando na mesma placa de PoliEtileno que eu usei, pula mais que no vidro! Então a absorção de energia é pequena se comparada a sistemas viscosos como neste exemplo, "acho" que este não é o fator primordial deste damper. Como não tenho um damper viscoso para fazer comparações, fico aguardando uma oportunidade, se alguém tiver me avise...


E agora?

É... agora danou-se...
Para colocar o Damper fixado corretamente vou ter que refazer bastante coisa. O maior problema é que faltam 25mm no comprimento! Mas vai ser interessante.