Кинематика инкубатора.

Вы здесь


12 сообщений

Вопросы задавать можно только после регистрации. Войдите или зарегистрируйтесь, пожалуйста.

Не в сети
Заходил: 7 месяцев 2 недели назад
Казахстан
: Алматы
Регистрация: 29.03.2009 - 21:42
: 302

При изготовлении автоматического инкубатора неизбежно возникает вопрос: Какую конструкцию механизма поворота применить, чтобы и работал надежно, и с хрупкими яйцами аккуратно обращался, и эл двигатель сильно не нагружал, и сделать его можно было бы «на коленке». Ответ на часть вопросов давно известен и дает его «Теория механизмов и машин». В соответствии с ней имеется четыре основных закона передачи движения, в нашем случае от эл двигателя к лотку, из которых реальный интерес для нас представляют два: простейший закон - постоянной скорости и синусоидальный закон.
Реализацию закона постоянной скорости в металле можно увидеть в постах №213 и 214 темы «Сделай сам (инкубатор)». Этому закону, в соответствии с теорией, присущи жесткие удары, так как при старте и остановке ускорение стремится к бесконечности.
В плане использования в инкубаторе имеются также ощутимые ограничения по скорости поворота лотка, что требует применения редукторов с более высокими передаточными отношениями, т. к. при превышении этих ограничений лоток может превратиться в катапульту. Повышенные передаточные отношения необходимы также и потому, что при старте эл двигателю приходится преодолевать не только момент инерции подвижных частей двигателя, но и момент инерции лотков и размещенных в них яиц, т. е. нагрузка при старте весьма солидная.
Существенным недостатком такого механизма является необходимость применения реверса, который значительно усложняет конструкцию и, как правило, реализуется на концевых выключателях и реле. При отказе одного из концевых выключателей (реле), либо повреждаются яйца в лотках, либо сгорает двигатель, если не приняты меры по ограничению момента на валу или по току. Кроме того все концевики и реле это в первую очередь контакты, а известно, что в электронике на контакты приходится до 80 % отказов.
Ну и наконец, изготовление этого механизма без токарного и фрезерного оборудования невозможно.

Синусоидальный закон реализуется с помощью КШМ – кривошипно-шатунного механизма, при крайних положениях лотка, соответствующих мертвым точкам. Для этого закона характерно медленное увеличение и снижение скорости, вплоть до нулевых значений. Отсутствие резких изменений скорости обуславливает полное отсутствие ударов. Плавный разгон и торможение позволяют работать на более высоких скоростях и соответственно применять редуктор с более низким передаточным отношением, а особенность разгона двигателя от мертвой точки практически полностью устраняет перегрузку при старте.
Так как двигатель вращается всегда в одном направлении, то в реверсе нет необходимости, для управления механизмом достаточно одной пары контактов и двух кулачков, а отказ контактов не влечет за собой повреждение яиц или двигателя. Кроме того, управление механизмом легко может быть осуществлено бесконтактным способом, например средствами оптоэлектроники.
Для изготовления механизма необходим минимальный объем токарных работ. При изготовлении однолоткового инкубатора мне однажды удалось вообще не прибегать к помощи токаря.
Надеюсь, мои соображения помогут коллегам – инкубостроителям в их творчестве.


Не в сети
Заходил: 6 лет 3 месяца назад
Регистрация: 21.08.2009 - 12:53
: 147
д. Ака пишет:

Синусоидальный закон реализуется с помощью КШМ – кривошипно-шатунного механизма, при крайних положениях лотка, соответствующих мертвым точкам. Для этого закона характерно медленное увеличение и снижение скорости, вплоть до нулевых значений. Отсутствие резких изменений скорости обуславливает полное отсутствие ударов. Плавный разгон и торможение позволяют работать на более высоких скоростях и соответственно применять редуктор с более низким передаточным отношением, а особенность разгона двигателя от мертвой точки практически полностью устраняет перегрузку при старте.
Так как двигатель вращается всегда в одном направлении, то в реверсе нет необходимости, для управления механизмом достаточно одной пары контактов и двух кулачков, а отказ контактов не влечет за собой повреждение яиц или двигателя. Кроме того, управление механизмом легко может быть осуществлено бесконтактным способом, например средствами оптоэлектроники.
Для изготовления механизма необходим минимальный объем токарных работ. При изготовлении однолоткового инкубатора мне однажды удалось вообще не прибегать к помощи токаря.
Надеюсь, мои соображения помогут коллегам – инкубостроителям в их творчестве.

А можно наглядно, фото или рисунок подробный?

Куплю уток породы "Индийский бегун"

Не в сети
Заходил: 7 месяцев 2 недели назад
Казахстан
: Алматы
Регистрация: 29.03.2009 - 21:42
: 302

Вот схематический рисунок с поворотом лотка на 90 гр.

Файлы: 
  • KSHM.GIF

Александр

Не в сети
Заходил: 3 месяца 2 дня назад
Украина
: Кировоградская обл. г. Новоукраинка
Регистрация: 02.02.2010 - 21:50
: 13

И еще проще поставить реле времени на запуск двигателя и зачем концевики?

Не в сети
Заходил: 7 месяцев 2 недели назад
Казахстан
: Алматы
Регистрация: 29.03.2009 - 21:42
: 302
костя72 пишет:

И еще проще поставить реле времени на запуск двигателя и зачем концевики?

Вы абсолютно правы. Я как-то не отметил этот момент. Действительно, работа любого механизма поворота лотков не возможна без реле времени. А в механизме поворота с КШМ достаточно одной нормально замкнутой контактной пары для точной остановки в крайних положениях

Александр

Не в сети
Заходил: 6 лет 5 месяцев назад
Регистрация: 12.01.2010 - 15:26
: 146
д. Ака пишет:

Вы абсолютно правы. Я как-то не отметил этот момент. Действительно, работа любого механизма поворота лотков не возможна без реле времени. А в механизме поворота с КШМ достаточно одной нормально замкнутой контактной пары для точной остановки в крайних положениях

Приветствую всех!
Привет Александр! В своем инк-ре я применил КШМ, причем реализовал все на коленках, (обошелся без токаря), использовал двигатель от стеклоочистителя с его же тягами, только питаю его от 5 вольт, все работает отлично, переворот происходит без рывков при пуске и остановке! У меня инк на 110 яиц, 2 лотка по 55 и мотор спокойно без напряга тянет!
У меня вопрос есть, как думаешь Саш, потянет он яиц 500 при том же механизме?

Не в сети
Заходил: 7 месяцев 2 недели назад
Казахстан
: Алматы
Регистрация: 29.03.2009 - 21:42
: 302

Приветствую всех!
Привет Александр! В своем инк-ре я применил КШМ, причем реализовал все на коленках, (обошелся без токаря), использовал двигатель от стеклоочистителя с его же тягами, только питаю его от 5 вольт, все работает отлично, переворот происходит без рывков при пуске и остановке! У меня инк на 110 яиц, 2 лотка по 55 и мотор спокойно без напряга тянет!
У меня вопрос есть, как думаешь Саш, потянет он яиц 500 при том же механизме?[/quote]
Всем добрый вечер!
Трудно сказать потянет или нет, т. к. напряжение питания, а соответственно и момент на валу снижены более, чем в два раза. 500 яиц, при максимальном весе одного 65 гр, это 32,5 кг, плюс лотки. Чтобы удостовериться в том, потянет двигатель или нет, можно нагрузить твои два лотка таким весом, плюс процентов 20 запаса, получится примерно 20 кг на лоток и покрутить. Важно только расположить этот вес равномерно по площади лотка.

Александр

Аватар пользователя Evboss
Не в сети
Заходил: 2 года 6 месяцев назад
Россия
Регистрация: 07.04.2009 - 17:40
: 575

Интересная идея. Причем нет проблем применить её и для много лоткового инкубатора.

Не в сети
Заходил: 7 месяцев 2 недели назад
Казахстан
: Алматы
Регистрация: 29.03.2009 - 21:42
: 302

При изготовлении механизма поворота лотков с КШМ некоторые затруднения вызывает определение расстояния (на рисунке - L) от оси поворота лотка до оси крепления шатуна. Если это расстояние, относительно R, сделать большим, то угол поворота лотка будет меньше 90 гр., если маленьким, то можно и яйца рассыпать.
Определить размер L можно графически, а можно рассчитать с помощью известной теоремы Пифагора, что может помочь сделать маленькая формула в EXELе.
При выборе размера R следует учитывать, что при его уменьшении увеличивается отрицательное влияние зазоров (люфтов) в кинематической цепи вал элдвигателя – ось вращения лотка на точность работы механизма.

Файлы: 
ПредпросмотрВложениеРазмер
kshm_sootn.xls18 КБ
  • kshm_sootn.jpg

Александр

Аватар пользователя Serge
Не в сети
Заходил: 1 день 5 часов назад
Р. Молдова
: г. Кишинев, Молдавия
Регистрация: 12.09.2009 - 16:42
: 1817

Доброго дня всем.
д. Ака, предложенная идея отличная, меня она заинтересовала очень, только на этом фоне пропущены особенности крепления датчиков положения для автоматики поворота. В этом плане хочу внести свои версии размещения датчиков и набросок соответствующего фрагмента схемы для его управления. Для этого мне нужны сведения о применяемых двигателей и какие датчики положения есть в распоряжении у пользователей (механические или оптоэлектронные с открытым каналом).

Мои книги на ФЕРМЕР.RU
Инкубатор-автомат А-120Б http://fermer.ru/sovet/fermerskaya-elektronika/37202
Мини-инкубатор А50Б http://fermer.ru/content/mini-inkubator-a50b
Блок поворота для инкубатора http://fermer.ru/forum/samodelnye-inkubatory/120776

Не в сети
Заходил: 7 месяцев 2 недели назад
Казахстан
: Алматы
Регистрация: 29.03.2009 - 21:42
: 302

Добрый вечер, Serge! Думаю, что для КШМ место установки датчиков значения не имеют, главное чтобы датчик(и) срабатывал(и) при приходе оси кривошипа в мертвые точки. В качестве датчиков использую только оптопары, не доверяю концевикам и реле. Один из вариантов размещения датчика (оптопара от старой компъютерной мышки) и двух шторок есть в теме "Механизм поворота лотка с бесконтактным управлением". Эту схему я использовал в теме "Пленочный инкубатор" с эл двигателем с редуктором - ДСМ0,2У4,2-П-220. Судя по фото от Spai, Vall и др. в основном используются РД-09, да моторчики стеклоочистителей. Заинтересовался моторчиком от микроволновки, о нем как-то упоминалось на форуме, хочу попытать его в двухлотковом, в наших краях это самый бюджетный вариант - чуть более 4 зеленых.

Александр

Аватар пользователя Serge
Не в сети
Заходил: 1 день 5 часов назад
Р. Молдова
: г. Кишинев, Молдавия
Регистрация: 12.09.2009 - 16:42
: 1817

Доброго вечера, д. Ака. Спасибо за сведения, многие сведения совпадают с моими экспериментальными данными, особо по оптоэлектронным датчикам. К примеру я очень часто я их делаю на TCRT1000/1010, очень удобны для монтажа на объекты, не надо делать много отверстий, просто наклеиваю светоотражающий материал в нужном месте, как неудобство стоит отметить что надо городить лишнюю схему для обработки сигнала от фотосигнала (для меня это лишний компаратор и несколько резисторов). В предложенной кинематике можно сделать и установку в горизонтальное положение, но это лишний фотодатчик положения (такое могут позволить владельцы более навороченных инкубаторов)

Мои книги на ФЕРМЕР.RU
Инкубатор-автомат А-120Б http://fermer.ru/sovet/fermerskaya-elektronika/37202
Мини-инкубатор А50Б http://fermer.ru/content/mini-inkubator-a50b
Блок поворота для инкубатора http://fermer.ru/forum/samodelnye-inkubatory/120776