В виду участия в нескольких чатах станочных, а также наличия следующих видео (видео очень долгие ибо живой процесс, полного процесса):
Регулярно возникают вопросы, а надо ли заполнять балки портала станка ЧПУ, гранитом или его аналогами.
Задолбался, решил посчитать по быстрому.
Итак. Портал 2м, балка 200*100*5мм
Варианты конструкций:
- сталь + гранит (с заполнением гранитом)
- сталь +воздух (без заполнения, пустотелый профиль)
- сталь + сталь (короче единый кусок стали)
- алюминий +гранит
- алюминий +воздух
- алюминий + алюминий
- гранит+гранит (единый кусок гранита)
Вес:
- 49+116 = 165 кг
- 49 кг
- 49+314=363 кг
- 17.2+116=133.2 кг
- 17.2 кг
- 17.2+110=127.2 кг
- 17.6+116=133.6 кг
Первая картинка (с номерами) - это прогиб под собственным весом.
Вторая - под нагрузкой в 20 кг (не очень тяжелый шпиндель + ось зет)
Результат расчета прогибов приведен в таблице ниже
Видно, что если при собственном весе наименьший прогиб будет иметь пустотелая алюминиевая балка, то под нагрузкой - ситуация меняется. И чем выше нагрузка, тем менее эффективными будут становиться пустотелые варианты и на основе алюминия.
Также не совсем корректно сравнивать 5мм стали с 5 мм алюминия, более корректно было бы взять либо 2 мм стали, либо 8-10 мм алюминия (по жесткости), но при необходимости это тоже можно посчитать. была бы необходимость.
А теперь, давайте подсчитаем эффективность. Ее будем определять как прогиб деленный на вес.
В общем... Понятное дело, что
Но чет как-то...
Да, если речь идет о проф станках, в которых идет борьба за микроны - это нужно (но тоже с умом). Если же речь идет о пром. станках но вопрос микрон не стоит, или же речь идет о хобби....
Также важно понимать, что если у нас портал стационарный, то в целом и все равно. А вот если подвижный... то тягать 20кг, 50 или 150 - это вопрос достаточно существенный.
Один из наиболее важных (для стационарного) портала вопрос, или точнее эффект, который следует отметить, что нагрузка в дополнение к весу, на заполненных профилях дает 10-15 микрон. А на пустотелом 30-80. А значит в ходе работы пустотелый будет гораздо сильнее "дышать", а значит заполненный снова же будет более точным (если все правильно выставить). Но тут у каждого свои задачи и цели.
Еще можно сказать, так ты же залил весь профиль, а мы бы залили только часть... Можно, а вы бы точно залили часть? а эту часть Вы, как будете определять?
В общем я не спорю с тем, что можно подобрать варианты с заливкой балки которые будут и более жесткими и не сверх тяжелыми... но это не самая простая оптимизационная задача, если честно.
В то же самое время, надеюсь эти расчеты будут полезными и дадут пищу для размышлений.
В общем, пишите что думаете.