Utilizzo di alberi V5

Il sistema metallico VEX utilizza alberi quadrati anziché assi rotondi per consentire ai gruppi di girare o ruotare. Questa forma quadrata consente agli alberi di inserirsi in una sede quadrata nei motori e fornisce una connessione fisica agli alberi di trasmissione, invece di una connessione ad attrito utilizzata con gli assi rotondi. La forma quadrata degli alberi consente inoltre ai componenti di movimento quali ruote, ingranaggi e pignoni, nonché ai sensori quali l'encoder ottico dell'albero e il potenziometro, di avere una connessione di azionamento fisica per farli girare. Questo perché hanno un foro quadrato in plastica stampata o un inserto metallico con un foro quadrato dimensionato per consentire agli alberi di scorrere attraverso i componenti. Questi alberi sono anche noti come alberi motore.

Gli alberi sono disponibili in diverse lunghezze fino a 12" e sono disponibili in due versioni: albero e albero ad alta resistenza.

Alberi

Questi alberi sono barre quadrate da ⅛”. Gli alberi fanno parte del sistema VEX EDR fin dalla sua introduzione e sono compatibili con tutti i prodotti VEX Motion. Gli alberi possono essere tagliati in lunghezze personalizzate, tuttavia possono torcersi, piegarsi o tranciarsi se sottoposti a sollecitazioni estreme.

Alberi ad alta resistenza

Questi alberi sono barre quadrate da ¼”. Gli alberi ad alta resistenza sono stati introdotti in seguito nella linea di prodotti VEX EDR e sono compatibili solo con i prodotti VEX Motion progettati per ospitare alberi più grandi, come il motore intelligente V5, gli ingranaggi ad alta resistenza, le ruote dentate e la catena ad alta resistenza e le ruote da 3,25". Gli alberi possono essere tagliati in lunghezze personalizzate e possono sopportare sollecitazioni elevate, tuttavia non passeranno attraverso i fori quadrati del metallo strutturale e sarà necessario praticare un foro personalizzato (punta da trapano da 5/16" o 8 mm) se questo requisito fa parte di un progetto di assemblaggio. Gli alberi ad alta resistenza pesano più degli alberi standard.

Lancia	Albero ad alta resistenza

Alberi di supporto

I fori nel metallo strutturale sono quadrati, quindi è essenziale supportare un albero affinché possa girare senza problemi. Inoltre, in quasi tutti gli assemblaggi è importante prevedere almeno due punti di appoggio paralleli. Se non vengono forniti due supporti per ogni albero, l'albero potrà ruotare leggermente verso l'alto e verso il basso rispetto al singolo punto di supporto, rendendone più difficile la rotazione. Quanto più pesante è il gruppo robot supportato dall'albero, tanto più importante è fornire questi due punti di supporto. Per ulteriori informazioni sugli alberi di supporto, guardare il seguente video.

Sono disponibili diversi componenti per fornire questi supporti.

Alberi

Le parti disponibili per supportare gli alberi quadrati da ⅛” includono:

• I cuscinetti piani sono parti in plastica con una serie di tre fori che supportano un albero in 1 foro e consentono di utilizzare viti e dadi o rivetti di fissaggio per il montaggio nei fori rimanenti. Il cuscinetto piatto è dotato su un lato di punte in plastica, studiate per essere inserite nei fori quadrati del metallo. Se mancano questi rebbi, il cuscinetto deve essere scartato perché potrebbe allentarsi sotto sforzo. Il cuscinetto piatto è progettato in modo che tutti e 3 i fori siano supportati da metallo strutturale.
• I cuscinetti a supportosono supporti in plastica che consentono di spostare un albero sopra, sotto o lateralmente rispetto al pezzo metallico strutturale su cui è montato il cuscinetto. I cuscinetti a blocchetto non sono venduti separatamente. Sono disponibili nella confezione Pillow Block Bearing & Lock Bar.
• 1-Post Hex Nut Retainer w/ Bearing Flats sono cuscinetti in plastica a montaggio rapido. Un'estremità del fermo contiene un montante dimensionato e sagomato per adattarsi saldamente al foro quadrato del pezzo di metallo strutturale. Il foro centrale del fermo è dimensionato e scanalato per adattarsi saldamente a un dado esagonale, consentendo di serrare una vite n. 8-32 senza dover usare una chiave per tenere fermo il dado. L'altra estremità del fermo presenta un foro attraverso il quale può passare l'albero. Il supporto per dado esagonale 1-Post è progettato per essere supportato da metallo strutturale.

Cuscinetti ad albero ad alta resistenza

L'unica parte disponibile per supportare l'albero ad alta resistenza è il cuscinetto dell'albero ad alta resistenza. Si tratta di parti in plastica simili ai cuscinetti piani, con l'eccezione che il foro centrale è dimensionato per il passaggio dell'albero da ¼". È possibile utilizzare cuscinetti per alberi ad alta resistenza selezionando un albero ad alta resistenza della lunghezza esatta da inserire tra due cuscinetti fissati tra due pezzi di metallo strutturale. Tuttavia, in questa configurazione, l'albero non avrà attraversato il metallo strutturale e sarà sostenuto solo dalla plastica del cuscinetto, che potrebbe rompersi se sottoposto a sollecitazioni. In caso contrario, è necessario praticare un foro personalizzato nel metallo strutturale, sufficientemente grande da consentire all'albero ad alta resistenza di girare liberamente dopo essere stato inserito nel cuscinetto e nel metallo. Il cuscinetto per albero ad alta resistenza è progettato in modo che tutti e 3 i fori siano supportati da metallo strutturale.

Piani di cuscinetto	Cuscinetti a blocchetto	1-Supporti per dadi esagonali	Cuscinetti ad albero ad alta resistenza

Esempi di due punti di supporto

1 Punto di Supporto (Scarso)	2 Punti di supporto (buono)	2 Punti di supporto (buono)

Catturare gli alberi

Gli alberi devono essere bloccati affinché possano girare liberamente senza scivolare fuori dall'assemblaggio. Inoltre, le parti che l'albero è destinato a far girare devono essere catturate e/o fissate all'albero in modo che possano girare insieme ad esso.

Sono disponibili alcune opzioni per catturare alberi da ⅛". Quando si cattura un albero inserito in una sede motore, è importante fissare un collare in un orientamento tale che vada a sbattere contro un componente strutturale opposto al motore. In questo modo l'albero rimarrà saldamente inserito nel motore. È inoltre importante impedire che ruote, ingranaggi e pignoni scivolino avanti e indietro sull'albero. Un modo per farlo è fissare un collare all'albero su ciascun lato del componente. Quando i collari vengono posizionati contro un pezzo di metallo strutturale o un cuscinetto, l'inserimento di una rondella tra la parte e il componente può ridurre l'attrito.

Per catturare un albero da ⅛” è possibile utilizzare le seguenti parti:

• I collari di serraggio dell'albero sono cilindri di plastica con un foro quadrato da ⅛” che attraversa il centro del cilindro; il cilindro presenta una divisione longitudinale lungo la sua lunghezza con un foro per vite perpendicolare per il passaggio di una vite n. 8-32, da fissare con un dado Nylock. Questi collari sono progettati in modo che l'albero venga inserito attraverso il foro quadrato e poi la vite #8-32 venga serrata per fissare il collare all'albero. Il collare di serraggio dell'albero è la parte più larga utilizzata per catturare gli alberi; lo spazio e la lunghezza dell'albero devono essere progettati nell'assemblaggio per adattarsi a questa larghezza.
• I collari per alberi in gomma sono un sottile cilindro di gomma con un inserto quadrato da ⅛” che attraversa il centro del cilindro. Questi collari sono progettati in modo che l'albero venga inserito attraverso il quadrato e il collare catturi l'albero tramite l'attrito applicato. I collari per alberi in gomma sono i componenti più sottili utilizzati per bloccare gli alberi; tuttavia, non hanno una vite di serraggio che applica pressione all'albero come i collari per alberi con serraggio, né una vite di fissaggio che è stata serrata contro l'albero come i collari per alberi.
• I collari per alberi sono cilindri metallici con un foro rotondo al centro, dimensionati in modo che un albero da ⅛” possa scorrere attraverso il foro. Sul lato del collare è presente un foro filettato perpendicolare #8-32 con una vite di fissaggio. Questi collari sono progettati in modo che la vite di fissaggio sia serrata contro l'albero. Per serrare le viti di fissaggio è necessaria una chiave esagonale da 5/64". Il foro filettato #8-32 nel collare consente di rimuovere la vite di fissaggio e di sostituirla con una vite #8-32 o con un giunto #8-32 per distanziali. Queste sostituzioni possono dare vita ad assemblaggi creativi. Se serrata troppo, la vite di fissaggio nel collare può creare una bava nell'albero. In tal caso, è necessario limare la fresa prima di riutilizzare il gambo.
• I collari per alberi ad alta resistenza sono gli unici componenti disponibili per catturare un albero ad alta resistenza, a meno che l'albero non venga catturato inserendolo tra due cuscinetti supportati da metallo strutturale come descritto sopra. Il collare per albero ad alta resistenza è quasi identico al collare per albero di serraggio in plastica, ad eccezione del fatto che il collare ha un foro quadrato da ¼” che lo attraversa al centro.

Questo video spiega le differenze tra collari per alberi in gomma e collari per alberi e quando utilizzarli.

Collare di serraggio dell'albero	Collare albero in gomma	Collare dell'albero	Collare per albero ad alta resistenza

Fissaggio dei componenti agli alberi

Un altro tipo di bloccaggio dell'albero consiste nel fissare un componente all'albero in modo che ruoti insieme ad esso. Molti componenti possono essere facilmente fissati all'albero perché presentano un foro quadrato stampato o un inserto metallico con un foro quadrato, come menzionato sopra. Quando un componente metallico deve essere fissato a un albero, è necessaria una parte aggiuntiva. Per l'albero da ⅛” queste parti includono:

• La barra di bloccaggio dell'albero motore è una piastra metallica dotata di due fori terminali dimensionati per una vite n. 8-32 e un dado di fissaggio per montare la barra su un componente metallico e tre fori quadrati da ⅛", che consentono di inserire un albero attraverso il foro quadrato centrale, consentendo all'albero di azionare la rotazione del componente metallico. Nota: i due fori quadrati ai lati del foro quadrato centrale possono essere utilizzati con il metallo con passo da ¼” fuori produzione.
• La barra di bloccaggio è una barra di plastica che ha due fori terminali dimensionati per una vite n. 8-32 e un dado di fissaggio per montare la barra su un componente metallico ed è presente un inserto metallico con un quadrato da ⅛” al centro che consente di inserire l'albero attraverso il foro quadrato consentendo all'albero di azionare la rotazione del componente metallico. L'inserto metallico viene inserito in una fessura nella barra di plastica dotata di un design a dente di cricchetto che consente di rimuovere l'inserto metallico e quindi di reinserirlo nella fessura con il foro quadrato orientato in una posizione diversa. È essenziale che la barra di bloccaggio sia montata sul componente metallico in modo che sia orientata con il lato dell'inserto metallico della barra a filo con il metallo, altrimenti l'albero potrebbe spingere fuori l'inserto metallico dalla fessura della barra, liberando il componente metallico dall'albero. Le barre di bloccaggio non sono vendute separatamente. Sono disponibili nella confezione Pillow Block Bearing & Lock Bar. Le barre di bloccaggio in plastica sono più soggette a rompersi in caso di sollecitazioni estreme rispetto alle barre di bloccaggio in metallo dell'albero motore.

Al momento della stesura di questo articolo, non sono disponibili barre di bloccaggio VEX per gli alberi ad alta resistenza. Tuttavia, è possibile praticare un foro personalizzato nel componente strutturale in metallo e montare sul metallo un ingranaggio ad alta resistenza o una ruota dentata ad alta resistenza con fori di montaggio. Quindi, l'albero ad alta resistenza può essere inserito attraverso il componente metallico e l'ingranaggio/pignone. L'ingranaggio/pignone montato agisce come una barra di bloccaggio, consentendo all'albero di far girare il componente metallico. Se sono disponibili utensili specializzati, è possibile allargare uno dei fori in una piastra metallica o in una barra metallica fino a ottenere un foro quadrato da ¼” con una broccia per creare una piastra di bloccaggio personalizzata per l'albero di grandi dimensioni. Attualmente esiste un rivenditore aftermarket che vende barre metalliche VEX di diverse lunghezze con un foro di ¼” quadrato.

Barra di bloccaggio dell'albero di trasmissione	Barre di bloccaggio	Barra di metallo con foro da ¼” brocciato

Esempi di cattura dell'albero

Montaggio a rotazione libera

Ci sono circostanze in cui potrebbe non essere opportuno fissare un ingranaggio, una ruota dentata, un componente metallico o una ruota a un albero. In questo caso, il componente (ruota o struttura metallica) avrebbe dei fori di montaggio e sarebbe montato sul lato condotto o di "uscita" di un sistema di trasmissione a ingranaggi o pignoni. L'ingranaggio condotto o la ruota dentata e la ruota possono utilizzare inserti con foro rotondo per consentire loro di girare liberamente sull'albero. La ruota o il componente metallico montato sull'ingranaggio condotto/la ruota dentata ruoterà grazie all'ingranaggio conduttore (di ingresso) o alla ruota dentata e alla catena e non tramite l'albero su cui è inserito. Il gruppo rotante libero non presenta l'attrito aggiuntivo dovuto alla rotazione sia dell'albero che del gruppo.

Realtà robotica

Il supporto e la cattura degli alberi sono aspetti importanti dell'assemblaggio di un robot. Che si tratti di una partita in classe o di una partita a eliminazione in una grande competizione di robotica, non c'è niente di più scoraggiante che guardare il campo e vedere un ingranaggio, una ruota o una ruota dentata del robot appoggiato a terra o muovere un joystick sul controller del robot e non succede nulla perché un albero è scivolato fuori da un motore.

Rischio per la sicurezza:

Punti di pizzico Assicurarsi che dita, vestiti, fili e altri oggetti non rimangano incastrati tra i componenti in movimento.

Alberi e hardware possono essere acquistati su https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.