Korzystanie z wałów V5

Metalowy system VEX wykorzystuje kwadratowe wały zamiast okrągłych osi, aby umożliwić zespołom obracanie się lub obracanie. Ten kwadratowy kształt umożliwia dopasowanie wałów do kwadratowego gniazda w silnikach i zapewnia fizyczne połączenie z wałami napędowymi zamiast połączenia ciernego, które jest stosowane w przypadku okrągłych osi. Kwadratowy kształt wałków umożliwia również elementom ruchu, takim jak koła, koła zębate i koła zębate, a także czujnikom, takim jak optyczny enkoder wału i potencjometr, fizyczne połączenie napędu w celu ich obracania. Dzieje się tak, ponieważ mają kwadratowy otwór z formowanego tworzywa sztucznego lub metalową wkładkę z kwadratowym otworem o rozmiarze umożliwiającym przesuwanie się wałków przez komponenty. Wały te są również znane jako wały napędowe.

Wałki są dostępne w wielu różnych długościach do 12” i występują w dwóch wersjach, wałka i wałka o wysokiej wytrzymałości.

Wały

Te wały są ” kwadratowym prętem. Wały są częścią systemu VEX EDR od momentu jego wprowadzenia i są kompatybilne ze wszystkimi produktami VEX Motion. Wały można przycinać do niestandardowych długości, jednak mogą się skręcać, wyginać lub ścinać pod wpływem ekstremalnych naprężeń.

Wały o dużej wytrzymałości

Wały te są prętami kwadratowymi 1/4”. Wały o wysokiej wytrzymałości zostały wprowadzone później w linii produktów VEX EDR i są kompatybilne tylko z produktami VEX Motion, które zostały zaprojektowane tak, aby pomieścić większe wałki, takie jak inteligentny silnik V5, przekładnie o wysokiej wytrzymałości, koła zębate o wysokiej wytrzymałości i łańcuch, i koła 3,25”. Wały mogą być przycinane do niestandardowych długości i mogą wytrzymać duże naprężenia, jednak nie przejdą przez kwadratowe otwory w metalu konstrukcyjnym i wymagają wywiercenia niestandardowego otworu (wiertło 5/16” lub 8 mm), jeśli to wymaganie jest częścią projekt montażu. Wały o wysokiej wytrzymałości ważą więcej niż standardowe wały.

Wał Wał o wysokiej wytrzymałości
plik-yvtNFbFN0f.jpg file-1VtprJKr5H.jpg

Wały wspierające

Otwory w metalu konstrukcyjnym są kwadratowe, dlatego istotne jest podparcie wału, aby wał mógł się płynnie obracać. Ponadto w prawie wszystkich montażach ważne jest zapewnienie co najmniej dwóch równoległych punktów podparcia. Jeżeli dla każdego wału nie przewidziano dwóch podpór, wał będzie mógł nieznacznie obracać się w górę i w dół w pojedynczym punkcie podparcia, co utrudni obracanie się wału. Im cięższy jest zespół robota, na którym opiera się wał, tym ważniejsze jest zapewnienie tych dwóch punktów podparcia. Obejrzyj poniższy film, aby uzyskać więcej informacji na temat wałów wspierających.

Dostępnych jest wiele części zapewniających takie podpory.

Wały

Dostępne części do obsługi wałów kwadratowych ⅛” obejmują:

  • Płaskie elementy łożyskowe to plastikowe części z serią trzech otworów, które podtrzymują wał w 1 otworze i umożliwiają użycie śrub i nakrętek lub Nity mocujące do montażu w pozostałych otworach. Płaskie łożysko ma z jednej strony plastikowe bolce przeznaczone do wkładania w kwadratowe otwory w metalu. Jeśli brakuje tych zębów, łożysko należy wyrzucić, ponieważ łożysko może poluzować się pod wpływem naprężeń. Płaskie łożysko zostało zaprojektowane tak, aby wszystkie 3 otwory były podparte metalem konstrukcyjnym.
  • Łożyska ślizgowe to plastikowe klocki łożyskowe, które umożliwiają przesunięcie wału nad, pod lub z boku metalowy element konstrukcyjny, na którym zamontowane jest łożysko. Łożyska blokowe nie są sprzedawane oddzielnie. Można je kupić w pakiecie łożysk blokujących & z blokadą.
  • Jednosłupkowy element ustalający nakrętkę sześciokątną ze spłaszczonymi łożyskami to plastikowe łożyska do szybkiego montażu. Jeden koniec elementu ustalającego zawiera słupek, który jest zwymiarowany i ukształtowany tak, aby bezpiecznie pasował do kwadratowego otworu elementu konstrukcyjnego metalu. Środkowy otwór elementu ustalającego jest zwymiarowany i wycięty tak, aby bezpiecznie dopasować nakrętkę sześciokątną, umożliwiając dokręcenie śruby #8-32 bez konieczności trzymania nakrętki za pomocą klucza. Drugi koniec elementu ustalającego ma otwór, przez który przechodzi wał. element ustalający nakrętkę sześciokątną z 1 słupkiem jest przeznaczony do podparcia z metalu konstrukcyjnego.

Łożyska wału o dużej wytrzymałości

Jedyną dostępną częścią wspierającą wał o wysokiej wytrzymałości jest łożysko wału o wysokiej wytrzymałości. Są to części z tworzywa sztucznego podobne do płaskich łożysk, z tą różnicą, że środkowy otwór ma rozmiar umożliwiający przejście wału ¼”. Łożysko wału o wysokiej wytrzymałości można zastosować, wybierając wał o wysokiej wytrzymałości, który ma dokładną długość, która ma być umieszczona pomiędzy dwoma łożyskami przymocowanymi pomiędzy dwoma kawałkami metalu konstrukcyjnego. Jednakże w tej konfiguracji wał nie przejdzie przez metal konstrukcyjny i będzie podtrzymywany jedynie przez tworzywo sztuczne łożyska, które może ulec uszkodzeniu pod wpływem naprężenia. W przeciwnym razie w metalu konstrukcyjnym należy wywiercić niestandardowy otwór, wystarczająco duży, aby umożliwić swobodne obracanie się wału o wysokiej wytrzymałości po włożeniu go przez łożysko i metal. Łożysko wału o wysokiej wytrzymałości zostało zaprojektowane tak, aby wszystkie 3 otwory były zabezpieczone metalem konstrukcyjnym.

Łożyska płaskie Łożyska bloku poduszek Jednosłupkowe uchwyty do nakrętek sześciokątnych Łożyska wału o wysokiej wytrzymałości
file-ghoEgqHxQe.jpg plik-qtNddogzsF.jpg plik-CpqMBW12JG.jpg plik-zJfKzpyAe7.jpg file-6KYTC0D9l4.jpg

Przykłady dwóch punktów podparcia

1 punkt podparcia (słabo) 2 punkty podparcia (dobre) 2 punkty podparcia (dobre)
plik-i6CxBcNDv0.jpg plik-A9XSkYEr41.jpg plik-RfF71YApCH.jpg

Przechwytywanie wałów

Wały należy uchwycić, aby wał mógł się swobodnie obracać i nadal nie wysuwał się z zespołu. Ponadto części, które wał ma obracać, muszą zostać uchwycone i/lub przymocowane do wału, tak aby obracały się wraz z wałem.

Istnieje kilka opcji części do przechwytywania wałów ⅛”. Podczas chwytania wału umieszczonego w gnieździe silnika ważne jest, aby zamocować kołnierz w takiej orientacji, aby opierał się o element konstrukcyjny znajdujący się naprzeciw silnika. Dzięki temu wał będzie bezpiecznie umieszczony w silniku. Ważne jest również zabezpieczenie kół, kół zębatych i zębatek przed przesuwaniem się w przód i w tył na wale. Jednym ze sposobów osiągnięcia tego jest przymocowanie kołnierza do wału po obu stronach elementu. Kiedy kołnierze są umieszczane na kawałku metalu konstrukcyjnego lub łożysku, umieszczenie podkładki pomiędzy częścią a elementem może zmniejszyć tarcie.

Do uchwycenia wału ⅛” można użyć następujących części:

  • Kołnierze wału zaciskowego to plastikowe cylindry z kwadratowym otworem ⅛” przebiegającym przez środek cylindra, cylinder ma podłużny podział wzdłuż długości z prostopadłym otworem na śrubę, przez który przechodzi śruba #8-32 i jest zabezpieczona nakrętką Nylock. Te kołnierze są zaprojektowane tak, aby wał był wkładany przez kwadratowy otwór, a następnie dokręca się śrubę #8-32, aby zacisnąć kołnierz na wale. Kołnierz wału zaciskowego jest najszerszą z części używanych do chwytania wałów, przestrzeń i długość wałka muszą być zaprojektowane w zespole, aby pomieścić tę szerokość.
  • Kołnierze gumowe to cienki gumowy cylinder z kwadratową wkładką ⅛” przechodzącą przez środek cylindra. Kołnierze te są zaprojektowane tak, aby wał był wkładany przez kwadrat, a kołnierz chwyta wałek przez przyłożone tarcie. Gumowe kołnierze wału są najcieńszymi częściami używanymi do chwytania wałów, jednak nie mają śruby zaciskowej wywierającej nacisk na wał, jak kołnierze wału zaciskowego, ani śruby ustalającej, która została dokręcona do wału, jak kołnierze wału .
  • Kołnierze wału to metalowe cylindry z okrągłym otworem biegnącym przez środek, o wymiarach umożliwiających prześlizgiwanie się przez wał ” otwór. Z boku kołnierza znajduje się prostopadły otwór gwintowany #8-32 z wkręconym wkrętem ustalającym. Kołnierze te są zaprojektowane tak, aby śruba ustalająca była dokręcana do wału. Śruby dociskowe wymagają klucza sześciokątnego 5/64” do dokręcenia śruby. Gwintowany otwór nr 8-32 w kołnierzu umożliwia wykręcenie śruby ustalającej i zastąpienie śruby nr 8-32 lub łączników nr 8-32 do wsporników. Te substytucje mogą prowadzić do pewnych kreatywnych zgromadzeń. Śruba dociskowa w kołnierzu może stworzyć wiertło w trzonie, jeśli zostanie zbyt mocno dokręcone. Jeśli tak się stanie, wiertło należy spiłować na gładko przed ponownym użyciem trzonu.
  • Kołnierze wałka o wysokiej wytrzymałości to jedyne części dostępne do przechwycenia wałka o wysokiej wytrzymałości, chyba że wałek jest uchwycony przez wciśnięcie go pomiędzy dwa łożyska wsparte metalem konstrukcyjnym, jak opisano powyżej. Kołnierz wału o wysokiej wytrzymałości jest prawie identyczny z plastikowym kołnierzem wału zaciskowego, z wyjątkiem tego, że kołnierz ma kwadratowy otwór o średnicy 1/4 cala przebiegający przez jego środek.

W tym filmie wyjaśniono różnice między gumowymi kołnierzami wału a kołnierzami wału oraz kiedy stosować każdy z nich.

Kołnierz zaciskowy wału Gumowy kołnierz wału Kołnierz wału Kołnierz wału o wysokiej wytrzymałości
plik-WI2icgaDrc.jpg plik-YxpE7PbKSr.jpg plik-uFINZPSYNU.jpg file-2ONEGR67uT.jpg

Mocowanie komponentów do wałów

Innym rodzajem chwytania wału jest przymocowanie elementu do wału tak, aby obracał się wraz z wałem. Wiele elementów można łatwo przymocować do wału, ponieważ mają one albo uformowany kwadratowy otwór, albo metalową wkładkę z kwadratowym otworem, jak wspomniano powyżej. Gdy element metalowy musi zostać przymocowany do wału, potrzebna jest dodatkowa część. W przypadku wału ⅛” części te obejmują:

  • Pręt blokujący wału napędowego to metalowa płytka z dwoma otworami na końcach dopasowanymi do śruby nr 8-32 i nakrętki mocującej do zamontowania drążka na metalowym elemencie i trzech kwadratowych otworach ⅛”, które umożliwiają włożenie wałka przez środkowy kwadratowy otwór, co pozwala wałkowi na obracanie metalowego elementu. Uwaga, dwa kwadratowe otwory po bokach środkowego kwadratowego otworu mogą być używane z wycofanym metalem o podziałce 1/4”.
  • Pręt blokujący to plastikowy pręt z dwoma otworami końcowymi o rozmiarze na śrubę #8-32 i nakrętką mocującą do zamontowania pręt do metalowego elementu i jest tam metalowa wkładka z kwadratem ” pośrodku, która umożliwia włożenie wałka przez kwadratowy otwór, co pozwala wałkowi na napędzanie obracającego się metalowego elementu. Metalową wkładkę wkłada się do szczeliny w plastikowym pręcie, która ma konstrukcję ząbkową, umożliwiającą wyjęcie metalowej wkładki, a następnie ponowne włożenie do szczeliny z kwadratowym otworem zorientowanym w innym położeniu. Istotne jest, aby pręt blokujący był zamontowany na metalowym elemencie tak, aby strona metalowej wkładki pręta przylegała do metalu, w przeciwnym razie wałek może wypchnąć metalową wkładkę ze szczeliny pręta, uwalniając metalowy element z wału . Blokady nie są sprzedawane oddzielnie. Można je kupić w pakiecie łożysk blokujących & z blokadą. Plastikowe belki blokujące są bardziej podatne na uszkodzenia w przypadku ekstremalnych obciążeń niż metalowe belki blokujące wału napędowego.

W chwili pisania tego artykułu nie są dostępne żadne pręty zabezpieczające firmy VEX do wałów o dużej wytrzymałości. Niemniej jednak w metalowym elemencie konstrukcyjnym można wywiercić niestandardowy otwór, a do metalu można zamontować przekładnię o dużej wytrzymałości lub zębatkę o dużej wytrzymałości z otworami montażowymi. Następnie wałek o wysokiej wytrzymałości można włożyć przez metalowy element i przekładnię/koło zębate. Zamontowane koło zębate/koło zębate działa jak drążek blokujący, umożliwiając wałowi wprawianie metalowego elementu w ruch obrotowy. Jeśli dostępne są specjalistyczne narzędzia, jeden z otworów w metalowej płytce lub metalowym pręcie można powiększyć do kwadratowego otworu ¼” za pomocą przeciągacza, aby wykonać niestandardową płytkę blokującą dla dużego wału. Obecnie istnieje sprzedawca na rynku wtórnym, który sprzedaje pręty metalowe VEX o różnych długościach z otworem wyciętym w kwadrat ¼”.

Blokada wału napędowego Blokady Metalowy pręt z przebitym otworem ¼”
plik-QPbBYZJQgA.jpg plik-WVcPofwqrQ.jpg plik-vdERmULoAI.jpg

Przykłady chwytania wału

plik-XXK1HNb3xZ.jpg

  1. Gumowy kołnierz wału wychwytuje wał przed wysunięciem się z gniazda napędu w silniku
  2. Dwa gumowe kołnierze wału przechwytują 4-calowe koło przed przesuwaniem się tam i z powrotem na wale
  3. Kwadratowe metalowe wkładki w kole 4” mocują koło do wału

Bezpłatny montaż obrotowy

W niektórych sytuacjach może nie być pożądane mocowanie koła zębatego, koła łańcuchowego, elementu metalowego lub koła do wału. W tym przypadku element (koło lub konstrukcja metalowa) miałby otwory montażowe i byłby montowany po stronie napędzanej lub „wyjściowej” przekładni zębatej lub układu napędowego koła łańcuchowego. Napędzane koło zębate lub napędzane koło zębate i koło mogą wykorzystywać wkładki z okrągłymi otworami, aby umożliwić im swobodne obracanie się na wale. Koło lub metalowy element zamontowany na napędzanym kole zębatym/koła zębatym będzie się obracać od napędzającego (wejściowego) koła zębatego lub napędzającego koła łańcuchowego i łańcucha a nie za wałek, na którym jest osadzony. Zespół swobodnego obracania się nie powoduje dodatkowego tarcia związanego z obracaniem zarówno wału, jak i zespołu.

Przykład zespołu swobodnego wirowania

Bezpłatny montaż obrotowy

  1. Napędzana przekładnia o wysokiej wytrzymałości i koło 3,25 mają wkładki z okrągłymi otworami, które umożliwiają im swobodne obracanie się na wale. Koło 3,25 jest zamontowane na przekładni o wysokiej wytrzymałości.
  2. Przekładnia napędowa o wysokiej wytrzymałości ma metalowe kwadratowe wkładki, które mocują ją do wału i umożliwiają silnikowi napędzanie wału, a co za tym idzie napędzanie przekładni, obracając ją.
  3. Wał nie musi się obracać wraz z zespołem koła.

Rzeczywistość robota

Wspieranie i chwytanie wałów jest ważnym aspektem montażu robota. Niezależnie od tego, czy jest to gra w klasie, czy mecz eliminacyjny w dużych zawodach robotyki, niewiele rzeczy bardziej przygnębia niż patrzenie na boisko i zobaczenie koła zębatego, koła zębatego lub zębatki robota leżącego na ziemi lub poruszającego joystickiem sterownika robota i nic się nie dzieje, ponieważ z silnika wysunął się wał.

Zagrożenie bezpieczeństwa:
plik-rXVRcJFkVw.png

Punkty uszczypnięcia

Należy uważać, aby palce, ubranie, przewody i inne przedmioty nie dostały się między ruchome elementy.

Wały i osprzęt można kupić pod adresem https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: