Використання валів V5

У металевій системі VEX використовуються квадратні вали, а не круглі осі, щоб вузли могли обертатися або обертатися. Ця квадратна форма дозволяє валам вставлятися в квадратне гніздо в двигунах і забезпечує фізичне з’єднання з приводними валами замість фрикційного з’єднання, яке використовується з круглими осями. Квадратна форма валів також дозволяє компонентам руху, таким як колеса, шестерні та зірочки, а також таким датчикам, як оптичний кодер валу та потенціометр, мати фізичне з’єднання приводу для їх обертання. Це пояснюється тим, що вони мають формований пластиковий квадратний отвір або металеву вставку з квадратним отвором такого розміру, щоб вали могли ковзати крізь компоненти. Ці вали також відомі як приводні вали.

Вали доступні в різних варіантах довжини до 12 дюймів і доступні в двох версіях: вал і високоміцний вал.

Вали

Ці вали мають ⅛” квадратний брусок. Вали були частиною системи VEX EDR з моменту її появи та сумісні з усіма продуктами VEX Motion. Стрижні можна нарізати на власну довжину, однак вони можуть скручуватися, згинатись або зрізатися під час сильного навантаження.

Високоміцні вали

Ці вали мають квадратний стрижень ¼ дюйма. Високоміцні вали були представлені пізніше в лінійці продуктів VEX EDR, і вони сумісні лише з продуктами VEX Motion, які були розроблені для розміщення більших валів, таких як V5 Smart Motor, високоміцні шестерні, високоміцні зірочки та ланцюг, і колеса 3,25 дюйма. Вали можуть бути нарізані на власну довжину та можуть витримувати високі навантаження, однак вони не проходитимуть через квадратні отвори металевих конструкцій і потребуватимуть спеціального отвору для свердління (свердло 5/16” або 8 мм), якщо ця вимога є частиною монтажна конструкція. Високоміцні вали важать більше, ніж стандартні вали.

Вал	Високоміцний вал

Опорні вали

Отвори в металевих конструкціях квадратні, тому важливо підтримувати вал, щоб вал обертався плавно. Крім того, майже в усіх вузлах важливо забезпечити принаймні дві паралельні точки опори. Якщо для кожного валу не передбачено дві опори, валу буде дозволено злегка повертатися вгору та вниз в одній точці опори, що ускладнить обертання валу. Чим важчий вузол робота, який підтримує вал, тим важливіше забезпечити ці дві точки опори. Щоб дізнатися більше про опорні вали, перегляньте наступне відео.

Є кілька доступних частин для забезпечення цих опор.

Вали

Доступні деталі для підтримки квадратних валів ⅛” включають:

• Підшипникові пластини — це пластикові деталі з трьома отворами, які будуть підтримувати вал в 1 отворі та дозволяють використовувати гвинти та гайки або кріпильні заклепки для кріплення в інших отворах. Плоский підшипник має пластикові зубці з одного боку, призначені для вставлення в металеві квадратні отвори. Якщо ці зубці відсутні, підшипник слід викинути, оскільки підшипник може послабитися під дією напруги. Плоский підшипник сконструйований таким чином, що всі 3 отвори закріплені конструкційним металом.
• Підшипники опорного блоку— це пластикові опорні блоки, які дозволяють зміщувати вал вище, нижче або збоку від конструктивної металевої частини, на якій встановлено підшипник. Підшипники опорного блоку не продаються окремо. Їх можна придбати в комплекті Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack.
• 1-стійковий фіксатор шестигранної гайки з пластинами підшипника — це пластикові підшипники швидкого складання. Один кінець фіксатора містить стійку, яка має розмір і форму, щоб надійно вставлятися в квадратний отвір металевої конструкції. Розмір центрального отвору фіксатора має проріз для надійної фіксації шестигранної гайки, що дозволяє затягувати гвинт №8-32 без використання ключа для утримання гайки. Інший кінець фіксатора має отвір для проходження валу. Фіксатор шестигранної гайки з 1 опорою призначений для опори металевою конструкцією.

Високоміцні підшипники валу

Єдина доступна деталь для підтримки вала високої міцності – це підшипник вала високої міцності. Це пластикові деталі, схожі на пластини підшипників, за винятком того, що центральний отвір має розмір для проходження вала ¼ дюйма. Високоміцний підшипник вала можна використовувати, вибравши високоміцний вал, який має точну довжину між двома підшипниками, прикріпленими між двома шматками металевої конструкції. Однак у цій конфігурації вал не проходитиме крізь метал конструкції, а підтримуватиметься лише пластиком підшипника, який може вийти з ладу під час навантаження. В іншому випадку необхідно просвердлити спеціальний отвір у металі конструкції, достатній для того, щоб високоміцний вал міг вільно обертатися після того, як його вставили крізь підшипник і метал. Підшипник валу високої міцності сконструйований таким чином, що всі 3 отвори закріплені конструкційним металом.

Плоскі підшипники	Підшипники опорного блоку	Фіксатори шестигранної гайки з 1 опорою	Високоміцні підшипники валу

Приклади двох точок опори

1 точка підтримки (погано)	2 точки підтримки (добре)	2 точки підтримки (добре)

Захоплення валів

Вали необхідно захопити, щоб вал вільно обертався і не вислизав із вузла. Крім того, деталі, для обертання яких призначений вал, потрібно захопити та/або закріпити на валу, щоб вони оберталися разом із валом.

Існують деякі варіанти деталей для захоплення валів ⅛”. Під час захоплення вала, розміщеного в гнізді двигуна, важливо зафіксувати манжету в такій орієнтації, щоб вона стикалася з конструктивним компонентом, протилежним двигуну. Це дозволить надійно утримувати вал у двигуні. Також важливо зафіксувати колеса, шестерні та зірочки від ковзання туди-сюди по валу. Один із способів зробити це — закріпити хомути на валу з кожного боку компонента. Коли хомути встановлюються на металеву конструкцію або підшипник, розміщення шайби між частиною та компонентом може зменшити тертя.

Для захоплення вала ⅛” можна використовувати наступні частини:

• Втулки затискного вала — це пластикові циліндри з квадратним отвором ⅛” в центрі циліндра, циліндр має поздовжні розрізи по довжині з перпендикулярним отвором для гвинта для проходження та кріплення гвинта №8-32. Nylock гайка. Ці манжети сконструйовані таким чином, що вал вставляють через квадратний отвір, а потім затягують гвинт #8-32, щоб закріпити манжету на валу. Обойма затискного вала є найширшою з частин, що використовуються для захоплення валів, простір і довжина вала повинні бути передбачені в зборі, щоб відповідати цій ширині.
• Гумові манжети вала являють собою тонкий гумовий циліндр із квадратною вставкою ⅛ дюйма, що проходить через центр циліндра. Ці хомути сконструйовані таким чином, що стрижень вставляється через квадрат, і хомут захоплює вал під дією тертя. Гумові манжети валу є найтоншими з деталей, які використовуються для захоплення валів, однак вони не мають затискного гвинта, який тисне на вал, як манжети затискного валу, або встановленого гвинта, який був затягнутий на валу, як манжети валу. .
• Втулки вала — це металеві циліндри з круглим отвором, що проходить через центр, розмір якого такий, щоб вал ⅛” міг просунутися крізь отвір. Збоку хомута є перпендикулярний різьбовий отвір № 8-32 із встановленим гвинтом. Ці манжети призначені для затягування установочного гвинта на валу. Для затягування установчих гвинтів потрібен шестигранний ключ 5/64 дюйма. Різьбовий отвір №8-32 у манжеті дозволяє зняти установчий гвинт і замінити гвинт №8-32 або з’єднувальні елементи №8-32 для опор. Ці заміни можуть призвести до деяких творчих збірок. Установчий гвинт у манжеті може створити задирину на валу, якщо його затягнути занадто сильно. Якщо це трапилося, перед повторним використанням стрижня необхідно напиляти бор.
• Втулки високоміцного вала є єдиними доступними деталями для фіксації вала високої міцності, якщо вал не зафіксовано шляхом розміщення його між двома підшипниками, що мають металеву конструкцію, як описано вище. Комір високоміцного вала майже ідентичний пластиковому хомуту затискного вала, за винятком того, що в центрі хомута є квадратний отвір ¼ дюйма.

У цьому відео пояснюється різниця між гумовими хомутами вала та хомутами вала, а також пояснюється, коли використовувати кожен із них.

Обойма затискного валу	Гумовий хомут	Комір валу	Високоміцний комір валу

Кріплення компонентів до валів

Іншим типом захоплення вала є фіксація компонента на валу, щоб він обертався разом із валом. Багато компонентів можна легко закріпити на валу, оскільки вони мають формований квадратний отвір або металеву вставку з квадратним отвором, як зазначено вище. Коли металевий компонент потрібно закріпити на валу, потрібна додаткова частина. Для валу ⅛” ці частини включають:

• Фіксатор ведучого валу — це металева пластина, яка має два кінцевих отвори розміром під гвинт #8-32 і кріпильну гайку для кріплення стрижня до металевого компонента та три квадратні отвори ⅛”, які дозволяють вставляти вал крізь середній квадратний отвір, який дозволяє валу обертатися металевим компонентом. Зауважте, що два квадратних отвори з боків центрального квадратного отвору можна використовувати з припиненим металом з кроком ¼ дюйма.
• Замкова планка – це пластикова планка, яка має два кінцевих отвори розміром під гвинт №8-32 і кріпильну гайку для кріплення планки до металевого компонента, а також металеву вставку з квадратом ⅛” у центрі, що дозволяє стрижні вставити через квадратний отвір, що дозволяє валу рухати металевий компонент обертатися. Металева вставка вставляється в паз у пластиковій планці, яка має конструкцію храпового зуба, що дозволяє вийняти металеву вставку, а потім знову вставити в паз із квадратним отвором, орієнтованим в іншому положенні. Важливо, щоб фіксуюча планка була встановлена ​​на металевому компоненті таким чином, щоб вона була орієнтована таким чином, щоб сторона металевої вставки була на одному рівні з металом, інакше стрижень може виштовхнути металеву вставку з отвору стрижня, звільнивши металевий компонент із валу. . Замкові планки не продаються окремо. Їх можна придбати в комплекті Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack. Пластикові стопорні планки більш схильні до виходу з ладу під сильним навантаженням, ніж металеві стопорні планки приводного валу.

На момент написання цієї статті немає доступних замкових планок від VEX для високоміцних валів. Незважаючи на це, в металевому конструктивному компоненті можна просвердлити спеціальний отвір, і на металі можна встановити високоміцну шестерню або високоміцну зірочку з монтажними отворами. Потім високоміцний вал можна вставити через металевий компонент і шестерню/зірочку. Встановлена ​​шестерня/зірочка діє як фіксатор, що дозволяє валу рухати металевий компонент до обертання. За наявності спеціалізованих інструментів один із отворів у металевій пластині або металевому стрижні можна збільшити до квадратного отвору ¼ дюйма за допомогою протяжки, щоб зробити індивідуальну пластину замка для великого валу. Наразі є постачальник післяпродажного обслуговування, який продає металевий пруток VEX різної довжини з отвором у квадрат ¼ дюйма.

Фіксатор карданного валу	Замкові планки	Металевий пруток з отвором ¼ дюйма

Приклади захоплення валу

Безкоштовне обертання

Бувають обставини, коли шестерню, зірочку, металевий компонент або колесо не бажано кріпити до валу. У цьому випадку компонент (колесо або металева конструкція) мав би монтажні отвори та монтувався на веденій або «вихідній» стороні системи приводу шестерні або зірочки. Ведена шестерня або ведена зірочка та колесо можуть використовувати вставки з круглими отворами, щоб вони могли вільно обертатися на валу. Колесо або металевий компонент, встановлений на веденій шестерні/зірочці, обертатиметься від ведучої (вхідної) шестерні або ведучої зірочки та ланцюга а не за вал, на який він вставлений. Вузол вільного обертання не має додаткового тертя обертання як вала, так і вузла.

Реальність роботів

Підтримка та захоплення валів є важливим аспектом складання робота. Незалежно від того, чи це гра в класі, чи матч на вибування у великих змаганнях з робототехніки, немає багатьох речей, які можуть бути такими невтішними, як дивитися на поле й бачити шестірню, колесо чи зірочку від робота, що лежить на землі, або рухати джойстиком контролер робота, і нічого не відбувається, оскільки вал вислизнув із двигуна.

Небезпека:

Точки затискання Слідкуйте за тим, щоб пальці, одяг, дроти та інші предмети не потрапили між рухомі компоненти.

Вали та обладнання можна придбати за адресою https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.