Hur man bygger din allt riktigt riktigt snabbt (11 / 19 steg)

Steg 11: Rör och profiler: sammanfoga plåtar och strukturella program

Om du är listig, du kan faktiskt använda premanufactured rör och extuded former som bärande delar som backas upp av pläterar eller av dem själva. Detta avsnitt kommer att vara lite partisk mot hobby robotar, maskiner och andra större redskap eftersom jag verkligen inte tänka på en Arduino inhägnad hardcore nog att motivera aluminium och stål.

Aluminium profiler brukar särskilt tillverkas till en hög grad av precision och vinkelräthet jämfört med stål, eftersom stål former är oftare rulle-bildade eller kontinuerligt gjutna. Små figurer som stål tenderar också att ha en "skala" finish som är grov som rörig. Jag brukar inte använda stål former så mycket på grund av ökad vikt, i de flesta fall utan det mycket extra styrkan (jämför sträckgräns av A36 stål, ett vanligt konstruktionsstål finns i valsade produkter, till 6061 strukturella aluminium).

Stål, men är definitivt mer gynnsam för gemensamma svetsteknik (medan aluminium kräver generellt mycket dyrt och mycket beroende av skicklighet TIG-svetsning); svetsning är inte min starka sida, så jag skjuta andra där. Till exempel Observera denna förunderliga användning av aluminium extruderade rektangel i form av en liten go-kart (SAM av Amy Qian).

Detta avsnitt fokuserar i stället på kreativ användning av strängpressad aluminium former. Förutom den vanliga fyrkantiga, rektangulära, vinklar, etc., det finns även tillverkare som säljer specialiserade profiler med quick-befästningssystem, en av de vanligaste är 80/20.

Med profiler som balkar

Rektangulära, runda och andra trubbig stängd-profil rören är väl lämpad för lång spann som de som finns i maskinen ramar. Profiler är effektiva i denna roll eftersom deras material tenderar att fördelas på de yttre kanterna (för saker som rör), maximera dess styvhet per vikt därigenom maximera profilens andra ögonblick av området. Några exempel bilder på detta steg visar maskiner och contraptions byggd med hjälp av olika extrudering profiler.

Bild 1 är en FEA simulering av flera olika profiler (L-vinkel, U-kanal och fyrkantiga röret) i en enda utskjutande böjning belastning. L fäste, att vara både obalanserad i böjande plan och utan en annan vertikal sida att motstå den, är ganska hemsk. Märka den roterande deformation som kommer från att vara obalanserad - om lasten var starkare, då den slutliga formen skulle vara V-formad som den roterar för att bli symmetrisk! L parentes, kommer som du kanske har gissat, endast utföra i böjning om det finns en annan L-fäste som är dess spegelbild. I så fall, börjar det närma sig en U-kanal.

Det finns ganska liten skillnad mellan U-kanal och box röret på grund av att de breda sidorna tar upp majoriteten av lasten i böjning. Saknade toppen av U-kanal innebär det miste om vissa tryckhållfasthet, därav det deformeras något mer.

Bild 2 visar några 80/20 X-formad T-slitsade extrudering i jämförelse med en kvadratiska aluminiumrör av nästan samma materiellt område. 80/20 är uppskattad för sin styrka i komplement till sin användarvänlighet församling (många olika fästen, gångjärn, plattor, etc. är tillgängliga). Det är tyvärr inte den starkaste möjliga profilen på grund av behovet av att ha T-platser. Skillnaden är liten nog att 80/20 kan vara ett utmärkt val för snabb att bygga större doohickeys.

Inte använder profiler som vridfjädrar

En ansökan som de flesta (icke-cirkulära) röret är dålig på är torsional laster. Bilderna 3 och 4 är några fribärande vridning laster på ändarna av gemensamma aluminium profiler. L-vinkeln är klart mycket mycket hopplöst, med öppen för de i U-kanal spackling bättre men fortfarande avleda väsentligen. Box röret, så att en sluten slinga, svarar bäst. 80/20 är ganska dålig i vridning på grund av dess brist på en sluten slinga och det faktum att det finns mindre material vid ytterkanterna annars

Tänk dock på deformationen är mycket överdriven för att visa den materiella rörelsen.

Bild 4 visar en 100 lbforce-in (ca 10 Nm) vridmoment på slutet, och den faktiska deformationen är ungefär 0,04 inches (som 1mm), så det är inte som 80/20 kommer att omedelbart förvandla kringla på dig! Däremot flyttar fyrkantiga röret knappt. En rund tub med lika sectional vikt visar ännu mindre deformation.

Sammantaget är det viktigt att inte ladda din strukturella rör i vridning om du inte specifikt design det att hantera sådan belastning, som är utanför ramen för denna guide.

Fastspänning till profiler med plattor

Någonsin få in i en situation där inte du riktigt säker där något kommer att sluta på en extrudering ram? Använda två bit av plattan och några bultar, kan du bygga en rangerbangård Justerbart fäste som kan dras åt ner någonstans och eventuellt borras och skruvas på plats senare.

Bild 5 visar "Små cykeln", en enhet som en korrekt namngivna transport också från Amy gör saker, som har många inställbara komponenter som placerar fästen, kedjan spännare och även placera av hjulen, justerbar på en tjock kvadrat extrudering.

Med profiler som Standoffs

Detta är en variant av med plattor på en extrudering som fokuserar på plattorna. De industriellt framställda vinkelräthet av rör kan också användas att hålla tallrikar tillsammans. Flera av de exempel bilderna visar rektangulära och fyrkantiga aluminiumrör används på detta sätt. De görs i allmänhet bättre än +/-0,01" dimensioner, så detta kan vara ett anmärkningsvärt korrekt sätt att göra ramar, manipulatorer, drivlinan pods, etc. Det är ganska vanligt att bygga en mekanisk transmission setup helt inom en tjockväggiga rör, med kullager monteras i väggarna i slangen.

Kolla exempel bilder för vissa implementeringar av rör, profiler och olika missöden engagera dem!