Macchina per lavorazione specchi

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Questo argomento contiene 13 risposte, ha 4 partecipanti, ed è stato aggiornato da Avatar Giulio Tiberini 3 anni fa.

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    GiM
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    Una piccola premessa a quanto descritto in seguito. Le lavorazioni per la costruzione di una macchina per molare gli specchi di cui si parla nel seguito necessitano di alcune conoscenze basilari di meccanica, elettrotecnica ed elettronica non sempre note ai più. Con questo voglio dire che chiunque decidesse di seguire la costruzione di una simile apparecchiatura seguendo in toto od in parte le mie descrizioni lo farà assumendosene ogni responsabilità in quanto certe soluzioni non sono poi molto “ortodosse”. Per quel che mi riguarda quindi declino ogni responsabilità in merito.
    Una delle difficoltà maggiori che incontra colui che si accinge ad intraprendere la costruzione di una macchina per la lavorazione degli specchi è sicuramente la riduzione della velocità di rotazione del motore elettrico che aziona la rotazione del piano. Un’altra difficoltà sta nel trovare un motore adatto. Naturalmente il tutto si può risolvere molto banalmente acquistando un opportuno motore dotato di riduzione meccanica e magari di un inverter che permetta la variazione di velocità dello stesso, o in maniera ancora più semplice acquistando un kit che permetta l’assemblaggio dell’intera macchina senza alcuno sforzo ne problema.
    Per chi come me prende queste cose come una sfida, acquistare tutto e ritrovarsi la pappa pronta non viene neppure preso in considerazione. Certo se mi fossi ritrovato un motore di recupero con annessa una riduzione non è che lo avrei scartato ma il principio guida è sempre stato quello di cercare di fare tutto da me e quando possibile utilizzare appunto materiali di recupero. Per quanto possa sembrar strano questo comporta che spesso i soldi spesi risultano ben superiori alla somma che si sarebbe spesa per l’acquisto dell’apparecchiatura finita. Ma è sempre il solito discorso anche lo specchio finito forse converrebbe acquistarlo già pronto per non dire dell’intero telescopio, però sappiamo bene che quelli come noi amano complicarsi la vita pur di imparare qualcosa.
    La riduzione della velocità di rotazione io l’ho risolta utilizzando un motore di lavatrice, due pulegge e due cinghie per l’azionamento del cestello, con la costruzione di due assi lavorati al tornio e con un riduttore elettronico di velocità del motore. Le foto ed i filmati che troverete di seguito serviranno per chiarire meglio quanto dirò. Ma andiamo per gradi.
    Da una vecchia lavatrice ho recuperato il motore, una puleggia ed una cinghia. Un’altra puleggia ed un’altra cinghia le ho acquistate da una ditta che si occupa di recupero di materiali ferrosi. Il diametro della puleggia è di 30 cm mentre l’asse del motore ha un diametro di 3 cm. Questo vuol dire che collegando il motore alla puleggia ottengo una riduzione di 10:1 quindi ripetendo l’operazione con un’altra puleggia ottengo una riduzione di 100:1. Il problema nasce dal riuscire a collegare il tutto in maniera opportuna. Allo scopo mi sono costruito al tornio due assi che ho munito di due cuscinetti a sfera per ognuno e che ho sistemato su dei supporti di legno come appare in figura.
    Asse su cuscinetti foto 1 https://postimg.cc/image/eufet8mlx/
    Asse su cuscinetti foto 2 https://postimg.cc/image/qiubbwzfx/
    Motore lavatrice 1 https://postimg.cc/image/okjc3f1kr/
    Motore lavatrice 2 https://postimg.cc/image/atfrre9gj/
    Motore lavatrice 3 https://postimg.cc/image/qq21ucnjr/
    Box in multistrato 1 https://postimg.cc/image/tet1gvwqd/
    Box in multistrato 2 https://postimg.cc/image/a6q3tt00d/
    Box in multistrato 3 https://postimg.cc/image/5tg4chpvr/

    Il tutto poi è stato inserito in una specie di scatola costruita in multistrato di pioppo da 2 cm di spessore che poggia su una “vecchia” scrivania a cui ho levato il ripiano superiore.

    Box collocato sulla scrivania di supporto 1 https://postimg.cc/image/655qf2r3h/
    Box collocato sulla scrivania di supporto 2 https://postimg.cc/image/kedbif1u9/
    Box collocato sulla scrivania di supporto 3 https://postimg.cc/image/ynv6ko8dr/

    Vi esorto a notare nei filmati che seguono che nelle prime prove il motore è alimentato da un trasformatore che eroga corrente continua a poco meno di 20 volt.

    Film box in multistrato film primo collaudo https://youtu.be/qFmmt4EQ858
    Film box in multistrato particolare asse https://youtu.be/J8IDpzRTIvw

    A questo punto ho segato una circonferenza di 60 cm di diametro sempre in legno multistrato che costituisce il piatto rotante. Detto piatto non è collegato direttamente all’asse di rotazione ma poggia su tre ruote in nylon disposte a 120 gradi ed è trascinato da una crociera in legno collegata direttamente all’asse di rotazione come è appare dalle foto allegate. Questo per non gravare direttamente sull’asse di rotazione con il peso del piatto e di tutto ciò che si carica su di esso.
    L’asse di rotazione agisce su di esso mediante degli incastri di legno che formano una sorta di giunto cardanico per sopperire alle piccole ma immancabili mancanze di perpendicolarità fra asse e piano rotante. Le figure seguenti credo rendano bene il concetto.
    ruote di sostegno a 120 gradi https://postimg.cc/image/pxbv3iwyt/
    vista posteriore piatto rotante https://postimg.cc/image/xy0n1e7nv/
    supporto per trascinamento piatto rotante https://postimg.cc/image/aq2k6i2k7/

    La variazione di velocità del motore l’ho ottenuta mediante un varlight per lampade ad incandescenza comprato al brico per una decina di euro. La regolazione non è finissima, risente ad esempio delle variazioni di tensione della rete ed a bassissimo numero di giri talvolta il motore non parte ma nel complesso il funzionamento è soddisfacente. Tenete presente che senza questo accorgimento il motore girerebbe a 11500 giri al minuto, questo almeno stando ai dati riportati sulla targa ad esso applicata. Tra riduzione meccanica ed elettronica la velocità minima che riesco ad ottenere per il piatto rotante è di circa 10 giri al minuto, velocità che non uso quasi mai, normalmente lo faccio girare a circa 30 o 40 giri al minuto.
    A chi ne facesse richiesta potrei fornire lo schema dei necessari collegamenti elettrici che comunque si trovano facilmente su internet. Naturalmente vale sempre la regola che ognuno si assume la responsabilità di ciò che fa, lasciando perdere il tutto se non si hanno le sufficienti competenze per fare tutto in sicurezza ed in ogni caso ribadisco che non tutte le soluzioni che ho adottato sono molto ortodosse. Se fra voi c’è un elettrotecnico magari potrebbe anche suggerire a tutti di lasciar perdere e di utilizzare qualche altro metodo. In ogni caso proprio nei giorni in cui scrivo queste note, siamo a fine aprile 2017, è in edicola una rivista di elettronica che ha pubblicato un circuito elettronico per il controllo dei motori in alternata dotati di spazzole come il motore di lavatrice che ho usato nel mio progetto. Pare che la regolazione si abbia senza perdita di coppia anche a basso numero di giri. Il kit se non ricordo male costa circa 30€.
    Come è possibile vedere nei filmati la macchina è dotata anche di un braccio oscillante che permette di ottenere un movimento traslatorio dell’utensile nei confronti dello specchio (o dello specchio nei confronti dell’utensile) che si assomiglia notevolmente ai movimenti ottenuti nelle lavorazioni fatte a mano. Nelle lavorazioni cerco infatti di non discostarmi troppo da quelle che sono le regole classiche che si seguono nelle lavorazioni manuali, un notevole aiuto comunque me lo dà il programma POLSIM che fornisce verosimili informazioni sui risultati che si possono ottenere variando alcuni parametri di lavorazione come ampiezza delle passate, posizionamento reciproco fra specchio e utensile ecc.. certo è che i controlli vanno fatti piuttosto di frequente per evitare brutte sorprese che pure non mancano. Fondamentale, durante la lucidatura e per l’ottenimento di una buona sfera, è un buon adattamento della patina di pece. Ho potuto notare che senza tale requisito i tempi di lucidatura che pure sono comunque lunghi, tendono a diventare biblici ed i risultati scarsi. Altro parametro importantissimo è la durezza della patina di pece. Mi è capitato di usare una patina troppo dura che non si adattava allo specchio durante la lavorazione ed i risultati sono stati fallimentari.
    In ogni caso il braccio oscillante è tenuto in movimento da un motorino per tergicristallo recuperato da un mio collega di lavoro da una qualche auto rottamata. Detto motore è tenuto in posizione da un castelletto costruito con 4 spezzoni di barra filettata da 8mm un numero sufficiente di dadi e da due piastre in acciaio comprate al brico. Il tutto è poi fissato al piano di supporto. All’asse di detto motore è poi fissato uno spezzone di profilato in ferro che mosso dall’asse del motore realizza un movimento circolare che trasmette il moto al braccio oscillante. Regolando il punto di attacco su detto profilato si può variare l’ampiezza dell’oscillazione.
    Eccentrico movimento braccio oscillante https://postimg.cc/image/b7vb4onsr/

    Come è possibile vedere nei filmati il tutto ha richiesto delle lavorazioni meccaniche per esempio per l’ottenimento degli snodi, degli assi di rotazione, alcuni punti di saldatura per unire le parti ecc.. e questo sono sicuro scoraggerà molti di coloro volessero realizzare detta macchina. Però a costoro posso dire che in realtà niente impedisce di realizzare il tutto in legno sostituendo l’asse su cui è incernierato il braccio oscillante e gli snodi necessari, con ad esempio delle cerniere sufficientemente robuste comprate al brico a cui collegare appunto dei bracci in legno. Se adeguatamente ingrassate dette cerniere servirebbero perfettamente allo scopo. Per questo motore non è necessaria una riduzione meccanica del numero dei giri in quanto tale riduzione è già presente sul dispositivo. Tuttavia una variazione di velocità sia pur minima la ottengo fornendogli energia con un alimentatore targato GBC in grado erogare diverse tensioni tutte intorno ai 12 volt nominali delle batterie delle macchine. In ogni caso sappiate che è proprio questo motore che risulta leggermente sottodimensionato come potenza e che talvolta ho visto “arrancare” nelle lavorazioni di lucidatura con la pece e ossido di cerio su uno specchio di 300mm che sto attualmente lavorando. In alcuni casi si è proprio bloccato ma devo dire che si è trattato di situazioni limite, l’ampiezza dell’oscillazione era al massimo consentito e ciò richiede il massimo sforzo del motore, inoltre fra vetro e utensile non c’era quasi più abrasivo e ciò creava una sorta di effetto ventosa. Normalmente però funziona alla grande e svolge onestamente il suo compito.
    Dall’esperienza maturata posso dirvi che detta macchina la considero molto buona e utile nella fase di sbozzatura fino alla lavorazione con gli abrasivi più fini. L’ho usata fino ad una grana 1200 con cui ho ottenuto delle superfici con una satinatura finissima. Addirittura come si può vedere in uno dei filmati l’ho voluta provare con l’utensile di vetro e l’ossido di cerio. Ebbene se lo si fa con le dovute cautele (i pericoli di incollaggio dei vetri o di rigature brutali sono sempre in agguato) i risultati sono incredibili, quando si passa alla lucidatura con la pece basta un quarto d’ora di lavoro per riuscire a intravedere con Ronchi la qualità della curva ottenuta. Arrivare poi a una superficie perfettamente lucida richiede comunque ore ed ore di lavoro della macchina. Ad ogni modo e giusto per dare un’idea, lo specchio da 300 mm che attualmente sto lavorando, ha richiesto che dalla grana 120 in poi ossia 220, 400, 800, 1000, 1200 circa un’ora di lavoro effettivo per ciascuna grana ma alla fine aveva una superficie veramente stupenda. Tutto sembra molto bello e veloce però tenete conto che un incredibile numero di volte son dovuto tornare indietro verso la grana 400 e talvolta anche verso la 220 per rimediare ad alcuni graffi che mi sono ritrovato lavorando con le grane più sottili.
    I guai veri però solitamente iniziano con la pece e la seguente fase di lucidatura. Sia ben chiaro un’ora di lucidatura è normalmente più che sufficiente per avere una superficie abbastanza lucida da permettere di valutare la bontà della curvatura della superficie mediante Ronchi, ma spesso questa risulta abbastanza lontana dalla sfera. Eppure controllando la superficie con uno sferometro dotato di quadrante a orologio in grado di apprezzare il centesimo di mm non si riesce ad apprezzare il benché minimo movimento dell’ago.
    In alcuni casi mi sono ritrovato a raggiungere la sfera nel giro di poco tempo mentre in altri la stessa sembrava impossibile da ottenere. I vari tentativi sono dovuti al fatto che spesso preso dalla frustrazione sono più volte tornato indietro con gli abrasivi ripartendo ad esempio dall’800 per cercare avvicinarmi più velocemente alla sfera cercata. Ora però sono quasi certo che le cause più probabili di questi insucessi sono da addebitare ad un scarso adattamento della patina e ad una pece troppo dura.
    Riepilogando, per poter realizzare questa macchina, che non è di mia invenzione (almeno in buona parte) ma è tratta da un filmato visto su internet, è necessario lavorare al tornio due assi insieme ad altre piccole lavorazione meccaniche che in ogni caso non credo richiedano grosse somme anche andandoli a far fare da un tornitore professionista.
    In ogni caso è anche possibile, ad esempio acquistando da internet ma meglio sarebbe da qualche rottamatore, delle crociere per lavatrice già munite di asse. In tal caso basterebbe costruire dei dischi in multistrato di opportuno diametro da fissare con delle viti alla crociera per sostituire le pulegge che invece sono normalmente vendute prive di asse. Le soluzioni possono essere tante, basta un pochino di fantasia. Certo è che tutti questi materiali conviene procurarseli di recupero altrimenti le spese iniziano a crescere in modo vertiginoso.
    Quindi, nella soluzione da me adottata, per quanto riguarda il solo piatto rotante i due assi sono sicuramente la parte più problematica il resto si risolve con un pochino di multistrato un seghetto alternativo ed un po’ di viti.
    Detto questo spero di essere stato sufficientemente chiaro sul come ho realizzato il tutto. Naturalmente resto a disposizione per eventuali chiarimenti o suggerimenti per coloro intendessero provare a realizzare l’opera o per coloro che vogliono sapere per semplice curiosità.
    Sempre per i curiosi e per coloro che ne hanno voglia, segue una serie di filmati con la macchina in azione.
    Lavorazione 300 mm grana 120 https://youtu.be/9jsZ8Nw2jCM
    lavorazione con grana 220 https://youtu.be/zRFs5S4VmaI
    lavorazione grana 800 https://youtu.be/MPgDZBaEYQ0
    lavorazione grana 1200 https://youtu.be/VcMmsc2bCus
    lavorazione ossido di cerio https://youtu.be/8lmXSOI75SQ
    lavorazione con utensile a diametro ridotto https://youtu.be/rp8KnXQAt7M
    Lucidadura con ossido di cerio https://youtu.be/sbsLFHtpdlU

    Un saluto a tutti
    Giuseppe Mura :bye:

    #9853
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    caro Giuseppe non posso che ringraziarti e farti i dovuti complimenti.
    propio ieri cercavo qualche valido progetto ,ma o erano troppo complessi
    o semplici ma non chiari e di dubbi risultati.
    penso che copierò anche se non in toto,avendo già tutto il necessario
    sono un accumulatore seriale di scarti industriali!
    un saluto

    #9871
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    BARTolomei Mirco
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    Uh, caspita Giuseppe che lavorone… :yahoo: :good:
    bravo, bella realizzazione…
    si in effetti solamente nell’ultimo video con pece e ossido di cerio e utensile a pieno diametro si vede che il motorino dell’eccentrico fatica parecchio…Ci vorrebbe senza dubbio un motorino con qualche watt in più…per il resto molto bella… :good:

    A presto…ciao :bye:

    #9873
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    GiM
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    Ciao URANIBORG, grazie dei complimenti.
    Anche in futuro, se dovesse esserti necessario il mio aiuto o suggerimento non hai che da chiederlo.
    Ciao a tutti. :bye:

    #9874
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    GiM
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    Ciao BART
    Scusa ma non mi ero accorto del tuo intervento.
    Grazie anche a te per i complimenti.
    In effetti il motorino del tergicristallo è quello che nelle varie lavorazioni risulta leggermente sottodimensionato ma nella stragrande maggioranza delle situazioni se la cava alla grande.
    I problemi veri derivano dal riuscire a capire quali regolazioni adottare nelle varie situazioni che si presentano.
    Come già detto in precedenza una grossa mano me la da il programma POLSIM, ma ti assicuro che spesso non basta. Ad ogni modo sono ben contento di averla costruita e di averla a disposizione per le mie sperimentazioni. :yahoo:

    #9877
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    BARTolomei Mirco
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    Si, anche io ho “smanettato” parecchio con il programmino POLSIM, più che altro per cominciare a rendermi conto delle dinamiche in gioco, e degli effetti dei vari settaggi sulla lavorazione. Ma come dici anche tu poi, la padronanza vera e propria di gestione della macchina, la acquisisci solamente con l’uso effettivo della stessa… :good:

    #9878
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    grazie Gim ne approfitto subito.ho un motore elettrico con un riduttore che fa 30 giri al minuto.
    per il piatto sono troppi o pochi?il braccio del l’utensile in percentuale quanto più veloce
    deve girare? scusate se mi sono spiegato non correttamente :bye:

    #9879
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    GiM
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    Ciao URANIBORG.
    Una trentina di giri al minuto è in effetti la velocità di rotazione che più utilizzo. In pratica solo durante la fase di sbozzatura aumento la velocità ad un giro al secondo ed anche più ponendo lo specchio sopra e con una passata molto decentrata come nella passata “cordale” della lavorazione manuale. Questo mi permette di scavare molto velocemente ma esattamente come nella lavorazione manuale la sfera che si ottiene non è molto buona. Una volta arrivato vicino alla profondità voluta, per regolarizzarla alterno passate di 1/3 centro su centro con lo specchio sopra a passate centro su centro lunghe fin quasi ad ½ ponendo lo specchio sotto. Solitamente lo scavo lo effettuo usando la grana 80 e la regolarizzazione della superficie con 120 e con 220. Passo alle grane successive sempre alternando specchio sopra e sotto solo se lo sferometro mi dice che la superficie è sufficientemente corretta. Per quanto riguarda il movimento del braccio, la velocità è di circa una passata al secondo. Ottengo delle piccole variazioni alimentando il motore con tensioni che vanno da 9 volt a poco meno di 20 volt (non ricordo il valore esatto).
    Leggendo queste righe penserai che di specchi ne ho lavorati tanti e in effetti è così. Appena ho iniziato questa avventura con i miei colleghi di lavoro ho sbozzato diversi specchi o sarebbe meglio definirli pezzi di vetro, al solo scopo di capire il funzionamento del tutto. I primi pezzi erano vetri piuttosto sottili max 15 mm circa. Poi siamo riusciti a procurarci del vetro da 20 mm da cui abbiamo ricavato un disco di 20 cm di diametro e questo è stato il primo e al momento unico che abbiamo portato alla parabolizzazione. Attualmente sto lavorando un 300 mm.
    Quindi se ti ritrovi con questo motore da 30 giri al minuto di cui non specifichi ne potenza ne alimentazione ( a quanti volt funzuina? è a spazzole? lavora in continua o in alternata…) puoi effettivamente pensare di costruirti un piano rotante. Sono certo che ti sarà di grande aiuto ma ricorda che almeno finora non sono mai riuscito a trovare una configurazione che in fase di lucidatura portasse stabilmente alla sfera.

    #9880
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    grazie Gim delle precisazioni .il motore è un asincrono da 0/5 hp 220v 1400 giri.
    ma ne avrei anche un altro con le stesse caratteristiche ma da 2hp.nelle ultime righe parli
    di lucidatura,andrà fatta a mano? :bye:

    #9881
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    GiM
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    Il motore da ½ hp a mio avviso è più che sufficiente. Tieni presente che il mio motore di lavatrice se non ricordo male una potenza nominale di circa 450 watt, quindi una potenza superiore ma molto simile al tuo, solo che io lo alimento tramite un varlight (sul tuo che io sappia non possibile farlo). Ciò mi permette di ottenere 30 giri/minuto del piatto che, viste le riduzioni meccaniche, dovrebbero corrispondere a circa 3000 giri/min del motore, quindi a circa 1/3 del numero di giri che si ottengono alimentandolo a 220 volt. Ciò dovrebbe corrispondere all’incirca ad un centinaio di watt effettivamente erogati, quindi assai inferiore alla potenza erogata dal tuo. Sinceramente non mi sono mai preoccupato di effettuare una misura, cosa del resto fattibile con un semplice tester. Come ho già avuto modo di dire, quando il piatto gira a circa 30 giri/min, sono in grado di bloccare la rotazione con una mano. Questo però lo considero un pregio non un difetto. Se così non fosse pensa solo cosa succederebbe se la mano altro ci finissero sopra casualmente brrrr…… :wacko: .
    Per quanto riguarda la lucidatura io la effettuo sempre a macchina anche se con una certa difficoltà per riuscire ad ottenere una sfera decente, ed il 200 mm sono riuscito anche a parabolizzarlo.
    In ogni caso, dopo la lucidatura con il piatto rotante, nessuno ti impedirebbe di passare alla lavorazione manuale se ti trovassi in difficoltà nell’ottenere la sfera prima e la parabola poi.

    #9883
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    Giulio Tiberini
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    Tenete presente che oggi (come già documentato da me quì in qualche remoto intervento del Forum) con meno di 100 euro si compra un inverter da 750watt con le dimensioni contenutissime di un teleruttore di grandezza 1, in grado di essere alimentato con 220 volt monofase, e che genera una uscita veramente trifase con una completa regolazione della velocità in frequenza di un motore asincrono. Quindi senza la perdita di 2/3 della potenza che si sperimentava con i motori bifase da lavatrice avviati con il classico condensatore di spunto.

    #9884
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    Giulio Tiberini
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    https://www.ebay.it/itm/INVERTER-VETTORIALE-TOSHIBA-0-4-kW-230-Volt-MONOFASE-USCITA-MOTORE-TRIFASE/311655999361?hash=item4890252781:g:vXEAAMXQROxRFhmu

    E se il link di cui sopra, nel tempo, non trovasse più quella pagina, (dato che le pubblicità spariscono nel tempo), sarebbe di sucuro effetto cercare con Google le parole: “inverter vettoriale toshiba 0,4kw” guardando poi che il modello trovato sia proprio quello che prevede alimentazione 230 volt monofase, ma fornisca una uscita trifase, per alimentare un motoriduttore trifase classico ed economico come lo è il tipo a vite senza fine (ad esempio Bonfiglioli, e non solo).

    #9886
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    si mi è venuto in mente di potere usare l’inverter ho un trifase asincrono da mezzo cv
    quindi sarebbe un passo in avanti,uno step migliore?per variare i giri avevo pensato a delle puleggie da usare col motore monofase. :bye: in quali casi dell’uso
    della macchina è conveniente variare i giri disco porta specchio?scusate le domande
    magari banali ,ma voglio capire fino in fondo le potenzialità.

    #9888
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    Giulio Tiberini
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    Una riduzione meccanica comunque ci vuole perchè a ridotta velocità non avresti coppia.

    GIM può sicuramente illuminarti meglio.

    Io ho visto che Gordon Waite usa la tavola in un a gamma di velocità da 40 giri al minuto in sgrossatura a 5 o 6 giri al minuto in parabolizzazione.

    Quindi forse la riduzione che avrei adottato sarebbe stata quella in grado di farmi girare il piano alla massima velocità, per poi ridurla con l’inverter, ma rimanendo all’interno di una buona coppia meccanica, e con la possiobilità di andare un 10% oltre la velocità massima, come di solito gli inverter rendono possibile.

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