Probablemente ya he mencionado en algún momento que para mí era importante poder controlar WinDIY de forma segura y también limitar su velocidad en caso de emergencia.
Para ello, desarrollé un mecanismo que permite ajustar el ángulo de ataque de las alas. Esto permite ajustar las palas al viento actual y a la velocidad de rotación. También pueden quedar protegidos del viento cuando hay vientos fuertes.
Esto le permite controlar la velocidad y la carga de WinDIY.
He escrito información adicional sobre esto aquí: https://hackaday.io/project/172328-windiy-hawt-wind-turbine/log/179105-windiys-hub-oh-my-god-mechanics
En el siguiente artículo encontrarás instrucciones para replicar la mecánica de ajuste del ángulo de ataque del ala.
Instrucciones de seguridad
Sé que las siguientes notas siempre son un poco molestas y parecen innecesarias. Desafortunadamente, muchas personas que sabían "mejor" han perdido ojos, dedos u otras cosas debido a un descuido o se lesionaron. La pérdida de datos es casi insignificante en comparación, pero incluso estos pueden ser realmente molestos. Por lo tanto, tómese cinco minutos para leer las instrucciones de seguridad. Porque incluso el proyecto más genial no vale la pena lesionarse u otros problemas.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/
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Requisitos
Herramienta requerida:
| pistola de silicona |
| impresora 3d |
| llave Allen |
| Tenazas |
| Llave de boca |
| taladro inalambrico |
| taladro de 3 mm |
| pinzas |
Material requerido:
En la siguiente lista encontrará todas las piezas que necesita para implementar este artículo.
| 3x | brazo de paso |
| 3x | palanca de paso |
| 3x | pasoBrazoTuercaAsegurar |
| 1x | HubBase |
| 1x | pasoPalancaDisco |
| 1x | HubCubierta |
| 1x | HubBearingCap |
| 9x | Rodamiento de bolas 603ZZ |
| 8x | Rodamiento de bolas 606ZZ |
| 5x | Tuerca autoblocante M6 |
| 6x | Tuerca M6 |
| 3x | Tornillo de cabeza cilíndrica M3x20 |
| 3x | Tuerca autoblocante M3 |
| 15x | M3 madre |
| 3x | Tornillo avellanado M3x30 |
| 3x | Tornillo avellanado M3x16 |
| 6x | Tornillo avellanado M3x40 |
| 3x | Ranura de ala preparada |
| 1x | Varilla roscada M6 de 60cm de largo |
Reúna las piezas necesarias
Antes de poder empezar a construir el buje y su mecánica, por supuesto, primero debes tener todas las piezas necesarias juntas. Puede encontrar una lista completa de los materiales y herramientas necesarios arriba en la lista de materiales y herramientas.
En esta imagen puedes ver todos los componentes necesarios para construir el mecanismo del cubo.
Puede encontrar los archivos STL necesarios para imprimir aquí: https://github.com/Nerdiyde/WinDIY/tree/master/hub
Imprimí las piezas con los siguientes ajustes.
- Perímetro: 5
- Relleno: 50%
Los tornillos deben ser preferentemente de acero inoxidable para que no se oxiden por la humedad.
Monte la base del buje en el eje
Primero, la base del buje debe estar conectada al eje. En realidad, esto hace que el montaje posterior sea un poco más complicado. Desafortunadamente, esto tiene que suceder desde el principio, ya que los orificios para tornillos utilizados durante el montaje son de difícil acceso más adelante.
Para hacer esto, primero necesitará las piezas que se muestran.
El eje, la base del buje, 3x tuercas M3 y 3x tornillos de cabeza avellanada M3x50.
Para que los tornillos sujeten el eje, primero debe insertar una tuerca M3 en el eje como se muestra.
Dependiendo de la calidad de impresión de su impresora, es posible que deba "forzar" la tuerca a la posición correcta.
Ahora puedes insertar el primer tornillo M3x50 a través del orificio de la base del cubo.
Otra vista del tornillo insertado.
El tornillo insertado debería entonces...
... introducirse en el eje como se muestra y atornillar con la tuerca previamente introducida.
Ahora que has fijado temporalmente el eje con un tornillo, puedes utilizar las otras tuercas...
...insertar en los huecos del eje.
Luego puede insertar los tornillos restantes en la base del buje y atornillarlos al eje con las tuercas.
Ahora se debe atornillar el eje a la base del buje mediante tres tornillos avellanados M3x50.
Instale la primera ranura del ala
Las alas no están conectadas directamente al buje. Inicialmente sólo las ranuras están conectadas al concentrador. Las alas se pueden insertar más tarde.
Para hacer esto, coloque el primer rodamiento de bolas 606ZZ desde el exterior en el hueco de la base del cubo como se muestra.
En el interior opuesto se encuentra entonces…
...el segundo rodamiento de bolas insertado.
Ahora puedes insertar la primera ranura del ala.
Ya deberías haber preparado esta ranura del ala mientras montabas el ala.
Esto debería verse así.
La primera fijación de la hoja consiste en una tuerca M6 autoblocante que se atornilla al tornillo M6x100 de la ranura de la hoja.
Debería verse así cuando se atornilla.
La tuerca debe estar tan apretada que la ranura de mariposa ya no pueda moverse en dirección al tornillo. Al mismo tiempo, por supuesto, debería poder girar.
El siguiente rodamiento de bolas se inserta ahora en el interior del buje.
Para hacer esto, empuje el rodamiento de bolas 606ZZ sobre el tornillo M6x100 dentro del hueco en el interior de la base del cubo...
...y lo fija nuevamente con una tuerca M6 (normal).
Otra vista de la tuerca M6 atornillada al tornillo M6x100 de la ranura del ala.
Instale la palanca y ajuste correctamente
Ahora viene un paso algo crítico en el que debes trabajar con la mayor precisión posible. Sinceramente, todavía no estoy del todo satisfecho con el montaje de la palanca en el tornillo M6x100 de la ranura del ala. Esto se asegura sujetándolo entre dos tuercas en el tornillo. En teoría, eso debería ser válido. En la práctica también lo hace. Sin embargo, sería más seguro pasar un pasador a través del tornillo M6x100, por ejemplo. Sin duda, aquí hay margen para futuras mejoras. 🙂
Para ajustar la palanca correctamente, ahora debes colocar la base del buje un poco más arriba. Por ejemplo, los puse en dos cajas.
El objetivo es que el borde posterior de la ranura del ala tenga exactamente la misma altura que la parte posterior de la base del cubo.
Una vez que hayas colocado correctamente la ranura del ala, ya puedes fijar la palanca al eje y a la tuerca M6 previamente atornillada. La tuerca debe ajustarse lo más firmemente posible al rodamiento de bolas, pero toda la ranura del ala aún debe poder girar libremente.
Tan pronto como la palanca esté insertada correctamente...
...puedes asegurar temporalmente su alineación en la base del cubo con un tornillo M3 (el tornillo se quitará nuevamente más adelante). (ver imagen)
Vista de la palanca asegurada y alineada.
Instalar rodamientos de bolas guía
En este paso, se instala el rodamiento de bolas que permite que la varilla de empuje ajuste el ángulo de ataque del ala. En realidad, este paso podría haberse realizado antes de instalar la palanca de ala.
Utilice el rodamiento de bolas 606ZZ...
...en el hueco de la base del cubo.
Luego, el rodamiento de bolas se sujeta a la base del cubo usando la abrazadera que se muestra.
de cerca.
El tornillo para sujetar el cojinete de bolas está asegurado en el eje con una tuerca.
Ahora repite esto dos veces más...
Hasta que el rodamiento de bolas quede atascado sobre un total de tres abrazaderas.
Otra vista del cojinete de bolas atascado.
Vista superior del rodamiento de bolas atascado y una palanca montada.
Monte las dos alas restantes en el cubo.
Después de instalar el rodamiento de bolas para guiar la varilla de empuje en la base del cubo, puede continuar con la instalación de las dos ranuras de ala restantes. Estos se instalan utilizando exactamente el mismo procedimiento que la ranura de la primera ala.
Tan pronto como las tres ranuras de las alas estén instaladas, su configuración actual debería verse así.
Vista cercana de las tres ranuras de las alas montadas, incluidas las palancas.
Vista cercana de las tres ranuras de las alas montadas, incluidas las palancas.
Vista cercana de las tres ranuras de las alas montadas, incluidas las palancas.
Vista cercana de las tres ranuras de las alas montadas, incluidas las palancas.
Instale el fusible de tuerca
Como ya se mencionó anteriormente, las palancas para ajustar el ángulo de ataque del ala se sujetan al tornillo M6x100 de la ranura del ala respectiva. Para que la tuerca interior ya no pueda aflojarse (y la palanca ya no influya en la rotación de la hoja), ahora es necesario asegurar urgentemente esta tuerca contra torsión.
Antes de asegurar la tuerca, debe asegurarse de que la tuerca interna esté apretada lo más fuerte posible.
Por supuesto, no se debe cambiar el ajuste de la palanca.
Por lo tanto, primero verifique que el ángulo de la palanca con respecto a la ranura de la hoja sea correcto y luego apriete la tuerca lo más fuerte posible.
"Lo más apretado posible" aquí significa tan apretado que ya no se puede apretar más "a mano" con una llave.
Ahora necesitas un tornillo de cabeza cilíndrica M3x20, una tuerca M3 y la pieza de plástico impresa en 3D para asegurar la palanca.
Ahora coloque el fusible sobre la tuerca M6 como se muestra...
...y lo fija con el tornillo M3x10...
...lo atornillas a la tuerca M3 en la parte posterior de la palanca.
Ahora repita esto nuevamente para las tres ranuras de las alas.
Vista de primer plano de las palancas, incluidos los fusibles adjuntos.
Vista de primer plano de las palancas, incluidos los fusibles adjuntos.
Ahora también puedes comprobar que las palancas estén en el ángulo correcto con respecto a las ranuras de las alas.
Si las ranuras de las alas son rectas (como se muestra en la imagen)…
—las palancas deben tocar los topes en la base del cubo. Por tanto, el ángulo de giro de las ranuras de ala está limitado en una dirección.
Otra vista.
Coloque el "extensor de palanca".
(Por cierto: a veces no es fácil encontrar nombres adecuados para las distintas piezas. 🙂 )
Esta sección trata sobre cómo colocar el “extensor de palanca” a las palancas instaladas previamente. Esto es parte del mecanismo que luego convierte los movimientos de vaivén de la varilla de empuje en un movimiento de rotación del ala.
Para hacer esto, primero necesita un extensor de palanca impreso en 3D, un tornillo de cabeza cilíndrica M3x20 y una tuerca M3 autoblocante.
Ahora monte la camilla de palanca en la primera palanca como se muestra.
Otra vista de la camilla de palanca ensamblada.
Otra vista de la camilla de palanca ensamblada.
Una vez que haya instalado el primer extensor de palanca, puede repetir esto para las dos palancas restantes.
Vista de primer plano de los extensores de palanca instalados (y plegados) en las palancas.
Vista de primer plano de los extensores de palanca instalados (y desplegados) en las palancas.
Fije la placa de la palanca
Aquí viene la siguiente parte importante de la mecánica para ajustar el ángulo de ataque: la “placa de palanca”.
Para ello necesitas la placa de palanca, tres tuercas M3 y tres tornillos avellanados M3x30.
Ahora monte la placa de palanca en el primer extensor de palanca como se muestra...
...y fíjelo introduciendo el tornillo M3x30 en la placa de palanca desde el exterior.
Para que ahora puedas fijar el tornillo, ahora tienes que insertar una tuerca M3 en el hueco en la parte superior de la placa de palanca.
Una vez que esté completamente enchufado, ya no debería poder ver gran parte de la tuerca M3.
Ahora puedes atornillar el tornillo avellanado M3x30 en la tuerca.
Repita esto para las dos extensiones de palanca restantes.
Si ahora mueve la placa de la palanca hacia adelante y hacia atrás, debería notar que las alas se pueden ajustar de acuerdo con la distancia entre la placa de la palanca.
Vista de la placa de palanca plegada.
Inserte el rodamiento de bolas en el punto de anclaje
Hasta ahora hemos utilizado un rodamiento de bolas que sirve para guiar la varilla de empuje.
Ahora está montado el rodamiento de bolas, a través del cual se transmite el movimiento de empuje de la varilla de empuje a la placa de palanca.
Para ello necesita la placa de bloqueo del rodamiento de bolas, un rodamiento de bolas 606ZZ, tres tornillos cilíndricos M3x16 y tres tuercas M3.
Ahora inserte el cojinete de bolas 606Zz en el hueco de la placa de la palanca.
Vista de primer plano del rodamiento de bolas utilizado.
Ahora asegure el cojinete de bolas en su posición montando la placa de bloqueo del cojinete de bolas, incluidos los tres tornillos de cabeza cilíndrica M3x16 en la placa de la palanca.
Los tornillos se fijan insertándolos en los huecos de la parte inferior de la placa de la palanca.
Otra vista.
Coloque el anillo de estabilización
Para dar un poco más de estabilidad a la base del buje, ahora se monta un anillo de estabilización en la base del buje.
Para ello necesitas el anillo estabilizador impreso en 3D, seis tuercas M3 y seis tornillos avellanados M3x40.
El anillo estabilizador ahora se coloca desde arriba en la base del buje...
...y atornillado a la base del cubo con los tornillos avellanados M3x40 como se muestra.
Para ello, atornille los tornillos M3x40 en las tuercas, que se insertan en los huecos de la parte inferior de la base del cubo.
Vista de primer plano de las tuercas M3 insertadas.
Vista de primer plano de las tuercas M3 insertadas.
Fije la varilla de empuje
La varilla de empuje consta de una varilla roscada M6. Posteriormente transferirá el movimiento de empuje generado por el actuador de paso a la mecánica del buje.
En este punto, necesitará la base del buje previamente preparada, incluidos los accesorios, así como dos tuercas M6 autoblocantes y una varilla roscada M6.
Ahora empuje la varilla roscada a través del primer y segundo cojinete de bolas instalado en el cubo como se muestra.
Luego, tire un poco de la varilla de empuje hacia atrás y atornille la primera tuerca autoblocante en la varilla de empuje como se muestra.
Desafortunadamente, la tuerca no se puede ver, sino que se encuentra en la llave de tubo, lo que facilita mucho el montaje.
También resulta útil sujetar la varilla roscada con un destornillador inalámbrico como se muestra. De esta forma podrás girar fácilmente la varilla roscada en la tuerca M6.
Si todo salió bien, la tuerca M6 debería asentarse en la varilla roscada como se muestra.
Ahora puede volver a insertar la varilla roscada en el rodamiento de bolas superior.
Vista de primer plano de la varilla roscada insertada en el rodamiento de bolas superior.
Para que la varilla de empuje permanezca en el rodamiento de bolas superior, ahora tienes que atornillar la otra tuerca M6 en la varilla de empuje como se muestra.
La varilla de empuje ahora debería asentarse firmemente en el rodamiento de bolas sin mucho juego.
Otra vista.
Otra vista.
Otra vista.
Ahora es el momento de una primera prueba.
Fijar la cubierta
Por último, pero no menos importante, el centro ahora tiene una cubierta. Por un lado, esto cubre la mecánica y debería protegerla de la humedad y la lluvia. Por otro lado, hace que el buje sea un poco más aerodinámico.
Para ello necesitas la tapa impresa en 3D, tres tuercas M3 y tres tornillos avellanados M3x16.
Vista cercana de las piezas necesarias.
Ahora vuelva a colocar la tuerca M3 en el hueco provisto en la base del cubo...
... y fije en él el tornillo avellanado M3x16.
Ahora asegura la tuerca M3 nuevamente con un poco de pegamento caliente en el marco de la base del buje...
... y vuelve a quitar el tornillo.
Ahora puedes poner la tapa y usar los tornillos preparados...
…atorníllelo en el marco de la base del buje.
Vista de la tapa unida y atornillada.
Vista de la tapa unida y atornillada.
Vista de la tapa unida y atornillada.
Diviértete con el proyecto.
Espero que todo te haya funcionado como se describe. Si no es así, o si tiene alguna pregunta o sugerencia, hágamelo saber en los comentarios. Si es necesario, lo añadiré al artículo.
Las ideas para nuevos proyectos siempre son bienvenidas. 🙂
PS Muchos de estos proyectos, especialmente los proyectos de hardware, cuestan mucho tiempo y dinero. Por supuesto que hago esto porque lo disfruto, pero si crees que es genial que comparta la información contigo, me encantaría hacer una pequeña donación al fondo del café. 🙂
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Se requieren un total de 6 piezas de rodamientos de bolas 606ZZ. Solo se mencionan 2 piezas en la lista de materiales.
Gracias por la pista. Corregido el pasaje relevante.
Atentamente
Fabian
Pequeña corrección. 😀 Se requieren un total de 8 rodamientos de bolas tipo 606ZZ. Dos extra por la varilla roscada que pasa por el eje.
¡Gracias por la pista! Lista de materiales actualizada. 🙂
Atentamente
Fabian