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MECÂNICA => Mecânica Geral => Tópico iniciado por: mateus1313 em 23 de Dezembro de 2012, 17:34
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Boa tarde aos colegas.
Fiz a aquisição de um novo Spindle, usava um TECMAF refrigerado a AR. Vendo a experiencia dos colegas aqui do fórum, resolvi vende-lo e comprar um
Chig Ling de 2CV Refrigerado a Água.
Surgiu então a necessidade de comprar ou construir um sistema para o resfriamento do motor, verifiquei Water cooler disponíveis no mercado, e como meu objetivo não é industrial resolvi eu mesmo construir o meu!
Utilizei os seguintes materiais:
- Para o arrastro do fluido usarei uma Bomba de drenagem da Lavadora Brastemp
- Para troca de calor usarei um Radiador do Fiat Uno 2000
- Reservatório usarei o própio reservatório do radiador
- Estrutura do Water Cooler aproveitei o Rack que já acondicionava a eletrônica, usei os mesmos restos de guarda roupa usados
para confeccionar o Rack para fazer o suporte onde o radiador ficará preso.
- Ventoinha pretendo usar algo alternativo pois a original do radiador faz muito barulho
Depois de ler vários tópicos vi soluções usando um reservatório grandes onde não se fazia necessário o uso do trocador de calor, vi opções onde se usava radiadores menores usados em water cooler de PC porem o custo desse radiador é mais alto que o que estou usando, pensei em fazer sem o radiador e utilizar apenas um reservatório de agua mais farto, se fosse usar somente água comum tudo bem, não o fiz levando em consideração que usarei água desmineralizada verifiquei em minha cidade e o litro custa R$4,00 sendo assim um reservatório grande toda vez que fosse trocar seria um valor considerável. O sistema fechado como está também vejo a vantagem de ser mais difícil de penetrar sujidade podendo a mesma entupir os canais do spindle.
Vou usar água desmineralizada juntamente com aditivo, o que consegui em minha cidade foi o Aditivo Automotivo Paraflu, conforme a embalagem do fabricante esse produto altera o ponto de congelamento e de evaporação da água, essas características no meu caso não adiantarão em nada, porem alem disso o fabricante diz no rótulo que ele pode ser usado para evitar proliferação de Algas e oxidação das partes metálicas, se algum colega usa o mesmo aditivo e puder me dar uma dica de qual a proporção usada!
Segue abaixo as fotos do andamento da construção, enquanto isso aguardo o spindle vindo da China.
qualquer crítica ou sugestão ficarei grato pelas participações:
Radiador Uno 2000
(http://img12.imageshack.us/img12/3365/sam3190h.jpg)
Bomba Dágua Lavadora Brastemp
(http://img846.imageshack.us/img846/1386/sam3196.jpg)
Peças Suporte
(http://img546.imageshack.us/img546/4026/sam3200y.jpg)
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(http://img62.imageshack.us/img62/854/sam3201.jpg)
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(http://img191.imageshack.us/img191/889/sam3205.jpg)
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Radiador e Bomba montados no Rack
(http://img706.imageshack.us/img706/3734/sam3208k.jpg)
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(http://img716.imageshack.us/img716/1794/sam3209.jpg)
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(http://img821.imageshack.us/img821/8581/sam3219.jpg)
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E aí Mateus, ficou legal essa tua montagem do radiador ao lado do PC, mas não seria melhor deixar separado pra caso de algum pepino não sair molhando tudo.
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Obrigado, Pensei nessa possibilidade, porem a eletrônica fica dentro do Rack está bem protegida, se vazar vai cair diretamente no chão.
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o que será feito para que o ar passe pelo radiador e resfrie a água mantendo o sistema refrigerado?
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Bom a solução mais fácil seria ir num ferro velho e pegar uma ventuinha e instalar no radiador, porem me lembrei quando a ventoinha se arma no carro o barulho que faz é muito incomodo, sendo assim estou verificando uma alternativa menos barulhenta, o reservatório com as mangueiras terá mais ou menos 8 litros de capacidade, vou medir a temperatura da água antes, depois vou circular essa água pelo sistema sem a ventuinha e verificar o quanto ela vai se aquecer, em função desse aquecimento pretendo escolher qual a melhor saida.
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Mateus,
Conforme o Blackmore disse, há algo (muito) errado com seu trocador. Esta muito bonito ao lado do PC, mas a circulação de ar forçada é indispensável!! Aliás, os reservatórios que o pessoal gosta de usar não são resfriadores eficientes. Eu evitaria esse caminho se tivesse um resfriador como o seu. Cuidado com as soluções "criativas", mas sem embasamento técnico.
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Num sistema de resfriamento, quanto maior a superfície de troca térmica, melhor. Isso é feito num radiador, através do uso de tubos de troca termica e aletas. A vazão do ar também é uma das variáveis da troca térmica. Você pode aumentá-la até atingir o resfriamento desejado. Mas note que a temperatura na saida não será igual à ambiente, por causa da física envolvida. Mas vai se estabilizar num certo patamar.
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Minilathe, concordo com você o método da tentativa e erro já está mais que provado poder ser o causador de prejuízo!!! não pretendo deixar de instalar a ventuinha, só não optei por instar a ventuinha automotiva, devido ao ruido que ela faz, vi em um tópico que você vez postou um calculo sobre a potencia dissipada por um spindle, vou tentar fazer algo menos empírico, vou procurar informações sobre esse radiador e tentar descobrir qual a capacidade que ele tem de dissipar o calor, já o meu sistema sabendo os diâmetros das mangueiras a velocidade de escoamento e os dados do liquido refrigerante talvez eu consiga fazer os cálculos mas imagino eu e você como professor sabe ainda melhor que as variáveis aí não são poucas :(
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Mateus,
O equacionamento pode até ser trabalhoso. Mas, de fato, você pode controlar três variáveis, a vazão de ar, vazão de água e a superfície. Ao aumentar a vazão de ar, o ruído aumenta, mas pode ser controlado através de perfil aerodinâmico das pás do ventilador ou colocando o sistema numa caixa. Pode aumentar a área usando radiadores maiores ou radiadores em série. Com maior área, a vazão de ar pode ser reduzida. A vazão de água não deve melhorar muito o rendimento do sistema, caso você utilize uma boa vazão.
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amigo com todo respeito pra que isso , eu uso uma bomba de aguario num resipiente de 5 litros e junto dessa agua uso uma solução de radiador essas que se usa no carro pra que a agua não enferruge , olha e a minha cnc trabalha das 7.00 horas as 18.00 horas direto so para pra trocar o material aser cortado , mais cada um faz o que quer , abraço e susseço .
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Fiz a algum tempo um circuito bem simples para controlar a temperatura de água de aquário e o sistema de "aquecimento e resfriamento" era um bloco de alumínio furado para circular a água e onde foram afixadas 4 células Peltier, as células eram alimentadas por 2 fontes de alimentação de PC ligada as Peltiers com 4 H bridge. Com isso podiamos aquecer ou resfriar a água que passava pelo sistema e a água circulava logicamente com a força das bombinhas de aquário.
Fica a sugestão para os colegas que queiram desenvolver um sistema semelhante.
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Um resfriador para spindle objetiva dissipar o calor gerado no motor, de maneira que a temperatura esteja abaixo de um limite seguro, de talvez, uns 30 ou 40 graus. Uma célula Peltier tem como propósito alcançar temperaturas abaixo da ambiente, porém com rendimento termodinâmico muito baixo. Além disso, também requerem um sistema de ventilação forçada. Ou seja, não é a melhor solução para o problema em tela, nos aspectos técnicos e econômicos.
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Eu usei um reservatório de uns 2 litros e bomba de aquário depois de 8 horas nem morna a água ficava...
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Seguindo a abordagem do reservatório e buscando um tratamento mais embasado tecnicamente, gostaria de tecer alguns comentários e sugestões.
Num reservatório aberto no topo com água nas condições em tela, dois mecanismos de troca térmica devem ser predominantes, a convecção natural pelas paredes e a evaporação da água. Dependendo das dimensões do reservatório (altura, largura e comprimento), alguns desses mecanismos serão mais presentes.
Considerando que o calor latente de vaporização da água é alto (540 calorias por grama de água), a evaporação deve ter um papel dominante no resfriamento, similar às torres de refrigeração de sistemas de ar condicionado à água. Desse modo, sistemas com alta razão de superfície de água exposta a evaporação versus o volume do reservatório (reservatórios rasos), serão mais eficientes. A agitação da água com o ar torna esse sistema ainda mais eficiente.
Deve haver um sistema de reposição da água evaporada.
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Vale a pena dar uma lida neste post: http://www.guiacnc.com.br/motores-em-geral/motor-spindle-refrigerado-a-agua-entupido/msg159641/#msg159641 (http://www.guiacnc.com.br/motores-em-geral/motor-spindle-refrigerado-a-agua-entupido/msg159641/#msg159641)
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O interessante de tudo isso é que meu spindle chinês de 2CV, comprado de um colega daqui do fórum, funciona há dois anos, normalmente, apenas com uma bomba de aquário de 3000 L/hora dentro de um vasilhame de pástico tampado de 15 litros de água filtrada e apenas 1 litro de aditivo (vermelho). Só troquei o líquido todo uma vez apenas porque estava ficando com o fluxo fraco. Dei uma soprada com o compressor e pronto. Até hoje continua normal.
Tenho até interesse em fazer um sitema refrigerante mais elaborado. Entretanto, vendo que meu xing-ling não esquenta muito, mesmo cortando alumínio, e imaginando essa trabalheira toda que vejo aqui, vou protelando...
Esse spindle substituiu um original da Tecmaf, que era refrigerado a ar (ainda tenho ele), pois não podia ser usado abaixo de 18000 rpm (segundo o fabricante).
A única chateação que tenho com ele é que na compra eu não reparei que a pinça era ER11, que limita minha fresa a 7mm. Se pudesse eu trocaria esse porta pinças. Mas acho que vai ser mais barato comprar outro...
ronaldo
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Vendo a experiencia dos colegas acredito que realmente não precisa de tanto, mas como meu sistema já esta montado vamos deixar assim, Cássio já havia lido as preciosas dicas suas nesse tópico, aproveito para fazer uma pergunta o aditivo protegerá para não proliferar Algas e evitará a oxidação, porem essa água por ser apenas filtrada e não desmineralizada com o tempo não poderá formar cristais nas passagens estreitas causando também o entupimento? O Colega Ronaldo usou no sistema por 2 anos e funcionou, porem com um pequeno sinal de entupimento no final como mencionado por ele! Agradeço a todos as dicas, as críticas e sugestões
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Mateus,
A água destilada (normal, bi ou tri) normalmente é isenta de minerais.
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Boa noite,
Agradeço a todos os colegas que ajudaram com as dicas, agradeço ao Minilathe pelas dicas no outro tópico sobre o inversor, hoje terminei de instalar o Watercooler e também o Inversor e o Spindle, fiz as configurações e fiz um pequeno teste, Graças a Deus tudo funcionou bem, assim que tiver a oportunidade, posto as fotos de como ficou a montagem, estou impressionado com o baixo ruido do motor, a 24000 rpm ele emite apenas um pequeno zumbido, é muiiiiiiito silencioso :) imagina um caboco empolgado hehehehehe
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Bom dia:
Finalizado o Water Cooler segue as fotos de como ficou a montagem
Utilizei o Spindle por mais de uma hora e somente com o uso do radiador a agua ficou em uma temperatura de 34º C o ambiente etava a 29ºC
Utilizei Água desmineralizada e Aditivo Paraflu, meu sistema tem 2,5l de volume total usei 0,7l de Paraflue 1,8l de Água
Flúido utilizado
(http://img839.imageshack.us/img839/3881/sam3261u.jpg)
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Retorno Água Spindle (quente) entrada Radiador
Usinei estas reduções e usei mangueira Crystal para ser possível ver o fluxo do Flúido
(http://img826.imageshack.us/img826/5638/sam3263r.jpg)
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Saída (Frio) essas gotículas não é vazamento foi uma pano molhado que passei para limpar:
(http://img267.imageshack.us/img267/6577/sam3264w.jpg)
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Bomba Lavadora Brastemp
(http://img210.imageshack.us/img210/4149/sam3265i.jpg)
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(http://img713.imageshack.us/img713/6697/sam3266.jpg)
(http://img836.imageshack.us/img836/5043/sam3267r.jpg)
(http://img89.imageshack.us/img89/8526/sam3268v.jpg)
(http://img443.imageshack.us/img443/3716/sam3269f.jpg)
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Mateus,
Bomba Lavadora Brastemp
(http://img210.imageshack.us/img210/4149/sam3265i.jpg)
Se puser uma ou duas bolinhas plásticas vai ajudar a ver se há vazão (visor de fluxo).
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Conforme informei em outro tópico, estou dando início à instalação do meu Spindle. E para tanto necessito de um sistema de refrigeração por água.
Dei início ontem com a compra dos materiais mais importantes e hoje já instalei o Radiador e o reservatório na saída de ar do meu cicloninho.
Agora falta instalar as tubulações e mangueiras e, ainda, a bomba.
Isso sem contas com o novo suporte para Spindle e fixação do Variados de Frequência...
Edson
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Isso aí logo logo tem cavaco voando do spinle novo!!!
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Edson,
Esse trambolho de radiador esta mais do que super dimensionado, so de ver pela foto afirmo com toda certeza que tu pode botar um spindle de 7kw nele, sem ventoinha, se a bomba tiver uns 1000l/h ou mais. ;D
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Eu ia comprar um radiador de Fiat UNO, mas não tinham no momento e esse custou até menos que o da Fiat. Então é melhor pecar pelo exagero do que faltar bala na hora "H".
Até que a ideia dos 7 Kw não é má, quem sabe um dia...
Abs.
Edson
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Bem, voltei a esse tópico sem querer, mas me vejo na obrigação de postar algumas considerações:
Em primeiro lugar, esse sistema mostrou-se ineficiente devido ao fato de que do Ciclone saia Ar em grande quantidade, porem quente.
Desmontei e refis praticamente o mesmo sistema utilizando um motor com hélice para a troca de calor do líquido dentro do radiador, porém, este sistema também mostrou-se ineficiente devido ao ar já quente que a hélice empurrada através do radiador.
Esses problemas não pode ser atribuídos à construção do sistema, mas ao ambiente em que esta funcionando. Minha oficina está no 3º andar de uma construção, e coberto com telhas Brasilit, que esquentam muito. Dessa forma, só pude resolver fazendo um novo sistema que resolveu 1000% meu problema.
Eu tenho um refrigerador e dentro deste (onde removi toda as prateleiras) tenho uma caixa de aço inox e dentro desta caixa tem um radiador do Fiat, onde circula a água do sistema, e aquele "treco" do refrigerador para gelar a água do reservatório de inox que por sua vez refrigera a água que circula dentro do radiador. Além disso, tenho um termostato digital que deixa o refrigerador a 1.5º centígrados, evitando que o sistema congele.
Mo Spindle tenho outro termostato digital que aciona a bomba de água quando o Spindle chega a 26º e desliga quando este chega aos 21º
Uso água de torneira e um filtro para evitar entrar sujeira no sistema. Usei, no início, aditivo de radiador, mas este criava pequenas partículas gelatinosas e eu deixei de usar aditivo, Só uso água e troco periodicamente.
Deu pra entender?
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Bem, voltei a esse tópico sem querer, mas me vejo na obrigação de postar algumas considerações:
Em primeiro lugar, esse sistema mostrou-se ineficiente devido ao fato de que do Ciclone saia Ar em grande quantidade, porem quente.
Desmontei e refis praticamente o mesmo sistema utilizando um motor com hélice para a troca de calor do líquido dentro do radiador, porém, este sistema também mostrou-se ineficiente devido ao ar já quente que a hélice empurrada através do radiador.
Esses problemas não pode ser atribuídos à construção do sistema, mas ao ambiente em que esta funcionando. Minha oficina está no 3º andar de uma construção, e coberto com telhas Brasilit, que esquentam muito. Dessa forma, só pude resolver fazendo um novo sistema que resolveu 1000% meu problema. Acho que seria mais econômico que um sistema de refrigeração.
Eu tenho um refrigerador e dentro deste (onde removi toda as prateleiras) tenho uma caixa de aço inox e dentro desta caixa tem um radiador do Fiat, onde circula a água do sistema, e aquele "treco" do refrigerador para gelar a água do reservatório de inox que por sua vez refrigera a água que circula dentro do radiador. Além disso, tenho um termostato digital que deixa o refrigerador a 1.5º centígrados, evitando que o sistema congele.
Mo Spindle tenho outro termostato digital que aciona a bomba de água quando o Spindle chega a 26º e desliga quando este chega aos 21º
Uso água de torneira e um filtro para evitar entrar sujeira no sistema. Usei, no início, aditivo de radiador, mas este criava pequenas partículas gelatinosas e eu deixei de usar aditivo, Só uso água e troco periodicamente.
Deu pra entender?
Acho que eu não entendi.
Tendo em vista que o radiador que está sendo comentado aqui neste tópico serve para resfriar a água, que por sua vez resfriará o spindle. O ar que circula pelo radiador é o ar ambiente, impulsionado por uma hélice (ventilador) e respectivo motor.
O Ciclone que você mencionou serve para separar a poeira aspirada no CNC e possui um aspirador de ar próprio, que nada tem a ver com o ventilador do radiador utilizado no resfriamento do spindle.
Se o seu problema é decorrente do ar quente de sua oficina, que é aquecido pela telhas de amianto, eu instalaria um forro por baixo das telhas com circulação natural do ar entre o forro e as telhas. Além disso, o ar do radiador pode ser captado por um duto vindo de fora do ambiente da oficina (certamente o ar ambiente será mais frio do que abaixo das telhas) e um sistema de refrigeração é menos econômico que um sistema de ventilação em termos do consumo de eletricidade e de manutenção. Há também a questão ambiental, um sistema mais eficiente é sempre a melhor solução do que gastar mais energia (para refrigerar).
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Minilathe,
Acho que realmente você não entendeu nadinha de nada...
O ciclone, realmente tem por objetivo a retirada de pó que sai da CNC, mas essa sucção de ar tem que sair por algum luga, não estou certo? pois foi na saída de ar que tentei, colocando o radiador nesta saída de ar, para resfriar o líquido que circulava dentro do radiador e consequentemente no sistema inteiro de refrigeração do Spindle. Como mencionei, o ar saia do ciclone já quente e essa troca de calor mostrou-se ineficiente. Se o ar saísse do ciclone frio,seria o sistema mais econômico para aplicar no sistema de refrigeração do Spindle.
Para sua informação, no meu ciclone sai muito mais ar que um simples ventilador. Só que, lamentavelmente, o ar sai quente.
Sim, meu problema é decorrente do telhado instalado na oficina. Porem, como informei, para meu sistema ficar perfeito utilizei meu refrigerado com um "caldeirão" com água e o radiador mergulhado nessa água para refrigerar o sistema.
Se formos falar em economia, como tenho esse refrigerador para gelar água potável para meu consumo na oficina, porque não utilizar o espaço ocioso dentro do refrigerador para usar no sistema do meu cooler...
Alem das instalações dos termostatos que faz o refrigerador trabalhar bem menos que os termostatos normais de fábrica e a bomba elétrica funcionar somente alguns minutinhos, mantendo meu Spindle rigorosamente entre 21º e 26º centígrados...
Para finalizar, imagine aqueles refrigeradores horizontais de bares que para refrigerar as bebidas tem que colocar água dentro atá a metade e mergulhar as bebidas nesta água. Meu sistema é semelhante, só que ao invés das bebidas coloquei o radiador mergulhado na água e assim, refrigero o líquido do sistema que circula no sistema.
Qualquer dúvida é só informar que vou tirar umas fotos e postar. Com certeza já tirei umas fotos, mas estam perdidas pelos Hd's.
Abraço
Edson
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(http://img713.imageshack.us/img713/6697/sam3266.jpg)
(http://img836.imageshack.us/img836/5043/sam3267r.jpg)
(http://img89.imageshack.us/img89/8526/sam3268v.jpg)
(http://img443.imageshack.us/img443/3716/sam3269f.jpg)
Mateus, poderia compartilhar as medidas da mangueira que utilizou. Minha CNC está em fase final e as mangueiras que consegui tem paredes muito finas e não se encaixam nas conexões do Spindle. Alguma sugestão?
Obrigado.
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Há várias possibilidades:
Se a diferença for pequena, pode aquecer a ponta da mangueira com o calor de uma chama (cuidadosamente) e com auxílio de um objeto cônico (exemplo: a ponta de um alicate de bico longo), pode alargar internamente a ponta da mangueira.
Ou então usar uma outra mangueira mais grossa e um pedaço de tubo de alumínio para unir as mangueiras.
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Há várias possibilidades:
Se a diferença for pequena, pode aquecer a ponta da mangueira com o calor de uma chama (cuidadosamente) e com auxílio de um objeto cônico (exemplo: a ponta de um alicate de bico longo), pode alargar internamente a ponta da mangueira.
Ou então usar uma outra mangueira mais grossa e um pedaço de tubo de alumínio para unir as mangueiras.
Certo minilathe, acabei por encontrar uma mangueira com as dimensões que se adaptam ao spindle, porém é cara. Então, comprei somente uma pequena media e emendei numa mangueira cristal (nível de pedreiro - porém com uma parede mais grossa um pouco). A conexão ficou pronta e então parti pra decidir a quantidade e tipo de líquido a ser utilizado, bem como os testes com uma bomba de aquário do modelo SB2000.
Achei a vazão pequena, a água circulou sem problemas e usei água da torneira normal, inicialmente, somente pra vê-la circulando pelo sistema. Agora vou comprar alguns litros da tal água desmineralizada e do líquido que se utiliza nos radiadores. Depois é testar com o spindle em movimento.
Obrigado pelas dicas.
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Primeiramente, faça uma circulação com água desmineralizada (não são a mesma coisa, mas serve também água destilada) para remover quaisquer resíduos salinos (que poderiam ocasionar corrosão) e descarte essa água.
Em seguida encha o sistema com essa água e a proporção correta de líquido de radiador.
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(http://img713.imageshack.us/img713/6697/sam3266.jpg)
(http://img836.imageshack.us/img836/5043/sam3267r.jpg)
(http://img89.imageshack.us/img89/8526/sam3268v.jpg)
(http://img443.imageshack.us/img443/3716/sam3269f.jpg)
Cara muito legal essa solução para resfriamento, acho que até agora é o mais impressionante e funcional que ja vi.
Parabens!