Bánh xe tuỳ chỉnh cho thiết bị di động – V1

Giới thiệu

Đây là cái bánh xe mình thiết kế để thay cho bánh bị bể của máy nén khí. Bánh được thiết kế để lắp bằng phần cứng (hardware) mua dễ ở địa phương (mình dùng đồ mua ở Lowe's, nhưng kích thước có thể chỉnh lại để hợp với món bạn kiếm được chỗ bạn). Bản thiết kế dùng góc overhang 53 độ, máy in của mình in được không cần support, nhưng bạn cũng có thể chỉnh lại nếu muốn overhang thoải hơn.

Mình khuyên nên in nhiều walls, và nếu máy bạn in được TPU thì nên in luôn phần lốp. Nhìn trong hình sẽ thấy mình làm nứt bánh khi kéo qua bậc cửa, nên mình quyết định làm cho xong luôn phần model lốp. Lốp TPU này in cũng khá dễ, Ender 3 của mình in TPU 95A ổn, không có vấn đề gì.

Kích thước:

• Đường kính bánh: 125mm
• Bề rộng bánh: 37.26mm
• Độ offset bánh: 9mm
• Đường kính trục: 13.35mm
• Chiều dài trục: 24.25mm
• Đường kính lốp: 141mm

Cấu hình lắp đặt

Mình thiết kế bánh này để dùng một ống spacer thép 3/8" làm trục. Spacer được cố định tại chỗ bằng một con bolt 3/8" và một cái washer ở mỗi đầu.

Siết spacer cố định chắc sẽ giúp tăng độ cứng cho bolt trước lực uốn và tạo bề mặt trơn để bánh nhựa quay trên đó. Ngoài ra, bạn có thể cố định bolt tại chỗ rồi ép spacer vào trong bánh, để spacer quay trên bolt và giảm mài mòn kiểu nhựa-cọ-kim-loại.

Các phần cần có cho mỗi bánh:

• 1x - bolt 3/8" đủ dài để đi xuyên qua bánh, 2 cái washer, vị trí lắp, và một đai ốc nylon lock.
• 1x - spacer thép 3/8" x 1/2" x 1"
• 2x - washer phẳng 3/8"
• 1x - đai ốc nylon lock 3/8"

Ở đây bạn có thể thấy cách xếp phần cứng (hardware stackup) khi lắp thử lỏng tay, chưa gắn bánh vào:

Và đây là lúc đã siết chặt phần cứng, đồng thời gắn bánh vào:

Khả năng mở rộng và kế hoạch sau này

Mình chừa một rãnh để có thể in lốp TPU riêng rồi gắn vào cho chắc. Trong file FreeCAD có sẵn model lốp được canh kích thước để ôm vừa quanh bánh. Mình còn mới CAD nên chắc model vẫn có thể tối giản và cải thiện thêm, nhưng hiện tại nó vẫn dùng ổn và lốp đang chạy tốt với mình. Mình dán lốp bằng keo E-6000 và thấy bám khá tốt, dù họ không khuyến nghị dùng trên PET.

Có vài điểm mình muốn cải thiện: chủ yếu là muốn toàn bộ model được điều khiển bằng spreadsheet, và muốn offset hoa văn gai (tread pattern) ở nửa trái và nửa phải của bánh để giảm tiếng ồn.

Chỉnh sửa model

Có 4 sketch chính trong model có thể chỉnh để tuỳ biến bánh:

• Wheel>Revolution>Sketch: định nghĩa kích thước bánh
• Wheel>Pocket>Sketch001: định nghĩa biên dạng và độ sâu gai trên bánh
• Tire>Revolution001>Sketch002: định nghĩa độ dày và độ hở (clearance) cho lốp
• Tire>Pocket001>Sketch003: định nghĩa biên dạng và độ sâu gai trên lốp

Kích thước lốp được dẫn theo model bánh, nên bạn chỉ cần nhập độ hở so với bánh và độ dày của lốp là được.