Самоустнавливающиеся винтовые приводы для станков с ЧПУ
Поводом для этой темы послужила небольшая полемика в теме «ЧПУ по алюминию (600х400х200). Началось с малого, а потом дискуссия стала явно выходить за пределы темы. В связи с этим получил два предложения открыть отдельную тему. Одно в сдержанно доброжелательной форме, второе в раздраженно хамоватой.
Мне кажется, что предлагаемое здесь обсуждение может заинтересовать самодеятельных станкостроителей. Для начала составил записку, которая оказалось большой, со многим картинками. Поэтому поместил ее на файлообменнике. А то ведь и здесь может появиться какой-нибудь разгневанный мужчина средних лет и потребует убираться со «своими пустыми и не кому ненужными опусами».
Хорошо, что в прошлый раз это был не Терминатор, а всего лишь Доминатор, предложивший: «Создайте свою тему о натяжении винтов как струны и пишите там , а нормальные люди не о каком натяжении не знают и знать не хотят .»😃
Так что упомянутых «нормальных людей» прошу не беспокоиться, а от тех, кому тема покажется интересной, готов принять конструктивную критику.
Вот ссылка для тех, кто найдет время почитать:
Я так понимаю, вы являетесь автором статей или последователем точки зрения, изложенной на pravmash.ru?
Есть один момент. Несомненно, радиальные нагрузки уменьшают ресурс ШВП. Однако, если мы рассматриваем хоббийное станкостроение, ресурс ШВП вовсе не стоит на первом плане. Его как правило - просто за глаза. Думаю, что мало кому вообще удалось ушатать ШВП, а если удалось, то в основном по причине абразивной пыли, просто криво установленному винту и проч. А ведь еще бывают гайки с преднатягом и проч.,
А вот увеличение себестоимости станка, сделанного по предложенной схеме, не окупится никаким увеличившемся ресурсом.
Соот-но, в реалиях это представляет в основном теоретический интерес, не более.
Одно в сдержанно доброжелательной форме, второе в раздраженно хамоватой.
Мне кажется, что предлагаемое здесь обсуждение может заинтересовать самодеятельных станкостроителей. Для начала составил записку, которая оказалось большой, со многим картинками.
Так что упомянутых «нормальных людей» прошу не беспокоиться, а от тех, кому тема покажется интересной, готов принять конструктивную критику.
Вот ссылка для тех, кто найдет время почитать:
Только вопрос Марата, в посте rcopen.com/forum/f111/topic226167/392 , было совсем о другом. Вы посмотрите на конструкцию станка со ссылки Марата в комплексе, и попробуйте на нем натянуть винт ШВП, и посчитать во сколько это обойдется, не только в деньгах. Ожидаемый результат не окупит затраченных усилий и средств, мое мнение вам известно.
Dirk DIggler , прав, за 7 лет на 3-х станках еще не пришлось менять ШВП, а вот направляющие перебирались, главная причина - грязь.
Ну чтож… проделанная работа кому-то принесёт новые знания.
Но вот мне сдаётся, что вся сила натяжения винта просто перегрузит правый подшипник, кторый при осевой нагрузке в 25 кг через короткий промежуток времени тихо скончается. В такой конструкции надо предусмотреть упорный подшипник.
Ну и самое главное… если мы говорим о хобби-станках - проблем в покупке стандартизованных деталей сегодня как бы нет - были бы деньги, а вот где-то заказать и изготовить детали по индивидуальным чертежам - вот это проблема, как по деньгам, так и по исполнителям.
Ещё раз просмотрел статью и закралось большое сомнение вообще в необходимости сего устройства… Представим - корпус в котором закреплена гайка ездит по рельсам… т.е. каким бы кривым вал ШВП не был, в районе гайки он будет всегда центрироваться по гайке. Радиальные нагрузки возникшие в этом месте будут передаваться через корпус гайки на каретку, через неё на рельс ну и далее на раму, к которой прикручены рельсы, Учитывая, что конструкция хобийных станков в смысле упругих деформаций очень мягкая, радиальная нагрузка будет просто поглощена рамой. И так будет хоть с плавающей гайкой, хоть без… Какой смысл тогда городить всё это?
попробуйте на нем натянуть винт ШВП, и посчитать во сколько это обойдется, не только в деньгах.
Вот именно - его просто загнёт в дугу…
В своём посту лучше выложить опус полностью, это ваша тема и читать doc с левого ресурса не каждый осмелится )
По делу - на фланце с рис. 3 сферических подшипников быть не должно, там нужны цилиндрические штоки. Тогда гайка будет самоустанавливаться в плоскости, перпендикулярной винту.
Я так понимаю, вы являетесь автором статей или последователем точки зрения, изложенной на pravmash.ru?
Правильно понимаете, это мой сайт. Но прежде всего я являюсь действующим конструктором-механиком на реальном производстве. Машиностроительном.
На остальные замечания постараюсь ответить позже. Может быть, какие-то вопросы сами отпадут. Поскольку уже появились мнения прямо противоположные. Например, для Вас несомненно, что радиальные нагрузки уменьшают ресурс ШВП, но это не критично для хоббийного станкосторения. А Марат считает, что хоть с плавающей гайкой, хоть без нее… радиальная нагрузка будет “просто поглощена рамой”.
Кстати вопрос к Вам Марат. Если Вы прочитали записку еще раз, на ваше мнение о скорой и тихой кончине подшипника можно не отвечать? Там сказано сколько должен жить этот подшипник. И при какой нагрузке. Методика расчета долговечности подшипников основана на сугубой практике, как шведской, так и советской. И на накапливавшемся многими десятилетиями опыте.
По делу - на фланце с рис. 3 сферических подшипников быть не должно, там нужны цилиндрические штоки. Тогда гайка будет самоустанавливаться в плоскости, перпендикулярной винту.
Действительно, самоустановка гайки обеспечивается цилиндрическими штоками. Но сферы я поставил для компенсации возможных отклонений от соосности отверстий под эти штоки в обойме гайки. Представьте, что стало бы с игольчатыми подшипниками карданного шарнира, если бы расточки в вилке были не соосны хотя бы на несколько соток. На промышленном производстве можно обеспечить нужную соосность. Самодельщику это сделать сложнее. Но, пожалуй, Вы правы. Даже в кустарных условиях, да при таких малых размерах детали, эти отверстия нетрудно начерно обработать напроход, а затем пройти, опять же напроход, одной разверткой. Хорошая соосность будет обеспечена. Спасибо!
Но я бы на вашем месте, заметив такой перебор в стремлении к абсолютной самоустанавливаемости, написал бы не “не должно быть”, а “без них вполне можно обойтись”.😃
…на фланце с рис. 3 сферических подшипников быть не должно…
Согласился с Вами и уже собрался перерисовывать узел. Но, посмотрев на фланец, вспомнил с чего я связался с этими сферами. Соосные отверстия под цилиндрические штоки сделать достаточно просто. Но как обеспечить соосность штоков на фланце? У SKF они делаются заодно с фланцем из кованой заготовки и шлифуются в центрах, так же, как это делается с крестовинами карданных шарниров. Я специально сделал фланец составным в расчете на самодельщиков, чтобы им не приходилось “выгрызать” его из большой заготовки. Соосные отверстия под резьбу сделать можно так же, как в обойме. Но чтобы нарезать не “косую” резьбу вручную метчиками, нужно иметь очень хорошие навыки. С этим согласны?
Резьбу во фланце для штоков можно не резать, достаточно вставить штоки и зажать их поперечным винтом.
Но вообще, настоящий геморрой это детали 5 и 7 - внешняя опора и обойма. По сути это подшипник скольжения большого диаметра; сверлильным станком и развёрткой такое я бы не взялся соорудить, учитывая что между ними должен быть малый зазор
Резьбу во фланце для штоков можно не резать, достаточно вставить штоки и зажать их поперечным винтом.
Согласен. Хорошее решение.
Сейчас готовлю новый небольшой “опус” и вскоре размещю его здесь. Надеюсь, что многие вопросы будут сняты.
Кажется, понял свою основную ошибку при составлении первого «опуса». Не нужно было пытаться дать одно решение для всех. Начиная от совсем простых и слабеньких станочков и кончая высокоточными и достаточно жесткими станками высокого уровня исполнения.
Все началось с ответа на справедливое замечание Сергея Павлова о том, что сферические подшипники качения имеют осевой люфт и для станка на котором «пытаются ловить сотки» они не годятся. И о том, что можно выбрать люфты, натянув винт, но тогда будет сказываться температурное расширение. Я и попытался совместить выборку люфтов с компенсацией этого расширения. Да еще выдал кучу рекомендаций, как «на коленке» свести к минимуму зазоры в узле подвеса гайки ШВП. Получилось то, что получилось.
Вторая ошибка, это принятое значение силы преднатяжения винта 25 кГс. И хотя было сказано, что для каждого конкретного станка нужно исходить из максимальной силы тяги, развиваемой приводом, пошли упреки в непонимании простых вещей. Понятно, что такая сила никак не применима к слабому порталу, какой стоит на станке, предложенном Маратом. Понятно также, что на таком станке о «ловле соток» соток речь вообще не идет и идти не может по определению.
Считаю, что сила преднатяжения в 25 кГс вполне приемлема для станков уровня тех, какие делает Сергей Павлов. Скорее всего, реальная сила тяги и там существенно меньше и силу преднатяжения винта нужно соответственно уменьшать. Но давайте оставим такие станки в стороне и поговорим об изделиях, подобных станку, предложенному Маратом.
Чтобы ответить на некоторые уже высказанные вопросы и замечания, попытаюсь показать чем полезна и для чего нужна здесь самоустанавливаемость.
В реальных конструкциях всегда имеется какая-то непараллельность оси винта по отношению к оси направляющих суппорта. Это показано в сильно преувеличенном виде на схеме по рис. 1.
Рис. 1
На самом деле отклонение от соосности опор винта глазом не заметно и составляет у кого-то сотые доли миллиметра, у кого-то десятые. Не исключено, что где-то дело доходит до целых миллиметров.
Поэтому уже во время сборки традиционного механизма в опорных подшипниках возникает перекашивающий момент, который воспринимается винтом. И еще не проработав ни минуты винт оказывается нагружен более или менее выраженным изгибающим моментом. О том, какие это могут быть нагрузки, можно судить по допускаемым предельным углам перекоса колец различных подшипников. Для радиального шарикового подшипника с зазором это 8 минут. Для шариковых радиально-упорных - 4 минуты. Для двухрядных роликовых сферических – 2 градуса (примерно такой угол на схеме), а для двухрядных шариковых сферических – 4 градуса.
Это для отдельно стоящего подшипника. В традиционных винтовых механизмах подачи обычно в одной опоре ставят пару радиально-упорных, в противоположной – радиальный. И если одинокий шариковый подшипник сносно работает при перекосах колец до 8 минут, то для пары подшипников любого типа, установленных во второй опоре, губительны малейшие отклонения от соосности опор.
Если в обеих опорах стоит по одному самоустанавливающемуся подшипнику, то таких проблем не возникает даже при перекосе, показанном на схеме. А для шариковых двухрядных сферических перекос может быть еще в два раза больше.
Однако даже при таких подшипниках в опорах, гайку нельзя крепить к суппорту жестко. Допустим, что, как это и следует делать, для среднего положения суппорта, с помощью тщательно пригонки, всяческих прокладок и т.п. мы добились абсолютной соосности винта и гайки. Но в крайних положениях суппорта отклонение от этого оптимального положения составит А единиц в разные стороны у разных опор. Понятно, что если регулировку сделать в одном из крайних положений суппорта, то на другом конце хода отклонение составит 2А.
Для компенсации этого отклонения А или 2А и служит плавающая гайка. Ее конструктивные исполнения бывают разные. В предлагаемой здесь конструкции гайка вместе с ее обоймой плавно перемещается вдоль оси опоры, закрепленной на суппорте, в одну сторону на расстояние 2А. При обратном ходе суппорта, она перемещается на те же 2А в другую сторону.
Это если винт идеально прямой. Если винт «кривой», то в обычной конструкции он «мотает» суппорт с его направляющими в две стороны на каждом своем обороте. При плавающей гайке он тоже «мотает», но не суппорт (если не считать сил трения), а только гайку с обоймой. Во втором случае кривому винту свою работу в качестве коленвала выполнять гораздо легче и радиальные нагрузки на гайке в несколько раз меньше, чем при ее жестком закреплении. Таким образом, и для сведения к минимуму неприятностей от кривизны винта плавающая гайка полезна. Но хорошего здесь мало. На относительно невысоких оборотах винта такая гайка будет работать нормально и долго. Но при оборотах порядка 700 в минуту получается натуральный вибратор. Для очень кривых винтов нужна более сложная конструкция самоустанавливающегося узла гайки.
Есть еще одна неприятность от кривизны винта. Если винт прямой, а его опоры не соосны, то внутренне кольцо самоустанавливающегося подшипника только однажды (при сборке станка) встанет в нужное положение относительно наружного. И так он будет работать все время службы. А при кривом винте на каждом обороте происходит угловое колебание внутреннего кольца относительно наружного. Конечно, таким подшипникам легче работать на кривом винте, чем обычным, но и для них хорошего мало.
Лучше потратиться на добротный винт. Или применить вращающуюся гайку. В этом случае предлагаемая конструкция может спокойно компенсировать очень большую кривизну винта (поперечный ход обоймы ± 3 мм, можно и больше, но тогда привод гайки должен стоять вместе с ней на обойме.
Теперь о конструкции для станка, предложенного Маратом. Исходил из того, что сотки ловить не будем, и осевой люфт сферического подшипника качения приемлем. Приемлемы и зазоры, получаемые в сопряжениях, при их обычной механической обработке. Натяжение винта тоже здесь ни к чему.
Общий вид механизма с опорами винта и гайки показан на рис. 2.
Рис. 2.
Благодаря подсказке Николая Платонова, фланец гайки стал проще (Рис. 3) и весь узел гайки немного уменьшился по диаметру (Рис. 4).
Рис. 3.
Рис. 4.
В обеих опорах винта (Рис. 5 и 6) установлен закрытый (встроенные уплотнения с обеих сторон) двухрядный шариковый сферический подшипник № 2200 Е-2RS1TN9. Один плавающий вдоль оси опоры, второй заневолен с обеих сторон.
Рис. 5.
Рис. 6.
У SKF этот подшипник стоит 25 евро. Можно поставить наш №1800 с такими же размерами за 76 рублей или даже № 1200 (на 5 мм уже) за 46. Но они оба открытые и придется ставить какие-то свои уплотнения.
Считаю, что конструкция приемлема для малобюджетных станков и существенно улучшит их работу.
Сферические подшипники в опорах винта это правильно и хорошо, я согласный.
Теперь хотелось бы поподробней про опору гайки. Что подразумевалось под “обычной механической обработкой”?
Лично я вижу только один способ домашнего изготовления этого узла: купить гильзу с поршнем от какого-нибудь грузовика и допилить согласно чертежу. Но это как-то извращениями уже попахивает…
Теперь хотелось бы поподробней про опору гайки. Что подразумевалось под “обычной механической обработкой”? Лично я вижу только один способ домашнего изготовления этого узла: купить гильзу с поршнем от какого-нибудь грузовика и допилить согласно чертежу. Но это как-то извращениями уже попахивает…
Идея с поршневой парой замечательна. Тем более, что в поршне уже есть строго соосные расточки под поршневой палец. Они, скорее всего, окажутся великоваты для штифтов фланца гайки. Но можно сделать вместо штифтов ступенчатые пальцы или поставить хорошие втулки в отверстия поршня. К сожалению, в современных двигателях поршни короткие и упомянутые отверстия сильно смещены к торцу юбки. Некуда будет вписать большие отверстия для гайки. Однако, если хорошо поискать, можно найти оптимальный вариант. В конце концов, можно сделать и так:
Точность дополнительной обработки (выделана зеленым) никакого значения не имеет.
А под обычной механической обработкой я имел в виду работу самодеятельного станкостроителя, имеющего доступ к обычному токарному станку и умеющего на нем работать. На этот случай можно посоветовать сначала выполнить расточку в опоре, а затем подогнать к полученному диаметру обойму гайки. Важен не точный диаметр, а получаемый минимальный зазор.
Или заказ на стороне. На этот случай одна рекомендация. Обычно, как в серийном производстве, так и на индивидуальных чертежах, на размерах указывают стандартные поля допусков. Например, H7 для расточки в опоре и f6 для диаметра обоймы.
Как-то забывается, что конструктор волен ставить любые допуски. Система стандартных допусков и посадок разработана исходя не из достижимой точности, а из обеспечения нужного качества сопряжений в серийном и массовом производстве при обработке достаточно большого числа деталей между двумя переналадками оборудования (переточками затупившегося инструмента). Поэтому при заказе одной пары деталей у хорошего токаря можно ставить существенно меньшие допуски, чем это обычно делается.
Не берусь советовать, какие именно. Но можно зайти на какой-нибудь сайт, где общаются технологи, и спросить у них. Или вообще не указывать допуски, а просто попросить обеспечить минимальный зазор при свободном вращении.
Марат написал: «… - проблем в покупке стандартизованных деталей сегодня как бы нет - были бы деньги, а вот где-то заказать и изготовить детали по индивидуальным чертежам - вот это проблема, как по деньгам, так и по исполнителям.»
Лет 30 назад я бы точно знал, куда нужно идти. Это учебная лаборатория кафедры «Технология металлов» любого машиностроительного института. Там обычно учебными мастерами работали старики-металлисты очень высокой квалификации. И они всегда держали малую часть станочного парка «для себя», не подпуская к нему студентов. Как там дела обстоят сейчас, просто не знаю – давненько ушел из высшей школы. Скорее всего – разруха.
Наверное, это действительно проблема. Но все можно найти. Во всяком случае, в сети полно объявлений о таких услугах. Были бы деньги, как сказал Марат.
Я вот одного не пойму - неужели так сложно поставить винтовой привод без перекосов жестко закрепив упорные узлы и гайку ?!
В реальности есть куча решений как это сделать хоть на коленке.
На худой конец поставьте гайку на упругой пластине как любит делать Граф…
В данном случае получается что конструкция заточенная под самодельщиков в итоге усложнит все и больше всего времени уйдет на сборку именно этого узла…
Я вот одного не пойму - неужели так сложно поставить винтовой привод без перекосов жестко закрепив упорные узлы и гайку ?!
В реальности есть куча решений как это сделать хоть на коленке.
На худой конец поставьте гайку на упругой пластине как любит делать Граф…
В данном случае получается что конструкция заточенная под самодельщиков в итоге усложнит все и больше всего времени уйдет на сборку именно этого узла…
Я, также как и Вы, ценю Графа. Это высококлассный конструктор. К тому же альтруист: - своими статьями на этом сайте и сообщениями на форуме он многим реально помог. Возможно, ценю его даже выше, чем Вы, поскольку, будучи сам конструктором и уже с давних пор, средний уровень квалификации собратьев по цеху знаю довольно хорошо.
И именно поэтому ответы на ваши вопросы начну со ссылок на Графа.
Он писал: «В теории, схемы со всякими-разными шарнирами в ходовых винтах - очевидны. На практике - абсолютно не приемлемы.»
Таким образом, хороший конструктор считает выгоды самоустанавливаемости очевидными, но на практике не приемлемыми. Я попытался показать, что и на практике они вполне приемлемы.
Еще цитата: «Планка крепления гайки ШВП это довольно тонкое место. Т.к. детали сделаны качественно, регулировка потребовалась минимальная - под планку была подложена регулировочная прокладка из бронзового листа толщиной 0,05 мм. После этого винт стал крутиться легко. Он и до этого крутился, но с прокладкой крутится лучше.»
Как видим, и на станках высокого уровня регулировка и пригонка по месту необходима. И какой бы точной и тщательной эта регулировка ни была, она не может устранить проблему полностью. В девятом посте этой темы, по-моему, ясно показано почему, – в разных местах хода суппорта требуется различная регулировка, а она одна на все случаи. Предлагаемая конструкция выполняет эту регулировку автоматически во всех положениях суппорта. Насколько регулировка важна, можно судить по упомянутой бронзовой фольге 0,05 мм. Возможно, винт крутился бы еще легче при толщине прокладки 0,04 или 0,06. Но такой просто нет. Я это к тому, что даже самые малые отклонения существенно влияют на работу механизма.
Действительно, самоустанавливаемость можно обеспечить применением упругих элементов. Но упругие деформации не бывают «бесплатными». Нет компенсирующих деформаций без «лишних» нагрузок, воздействующих на детали механизма. В предлагаемой конструкции тоже есть силы, препятствующие самоустановке. В данном случае, это например сила трения, мешающая перемещению обоймы гайки вдоль оси опоры. Но она заведомо меньше нагрузки от деформации упругих элементов. Упругие-то они упругие, но все же это не резинки от трусов. Для передачи рабочих усилий они должны иметь все-таки какую-то жесткость. Соглашусь в Графом, что можно сделать компенсирующее устройство, построенное на упругих элементах малой жесткости. Но это будет совсем не просто пластина и, как он сам пишет, это не для самодельных конструкций. Если кто-то предложит приемлемую по цене конструкцию на этом принципе, буду только благодарен и внесу ее в свою коллекцию.
Наконец, есть неизбежные деформации любых конструкций от рабочей нагрузки, которые могут компенсироваться только самоустановкой. Тут никакая регулировка и подгонка не помогает.
Все выше сказанное относится к станкам высокого уровня, которые и в традиционной конструкции работают неплохо. Но могли бы работать и лучше. А для таких станков, как предложенный к модернизации Маратом, самоустанавливаемость просто необходима. И она там, хоть и не в полной мере, уже есть. Это большие люфты во втулках на направляющих скалках. Без зазоров такие направляющие вообще не собираются. А с зазорами собираются, но очень склонны к подклиниванию. На мой взгляд, именно с этим связаны проблемы пропуска шагов и т. п. Конечно, не только с этим, но в значительной мере. Механизм с избыточными связями всегда работает с меньшим КПД, чем самоустанавливающийся. Поскольку в нем «лишних» нагрузок нет, а в традиционном они всегда есть. Оно Вам надо? Или вашему маломощному шаговому двигателю?
Есть такие автомобили как «Волга», «Мерседес» и «Бентли». Все эти машины работают и все называются автомобилями, но разница очевидна. Станочек, работающий «на люфтах» во втулках суппорта на скалках, можно уподобить «Запорожцу», станок среднего качества – «Волге», а самый лучший хоббийный станок - «Мерседесу». Применение принципа самоустанавливаемости позволяет тем, кто умеет и может (по затратам) делать «Запорожцы», приблизиться к уровню «Волги», тем кто делает «Волги» - к «Мерседесу» и т. д.
Насчет «Запорожца» дело вполне реальное. Есть способы свести к минимуму зазоры во втулках и при этом не сделать конструкцию дороже. В некоторых случаях она может оказаться даже дешевле. Но об этом пока помолчу. Во всем, что я тут написал о винтовом механизме ничего принципиально нового нет, и многие механики с этим знакомы. И это вызвало, наряду с дельными замечаниями, довольно жесткие возражения. А если написать о чем-то малоизвестном, или о принципиально новом, полагаю, возражения будут еще резче.
И еще одно, хоть и не в тему. Не хотел, чтобы мои приведенные выше комплименты Графу, кем-то или им самим были поняты как скрытый способ возвеличивания самого себя. Просто более 30 лет назад мне попала в руки книга Л.Н.Решетова «Конструирование рациональных механизмов» и произвела ошеломляющее впечатление. До этого я проектировал «как все» и все у меня было «как у людей». Не столкнись я тогда с этой книгой, не уверен, что смог бы подняться на сколько-нибудь достойный конструкторский уровень, не говоря уже об уровне Графа. Но тогда все переменилось и, если я чего-то добился в своем ремесле, то по большей части обязан этим упомянутой книге и последующим ее изданиям под сменившимся названием «Самоустанавливающиеся механизмы». И, конечно, автору этих книг. Поэтому и пропагандирую разработанный им метод как могу, в том числе с помощью этого форума и этого поста.
Но тогда все переменилось и, если я чего-то добился в своем ремесле, то по большей части обязан этим упомянутой книге и последующим ее изданиям под сменившимся названием «Самоустанавливающиеся механизмы». И, конечно, автору этих книг. Поэтому и пропагандирую разработанный им метод как могу, в том числе с помощью этого форума и этого поста.
Да Вы, батенька, сектант. 😉 А если серьезно, ну раз уж вы работаете на реальном производстве, не пригласите ли сюда для обсуждения технолога с вашего производства? Не написать, так хоть дать прочитать и пересказать комментарии. Я думаю, технолог внесет немного каплю здравого скептицизма в проявленный “конструкторский зуд”, как говаривал товарищ Сталин.
Да Вы, батенька, сектант. 😉 А если серьезно, ну раз уж вы работаете на реальном производстве, не пригласите ли сюда для обсуждения технолога с вашего производства? Не написать, так хоть дать прочитать и пересказать комментарии. Я думаю, технолог внесет немного каплю здравого скептицизма в проявленный “конструкторский зуд”, как говаривал товарищ Сталин.
Шутки шутками, но хочу ответить на шутливый упрек в сектанстве совершенно серьезно. Уж простите за многословность.
Секта, это небольшая группа людей, чьи воззрения не совпадают с понятиями подавляющего большинства. В этом смысле я, конечно, сектант. Народу в «секте» немного, но это неплохая компания. И отец-основатель у этой «секты» был весьма достойный. Это вовсе не значит, что «секта» противостоит каким-то недостойным или малограмотным людям, или что в ней самой собрались темные недоумки. Да и противостояния-то никакого нет. Есть только разные подходы к одному и тому же делу. В одной области деятельности.
Пример из жизни. Жили - были два брата Решетовы, к сожалению, теперь оба покойные. Леонид Николаевич заведовал кафедрой «Прикладная механика», а Дмитрий Николаевич кафедрой «Детали машин» в одном и том же заведении – МВТУ. Старики знают, а молодежи поясню, что это лучшая в стране инженерная школа, элитная, как теперь говорят.
Оба имели самые высокие титулы, какие только возможны в инженерном деле. Как говорится, трижды заслуженные, четырежды лауреатные. Л.Н. писал упомянутые выше книги, а Д.Н. – учебники по деталям машин, по которым учились и до сих пор учатся большинство студентов машиностроительного профиля. А его фундаментальный атлас чертежей «Детали машин» знают все инженеры-механики без исключения. И оба занимались практическим конструированием.
Не бывши с ними знаком лично, не могу судить об их личных отношениях. Во всяком случае, в публичные конфликты они точно не вступали. Читал труды обоих и ни разу не встречал там ссылок друг на друга, ни положительных, ни отрицательных. Каждый спокойно делал свое дело. И отношение окружающих к ним обоим было уважительным. Разница была в том, что, по рассказам их бывших учеников, чтобы не путать братьев, их фамилию для одного произносили с ударением на первом слоге, а для второго на последнем.
Теперь о рекомендации пригласить сюда технолога. Отвечу тоже всерьез. К сожалению, на моем производстве технологов по мехобработке нет. По другим делам есть, а по механике нет. Мы не можем себе позволить такую роскошь. Это в крупносерийном и массовом производстве без них никак и они играют там первую скрипку. Мы делаем нестандартное оборудование. Это тяжелые каротажные подъемники – большие лебедки для спуска приборов в скважины глубиной до 7 км. Редко делаем две или более одинаковых машины – у каждого заказчика свои условия работы и свои тараканы в голове. Поэтому приходится полагаться на станочников-универсалов, которые для каждого чертежа штучной детали сами находят технологию обработки в своей голове. И которых, к большому сожалению, теперь все труднее найти.
Не сомневаюсь, что технолог «со стороны» скорее всего, внес бы «каплю здравого скептицизма», а может быть вылил и ведро помоев.
И на моем реальном производстве поначалу многие возражали. Но уже давно не возражает никто. Немного ворчат, но решительно не противятся. Сомнения бывают: «Да, все правильно, но ведь заказчик нас не поймет». Поскольку была такая история.
Следуя линии мирового технического прогресса, мы стали встраивать привод лебедки в ее барабан. Привод, это мощный планетарный редуктор с вращающимся корпусом. Импортный, поскольку таких редукторов с нужными параметрами у нас никто не делает.
И повторили ошибку мировых лидеров «лебедкостроения». Таких, например, как немецкий концерн Zollern или итальянская фирма Brevini. Нарушили хорошо известную всем механикам заповедь «Не ставь жесткий вал на три опоры». А как не ставить, если редуктор покупной и в нем уже стоят две опоры (два подшипника), а второй конец длинного барабана тоже нужно на что-то опереть? И пошли рекламации. Довольно часто раздавливало очень большие опорные подшипники редукторов. Не буду вдаваться в детали, кому они интересны, посмотрите у меня на сайте. Проблему решили с помощью самоустанавливающейся схемы крепления опор барабана к станине лебедки. Отказы полностью прекратились.
А наши конкуренты, в том числе - немцы, которые покупают редукторы у тех же поставщиков, продолжают работать по старому и продолжают прилагать к своим подъемникам запасной весьма недешевый редуктор. Так что, никто с моего производства ни капли здорового скептицизм сюда бы не внес. Поскольку знает, во что обходится отказ подъемника при нахождении приборов в глубине скважины.
Интересно, что упомянутые мировые лидеры знают, как делать правильно. В катaлоге Brevini даже приведена правильная схема. Не такая, как у нас, но правильная. Но в этом же каталоге «правильных» лебедок нет. Возможно, считают, что «потребитель не поймет».
Примерно так же, как в каталоге SKF по точным ШВП. Сначала фирма пишет, что винт следует ставить с предваримтельным натяжением и на самоустанавливающиеся подшипники, а потом в этом же каталоге предлагает готовые узлы только для монтажа винта на четыре опоры (или на три в случае короткого винта). Четвертой или третьей опорой я считаю гайку ШВП, каковой она и является, особенно если поставлена на винт с преднатягом. То есть фирма помогает потребителям нарушать упомянутую выше заповедь. Ведь винт это вал, не такой жесткий как барабан лебедки, но все же вал. Было бы интересно посмотреть, на каких винтах работает технологическое оборудование в цехах самой SKF.
И еще немного о “сектантах”. Последователи метода Л.Н.Решетова ни с кем не воюют. И собственная малочисленность
их не смущает. Поскольку истина в механике, как и везде, большинством голосов не устанавливается.
Ещё раз просмотрел статью и закралось большое сомнение вообще в необходимости сего устройства… Представим - корпус в котором закреплена гайка ездит по рельсам… т.е. каким бы кривым вал ШВП не был, в районе гайки он будет всегда центрироваться по гайке. Радиальные нагрузки возникшие в этом месте будут передаваться через корпус гайки на каретку, через неё на рельс ну и далее на раму, к которой прикручены рельсы, Учитывая, что конструкция хобийных станков в смысле упругих деформаций очень мягкая, радиальная нагрузка будет просто поглощена рамой. И так будет хоть с плавающей гайкой, хоть без… Какой смысл тогда городить всё это?
В продолжение предыдущего поста. Поскольку речь уже зашла не столько о технике, сколько о людях.
Для меня давно загадка, почему многие толковые люди так упорно не принимают принцип самоустанавливаемости. Цитируемое сообщение Марата навело вот на что.
Все знают закон «Сила действия равна силе противодействия». Но, возможно, многие считают, что слово закон можно ставить в кавычки. Что это вообще-то не закон, а что-то вроде пословицы «Что посеешь, то и пожнешь» или «Каков вопрос, таков ответ». Но ведь это только во взаимоотношениях людей пословицы далеко не всегда действуют. Здесь действие не всегда влечет равноценное противодействие. Например, на хамское высказывание можно никакого ответа не получить, но можно и получить правой в челюсть.
А во взаимоотношениях деталей любого механизма это настоящий закон и он действует непреложно, всегда и везде.
Радиальная нагрузка от гайки действительно, как пишет Марат, передается от корпуса гайки через промежуточные звенья на раму станка. Только рама-то эту нагрузку никак не может «просто поглотить». Она отвечает равной по величине и обратной по направлению силой реакции и «возвращает» исходную нагрузку на гайку и через нее на винт. «Мягкая» рама смягчает возникающую от кривизны винта нагрузку, но никак не «просто поглощает» ее.
Спиральная пружина или листовая рессора автомобильной подвески сильно смягчает нежелательные нагрузки от неровностей дороги и повышает комфорт в салоне. И обитателям салона совершенно не важно, на сколько при этом перемещается по вертикали колесо машины.
Конечно, при прочих равных условиях, радиальные нагрузки на гайке при податливой раме существенно меньше, чем при жесткой, но они не устраняются полностью. А плавающая гайка их просто устраняет (если пренебречь силой трения). Это плохо? И еще одно. Прежде чем радиальная нагрузка от гайки доходит до рамы и вызывает обратную реакцию, портал выбирает люфты в каретках, то есть смещается относительно стола, закрепленного на раме, и только затем смещается еще дальше уже вместе со столом на величину деформации рамы. Разве владельцу станка, подобно пассажиру автомобиля, также не важно, насколько его «колесо», то бишь инструмент, мотается из стороны в сторону относительно стола с обрабатываемой заготовкой на каждом обороте кривого винта? Или, при прямом винте, плавно уходит в сторону по мере продвижения по оси Х или Y. Разве ему не интересно использовать возможность существенно повысить точность обработки, не повышая жесткости рамы, портала и суппорта?
Основные законы механики очень просты. Но они становятся такими, только когда их хорошо осмыслишь, когда сможешь поставить себя на место винта, гайки или рамы и правильно оценить соответствующие ощущения.😃
Вот простая задача. Два человека тянут веревку в разные стороны с силой по 20 кГс каждый. С какой силой натянута веревка?
Мне доводилось встречать инженеров, правда, не механиков, которые уверенно отвечали: «40 килограммов!».
Может быть, одна из причин упомянутого неприятия именно в этом?
«Мягкая» рама смягчает возникающую от кривизны винта нагрузку, но никак не «просто поглощает» ее.
Я именно это и имел ввиду… вы выразили мысль более литературным языком. Извиняюсь конечно, но 15 лет в Германии не улучшают мой русский, к тому же я и вообще не русский.
Я повторюсь ещё раз, чтобы больше не возникало непоняток! ЛИЧНО Я не отицаю пользы самоустанавливающихся механизмов! Просто в отношении самодельных станков, эти механизмы а) усложняют изготовление станков, б)приводят к неоправданному удорожанию. Почему неоправданному?? Да потому что во многих случаях нужно речь вести не об увеличении срока работы ШВП, а вообще о целесообразности некоторых концепций изготовления станков хобистами. Как в приведённом мною для примера станке - какие там нафиг самоустанавливающиеся ситемы - когда он и без них сложиться или завяжется в узел от минимальных нагрузок при фрезеровке. Может быть и поэтому эта тема не встречает здесь понимания. Я думаю она нашла бы большее понимание на САПР2000…
По-моему, можно повести промежуточный итог.
Опоры винта со сферическими подшипниками нареканий не вызвали.
Есть нарекания по узлу плавающей гайки. Через несколько дней предложу еще один ее вариант, сделанный с учетом высказанных замечаний. Вариант простейший, но сейчас нет свободного времени.
А пока есть предложение. Я тут обещал показать самоустанавливающуюся конструкцию для консольного винта (с одной подшипниковой опорой). Может быть, устроим небольшой конкурс самодеятельности? Задача простая, - подшипниковая опора уже есть. Это опора с заневоленным сферическим подшипником (но, может быть, кто-то предложит другое решение и для нее). Осталось сделать самоустанавливающуюся гайку. Не плавающую, а только поворачивающуюся на небольшие углы вокруг двух осей и удерживаемую от вращения вокруг оси винта. Кто предложит лучшее решение?
Может быть и поэтому эта тема не встречает здесь понимания.
Вот есть нормально сделанные станки- это средства производства. Т.е. они должны производить продукцию. Для того, чтобы они это делали эффективно(максимум работы за единицу времени) они должны быть спроектированы и изготовлены как надо, а не как получится. Поэтому при изготовлении станков нужно добиваться параллельности и соосности винтов, гаек и направляющих. Тогда и мудрить ничего не надо будет.
Вот есть нормально сделанные станки- это средства производства. Т.е. они должны производить продукцию. Для того, чтобы они это делали эффективно(максимум работы за единицу времени) они должны быть спроектированы и изготовлены как надо, а не как получится. Поэтому при изготовлении станков нужно добиваться параллельности и соосности винтов, гаек и направляющих. Тогда и мудрить ничего не надо будет.
Да ради Бога! Кто же Вам мешает «добиваться параллельности и соосности винтов, гаек и направляющих»? Добивайтесь, я же не против и ни к чему Вас не принуждаю. Искренне желаю Вам успехов, но напоминаю, что добиться абсолютной соосности, параллельности и т. д. невозможно по определению. И что, чем ближе Вы подойдете к желаемому абсолюту, тем больше затрат понесете.
Просто у меня другие представления о том «как надо». И я делюсь этими представлениями с теми, кого это может заинтересовать. И у меня есть все основания полагать, что конструкция, обеспечивающая компенсацию неизбежных отклонений от соосности, параллельности и т. д. повысит эксплуатационные характеристики станков.
Так уже было. Лет сто все станкостроители ставили суппорты на направляющие скольжения с двумя треугольными призмами. И все считали, что «так надо». И добивались нормальной работы этих направляющих с помощью ручного шабрения после шлифовки. Потом нашелся кто-то, кто сказал, что одна из призм лишняя. Ее убрали. Оказалось, что теперь достаточно только шлифования, а шабрение не нужно. То есть отпала весьма трудоемкая операция, выполняемая слесарями-лекальщиками высочайшей квалификации. Станки стали дешевле и точнее. Теперь почти все считают, что так и надо. Правда, некоторые станкостроители (адрес я уже указывал) упорно продолжают считать, что и сегодня «надо так», как было лет 150 назад. И продолжают чего-то добиваться. Но это их проблемы.
компенсацию неизбежных отклонений
В цифровом выражении это сколько?
Лет сто все станкостроители ставили суппорты на направляющие с двумя треугольными призмами.
с двумя призмами токарный станок работает лучше, уже пробовал, про это я вам говорил, и в обратном вы не убедите. Немцы себе и в настоящее время себе такие делают.
В цифровом выражении это сколько?
В цифровом выражении - не знаю.
Написал, а теперь корректирую, так как сначала неправильно понял вопрос. Подумал, что речь идет о снижении цены и о повышении точности.
А вопрос-то был о компенсации неизбежных отклонений. И ответ на него такой. Если самоустанавливаемость частичная, то компенсация соответствующая. Если полная, то компенсация полная. Например, если траекторию суппорта задает одна призма скольжения, то точность этой траектории определяется только точностью выполнения пары призма-суппорт. При двух призмах, точность траектории суппорта определяется уже не точностью двух пар призма-суппорт, но и точностью взаимного положения этих двух пар. Таким образом, траектория движения суппорта при одной призме имеет погрешности, но они заведомо меньше, чем во втором случае. Поскольку на них влияют большее число факторов и не в лучшую сторону.
Вода это всё!
Легче выставить соосность, чем изготовить компенсатор.
Цель ШВП это работа на минимальных зазорах или с преднатягом без него.
А Вы предлагаете внести туда дополнительно зазор своей системой.
Точность станка более приоритетна чем его долговечность.
ШВП и направляющие это расходники и у них есть гарантированный ресурс.
После выработки ресурса это всё меняется на новое.
Погрешности производства компенсируют настройками, как те пять соток у Графа,
а не плавающими креплениями.
Выше сказанное в свете применения ЧПУ станков, никаких лебёдок или ещё чего стороннего.
с двумя призмами токарный станок работает лучше, уже пробовал, про это я вам говорил, и в обратном вы не убедите. Немцы себе и в настоящее время себе такие делают.
Баха, никого конкретно и Вас в том числе я ни в чем не стремлюсь убедить. Как уже говорил, я просто делюсь своими представлениями. И не только немцы делают.
И еще к Вам вопрос, просто для расширения моего кругозора. Как Вы пробовали? Брали станок с думя призмами, оценивали качество его работы, затем удаляли одну из призм и повторяли оценку? Или это были разные станки? Или станки одного производителя, выпущенные в разное время?