Самоустнавливающиеся винтовые приводы для станков с ЧПУ
то, что нарисовано, штифты полноценно не заменяет
Пара штифтов на детали, фиксирует ее на плоскости полностью, это очевидно.
воизбежание дополнительных напряжений, тепловых и механических в время работы.
На направляющих станков Вам это не грозит. Что бы почувствовать тепловые деформации,
рельса должна быть значительно длиннее.
И вопрос:
Хотел отправить Вас читать Беляева, но потом посмотрел на возраст, извините.
Ответ: очевидно, что во втором.
Где то мне попадался готовый калькулятор с
возможностью установки расчетной схемы, но с разгона не найду.
Еще можете подружится с Солидворксом там есть Симулейшн, но это
чуть дольше.
Тем более, когда и понимание хромает, лучше писать “на мой взгяд” или “мне кажется”.
“На мои взгляд” абсолютно самоустанавливающийся станок.
!
Думаю, что Бывший механик лучше меня мог бы Вам обяснить зачем “это нужно”, и в чем разница между штифтами и упорами, показанными на приведенной вами картинки.
Уважаемый! Мне ничего объяснять не надо - я более двадцати лет проработал технологом в инструментальном цехе крупного машиностроительного предприятия и это в СССР, не считая ещё многих лет в Германии. И разницу между штифтами и упорами великолепно понимаю. А вот вы видно не понимаете, что хоббисту, который сверла нормального иногда не имеет, найти штифты, а под них ещё и развёртку 2 сотки в минусе будет точно не просто.
Левая каретка вместе с рельсом или отдельно от него может уйти влево, а правая - вправо.
Ну если срежет болты крепления каретки к пластине, или порвёт саму пластину, к которой каретки прикручены. Вы пов
нимательнее посмотрите
Тем более, когда и понимание хромает
Ну да, у великих конструкторов, понимание всегда на высшем уровне!!! Смешно слушать - вроде взрослый человек…
Ок… придумывайте дальше самоустанавливающиеся станки… может когда-нибудь потомки памятник поставят!
“На мои взгляд” абсолютно самоустанавливающийся станок.
Красиво работает, а главное, все из фанеры.
я более двадцати лет проработал технологом в инструментальном цехе крупного машиностроительного предприятия и это в СССР, не считая ещё многих лет в Германии. И разницу между штифтами и упорами великолепно понимаю. А вот вы видно не понимаете, что хоббисту, который сверла нормального иногда не имеет, найти штифты, а под них ещё и развёртку 2 сотки в минусе будет точно не просто.
Искренне жму руку, но мне действительно не очевидно, как у человека,
способного потратить несколько тысяч долларов на комплектующие
станка, не найдется совсем немного на покупку сверла и развертки.
Это абсолютно не нужно. Так как рельсы обычно упираются в упоры противоположными сторонами, а каретки крепятся к одной детали и чаще всего с одной стороны тоже упираются в буртик. Таким образом исключается сдвиг рельс относительно друг друга.
Честно говоря, я бы не стал использовать каретки, как средство удержания
рельсы от смещения. Все таки у них несколько иное назначение.
Все равно там есть какой то люфт, или обязательно появится при
эксплуатации, и под действием поперечных вибраций стола,
рельса вполне может оторваться.
А если, к тому же, крепить ее к алюминиевому основанию,
как тут делают многие, то не просто может, а скорее всего
оторвется.
Вот практика точного станкостроения:
Если же направляющие требовали отдельного монтажа (были и такие узлы), то разрабатывалась специальная особо точная технологическая оснастка. Направляющие занимали свое родное место и очень “густенько” штифтовались.
А вот предположения Creolka:
производители предусматривают совершенно другой способ и связан он с тем что рельса, особенно длинная, должна иметь некоторую степень “свободы перемещения” вдоль рельсы воизбежание дополнительных напряжений, тепловых и механических в время работы. Ведь не зря обусловленно усилие затяжки болтов!
Кто тут прав, судите сами. С учетом комментариев Бывшего механика.
Какая из балок сможет нести большую нагрузку при условии одинаковой стрелки прогиба?
Не думаю, что Вы решили проверить мои познания в сопромате. Скорее всего, вопрос с подвохом. Ну, давайте.
Стрела прогиба определяется изгибной нагрузкой. На рисунке показаны эпюры изгибающих моментов, построенные на растянутых волокнах балки для двух случаев ее опирания при одинаковой нагрузке в пролете. Во втором случае картина изгибных нагрузок много благоприятнее, чем в первом. Следовательно, стрела прогиба при одинаковой нагрузке будет здесь существенно меньше. А при одинаковой стреле прогиба, балка будет нести существенно большую нагрузку.
“На мои взгляд” абсолютно самоустанавливающийся станок.
Очень похоже, что Вы правы.
Честно говоря, я бы не стал использовать каретки, как средство удержания
рельсы от смещения. Все таки у них несколько иное назначение.
Все равно там есть какой то люфт, или обязательно появится при
эксплуатации, и под действием поперечных вибраций стола,
рельса вполне может оторваться.
Ну почему нужно всё доводить до абсурда?
Мне кажется что конструктор, который будет проектировать этот узел просто посчитает максимальные усилия, которые могут быть приложены с боковых сторон и посчитает усилие сдвига, которое выдержат конкретные 16 болтов и если а) первое не превышает второе, то он применит этот конкретный частный случай крепления рельс и кареток, б) первое превышает второе, то он применит другой частный случай крепления (в каталогах производителей методов крепления достаточно приводится) и даже если и другие методы не будут отвечать требованиям, он просто перейдёт на другой типоразмер рельс и кареток, где применяются болты крепления большего диаметра.
По моему это именно так на практике и делается. Или вы делаете как-то по другому?
А если, к тому же, крепить ее к алюминиевому основанию,
как тут делают многие, то не просто может, а скорее всего
оторвется.
При тех усилиях резания, которые на хобийных станках имеются, все эти разговоры можно просто забыть.
Честно говоря, я бы не стал использовать каретки, как средство удержания
рельсы от смещения. Все таки у них несколько иное назначение.
Если типоразмер кареток (по динамическим нагрузкам) выбран в соответствии с максимальными нагрузками, то ничего страшного в этом не вижу.
Что бы почувствовать тепловые деформации,
рельса должна быть значительно длиннее.
Из теории и практики для стали усреднённо удлинение будет 13 микрон на метр на градус.
При длине рельса 1м и повышении температуры в помещении где работает станок на 5 градусов рельс удлинится на 6 соток. При тяжёлых условиях обработки направляющие прогреваются до 80 -ти градусов (это тоже из практики) и температура в цехе бывает увеличивается на 10 -15 градусов - вот и считайте…
По моему это именно так на практике и делается. Или вы делаете как-то по другому?
Абсолютно согласен с Вами, но я исхожу не из абстрактных рассуждений, а
просмотра конкретных проектов людей с этого форума.
Вот, к примеру, популярные рельсы HGH15, HGH20 и HGH25.
Прозводитель предусматривает крепление болтами М4, М5 и М6, соответственно.
Не мне Вам объяснять, что это за крепление в алюминий болтом М5.
Не хочется считать, но по ощущениям ( могут уже быть ощущения у не молодого
конструктора), ее “ветром сдувать” будет, тем более при обработке на станке
металла.
Разве что посоветовать людям крепиться “насквозь” станины и ставить снизу
стальную гайку. И то, болты и гайки М5 должны быть не с магазина метизов.
По-мне, так уж лучше применить упоры.
Не мне Вам объяснять, что это за крепление в алюминий болтом М5.
Их там много…
Не хочется считать, но по ощущениям ( могут уже быть ощущения у не молодого
конструктора), ее “ветром сдувать” будет, тем более при обработке на станке
металла.
Да нет… объясню - в большинстве случаев применяются высокооборотистые (до 24000) шпиндели (чаще всего китайские 1,5 Квт, но в реальности они способны отдавать максимум 750 ватт, да и то на максимальных оборотах, при снижении оборотов до 8000 (минимальные) все они катастрофически теряют крутящий момент). Думаю вам не надо объяснять, каким диаметром фрез можно пользоваться по металлу на 20 - 24000 об в мин. ну и глубина обработки по аллюминию обычно не превышает 1 мм, а посему и усилия резания не большие - намного меньше чем могут выдержать 16 болтов М4 крепления 4-х кареток или скажем 20 болтов крепления рельс.
Не думаю, что Вы решили проверить мои познания в сопромате
Нет, конечно же!
Вы выложили эпюры, на это я и расщитывал.
Теперь можно наглядно видеть, что ШВП на самоустанавливающихся опорах, первый случай, будет менее устойчива чем
ШВП в жёстких опорах, нижняя картинка. Спросите какое отношение имеет сие к ШВП - самое прямое.
Расщитанные вами максимальные обороты ШВП - 950 об/мин. это реальное значение.
Обозначенные мной 1000 об/мин - это не расщётное значение, на самом деле максимальные обороты для этого вала
составляют 1172 об/мин. Этим я показал разницу в оборотах и не более того. При шаге ШВП - 5мм разница в двести
оборотов даёт разницу по скорости 1 метр в минуту.
Это как раз то на что я и хотел обратить ваше внимание.
Я не против всяких систем облегчающих жизнь, но делать это в ущерб, повышеная стоимость и пониженная скорость,
согласитесь не логично.
Бывший механик
Про болты.
Вот такая вот деталька вырезалась нами из листа в количестве 500 штук. Крепеж делался ОДНИМ болтом М4 в отверстие в детали. Болт вкручивался в алюминиевую оправку из листа 10мм.
Т.е. алюминий по алюминию, оба гладкие (прокат), один болт М4 (момент затяжки не знаю правда, шуруповерт на 4 из 8, сколько это надо померить), фреза 3.2мм, 1мм за проход, 1 м/мин, 24к об/мин - смещения деталей не было!
Теперь можно наглядно видеть, что ШВП на самоустанавливающихся опорах, первый случай, будет менее устойчива чем ШВП в жёстких опорах…
Что-то в этом роде и предполагал.
Вы так настойчиво и, очень похоже, что искренне, пытаетесь меня вразумить, излагая азбучные истины, что как-то неудобно становится.
Поверьте, я эти истины знаю и даже достаточно хорошо понимаю. Позвольте и мне изложить Вам кое-что из азбуки.
Действительно, если считать по известной формуле, критическая скорость вращения для традиционной схемы монтажа винта существенно выше, чем у винта на сферических опорах. Только такие расчеты зачастую бывают очень далеки от реальности.
В этой формуле учитывается вид опор вала (шарнир, жесткая заделка и т. д.), диаметр и длина вала. И больше ничего. Не учитываются такие вещи, снижающие устойчивость, как, например, неизбежное наличие изгибающего момента в одной из опор (в той, где стоят спаренные подшипники). О причинах неизбежности уже неоднократно говорил и повторять не буду. Винт еще не сделал ни одного оборота, а уже в большей или меньшей степени изогнут. Если такие вещи и учитываются, то это делается с помощью коэффициентов, которые действительны только для тех условий, в которых они определялись
Поэтому для традиционной схемы установки винта определить реальную критическую скорость вращения расчетом, предлагемым какой-то конкртеной фирмой или каким либо-справочником и т. п. практически невозможно.
В формуле, которую приводит SKF, есть коэффициенты для различных схем опирания винта. В этих коэффициентах вся соль. Именно этими коэффициентами, помимо собственно вида опор, учитываются и реальные погрешности монтажа этих опор. Видимо, они определены опытным путем, для реальных винтов SKF, для реальных подшипников SKF, установленных в реальных корпусах SKF, которые закреплены на станине с соблюдением всех рекомендаций SKF по точности монтажа. Вот если соблюсти все эти условия, тогда расчету можно верить. Но попробуйте все это соблюсти.
А для статически определимой схемы эта формула (не SKF – у них коэффициента для шарнирных опор нет) дает близкий к реальности результат, для самых разных уровней точности монтажа. На то эта схема и «определимая». В ней нет привходящих факторов, снижающих устойчивость, или они пренебрежимо малы.
Мы говорим, главным образом о самодельных станках, в которых точность изготовления и монтажа заведомо невысока. Вспомните, что рекомендует та же SKF для условий невысокой точности. Это натяжение винта, самоустанавливающиеся опоры для винта и карданный подвес для вала. Полагаю, что специалисты фирмы не хуже нас с Вами понимают смысл формул, которые приводят в своем каталоге, в том числе и формулы расчета критической скорости вращения.
Давайте не будет больше мусолить эту критическую скорость. Меня сейчас больше другое занимает. Полемика в этой теме навела на новые для меня решения, которые, на мой взгляд, снимут большую часть проблем. В том числе и проблему критической скорости. Скоро смогу показать обещанную конструкцию с вращающейся гайкой. Надеюсь, и Вам будет интересно.
mechanik
Добавлю вам еще один аргумент из практики. У меня китайский станок, и винт ШВП у него кривой. Хотя винт 16мм, а направляющие (круглые скалки) 25мм, он немного-таки деформирует скалки на каждом обороте. В результате на обработанной поверхности имею легкий муар с шагом 5мм…
Хотя винт 16мм, а направляющие (круглые скалки) 25мм, он немного-таки деформирует скалки на каждом обороте.
Спасибо за пример. Полагаю, что у китайских товарищей технологические возможности не хуже, чем у большинства наших самодельщиков. Можно представить, какую “лишнюю” радиальную нагрузку несет гайка ШВП, когда деформирует скалки диаметром 25 мм.
У меня китайский станок
Роман, какой у Вас китаец?
Можете кинуть ссылку?
Сообщение от Baha
“На мои взгляд” абсолютно самоустанавливающийся станок.
Очень похоже, что Вы правы.
Что можете сказать о жесткости и точности станка, изготовленной по такой схеме?
Обычный настольный роутер. Ссылки нету, пара фото двухлетней давности есть. Тяжело ему у нас живется.
Что можете сказать о жесткости и точности станка, изготовленной по такой схеме?
Судя по фото, это не обрабатывающий станок, а чертежный аппарат. Вместо шпинделя у него шариковая ручка, видимо слегка подпружиненная.
Полагаю, что точность у него достаточно высокая именно благодаря самоустанавливаемости. Не хуже, чем была у чертежных приборов на старых «Кульманах» с их параллелограмным механизмом на длинных рычагах. Примерно также строятся различные автоматы для разметочных работ или для контроля точности обработанных корпусных деталей.
Конечно, если вместо ручки поставить сюда шпиндель, он будет мотаться из стороны в сторону из-за гибкости длинных рычагов. Для обрабатывающего станка нужны жесткая станина, ортогональные направляющие, жесткий портал, суппорт и т. д. Однако, это не значит, что ему противопоказана самоустанавливаемость. На мой взгляд, - наоборот. И приведенное Вами фото чертежной машинки тому подтверждение. Вы думаете по другому, ну и ладно.
Что можете сказать о жесткости и точности станка, изготовленной по такой схеме?
Вопрос о другом, “изготовленной по такой схеме”? Если вас смущает вид этого станка, а я не спрашивал конкретно про этот станок, то вот другой вариант,
www.youtube.com/watch?v=NDzUiZsbQtw
я не то думаю. я думаю про другое, почему не делать такие станки, их же собирать проще, или нет?
почему не делать такие станки,
Вы кого имели в виду, самодельщиков?
Или промышленность.
Вопрос о другом, “изготовленной по такой схеме”?
Если это будет кому-то интересно…
Как по мне, так схема не доделанная.
Достаточно посмотреть на толщину штанг ( не оконцовок), “таскающих” шпиндель.
Визуально они не меньше, чем 50-60мм в диаметре.
О чем это говорит, а о том, что не смотря на 6 удерживающих шпиндель
штанг, им не удалось, при такой схеме избежать работы штанг
на сжатие. То есть при любых нагрузка, какие то из штанг
обязательно сжимаются, теряют устойчивость и получают прогиб.
В результате приходится таскать эту тяжесть (6 толстых стальных штанг плюс шпиндель)
по направляющим вверх и вниз, требуя намного больше мощности,
чем при перемещении кареток вдоль горизонта.
Естественно цена этой свободы шпинделя - очень большие энергозатраты.
Но, эту схему можно существенно улучшить.
Если предположить, что вопросы позиционирования и управления
перемещениями кареток таскающих штанги уже решены, то дело
остается за малым.
Представьте, что вертикальные направляющие по которым ездят
каретки, удерживающие штанги, продлены вниз под станок.
Точно такой же паук (на самом деле достачно будет и 4х штанг, три просто не технологично)
существует и снизу.
При такой схеме можно будет обеспечить условия, в которых при любой нагрузке,
не меньше 3х штанг, с достаточно разнесенными в пространстве углами,
будет работать на растяжение.
Соответственно, как вы понимаете, штанги можно будет существенно облегчить.
Конечно, для удобства работы с деталью, крепление штанг следует отодвинуть
от шпинделя чуть дальше на специальную рамку, а весь станок, для удобства
обслуживание развернуть горизонтально.
Кстати, горизонтальный разворот направляющих, не только уменьшит высоту,
но и энергозатраты (мощности приводов, их вес).
С удовольствием послушаю здоровую критику.
почему не делать такие станки, их же собирать проще, или нет?
Спасибо за видео. Так, сходу, не берусь судить о простоте сборки и вообще о конструктивных элементах. На меня произвело большое впечатление то, что практически одним приводным механизмом, пусть и со многими деталями, обеспечивается масса оперций. Не берусь даже сразу сказать сколько координат эта штука обеспечивает. Похоже, этот станок, при прочих равных условиях, много производительнее станка с ортогональными направляющими, не имеющего наклона шпинделя в трех плоскостях. А если снабдить обычный станок системами такого наклона, то он, пожалуй, окажется и сложнее и дороже того, что на видео.
Это не только штанги, это ШВП. Степеней свободы 6. Соответственно 6 приводов торчат. Лишних механических связей нет. Математика там наверное нескучная )
www.3e-club.ru/view_full.php?id=15&name=mechanisms