Самоустнавливающиеся винтовые приводы для станков с ЧПУ
Если не сложно, киньте ссылку, с удовольствием посмотрю.
там же схема с вашим “кубиком”, с четырьмя вертикальными приводами.
www.google.ru/search?q=parallel+robot+photo&hl=ru&…
там же схема с вашим “кубиком”, с четырьмя вертикальными приводами
Не нашел, даже схемы, не то что фото.
Триподы, конечно. интересны. И к теме имеют прямое отношение, поскольку винтовые привода у них уж точно самоустанавливающиеся. Но давайте вернемся к линейным приводам.
Предлагаю обещанный привод с консольным винтом и вращающейся гайкой. Мне это показалось интересным после полемики с Creolka по поводу критической скорости вращения и критической силы осевого сжатия.
При ближайшем рассмотрении оказалось, что критическая сила осевого сжатия для 16-миллиметрового винта длиной в метр составляет, по самому пессимистическому расчету, около 300 кгс. То есть такой привод вполне годится не только для оси Y, но и для оси Х большинства самодельных станков. На оси Z стесненная обстановка и там следует ставить консольный вращающийся винт с гайкой на карданном подвесе.
А на осях Y и X предлагаемый здесь привод, на мой взгляд, снимет некоторые актуальные для самодельщиков проблемы.
Ниже показаны узел гайки, его подузлы и опора винта.
ШВП 16х5 одесского завода «Микрон» с гайкой ОМБ40 с преднатягом. Двигатель PL57H56-2.6-4. В узле гайки самый дорогой компонент – импортный закрытый подшипник ступицы автомобильного колеса DAC 25520042 (1200 руб.). Можно поставить ВАЗовский подшипник такого же типа, который стоит в три раза дешевле. Но он больше по радиальным габаритам. (Кстати, западные производители продают у нас такие подшипники для ВАЗов также дешево – плоды конкуренции, однако!). Примененные здесь 4 конических роликовых подшипника №67202 стоят от 40 руб/шт. Сколько стоят зубчатый ремень и заготовки для шкивов, не знаю, но не думаю, что цена не запредельная.
В опоре винта стоит доработанный для исключения осевого люфта шарнирный подшипник Ш12 (40 руб) и в узле поводка, удерживающего винт от вращения, 2 подшипника Ш5 (29 руб/шт).
В детали пока вдаваться не буду. Это можно сделать в ответах на вопросы, если таковые последуют.
Хочу поблагодарить Николая Платонова за некоторые подсказки, которые помогли делу.
Позднее планирую предложить простой выравнивающий механизм, который позволит для привода портала по оси X использовать один винтовой привод, то есть существенно удешевит станок, снимет проблему механической или электронной синхронизации вращения двух винтов и устранит перекосы портала и связанные с этим неприятности.
Не нашел, даже схемы, не то что фото.
там внизу есть кнопочка - Еще результаты.
www.google.ru/imgres?start=796&hl=ru&newwindow=1&s…
www.google.ru/imgres?start=276&hl=ru&newwindow=1&s…
выравнивающий механизм, который позволит для привода портала по оси X использовать один винтовой привод,
при больших пролетах, используется крестовый тросовой механизм.
при больших пролетах, используется крестовый тросовой механизм.
Именно его я и имел в виду. Если Вы пишете о старом добром механизме рейсшины. Так что, можно мне его и не рисовать. Кстати, как ни странно, этот остроумный механизм далеко не всем известен за пределами России. Лет 25 назад, мне довелось ремонтировать в Алжире несколько чертежных столов с тросовым механизмом рейсшины. Механизм это был очень сложный, с гораздо большим числом роликов, чем у нашей рейсшины. Не уверен, что она совсем уж “наша”, но мои коллеги-французы о ней не знали. И были сильно удивлены, когда после переделки столы нормально работали и остальсь много “запасных” роликов.
С другой стороны, и у нас не все в порядке, что касается “чужих” остроумных конструкторских решений, в том числе и в области станкостроения. Например, на всех французских токарных станках, которые мне довелось видеть, стоит остроумное устройство - указатель зацепления. Этот указатель позволяет размыкать маточную гайку при многопроходном нарезании резьбы любого станадртного шага, Он показывает когда можно снова смыкать гайку, чтобы резец гарантированно попал в шаг резьбы. Ни на одном нашем станке я такого указателя не видел.
Кому интересно, как это работает, посмотрите здесь:
turner.narod.ru/dir1/rezba9.htm
Именно его я и имел в виду.
стандартное всем известное решение, здесь на форуме не однократно выкладывался, при пролетах больше 1-1.5 метра, и то если проблема с жесткостью и точностью установки. А мы используем просто два ремня.
Например, на всех французских токарных станках, которые мне довелось видеть, стоит остроумное устройство - указатель зацепления.
синхронизаторы для нарезания резьбы стоят во всех хоббиных настольных китайских станках,
синхронизаторы для нарезания резьбы стоят во всех хоббиных настольных китайских станках,
Видимо, не только на хоббийных. Китайцы вообще все хорошее очень активно перенимают. В этом нам у них не мешает поучиться.
Cудя по затянувшемуся молчанию, пора подвести итог. Промежуточный, а может быть и окончательный.
Свою основную задачу считаю выполненной. Она состояла в привлечении внимания достаточно большого числа неравнодушных к технике людей к тому, что существует достаточно обоснованная альтернативная точка зрения на вещи, которые они до сих пор считали незыблемыми, отработанными практикой и т. д.
Выбор аудитории был не случайным. Как однажды справедливо заметил на RC-форуме Сергей Павлов (Граф), самодельщик это не «простой смертный». Не небожитель конечно, но человек творческий, неординарно мыслящий и многое умеющий.
То, что большинство участников полемики приняло эту точку зрения в штыки, не так уж и важно. Что думает обо всем этом большинство молчаливых наблюдателей, которых, судя по всему, немало, не знаю. Но внимание, несомненно, привлечено. Были и одобрительные суждения, как в самой теме, так и в немногих личных посланиях.
Выяснилось, что среди самодеятельных станкостроителей есть люди, которым принцип самоустанавливаемости близок, и они сами ищут рациональные решения. Как, например, Вячеслав Снятовский (SVA).
Полагаю, что и вторая задача выполнена. Показано, что принцип самоустанавливаемости в станкостроении, в том числе в любительском, приемлем не только теоретически, но и сугубо практически. Во всяком, случае, последний вариант привода с консольным винтом на сферической опоре и с гайкой на карданном шарнире (полуподвесе) никаких возражений не встретил.
Обсуждение прошло с пользой для меня самого, - с помощью присутствующих пополнил свои знания о винтовых приводах, которыми до сих пор детально не занимался.
Должен признать, что, как справедливо указал Константин Поседелов, в обсуждении было много сумбура, и иногда я сам уводил участников в сторону от заявленной темы. Пытался показать, что далеко не все в станкостроении вообще, и в «хоббийном» в частности, однозначно и не подлежит сомнению. Уверен, что осознание этого факта полезно.
И сейчас отойду немного в сторону. Просто для примера.
Пресловутые направляющие качения с каретками или «танкетками» на профильных рельсах. С этим, без всякой иронии, «хай-теком» машиностроения на наших глазах происходят интересные вещи. Их применяют не только в станках с ЧПУ. Например, в самых современных робототехнических комплексах, обслуживающих эти станки. На танкетках строятся портальные манипуляторы, по размерам и грузоподъемности сравнимые с небольшими мостовыми кранами. И здесь очень высокая машиностроительная точность отдельных компонентов входит в явное противоречие с заведомо «плотницкими» возможностями конструкции в целом. Каретки на концах портала (точнее – моста) пролетом в несколько метров ставят на рельсы, закрепленные на стальных ригелях, установленных на колоннах, забетонированных в пол или стоящих на бетонном основании. Ход моста достигает десятков метров. Даже если ценой сложных регулировок на стадии монтажа удается выверить две рельсовые направляющие (не рельсовые пути, а именно рельсовые направляющие), то дальше неизбежны неприятности от неравномерной осадки колонн и т. п.
Если в целесообразности принципа самоустанавливаемости в станках можно сомневаться, то здесь насущная необходимость применения этого принципа просто очевидна. Ценой мизерных затрат (по сравнению с общей ценой комплекса) можно решить проблему кардинально. Но это пока не делается. На мой взгляд, здесь полная аналогия с историей станочных направляющих скольжения на призмах. Лет сто почти все ставили суппорт на две призмы, потом почти все перешли на одну призму + плоскость. Уверен, что с направляющими качения произойдет то же самое и собственно направляющим останется только один рельс, а второй станет поддерживающим. А там и до станков недалеко. Сначала до «хоббийных», где сложности с точностью изготовления стоят на первом плане, потом и до промышленных.
Те, кому оптимизация конструкции направляющих интересна, могут посмотреть детальное описание возможных решений здесь:
pravmash.ru/…/mexanizmy-linejnogo-peremeshheniya
И здесь:
pravmash.ru/…/mexanizmy-linejnogo-peremeshheniya
Там есть готовые решения для направляющих в виде втулок скольжения на скалках, которые годятся и для направляющих качения с цилиндрическими рельсами. Есть и предложения по направляющим качения на профильных рельсах.
Еще пример из области станкостроения. Еще почти сто лет назад в немецком справочнике для инженеров и студентов было написано:
«Станины станков конструируются по возможности жесткими, расчет их производится реже на прочность, а чаще на величину упругих деформа­ций. Все вызываемые в станке усилия должны восприниматься станинами, а не передаваться на наружные опоры, фундаменты и т.п. Во избежание изгиба станины от возможной осадки грунта ее следует устанавливать по возможнос­ти на три независимых опоры, заложенных надлежащим образом в грунт».
В свое время эта рекомендация выполнялось на практике, и считалась очевидной. Как обстоит дело сейчас, вы знаете не хуже меня. Свои станки вы ставите на четыре ножки, а у кого-то видел даже пять.
Не спешите мне объяснять разницу между тяжелым станком на бетонном фундаменте и легким станочком на столе. Все (хотя, кто знает?) контрдоводы я знаю заранее, поскольку не раз их выслушивал от специалистов станкостроения достаточно высокого уровня. И про регулируемые по высоте опоры и про вибропоглощающие…. Или вот такой:
Для повышения жесткости, станины тяжелых и крупногабаритных станков прочно связывают с мощным монолитным фундаментом, жесткость которого включается в расчет жесткости станины. Уверен, что на этом деле защищен не один десяток кандидатских и пара-тройка докторских диссертаций. А с точки зрения принципа самоустанавливаемости, можно как угодно усиливать станину путем соединения ее с железобетонным монолитом, но сам это монолит следует закладывать в грунт на трех опорах. Согласитесь, что когда речь заходит о термоконстантном помещении для высокоточного станка и когда на точность обрабатываемой детали оказывает влияние открытая форточка, не стоит пренебрегать не менее, а скорее всего – более влиятельным фактором.
Вы спросите, причем здесь самодельные станки?
При том, что и маленький станочек следует ставить на три точки. Это благотворно скажется и на направляющих и на винтовых приводах. Может быть, и эту меру кто-то сочтет неоправданным усложнением и удорожанием?
А слишком хилую раму подобного станка, также можно усилить какой-либо жесткой плитой, соединив их хоть сотней ножек или других элементов. Но эту плиту следует ставить на три опоры.
Прежде чем возражать, подумайте например, зачем современные автомобилестроители (не всегда так было) опирают свои силовые агрегаты (двигатель + коробка передач) на три точки. Заверяю, что не для экономии на резиновых подушках, сайлентблоках и т. п. А то, что подавляющее большинство других агрегатов (компрессоры, электродвигатели, редукторы и т. п.) их производители упорно ставят на четыре точки и более, это не довод, а проблема таких производителей.
Если непонятно зачем, посмотрите здесь:
pravmash.ru/…/nepodvizhnye-soedineniya
И последнее. Меня тут неоднократно призывали самому построить хотя бы самый простой станок и уже на нем показывать преимущества своих предложений, если таковые окажутся.
Тоже вариант. Но нет у меня сейчас на это времени. Если и сделаю, то не скоро. Но готов сотрудничать с тем, кто готов рискнуть. Идеальный вариант, это модернизация существующего станка. Чтобы можно было корректно сравнивать полученный результат с тем, что было раньше. Но максимальное мое возможное участие, это только разработка точных трехмерных моделей изменяемых узлов, по которым партнер сможет сделать рабочие чертежи. Сам заниматься деталировкой никак не могу.
В случае успеха, можно будет предложить Бахе Саткумбаеву выкупить станок с рентабельностью для изготовителя 200%, то есть по цене в три раза выше понесенных затрат. Правда, это было предложено лично мне и в другой теме. Но не станет же он отказываться от своих слов.😉
Предлагаю далее обсуждать в этой теме только реально изготавливаемые с применением принципа самоустанавливаемости станки или узлы, если, конечно, кто-то этим займется.
Чтобы можно было корректно сравнивать полученный результат с тем, что было раньше.
а какие параметры собираетесь, корректно сравнивать? И каким способом, корректно сравнивать?
а какие параметры собираетесь, корректно сравнивать? И каким способом, корректно сравнивать?
Способы могут быть самые разные и достаточно простые. Например, можно оценить в статике жесткость портала на направляющих станины, жесткость суппорта Y на направляющих портала и жесткость суппорта Z на направляющих суппорта Y с помощью часового индикатора с приложением определенной нагрузки. Можно оценить поведение всех приводов в динамике, путем измерения различных электрических параметров, каких именно Вам виднее. Наконец можно на исходном станке обработать какую-либо деталь. И такую же деталь обработать на модернизированном станке по той-же программе. Затем сравнить точность размеров двух деталей и качество обработанных поверхностей. Заодно на глаз и на слух оценить разницу работы приводов и записать это поведение на видео со звуком. Полагаю, что у Вас и у ваших коллег найдутся и другие критерии для сравнительной оценки.
Благодаря подсказке Николая Платонова, фланец гайки стал проще (Рис. 3) и весь узел гайки немного уменьшился по диаметру (Рис. 4). Нажмите на изображение для увеличения Название: Кольцо гайки ШВП Марат в сборе.jpg Просмотров: 11 Размер: 32.7 Кб ID: 720808 Рис. 3. Нажмите на изображение для увеличения Название: Узел гайки Марат рисунок.jpg Просмотров: 25 Размер: 48.3 Кб ID: 720809 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.
Както все сложновато всеравно))) есть проще решение и изящнее как будет время скину наброски
вот собсно… думаю будет понятно. не будет - объясню)))
Както все сложновато всеравно))) есть проще решение и изящнее как будет время скину наброски вот собсно… думаю будет понятно. не будет - объясню)))
Одобряю стремление к более простым решениям. Но пока Вам его найти не удалось.
То, что Вы предложили, может быть и проще и изящнее, но задачи не решает. Поскольку ваша шаровая опора сильно смещена от оси винта, на гайке возникает перекашивающий момент от силы тяги.
Цилиндрический шарнир в соединении гайки с качалкой при таком положении, как показано на рисунке, ничего хорошего не дает, а вред приносит. От рабочего крутящего момента на гайке возникает очень большая радиальная нагрузка.
Если ось опоры, ось цилиндрического шарнира и центр шаровой опоры лежат в одной плоскости, как это показано на вашем рисунке, полной самоустанавливаемости нет. Не компенсируется изменение расстояния между центром шаровой опоры и осью винта.
Если непонятно, смотрите схемы ниже.
У Вас угол aльфа равен нулю. Следовательно, радиальная нагрузка на гайку от ее собственного крутящего момента теоретически равна бесконечности. Чтобы ее уменьшить, нужно увеличить угол aльфа градусов так до 45. Заодно появится возможность компенсации изменений расстояния А. Но и в этом случае перекашивающий момент на гайке и «лишняя» радиальная нагрузка никуда не денутся.
Искренне желаю успехов.
последний вариант привода с консольным винтом на сферической опоре и с гайкой на карданном шарнире (полуподвесе) никаких возражений не встретил.
Этот “космический” аппарат кому-то пригодиться? А что будет с опрокидывающим моментом в консольном навесе гайки? А что будет происходить в связи с этим с валом?
И таких “А что” очень много!
да вотсобственно
на гайке возникает перекашивающий момент от силы тяги.
"Во избежание изгиба станины от возможной осадки грунта ее следует устанавливать по возможности на три независимых опоры,
А как быть с мнением, что трёхточечная опора является самой неустойчивой?
А как будет изгибаться подвижный стол, если приложить достаточное усилие на один из углов со стороны третей опоры? (третья опора это та которая поддерживающая и стоит одна, как правило по середине).
Не всё так однозначно, как вы тут преподносите!
И последнее, как это всё соотносится с принципом достаточности?
А что будет с опрокидывающим моментом в консольном навесе гайки? А что будет происходить в связи с этим с валом?
Нет там на гайке, соответственно и на винте, никаких опрокидывающих моментов. Нормальный рабочий крутящий момент есть, и он нормально воспринимается опорой не созадавая никаких перекашивающих моментов на гайке. Мог бы для доказательства нарисовать расчетные схемы. Но как-то надоело уже оправдываться. Не потрудитесь ли Вы сами, в подтверждение своих умозрительных заключений привести соответствующие схемы и показать откуда “опрокидывающий” момент берется, через какие элементы и куда передается?
А как быть с мнением, что трёхточечная опора является самой неустойчивой? А как будет изгибаться подвижный стол, если приложить достаточное усилие на один из углов со стороны третей опоры? (третья опора это та которая поддерживающая и стоит одна, как правило по середине).
В приведенной мною цитате из немецкого справочника ясно сказано о необходимой жесткости станины. Если она хлипкая, ее можно усилить достаточно жесткой плитой, а ее (эту плиту) уже ставить на три точки.
И у кого это сложилось мнение о трехточесной опоре, как о самой неустойчивой? Мне до сих пор казалось, что она как раз самая устойчивая. И не мне одному. Например, всем созателям высокоточных оптических приборов, вроде теодолитов, которые ставятся исключительно на трехопорный штатив, и опираются на этот штатив опять же тремя винтами. Можно и еще примеры приводить.
И последнее, как это всё соотносится с принципом достаточности?
Нет единого для всех принципа достаточности. Вам достаточно одно, мне достаточно другое. Вас так сильно беспокоит, что я хочу добиться большего чем Вы?
Вас так сильно беспокоит
Нет меня это совсем не беспокоит.
вроде теодолитов, которые ставятся исключительно на трехопорный штатив
Единственное преимущество трёхточечной опоры - это то что она может стоять на любой поверхности при условии что
точка приложения силы будет находиться в поле обозначеном этими точками опоры.
…своих умозрительных заключений…
это только кажется так, а на самом деле я этим зарабатываю на хлеб с маслом.
Вы цитировали немецкий справочник, тогда вам наверно чтонибудь скажет
это слово: sondermaschinenbau.
Больше не буду вам мешать в ваших “упражнениях ума” (С).
З.Ы.
Не совсем понятно, что общего между теодолитом и ЦНЦ станком.
Моно не отвечать, это риторический вопрос.
это только кажется так, а на самом деле я этим зарабатываю на хлеб с маслом. Вы цитировали немецкий справочник, тогда вам наверно чтонибудь скажет это слово: sondermaschinenbau. Больше не буду вам мешать в ваших “упражнениях ума” (С).
Кажется мне что-то или нет, но только после своего заявления о каком-то «опрокидывающем моменте» Вы ничего в подтверждение его существования не привели, и привести не можете (трудно найти черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет).
Вполне допускаю, что Вы обладаете незаурядным опытом и знаниями в какой-то области «особого» машиностроения, за что Вам и платят на хлеб с маслом.
Но в разделе прикладной механики, трактующем распределение сил и моментов, реакции опор в механизме и т. п., Вы откровенно слабоваты.
Это относится в полной мере и к вашим рассуждениям о трехточечной опоре.
Вы нисколько мне не мешаете в моих «упражнениях ума». Напротив, своими вопросами Вы, например, помогли мне детальнее разобраться с реальными нагрузками на винт и с его поведением при этих нагрузках. Вообще не упускаю возможностей узнать что-то новое для себя. Так что, милости прошу, - продолжайте. А как Вы в своих «упражнениях» выглядите в глазах присутствующих, это ваша проблема.
А как Вы в своих «упражнениях» выглядите в глазах присутствующих, это ваша проблема.
Выглядит вполне здравомыслящим.
Полагаю, что и вторая задача выполнена. Показано, что принцип самоустанавливаемости в станкостроении, в том числе в любительском, приемлем не только теоретически, но и сугубо практически. Во всяком, случае, последний вариант привода с консольным винтом на сферической опоре и с гайкой на карданном шарнире (полуподвесе) никаких возражений не встретил.
Думаю, что большинство просто устало от обсуждения сферических коней в вакууме. Был бы опытный образец - было бы конструктивное продолжение дискуссии.
Выглядит вполне здравомыслящим.
Вот и хорошо.
Думаю, что большинство просто устало от обсуждения сферических коней в вакууме. Был бы опытный образец - было бы конструктивное продолжение дискуссии.
Я тоже так думаю. И свой вариант констурктивного продолжения предложил (см. пост 169). Однако и представленные здесь (не только мною) трехмерные модели, чертежи, схемы и фотографии “сферическими конями в вакууме” не считаю.
По-моему, это нормальный технический язык. Пощупать руками - то же неплохо, я и не против.
У Вас угол aльфа равен нулю. Следовательно, радиальная нагрузка на гайку от ее собственного крутящего момента теоретически равна бесконечности. Чтобы ее уменьшить, нужно увеличить угол aльфа градусов так до 45. Заодно появится возможность компенсации изменений расстояния А. Но и в этом случае перекашивающий момент на гайке и «лишняя» радиальная нагрузка никуда не денутся.
Это набросок без проработки деталей) теперь хочу немного пояснить. качалка устанавливается под углов в 90 гр . получается что как бы винт не был установлен в скупе с шаровой будет компенсация всех перекосов и неровностей и самого винта и его установки. сейчас подкорректирую набросок чтобы было понятней. (плечем и размерами можно как угодно манипулировать - хотя я с вами согласен что конструкция не идеальна)
Рассмотрим, внимательно рассмотрим, сей аппарат призванный что-то скомпенсировать и самоустановиться!
Рисовать и тем более чтолибо расщитывать я не буду, если кому-то померещится что я этого не могу, я не буду разубеждать его в этом.
И так, что мы имеем:
вращающаяся гайка в “карданном” подвесе.
Гайка имеет возможность отклоняться от настоящего положения по осям
“Г” - горизонтальная ось (ориентируясь на картинку).
“В” - вертикальная ось (ориентируясь на картинку).
И при взаимном отклонении по осям “Г” и “В” может отклоняться по траектории описывающей в пространстве фигуру “конус”, или если поставить точку в правой стороне гайки на оси вращения, то эта точка сможет перемещаться по окружности.
Вершина “конуса” находится точно в пересечении осей “Г” и “В”, обозначим “ОГВ”, и на некотором расстоянии от точки опоры, присвоим ей значение “О”, которая в свою очередь расположена точно между подшипниками обеспечивающими возможность поворота по оси “В” (в низу картинки) .
Все подшипниковые соединения имеют возможность “безлюфтовой” настройки.
Пара винт/гайка имеет преднатяг 0,02мм. и по определению можно сщитать “безлюфтовой”.
Есть две рельсы - абсолютно паралельно установлены. По ним ездять четыре коретки, по паре на каждой, каретки также имеют 0,02мм преднатяга и на каретках установленна плита, а на плите закреплён сей механизм компенсации/самоустановления.
Вал “ШВП” установлен таким образом что левая сторона смещена относительно правой на 0,5 мм по осям гайки “Г” и “В” т.е. под некоторым углом и линейным смещением относительно рельс. Ну получилось так, в процессе!
Теперь переместим аппарат из крайнего правого положения в крайнее левое.
И что мы видим? Расстояние от рельс до точки “ОГВ” не изменилось и до точки “О” тоже не изменилось. Гайку мы выставили по правой стороне винта и в левой стороне мы имеем линейное несоответствие в 0,5мм.
Что произойдёт в этом месте?
Вал будет давить на гайку, гайка начнёт перемещаться, НО гайка имеет степень свободы только в УГЛОВОМ диапазоне оносительно точки “ОГВ” и не способна компенсировать линейную погрешность. В итоге углового перемещения относительно точки “ОГВ” гайка начнёт гнуть вал т.к ось вращения гайки будет разворачиваться относительно оси вала. В итоге получаем к не ровно установленному валу + перекос гайки относительно вала и никакой компенсации/самоустановки.
Вывод:
дорогая, безполезная, даже вредная конструкция.!