Самоустнавливающиеся винтовые приводы для станков с ЧПУ
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.!
…skip…
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.!
Под валом подразумевается винт, правильно? Так вот, винт гнуться не будет, т.к. этот вариант подвеса предлагалось применить с консольным винтом, закреплённым шарнирно. Т.е. направление винта изменится, подвес гайки провернётся и всё установится как надо.
Вывод: дорогая, безполезная, даже вредная конструкция.!
Николай Платонов уже ответил коротко и ясно. А если еще не ясно, посмотрите внимательно рисунки в посте 162. Нужно рассматривать совместо работу консольного винта, его шарнирной опоры и опоры гайки.
Обнаружил каталог японской фирмы NB, в котором представлены ее новые шариковые втулки для систем линейного перемещения:
www.aketon.ru/files/catalogues/…/TopballRUS.pdf
На мой взгляд, это хорошее подтверждение актуальности проблемы самоустанавливаемости рельсовых направляющих качения. Предлагаемые фирмой втулки не решают проблему полностью, но являются первым шагом на пути в правильном направлении.
Результат это первого шага впечатляет. За счет частичной самоустанавливаемости (только в пределах пары втулка-рельс) получено трехкратное увеличение грузоподъемности, а ресурс втулки до 27 раз выше ресурса традиционной!
Похоже, что реальное и полное решение проблемы не за горами и вполне возможно, что первой в этом деле окажется именно эта японская фирма.
Пишу об этом здесь не для того, чтобы призвать всех самодельщиков немедленно переходить на такие втулки. Достаточно того, что этот пример наглядно показывает преимущества самоустанавливающихся механизмов перед традиционными. И к винтовым приводом это также имеет прямое отношение, так как обеспечение самоустанавливаемости ШВП должно дать эффект, близкий к эффекту самоустанавливающейся шариковой втулки.
Вы ценой поинтересуйтесь, и все вопросы об использовании их в самодельных станках отпадут. кстати, на какой странице читать о самоустанавливаемости?
Даниил, скажите, что вас останавливает изготовить опытный образец того, что вы здесь натеоретизировали и провести ресурсные испытания?
Вы ценой поинтересуйтесь, и все вопросы об использовании их в самодельных станках отпадут. кстати, на какой странице читать о самоустанавливаемости?
Читать, например, на второй странице каталога. Покупать эти втулки с рельсами никого не призывал (Вы, все-таки, читайте то, что комментируете). По поводу опытного образца - ничто не остатанавливает, если не считать постоянной работы по реальному конструированию и участия в изготовлении других совершенно реальных механизмов. Пример из упомянутого каталога, считаю не теорией, а вполне реальной практикой. Впрочем, умолкаю, так как сам предложил далее обсуждать здесь только реальные конструкции.
Правильно понимаете, это мой сайт. Но прежде всего я являюсь действующим конструктором-механиком на реальном производстве. Машиностроительном.
Здравствуйте, коллега! Позвольте сделать замечание. Вот тут у вас нарисованы шайбы, не соответствующее ГОСТ 6402. (на картинке шайбы для левой резьбы )
Вот тут у вас нарисованы шайбы, не соответствующее ГОСТ 6402. (на картинке шайбы для левой резьбы )
Спасибо за справедливое замечание, коллега! Прокол устранил.
Даниил, доброго времени суток.
Спасибо за подробное описание системы. Скажите пожалуйста:
1.Где-то в железе описанный модуль уже есть или только пока в чертежах?(возможно пропустил такую инфу простите)
2.Позволяет ли философия конструкции узла упростить ее под нужды хоббийстов или это самая простая?Если да , что рекомендовано сокращать?
3. Нельзя ли подробней представить/выложить строительную подетальную спеку узла с указанием размеров,металлов, материалов итп в 2D (в любом векторном формате исходника)?
Скажите пожалуйста
Отвечаю по пунктам:
-
Конкретно этого модуля в железе нет. Но в нем применены известные конструктивные решения. Поэтому не исключено, что где-то близкая к этой конструкция реально работает.
-
Предложенная конструкция рассчитана на получение максимальной точности привода. В ней устранены зазоры во всех подвижных сопряжениях и предусмотрена возможность создания в них предварительного натяга. Конические подшипники применены в расчете на получение максимальной нагрузочной способности. Вместо них вполне можно применить закрытые радиальные шариковые подшипники (например №180200). Они вполне выдержат нагрузки имеющие место в большинстве хоббийных станков и их также можно установить с небольшим осевым поджатием. Таким образом будут устранены зазоры и улучшены условия работы этих подшипников (небольшая осевая нагрузка полезна для радиальных шариковых подшипников). Узел опоры гайки ШВП на таких подшипниках показан на рисунке:
Предложенный принцип конструкции можно применить и на самодельных станках низкой точности. Там, где достаточна точность на уровне нескольких десятых долей миллиметра, можно обойтись самодельными подшипниками скольжения (кроме опорного подшипника гайки ШВП). Но, на мой взгляд, это вряд ли снизит затраты на изготовление привода, а характеристики его будут заведомо хуже. Этот же принцип можно применить не только для ШВП, но и для любой другой винтовой пары.
- Уже писал, что готов помогать в создании реальной конструкции, но только в части создания точных 3D-моделей, по которым, партнер мог бы сам сделать рабочие чертежи. Этот вариант уже можно реализовать. Все модели выполнены точно (в формате Компас-V10). Могу их передать любому желающему и затем помочь консультациями по материалам и т. п.
Конечно, можно сделать и чертеж 2D. Но нужно время. Если Вы или кто-то другой захочет воплотить предложенное решение привода, готов сделать чертеж общего вида, то есть сборочный чертеж без спецификации, на котором будут все размеры и другие сведения, необходимые для разработки рабочих чертежей или эскизов деталей. Могу помочь (если не спешить) и с деталировкой, но хотелось бы быть уверенным, что это пойдет в дело, а не останется на уровне благих пожеланий.
Даниил , спасибо за ответ. Слово “партнер” не совсем понятно.Необходимо контракт с вами заключить для совместной разработки требуемых исполнительских чертежей и разработки спеки или все на дружеских началах будет или как то еще?Прошу более подробные инструкции если можно.
Каков путь передачи существующих у вас чертежей 3Д модели?Сюда можете выложить?
2д необходимо чтоб говорить на одном языке с мастерами, им надо будет распечатать все до единого “болтика”, пк и 3д для них, без размеров и типов материалов не будет подходить.Вы профи, и отлично все такое знаете:) 2д спокойно можно сгенерить из 3д, только останется указать все размеры на проекциях с выключением лишних для 2д проекции слоев если они конечно были предусмотрены во время создания чертежа.А в прочем и это не проблема, все решаемо, я и сам смогу такое сделать, был бы векторный исходник.Могу вас в данном вопросе разгрузить и оставить в деле создания первого раб тестового узла только ваши важные замечания, советы, рекомендации, материаловедение и коррекции по ходу дела.Если честно , мне пока интересно на узел посмотреть в железе, не знаю как всем остальным, но мне интересен узел как бы он по описанным предвидениям не был бы вреден.Думаю надо попробовать, такое у меня отношение.Практические дела часто отличаются от теоретических. Вот почему возник у меня 1 пункт вопроса.
Узел запатентован?
Для того чтоб это все высказанное мной не оставалось в поле простых намерений исполнить, необходимо получить точную (+/-5%) а не предварительную стоимость изготовления такого узла со стоимостью всех материалов, а для выведение цен и “базара” с мастерами мне нужны чертежи Даниил джан:) так что все начинается с чертежей и человеческих положительных отношений, я так думаю.
У хоббийстов есть замечательное свойство, они могут рассказать 100 страниц,поспорить, приколоться если надо:) потом пройдет время и кто то решит при наличии чертежей в форуме тут вдруг бахнуться в свой собственный проект, и построить, а потом выложить своей темой и рассказать всем как он это сделал на основании авторских тем с их указанием где он нашел чертежи. Так что для того чтоб кто то вдруг попробовал и для увеличения шанса получение предложенного в железе надо создать предпосылки. Народ не любит просить, народ любит делать сам на основании выложенных точных материалов даже на авось…Честно скажу, 3Д фоток скринов из чертежей очень мало чтоб получить такой шанс.
Слово “партнер” не совсем понятно.
Роберт, никакого «контракта», конечно, не нужно. Все можно сделать на дружеских началах.
Предложенная конструкция не запатентована. Это, конечно, можно сделать, приняв в качестве отличительного признака какую-нибудь мелочь. Но это просто не солидно. Серьезного изобретательского уровня зесь нет.
Путь передачи 3D-моделей простой – пришлите мне в личном сообщении свой прямой эл. адрес и я перешлю Вам все файлы (предлагаю это всем желающим). Ведь здесь, если правильно понимаю, можно выкладывать только картинки, а не векторные файлы.
А объем работы по 2D-чертежам сильно зависит от подхода к изготовлению привода. Если поручать сторонним мастерам все изготовление вплоть до сборки, то нужен практически полный комплект конструкторской документации. Если же заказывать только изготовление отдельных деталей, потребное количество рабочих чертежей существенно меньше.
Вы написали, что можете сами генерировать чертежи по трехмерным моделям. Я готов проставить на сделанных Вами чертежах, допускаемые отклонения размеров, материалы и т. п.
Я написал, что 3D-модели сделаны точно. Это относится ко всем деталям и стандартным покупным изделиям, кроме зубчатого ремня и его шкивов. Шаг ремня принят реальным (5 мм), а все остальное (размеры шкивов, число зубьев ремня и т. п.) принято конструктивно, исходя из размеров гайки ШВП и ШД. Для реально изготавливаемого привода нужно будет начать с уточнения параметров ременной передачи. То есть найти, где конкретно купить ремень и заготовки для шкивов с параметрами, близкими к тому, что есть на 3D-моделях.
Далее, нужно определиться по какому варианту делать карданный шарнир – на конических или на шариковых подшипниках. Конические подшипники №67202 существуют в природе и стоят не дорого. Но, как оказалось, это не ходовой товар и найти его не просто. Продавцы обещают их поставить только по заказу, а некоторые и этого не обещают. А шариковые подшипники №180200 есть у многих продавцов и стоят еще дешевле.
Все остальное можно решить в личной переписке и по скайпу.
Конечно, реальные затраты могут отличаться от предполагаемых и т. д. Но в чем могу Вас заверить, так это в том, что предлагаемый привод не будет “вредным”. Привод гайки зубчатым ремнем широко применяется, а карданный шарнир, он и в Африке шарнир. И если он работает во многих других местах, то нет никаких противопоказний для его применения и в винтовом приводе.