Activity

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.

Скажите пожалуйста

Отвечаю по пунктам:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Вот тут у вас нарисованы шайбы, не соответствующее ГОСТ 6402. (на картинке шайбы для левой резьбы )

Спасибо за справедливое замечание, коллега! Прокол устранил.

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.

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.

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.

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.

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 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?

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

но ни у одного производителя нет способа штифтования. 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.

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. Левая каретка вместе с рельсом или отдельно от него может уйти влево, а правая - вправо. В этой схеме направляющих штифты могут заменить “точные пазы с посадочными допусками”. При чем эти пазы должны быть как на станине под обоими рельсами, так и на плите над обеими каретками. Можно, конечно, дополнить упоры-ступентки упорными болтами или еще какой-либо прием применить (я ведь сам писал о “других средствах”), но то, что нарисовано, штифты полноценно не заменяет. Не так ли, Константин?

Совет Вам Марат. Пореже упоребляйте слова, вроде “абсолютно не нужно”. Даже при хорошем понимании ситуации, всегда есть вероятность что-то упустить из виду. Тем более, когда и понимание хромает, лучше писать “на мой взгяд” или “мне кажется”.

Проставки штифтуются, крепежные болты затягиваются окончательно

По поводу штифтования. Я знаю, что это хороший прием, но не очень понимаю, как самодельшик может сделать точное отверстие под штифт в двух сопрягаемых деталях уже собранного станка. С помощью дрели? Или я чего-то здесь не понимаю? Ну да ладно с самоделками. Но вот пример из сегодняшней промышленной практики. Я специально тщательно осматривал многие заводские модули линейного перемещения, собираемые из профильных рельсовых направляющих с установленными на них каретками качения. Тут-то сам бог велел после тщательной выверки положения кареток и соединяющей их жесткой плиты ставить штифты. Но их там нет. Видимо, не потому, что изготовители модулей не понимают необходимости штифтовки. А просто потому, что заштифтовать каленый корпус каретки не так-то просто, если вообще возможно. Кстати, изготовителям этих колплектующих следовало бы делать на своих изделиях отверстия под штифты. Если не на каретках (поскольку это бесполезно), то уж на рельсах могли бы сделать. Тогда пользователь мог бы, используя эти отверстия в каленом рельсе как контуктор, сделать отверстия под штифты и в своей “сырой” плите. Но таких отверстий нет. Есть только достаточно свободные крепежные отверстия, которые позволяют выставить рельс, но надежно фиксировать его приходится какими-то другими средствами.

Точная установка гайки и опор подшипников это не только мехобработка с определенными допусками, но и комплекс технологических операций и комплект соответствующей им оснастки.

Уважаемый Константин, спасибо за исчерпывающий ответ. Охотно соглашаюсь со всем, что Вами сказано по поводу приемов обеспечения оптимальной точности при монтаже промышленного оборудования. Однако считаю, что и там не мешает помнить про пропагандируемый мною принцип. Если Вы смотрели раздел “Неподвижные соединения” в основной статье моего сайта, Вы должны были обратить внимание на старую немецию рекомендации к тому, как следует ставить станки на фундамент. Здесь я пока об этом и заикаться не хочу, догадываясь, какой поднимется шум. Но Вы-то понимаете насколько это существенный фактор, когда дело доходит до установки оборудования в термоконстатном помещении и когда деталь идет на выброс из-за открытой форточки. На это здеь отвечать не нужно, - это нас уведет далеко в сторону.

Ваши рекомендации для самодельшиков безусловно полезны. Но только такими примемами всех погрешностей компенсировать нельзя. Микрометриченскими винтами можно выставить ось ходового винта параллельно уже выставленным напаравляющим и соосно с гайкой, если в его опорах стоят самоустанавливающиеся подшипники и тогда не понадобится плавающая гайка. Но что делать когда подшипники жесткие, а привалочные плоскости на портале или станине под корпуса подшипников неизбежно и произвольно наклонены к оси направляющих? Тут винтами не обойтись. Нужны какие-то косые прокладки и т. п. И при любой точности такой пригонки по месту, всегда останутся какие-то, пусть и небольшие, “лишние” изгибные нагрузки на винте и “перекашивающие” на его подшипникох. Не сомневаюсь, что Вы лучше меня знаете приемы и на этот случай. Но это все именно приемы, требующие изрядных навыков, каких нет у большинства самодельщиков.
Наконец, мне еще никто не ответил, как в традиционной схеме привода исходная его регулировка или пригонка по месту может устранить влияние на его работу неибежных деформаций всей системы от рабочих нагрузок.

Отыскал добротный каталог по ШВП одесского завода «Микрон». Не знаю, каково реальное качество этих ШВП по сравнению с продукцией SKF, но каталог явно лучше. Там скрытая хвала своих изделий и поругание продукции конкурентов, а здесь точная и исчерпывающая информация о конкретных характеристиках.

Так что, в дальнейшем буду предлагать конструктивные решения на основе комплектующих из этого каталога.

А пока привожу две таблицы, как аргумент в споре о целесообразности применения принципа самоустанавливаемости в самодельных станках с ЧПУ.
Обращаю ваше внимание на то, что в таблицах приведены параметры точности, заявляемые заводом. Чтобы эти параметры были сохранены на реальном станке, необходим тот же порядок точности взаимного положения посадочных мест под гайку на суппорте и под опоры винта на портале или на станине.
Прошу оценить, насколько это реально. Особенно прошу это сделать Бывшего механика, как человека, знающего толк в допусках на мехобработку и в возможностях технологического оборудования, на котором эта обработка может быть выполнена.
Отмечу, что самоустанавливающаяся конструкция без особых ухищрений и гораздо дешевле обеспечивает практически полное сохранение исходной заводской точности ШВП.

Рад, что страсти, наконец, улеглись.
Консенсус - не консенсус, но все успокоились. Те, кто решительно не приемлет принцип самоустанавливаемости, поняли, что им ничто и никто не угрожает и что они спокойно могут продолжать строить свои станки так, как привыкли. И что прявлять заботу о собратьях, которые вдруг могут “сбиться с пути праведного”, не стоит. Хотят попробовать, - флаг им в руки, как сказал в соседней теме Граф.

А те, кому этот принцип показался сисмпатичным, но дорогим или слишком сложным, поняли, что можно найти и не сложые и не дорогие решения. Такие, например, как последний вариант карданного подвеса и самоустанавливающейся опоры винта с упорными подшипниками.

Сейчас мало свободного времени. Но надеюсь, вскоре предложить здесь еще одно интересное, на мой взгляд, решение привода. На этот раз с вращающейся гайкой. В нем будут учтены все высказанные до сих пор существенные замечания и мои сосбтевенные новые знания, почерпнутые в этой дискуссии, за что всем спасибо!

С чего взял…
ШВП диаметром 16 мм и длинной 350 мм допускает до 17000 об/мин,
а тотже ШВП но 1500мм длинной всего 1000 об/мин. причём обороты в первом случае
ограничены гайкой, а во втором случае валом, при больших оборотах он потеряет устойчивость.
Так же на устойчивость влияет тип заделки концов вала, в том что вы предложили
полутораметровый вал будет крутиться примерно 750-800 об/мин. без потери устойчивости.
Кстати, тот проект что мне понравился к гайке не имеет ни какого отношения, там чётко прорисован вал.
В том же каталоге СКФ для ШВП есть расщёты валов и в этих расщётах присутствует коэффициент устойчивости,
для каждого типа установки вала он свой.

Так вот Вы о чем – о критической скорости вращения по условию устойчивости.
Но Вы же писали: “максимальные обороты ШВП в таком узле будут значительно ниже, из-за плавающей опоры”.
Если Вы имели в виду подшипниковый узел, показанный на приведенном Вами моем рисунке, то это не плавающая опора. Она самоустанавливающаяся, но не плавающая. В предложенной мною конструкции «плавающей» является гайка. Поэтому я и написал, что от нее обороты винта никак не зависят и что “наличие плавающей гайки тут совершенно не при чем”. Вот, что написано по этому поводу в каталоге SKF:
«В общем случае гайка не рассматривается, как опора винта. Возможные погрешности монтажа узла винта учитываются коэффициентом безопасности 0,8 при расчете критической скорости вращения. Расчет с учетом гайки в качестве опоры винта требует практических испытаний и возможной оптимизации конструкции».
Значение критической скорости вращения по условию потери устойчивости действительно очень существенно зависит от типа подшипниковых опор винта, как и значение критической силы продольного сжатия винта по условию потери продольной (осевой) устойчивости.
То есть речь нужно вести о двух разных видах потери устойчивости. SKF приводит формулы для обоих случаев и в этих формулах есть коэффициенты, учитывающие тип подшипниковых опор винта. (Кстати, коэффициентов для предложенных мною подшипниковых опор там нет, но их можно найти в других источниках. И, видимо, эти источники у Вас и у меня дают близкие значения. Вы получили для полутораметрового винта “моей конструкции” максимальные обороты на уровне 750 - 800 об/мин, мой расчет дал примерно 940. На мой взгляд, обе цифры достаточны для «хоббийных» станков. А для более «серьезных» и скоростных станков нужно и другие винты ставить).
Уверенно заявляю, что предлагаемая SKF методика расчета критической скорости вращения и критической силы продольного сжатия винта не корректна. Во всяком случае, в том виде, в каком эта методика представлена в фирменном каталоге.
В формуле для критической скорости никоим образом не учитывается наличие силы продольного сжатия. А в формуле для критической силы продольного (осевого) сжатия никоим образом не учитывается фактор вращения винта.
Но на практике одновременно имеют место и вращение, и продольное сжатие. Понятно, что продольно сжатый винт потеряет устойчивость на гораздо меньшей скорости вращения, чем при отсутствии сжимающей нагрузки. Также как он потеряет продольную устойчивость при гораздо меньшей силе сжатия, чем когда он не вращается с высокой скоростью. Если подразумевается, что взаимное влияние указанных факторов учитывается коэффициентом безопасности, то нужно приводить различные коэффициенты для разных значений реальных скоростей вращения и реальных сил сжатия винта. А в каталоге для расчета критической скорости коэффициента безопасности вообще нет, а для критической силы сжатия дается лишь одно его значение – 3.
В обоих случаях потери устойчивости очень существенное отрицательное влияние имеют «лишние» нагрузки, в виде радиальных сил и перекашивающих моментов на гайке и на подшипниковых опорах винта. Они неизбежны при традиционной конструкции привода и практически отсутствуют при самоустанавливающейся схеме.
Вот в этом я совершенно согласен с составителями каталога ШВП SKF, хотя они и немного лукавят.
Вот картинка и цитата из каталога, на которую я неоднократно пытался обратить внимание присутствующих:

«После сборки, любая радиальная нагрузка или нагрузка от момента, действующая на гайку, будет вызывать перегрузку ее контактных поверхностей, значительно уменьшая, таким образом, срок службы (Фиг. 1). (Надписи на Fig 1: Слева – Да, Осевые нагрузки, справа – Нет, Радиальные нагрузки, Моменты).
Для надлежащего выравнивания и устранения не осевой нагрузки должны использоваться компоненты линейных направляющих SKF. Параллельность винта направляющим должна быть тщательно выверена. Если линейные направляющие других производителей оказываются несостоятельными, мы предлагаем устанавливать гайки на цапфах или на карданном подвесе, а винты монтировать на самоустанавливающихся подшипниках.
Установка винта с натяжением способствует выравниванию и устраняет потерю осевой устойчивости.»

А лукавство, на мой взгляд, состоит в том, что SKF «кивает» на конкурентов. Мол, у других производителей направляющие могут оказаться плохими. Поэтому предлагаем в качестве «лекарства» самоустанавливающиеся узлы подшипниковых опор и гайки. А если купите к нашей ШВП еще и наши же направляющие, все будет хорошо и без самоустанавливаемости.
Может быть, у SKF направляющие действительно лучше, чем у других, - не знаю, не пробовал. Но какие-то погрешности изготовления и монтажа всегда и у всех есть.

Я не вижу на гайке ничего такого, с помощью чего её можно было бы закрепить в корпусе. Остаётся предположить что конструктор по какой-то конструктивной причине выбрал способ крепления через цапфы… Я про нижнее фото.
То что наверху есть резьба и навёрнут фланец с цапфой не говорит о том, что такой способ применяют на станках - это просто один из способов крепления - есть много других точных приводов где может применяться ШВП, но где не требуются таких условий, как в станках.
Но на станках с ЧПУ, которые я видел, такого крепления не наблюдал ни разу…

Если Вы чего-то “не наблюдали ни разу”, не значит, что этого нет и, тем более, что этого не может быть. В каталоге SKF ясно написано для чего нужны эти цапфы. Для винтовых приводов с рельсовыми напарвляющими качения. То есть именно для того, что применяется в разных местах и в станках с ЧПУ, в частности. Другое дело, что они применяются редко. И поэтому делаются фирмой только на заказ. Ну так истина большинством голосов не устанавливается. Если имеете обоснованные доводы в пользу неприменимости всего этого в станках, давайцте вместе их рассмотрим. А “ни разу не наблюдал…”, это не довод.

Проблема жесткости порталов и станин ни имеет никакого отношения к теме самоустанавливающихся приводов.
Никакие шарниры ее не решат. Это совершенно отдельная и актуальная для станкостроения тема.
Это именно та тема, куда и необходимо сосредоточить все усилия.

Это именно та проблема, которая имеет прямое отношение к теме самоустанавливаемости приводов. Мне это кажется очевидным.
Вот пример. Есть портал, на нем суппорт, на которм жетско закреплена гайка ходового винта. Опорные подшипники этого винта закреплены на двух стороных портала. При сборке привода, с помощью каких-то прокладок и т. п. отрегулировали положение гайки. Вспомните, как у Графа, после установки прокладки толщиной всего 0,05 мм винт стал вращаться легче. Это показывают, что самые малые смещения гайки оказывают существенное влияние на работу гайки и всего привода.
При работе, как справедливо писал Nickols, портал изгибается и гайка неизбежно смещается от исходного положения вместе суппортом, на котором она жестко закреплена. При этом корпуса подшипников на конце портала остаются почти на месте, но чуть-чуть поворачиваются в плоскости XY. Это чуть-чуть хватает, чтобы усложнить жить подшипникам в опорах, если это не самоустанавливающиеся подшипники. Особенно это плохо для спаренных радиально-упорных подшипников, которые обычно ставятся на одном из концов винта.
Самоустанавливающийся винтовой привод компенсирует все эти деформации не в том смысле, что он устраняет их. Деформация портала никуда не исчезает (Нет усилий без деформаций, - закон Гука ни отменить, ни как-либо “компенсировть” нельзя. Можно их уменьшить за счет повышения жесткости портала, но устранить совсем нельзя). В данном случае самоустанавливающийся привод компенсирует деформации портала и всей системы в том смысле, что устраняет их вредное воздействие на самого себя.

Не имеет никакого отношения!

Еще раз советую прочитать, что написано в самом начале текста по ссылке в первом посте этой темы.

Вот гайка ШВП, о которой там говорится:

Вот планетарная гайка с такми же цапфамы:

Возможны и другие конструктивные варианты, например гайка миниатюрной ШВП с цапфами, выполенными заодно с корпусом гайки, на его средней части. О них я тоже писал.
Будь гайка хоть трижды планетарной или гайкой с трапециедальной или какой-угодно иной резьбой, цапфы на гайке (когда они есть, как это имеет место на фото по ссылке в посте 98) предназначены для ее установки в полуподвес (частичная самоустанавливаемость) или в полный карданный подвес (полная самоустанаваливаемость). На эскизе гайки ШВП хорошо видно, что специальный фланец с цапфами наворачивается на ту же резьбу, с помощью которой эта гайка обычно крепится на жесткую опору. Других элементов крепления нет. То же самое и с планетарной гайкой, только ее цапфы выполнены не на съемном фланце, а на корпусной детали гайки.
Если все это не имеет никакого отношения к самоустанавливаемости, скажите для чего же сделаны эти цапфы?

паанравился этот узел, чесслово! А опорный подшипник не нужен? Вас не смущает то, что при таком исполнении упорные подшипники должны воспринимать ещё и радиальные нагрузки ? А это дополнительные нагрузки на двигатель, повышеный износ подшипников, прямой путь к потере шагов и уменьшению максимальной скорости перемещения. Вы устранили неточность изготовления, за счёт самоустановки и попутно внесли дополнительные механические потери в паре подшипников. Ктомуже максимальные обороты ШВП в таком узле будут значительно ниже, из-за плавающей опоры, а соответственно и максимальная скорость перемещения тоже будет ниже в сравнении с нормальной, “жёсткой” установкой вала в паре опорно-упорных подшипников. И зря вы игнорируете вопросы которые я задаю, они не просто “потрындеть”. А по ссылке совсем не ШВП. Там планетарная гайка с многозаходным валом…

Этот узел годится как для консольного винта (одноопорного), так и для двухпорного. Во втором случае, естественно, нужен опорный подшипник на втором конце винта. И это будет тот же закрытый сферический двухрядный шариковый подшиник, встроенный в опору со свободой перемещения вдоль оси этой опоры. Этот узел был уже показан (см. Рис. 5 в посте 9). Мне казалось, что это понятно без дополнительных разъяснений.
Ничего меня по поводу поставленных в узел подшипников не смущает. Упорные подшипники, поставленные с преднатягом, будут нормально работать при мизерных радиальных нагрузках в узле. Мизерность этих нагрузок обеспечивается именно установкой гайкой на карданном подвесе. Для того и ставиться этот подвес, чтобы снять с гайки и, следовательно, с винта радиальные нагрузки и нагрузки от перекоса гайки, неизбежные при жестком креплении гайки.
В традиционной конструкции этого узла радиально-упорные подшипники ставятся с таким же натягом. Поэтому никаких дополнительных нагрузок нет. Динамическая грузоподъемность этих упорных подшипников составляет 870 кГс. Если знаете что это такое, и как по этому показателю рассчитывается долговечность, делайте выводы о их работоспособности в этом узле.
С чего Вы взяли, что “максимальные обороты ШВП в таком узле будут значительно ниже, из-за плавающей опоры”. Это совершенно не связанные вещи. Какие предельные обороты допускаются для подшипников винта (в данном случае - 7000 об/мин при пластичной смазке и 9500 при жидкой) с такими оборотами и можно крутить ШВП (если, конечно, гайка ШВП допускает такие обороты) и наличие плавающей гайки тут совершенно не при чем. Понятно, реальные обороты ШВП на станке очень далеки от ограничения для подшипников. Или я чего-то не понимаю? Просветите, пожалуйста.

Я обязан отвечать на все ваши вопросы? Я и сечас отвечал на них неохотно. Не нравится мне манера, в которой Вы их ставите. Например, вот это: “паанравился этот узел, чесслово!”. Не стоит издеваться на тем, в чем Вы очень мало разбираетесь.

Как вы думаете, этот предмет (www.ebay.com/itm/SKF-SRTOZ-48...item43a9bac164) относится к обсуждаемой нами теме самоустанавливающихся подвесов?

Имеет самое прямое отношение. Это гайка со специальным фланцем, на котором выполнены цапфы для встраивания ее в карданный подвес. Я уже писал об этом (см. самое начало текста по ссылке в первом посте этой темы). Фланцы эти идут в опции и фирма их делает только на заказ. Там очень интересный текст, с коммерческой точки зрения. Логика такая: Если вы используете вместе с нашими винтами, наши же рельсовые направляющие, - все будет в порядке. А если у вас направляющие куплены у кого-то другого, они могут оказаться несостоятельными и для компенсации проблем советуем ставить наш винт с натяжением и на самоустанавливающиеся подшипники, а нашу гайку на карданный подвес. При этом фирма в том же каталоге предлагает готовые подшипниковые опоры только с традиционной компоновкой, никак не пригодные ни для самоустановки, ни для преднатяга винта. Готовых комплектных карданных подвесов тоже не предлагает. Есть только вот такие как на фото фланцы с цапфами по спецзаказу. При этом в каталоге есть фланцы только для ШВП с диаметром винта от 20 мм, почему мне и пришлось делать свой. Есть у них еще другая модель подобных гаек для миниатюрных ШВП. Там, насколько можно судить по фотографиям, цапфы не на съемном фланце, а непосредстьвенно на теле гайки в средней ее части.

Узел подшипника в карданном подвесе лучше выполнить так:

Теперь у купели подшипника нет буртика в верхней части.Поэтому проще обработать ее внутреннюю и наружные поверхности с одной установки.

Для чего там какие либо компенсации, в чем “потаенный” смысл ?

На мой взгляд, есть не потаенный, а прямой смысл в применении самоустанавливающихся узлов в самодельных станках. Разве плохо, путем небольших затрат, существенно уменьшить нагрузки в элементах “хиловатой” конструкции, соответственно уменьшить всяческие деформации и, тем самым, повысить точность обработки деталей на своем детище, хоть деревянных, хоть алюминиевых. Среди моделистов есть люди, которые хотят на своих станочках сотки ловить. Да если высокая точность и не нужна, разве не приятно сознавать, что своими руками сделал нечто, что работает лучше, чем у многих.

Никакой иронии. Вот мои рассуждения: предложенный узел с двумя шарнирами при перемене направления движения должен будет выбрать осевой люфт в обеих шарнирных подшипниках, и величина этого люфта будет _минимум_ четыре радиальных зазора. Если поглядеть в каталог того же skf (www.skf.com/portal/skf_ru/hom...&newlink=3_1_6), то даже при использовании изделий класса С2 можно получить осевой люфт от пяти соток (12*4 ~ 50 мкм) до двух десяток (50*4 ~ 200 мкм). Это как-то совсем грустно для узла с использованием ШВП. Вывод - разрезать внешнее кольцо и натягивать внешние кольца шарнира надо по-любому; но чем сильнее его затянем, тем хуже будет самоустанавливаться узел, ибо силы трения скольжения будут также расти. Если эти силы трения поменять на силы трения качения, было бы совсем здорово. Но сферические подшипники, которые я вижу у skf, не позволяют их затягивать. Поэтому я и задал такой вопрос, насчёт сферического подшипника.

Теперь понятно, о чем речь. Сначала я понял так, что возвращаемся к вопросу о подшипниковых опорах винта. В связи с этим появились новые соображения по этим узлам, но о них позже.

Если Вы предлагаете заменить шарнирные подшипники скольжения на подшипники качения в узле подвеса гайки,то пока не вижу, как это может облегчить его работу. Даже, если бы сферические подшипники качения с регулируемым зазором существовали, они бы мало помогли делу. У них наружное кольцо легко поворачивается относительно внутреннего в двух параллельных оси плоскостях, (небольшие повороты, нужные для самоустановки) только когда есть относительное вращение колец вокруг оси подшипника. Если кольца не вращаются относительно друг друга (гайка не вращается относительно опоры), то нужные для самоустановки повороты происходят на трении скольжения, то есть шарики или ролики проскальзывают по сферической поверхности наружного кольца. Трение качения будет, если поставить что-то вроде ШРУСов. Не буду это дальше развивать, так как, кажется, нашел приемлемое решение для трения качения.

В связи с вашим вопросом, пришло в голову, что не так уж и трудно сделать старый добрый карданный подвес на миниатюрных радиальных шарикоподшипниках. Например, построить его на восьми подшипниках № 23 (3 х 10 х 4) по цене от 15 руб./ шт.
Примерно вот так.

Сверху и снизу подшипника лежат колечки из миллиметровой резины. При сборке подтягиваем гайки так, чтобы выбрать осевой люфт и создать небольшой натяг в подшипниках. В последствии, резина будет автоматически поддерживать этот натяг практически постоянным. За одно эти колечки играют роль уплотнений подшипника.
Небольшой осевой натяг подшипникам не повредит и даже пойдет на пользу.
Все детали нетрудно изготовить (мы уже говорили о черновой обработке на проход с последующим развертыванием). Цапфы подшипников можно аккуратно запрессовать, посадить «на горячую» или пропаять. Для хорошей запрессовки хорошо бы увеличить толщину колец, играющих роль крестовин кардана. Но это увеличит радиальный габарит.

Теперь о новом варианте самоустанавливающейся подшипниковой опоре винта. Попытался сделать относительно дешевую опору без осевого люфта. Получилось вот что:

Воспользовался тем, что при карданном подвесе гайки, на опорах винта существенных радиальных нагрузок нет. Поэтому можно поставить с преднатягом пару шариковых упорных подшипников и встроить их во внутреннее кольцо от ШМП 30 или от подобного ему шарнирного подшипника (внутренние кольца у них у всех одинаковые). Здесь показан вариант, с коническими поджимными вкладышами, выбирающими осевой зазор. Получается самоустанавливающаяся беззазорная и недорогая опора. Здесь стоят упорные подшипники №8100 (от 31 руб./шт.). И кольцо от ШМП30 - от 88 руб.

а. если велосипед то почему не применяем. б. каких подводных камней я не вижу.

а. На превый взгляд, - не велосипед, а оригинальное решение (нужно смотреть патенты). В литературе такого не встречал. А “почему не применяем”, это очень интересный вопрос. Знаю массу очевидно полезных вещей, кторые упорно не применяются.

б. - Есть один камешек. Усилие пружины действует по оси винта и гайки, а ответная реакция штока смещена от этой оси. За счет этого смещения на гайку действует момент в плоскости чертежа. Момент стремится повернуть гайку про часовой стрелке. Представьте, что для самоустановки гайке нужно повернутся против часовой стрелки, - пружина будет этому мешать. Нужно посмотреть будет ли идея работать, если пружина давит по оси штока, то есть ее ось совпадает с номинальной осью штока. По-момему будет работать.

Идея точно будет работать, если шток поставить по сои винта и подложить под него сферические кольца от шарикового упорного подшипника подходящего диаметра. Примерно так:

Правда, тут будет трение скольжения, вместо качения по вашему варианту. Но если шток достаточно длинный, "лишние нагрузки на гайку будут не велики.

вы смотрите не туда, призма проходит в другом месте.

Наконец нашел документ по пресловутому станку 16Б16Т1 класса точности П.
На рисунках обложка, отрывок из текста, из которго все понятно, и рисунок поперечного разреза, на котором все видно.

Баха, больше я таким способом ваши умозрительные утверждения, высказываемые категорическим тоном, опровергать не буду. Слишком много времени уходит.
Вообще, ваша манера ведения полемики выглядит странновато (к сожалению, не только ваша). То, что Вам кажется полезным или наоборот, - абсурдным, Вы выдаете за факты. Вам кажется, что две призмы для суппорта и одна для задней бабки это хорошо, и Вы пишете, что «это стандартная схема».
Вам показалось, что скребок нужно ставить только на сопрягаемых деталях, и Вы пишете: «…а на этом станке еще как касается, с обеих сторон даже скребок от грязи стоит. Когда не касается скребка не ставят.» Вам и в голову не приходит, что здесь скребок могли поставить вовсе не затем, о чем Вы думаете. Например, чтобы предотвратить заклинивание суппорта стружкой, которая вполне может попасть в небольшой зазор между ним и призмой.

Я Вам тут посоветовал изучать матчасть, о которой Вы так уверенно судите. А потом подумал - не может же человек, который сам работает на станках, на самом деле не знать самых простых вещей по конструкции этих станков (это насчет того, какой смысл в установке задней бабки на свою призму). Скорее всего, он-таки знает эту матчасть. Видимо, он получает удовольствие от спора ради спора. И в полемическом задоре пренебрегает даже собственными знаниями.

У всех присутствующих прощу прощения за такие далекие отступления от заявленной темы. Просто как-то не уютно, когда тебя упорно пытаются выставить безответственным болтуном.

Теперь уйду отсюда на некоторое время. А потом попытаюсь подвести итог всей этой полемике. Думаю, что пора это сделать.

схема то от другого станка, а на этом станке еще как касается, с обеих сторон даже скребок от грязи стоит. Когда не касается скребка не ставят.

вы смотрите не туда, призма проходит в другом месте.

По-вашему получается, что супорт опирается на одну большую призму, на одну малую, да еще на плоскость за малой призмой. Ведь на задней стороне суппорта есть такой же длинный “хвост” вправо, как и на передней, и на этом заднем “хвосте” тоже стоит скребок, но не призматический. Не многовато ли опор для одного суппорта? Мне остается только обратиться к Вам с просьбой. Если Вы имеете доступ к этому станку, снимите скребок и посмотрите, что там чего касается.

Это общепринятый терми для станков с (по русски) ЧПУ - Computerized Numerical Control

Так и нужно было писать - по русски ЧПУ или по английски CNC.

А устройство самоустанавливаемости гайки ШВП вы для мясорубки что-ли предлагали???

Общими усилиями выяснили, что я все-таки предлагал свои конструкции для ЧПУ или CNC (но не ЦНЦ), причем для самодельных. В сявзи с этим, повторяю вопрос в измененной редакции: “Это на ваших станках с ЧПУ или станках CNC “ловят микроны”?”

Для полного счастья осталось только найти сферические шарикоподшипники с регулировкой натяга. mechanik, вам такие известны?

Мне такие не известны.
Видимо, у меня с чувством юмора начались какие-то проблемы. Как то не понятна ирония вопроса. Я ведь почти в самом начале писал:
“Исходил из того, что сотки ловить не будем, и осевой люфт сферического подшипника качения приемлем”.
Вспомните свои собственные слова (пост. 10) о том, что сферические подшипники в опорах винта это хорошо. Так о чем все-таки речь?

Для “ловли соток” я уже предлагал другое решение (см. первый “опус”, с которого началась вся тема). Я и сейчас считаю, что оно вполне осуществимо для тех, кто хочет и может построить высокоточный станок. С вашей, кстати подсказки, это решение стало проще в осуществлении. Предложенный позднее узел подвеса, который вполне пригоден и для варианта с натяжным винтом еще проще (в исполнении с регулируемыми шарнирными подшипниками).

В этом мире всё относительно. Также и равномерность нагрузок не может быть одинаковой при разных условиях работы. Поэтому конструктор при проектировании просто исходит из максимальных сил резания и (от меры своего опыта) закладывает типоразмер рельсов и кареток, НО всегда с запасом. Если вы не расчитываете на возможность точного изготовления берите каретки и рельсы большего типаразмера, они выдержат лишние нагрузки от неточностей изготовления и не надо будет заморачиваться с компенсирующими системами, которые в конечном счёте уменьшают жёсткость всей системы СПИД.

В общем резюмирую - не вижу смысла использовать какие-либо компенсирующие системы при проектировании СТАНКОВ ЦНЦ. На козловых кранах где расстояние между направляющими рельсами плавает до 10 мм - это нужное дело, но на оборудовании где ловятся микроны - извините.

Нормальное резюме, - не видите смысла, ну и ладно. Может быть, кто-то другой увидит и ему изложенное здесь поможет. И мне полезно - Вы доходчиво объяснили, из чего “просто исходит конструктор”. А то я уже больше 40 лет маюсь сомнениями - из чего мне исходить, приступая к конструированию очередного изделия. Теперь с этим все ясно!

Не раз уже приходилось встречать подобные высказывания. Это насчет “нужного дела” для козловых кранов. Многие с готовностью приемлют принцип самоустанавливаемости для для тех областей техники, с которыми они дела не имеют и не очень разбираются. А вот в том, чем они сами занимаются, - ни в коем случае, не вижу смысла и т. д.
Раз уж дошли до системы СПИД (Станок - Приспособление - Инструмент - Деталь), поговорим и о ней. Наверное Вы знаете, что все технологи серийного производства знают и неуклонно выполняют вот такое правило. Обрабатываемая деталь должна закрепляться в приспособлении по статически определимой (то есть самоустанавливающейся) схеме. Иначе невозможно получить приемлемую точность обработки. (В штучном производстве это не обязательно. Умелец дядя Вася может, не спеша, выставить деталь, например, в четырехкулачковом патроне или в каком либо еще универсальном приспособлении и добъется нужного результата). Но в серийном производстве приведенное правило - непреложный закон. Если две части системы СПИД нуждаются в самоустанавливаемости, то логично предположить, что и двум остальным - инструменту и станку, на суппорте которого закреплен этот инструмент, принцип самоустанавиливаемости (то есть статической определимости) не помешает.

И вопрос к Вам, Марат. Это на вашем оборудовании “ловятся микроны - извините”? Ведь, кажется, для СТАНКОВ ЦНЦ я тут ничего не предлагал и, честно говоря, даже не знаю, что это сокращение означает, - видомо, что-то сверхточное.

Это как, задняя бабка стоит всегда за суппортом, и она всегда мешает. Что на одной призме, или на двух как то не влияет.

как нет моментов, в основном это плоскость самая длинная и основная рабочая, по ним как раз максимальная подача идет. И при вашем случае, получается рычаг Архимеда, верхняя каретка начинает работать на отрыв.

спорщик однако вы, а так лучше видно?

Задняя бабка всегда стоит за суппортом. Но в правой части суппорта есть П-образная выемка (выделена на вашем первом фото красными линиями). Поэтому в правом конце своего хода суппорт охватывает бабку с двух сторон. Если бы такой выемки не было, при ходе вправо суппорт уперся бы в бабку там, где до нее дошла бы зеленая линия, – это положение показано зелеными штрихами. То же самое происходит, если выемка на суппорте есть, но бабка стоит на той же призме, что и суппорт. Подойдите к вашему станку, отгоните суппорт вправо до упора и все будет ясно.

На суппорте момент есть. А на каретках нет. Момент превращается в пару сил. И, как Вы справедливо отметили, и как я сам об этом писал, верхние каретки отрываются от своего рельса, а нижние прижимаются к своему. Это когда портал идет по положительному направлению оси X. При обратном его ходе каретки нагружаются от момента суппорте наоборот – верхние прижимаются, а нижние отрываются. Вы внимательно перечитайте то, что цитируете.

Ну и спорщик же Вы, Баха! Спасибо за новое фото. По нему отчетливо видно, что прав я. Я его немного доработал. Зеленой стрелкой показана большая призма, которая направляет суппорт. А зеленой, – малая призма, которая направляет заднюю бабку. Здесь сделано точно так, как показано на следующем рисунке. Рисунок мелковат, но разглядеть можно. Соответствующие места выделены такими же стрелками. Суппорт охватывает вторую призму, но не касается ее. Изучайте матчасть, Баха!

Я думаю ни один конструктор не будет закладывать в ЧПУ/Станок каретки с зазором - это нонсенс!

При жестком закреплении, больше двух кареток с преднатягом вообще поставить трудно. Особенно на двух рельсах. Но, если их все-таки так поставить, то в рассматриваемом случае с приложением к суппорту момента речь будет идти, конечно, не о двух шариках, а о крайне неравномерном распределении нагрузки между шариками в одном ряду и между рядами. При жесткой схеме в каретках хоть с зазором, хоть с натягом, более или менее выраженная неравномерность нагрузки на шириках есть всегда (См. указание производетелей о снижении нагрузочной способности на 20% для двух кареток. И чем больше их число, тем больше этот процент.) В таких схемах момент, приложенный к каретке, либо уменьшает эту изначально заложенную неравномерность, либо усугбляет ее. Это как придется.
Самоустанавливающиеся каретки ставятся на рельсы и работают без таких проблем. В них, как и в “жестких” каретках, в зависимости от направления приложенной нагрузки, не всегда работают по два ряда шариков, но в них всегда нагрузка распредлена равномерно по всем шарикам работающего ряда или работающих рядов.

а почему вы рассматриваете одну плоскость, это плоскость не главная, главная другая плоскость, перпендикулярная.

лучше смотреть каталог ИНПО.

на фото нового станка 16Б16Т1 видно что суппорт лежит на двух призмах, а какой смысл делать отдельную призму для задней бабки?

Если говорить о моментах, то как раз в перпендикулярной плоскости (плоскость XZ) с моментами все в порядке. Их там вообще нет. Смотря по тому, в какую сторону движется портал, нижние каретки прижимаются к своему рельсу, а верхние отрываются от своего рельса, или наоборот. Вот если бы на портале стоял только один рельс с двумя жестко закрепленными на суппорте каретками, тогда да. На обеих картеках был бы опрокидывающий момент. Но его воспринимали бы ровно по половине шариков в каждой из этих двух кареток, что лучше, чем всего два шарика. Правда, эти два шарика работают на довольно большом плече, что хорошо. Но хуже, чем если шариков было много на таком же большом плече. А многим шарикам в гипотетической схеме закрепления суппорта только на двух каретках на одном рельсе, пришлось бы работать на очень малом плече, что совсем нехорошо.
А в плоскости YZ, о которой и шла речь происходит то, о чем я написал.

Насчет каталогов. Конечно, кому что нравится. Кому поп, кому попадья. Я писал о каталоге, из которого брал данные и по ШВП и по обоим вариантам подшипниковых опор винта, показанным на моих моделях и чертежах, о которых идет речь.

На представленном Вами фото не очень-то видно на чем стоит задняя часть суппорта. Может быть и на второй призме. Но если призм на станине всего две, то на одной из них точно стоит задняя бабка, а для суппорта остается одна. А смысл установки задней бабки на свою призму или на две свои призмы (так ведь тоже когда-то делалось), в том, чтобы эта бабка не мешала перемещаться суппорту. Поэтому так всегда и делается. Если бы она стояла на тех же призмах, что и суппорт, потребовалось бы увеличивать длину станины на длину, равную длине бабки. До к тому же приходилось бы работать “в центрах” с очень сильно выдвинутой пинолью задней бабки, что совсем нехорошо. Внимательнее посмотрите хоть на вашу фотографию, хоть на любой из ваших семи станков. И смысл Вам станет ясным.

Для такого станка будет вообще достаточно по одной каретке на верхнем и на нижнем рельсе.

Не скажите! В этом случае две каретки будут сильно страдать от момента в плоскости XY.

Что-то не ногу понять, каким образом в данном узле будет происходить компенсация к примеру концентричности, если у вас детали правой и левой сторон посредством законтрогаенных резьбовых соединений связаны жёстко. При сборке обязательно возникнут перекосы, которые ещё больше ухудшат работу гайки. Для того, чтобы этот узел работал правильно, как раз надо обеспечить минимальную концентричность всех поверхностей относительно друг друга.

Не нужна здесь особая концентричность. Жестко связаны только наружные кольца сферических шарниров. Поскольку оба этих кольца могут поворачиваться, каждое относительно своего внутреннего кольца, любое отклонение от концентричности (разумеется, - в разумных пределах, скажем, в несколько десяток) втоматически компенсируется такими поворотами.

Я думаю ни один конструктор не будет закладывать в ЧПУ/Станок каретки с зазором - это нонсенс!

Одним многих таких конструкторов является Граф. Вот его слова:
«Подойдут ЛЮБЫЕ. Ставил и с преднатягом и без - разницы никакой. Люфты выбираются автоматически за счет набегания допусков при установке на 4 каретки общей детали (или, тем более, сборки). Все каретки оказываются в напреженном состоянии (ходят заметно туже, нежели одиночная каретка). Поэтому, тот запас по нагрузочной способности, который у кареток имеется , оказывается совсем не лишним.
Но, если, например, портал ставится только на две каретки (не важно большие каретки или маленькие), то их надо выбирать с преднатягом, хотя бы минимальным, к.т. люфт в этом случае скорее всего будет».

Выложите пожалуйста 3D сборку, чтобы покрутить модель более наглядно

Сборка сделана в Компас V10. А разве можно выложить здесь всю сборку со всеми деталями (она же без деталей не откроется)? Я не сильно продвинут в “выкладывании”. Если это можно сделать здесь, подскажите как. Могу переслать Вам эту сборку со всеми деталями, а демоверсию Компаса, видимо, можно скачать из сети (разработчик АСКОН). Для этого пришлите мне письмо для обратной связи по прямому адресу (есть в профиле).

Сложностью

Сложно разнять дешевый стандартный ШС и навить два кольца из рояльной проволоки? Другие два варианта немногим сложнее.