Передача гайка винт и подшипники.
Добрый день.
Нужно сделать линейную передачу, горизонтальную. Собираюсь брать трапецеидальную передачу с бронзовой гайкой.
Почитал, погуглил, возникло много вопросов, помогите, пожалуйста разобраться.
- Как крепить её на опоры? Как я понял необходимо на свободном конце радиальный подшипник, нужно ли его как-то крепить гайкой, стопорным кольцом?
- А на другую сторону, с которой ШГ, два радиально-упорных подшипника? Опять нужно ли их как-то фиксировать? Что-то их трудно найти под 6мм, можно ли заменить радиальными?
- Что значит люфт подшипников, как их убирать и на что они влияют? Где в этой передаче они есть?
- Как крепить два подшипника вместе? Просто одевать рядом вплотную?
- Ещё читал что-то про преднатяг гайки, иначе люфтить будет и точность теряться?
- Трепецеидальный винт С8, ШГ 200 полных шагов, какую точность и разрешение, а так же минимальную скорость без рывков можно получить?
винт 10х2, нагрузка будет маленькая, грамм 100-150, длина 200мм.
Спасибо.
Что будет двигать эта линейная передача - т.е. что и как будет крепиться к гайке?
Что будет двигать эта линейная передача - т.е. что и как будет крепиться к гайке?
Гайка будет вставляться/крепиться в параллелепипед, который будет ходить по двум направляющим валам. На этом параллелепипеде уже будет зажим, который и нужно двигать.
Т.е. просто перегонять ваш параллепипед зи одного конечного положения в другое??
Т.е. просто перегонять ваш параллепипед зи одного конечного положения в другое??
Да, зажим держит волокно, его нужно натягивать, не порвав. При этом важна точность.
Например: вытянуть волокно на 2.00 мм.
Аха… т.е. нужна точность позиционирования ну и естественно возможность управлять этим позиционированием???
Точность какова должна быть?
Вообще-то вы обращаетесь за помощью и даже не удосужились подробно описать узел, который вы собираетесь изготовить… Обычно на такие просьбы мало кто реагирует.
Кстати и каков бюджет?
- Как крепить её на опоры? Как я понял необходимо на свободном конце радиальный подшипник, нужно ли его как-то крепить гайкой, стопорным кольцом?
- А на другую сторону, с которой ШГ, два радиально-упорных подшипника? Опять нужно ли их как-то фиксировать? Что-то их трудно найти под 6мм, можно ли заменить радиальными?
- Что значит люфт подшипников, как их убирать и на что они влияют? Где в этой передаче они есть?
- Как крепить два подшипника вместе? Просто одевать рядом вплотную?
- Ещё читал что-то про преднатяг гайки, иначе люфтить будет и точность теряться?
- Трепецеидальный винт С8, ШГ 200 полных шагов, какую точность и разрешение, а так же минимальную скорость без рывков можно получить?
винт 10х2, нагрузка будет маленькая, грамм 100-150, длина 200мм.
1)Да. Подшипник нужен безусловно. В идеале два: радиальный и опорный. Конструкций крепления можно предложить несколько. Можно проточить резьбовую гайку с помощью соответствующего метчика или изготовить метчик из обрезка трапециевидной оси. Можно сделать из пластика путем нагрева и обжима какого нибудь твердого но не термостойкого пластика (капролон например). Я сделал из металлической гайки большего размера просверлив в ней отверстие поперек и нарезав в нем резьбу 3мм. Вкрутил винт и получил упорную гайку. Вполне держит, хотя - и не лучший вариант, чего уж там…
2)На сторону ШД система крепления желательно аналогичная из двух типов подшипников. Но если нет упорных, то можно и даже и одним радиальный обойтись, но это как говорится - не на долго выйдет. Не рассчитаны они на нагрузки вдоль оси вращения. Все равно посыпятся, вопрос только когда
3) Люфт подшипников однозначно будет, но при нормальном креплении муфты и преднатяге вала, он минимально будет влиять. Если конечно подшипник уже не разболтался в усмерть. В идеале этого всего можно избежать в связке радиальный- упорный подшипник.
4) самая простая схема - тупо рядом. Иногда разделяют по обе стороны стенки крепления. Есть подшипники уже впрессованные в стойки креплений. От конструкции зависит! Единственное что - они должны быть жестко вложены в кроватки для избежания биений перпендикулярно оси вращения.
5)Преднатяг гайки - да, устранить люфт. Если речь о ходовой гайке. Есть несколько схем. Но надо сразу понимать, что такой преднатяг затрудняет несколько движение гайки по валу, и поэтому это надо учесть в мощности двигателей. Иначе заклинивания и пропуски шагов - гарантированы!
6)Не очень понимаю что значит без рывков? С хорошей смазкой вала и точной юстировкой направляющих и ходовой гайки - можно с очень высокой скоростью перемещать гайку. Думаю до метра-2 в минуту - запросто! Другое дело, смогут ли шаговики такую скорость обеспечить?
Аха… т.е. нужна точность позиционирования ну и естественно возможность управлять этим позиционированием???
Точность какова должна быть?Вообще-то вы обращаетесь за помощью и даже не удосужились подробно описать узел, который вы собираетесь изготовить… Обычно на такие просьбы мало кто реагирует.
Кстати и каков бюджет?
Спасибо за замечание, в следующий раз учту, думал этих данных будет достаточно.
Для начала хотелось бы получить сотую мм, чем точнее тем лучше.
По бюджету, ШВП как-то дороговато выходит, решил делать на трапецеидальном винте. Потратить планирую около 6-8к на винт, гайку, направляющие, ШГ и драйвер.
1)Да. Подшипник нужен безусловно. В идеале два: радиальный и опорный. Конструкций крепления можно предложить несколько. Можно проточить резьбовую гайку с помощью соответствующего метчика или изготовить метчик из обрезка трапециевидной оси. Можно сделать из пластика путем нагрева и обжима какого нибудь твердого но не термостойкого пластика (капролон например). Я сделал из металлической гайки большего размера просверлив в ней отверстие поперек и нарезав в нем резьбу 3мм. Вкрутил винт и получил упорную гайку. Вполне держит, хотя - и не лучший вариант, чего уж там…
2)На сторону ШД система крепления желательно аналогичная из двух типов подшипников. Но если нет упорных, то можно и даже и одним радиальный обойтись, но это как говорится - не на долго выйдет. Не рассчитаны они на нагрузки вдоль оси вращения. Все равно посыпятся, вопрос только когда
3) Люфт подшипников однозначно будет, но при нормальном креплении муфты и преднатяге вала, он минимально будет влиять. Если конечно подшипник уже не разболтался в усмерть. В идеале этого всего можно избежать в связке радиальный- упорный подшипник.
4) самая простая схема - тупо рядом. Иногда разделяют по обе стороны стенки крепления. Есть подшипники уже впрессованные в стойки креплений. От конструкции зависит! Единственное что - они должны быть жестко вложены в кроватки для избежания биений перпендикулярно оси вращения.
Т.е. делаем как на рисунке? ставим подшипники вплотную рядом в опору, одеваем на вал и затягиваем гайкой. Затягивать с одной стороны только?
Иногда разделяют по обе стороны стенки крепления.
Не совсем понял, это как?
жестко вложены в кроватки
Это я так понимаю, что жестко вставлена в паз для подшипника?
5)Преднатяг гайки - да, устранить люфт. Если речь о ходовой гайке. Есть несколько схем. Но надо сразу понимать, что такой преднатяг затрудняет несколько движение гайки по валу, и поэтому это надо учесть в мощности двигателей. Иначе заклинивания и пропуски шагов - гарантированы!
Нагрузки у меня маленькие, важнее точность.
6)Не очень понимаю что значит без рывков? С хорошей смазкой вала и точной юстировкой направляющих и ходовой гайки - можно с очень высокой скоростью перемещать гайку. Думаю до метра-2 в минуту - запросто! Другое дело, смогут ли шаговики такую скорость обеспечить?
Я наоборот хочу крутить очень медленно, если будут очень редкие шаги, разве не будет рывков? Собираюсь делать микрошаг 1/32 как раз для увеличения плавности кручения.
З.Ы. Спасибо всем за помощь.
Т.е. делаем как на рисунке? ставим подшипники вплотную рядом в опору, одеваем на вал и затягиваем гайкой. Затягивать с одной стороны только?
Да. Примерно так. По вашей схеме затягивается только с одной стороны. С другой стороны гайка если и ставится, то по схеме когда два радиальных подшипника вставляются по разные стороны от стенки, дабы префиксировать их и осуществить натяг вала.
Это я так понимаю, что жестко вставлена в паз для подшипника?
Именно. Просто паз это вроде про продолговатые прямоугольные вырезы говорят. Хотя, могу наверное и ошибаться.
Нагрузки у меня маленькие, важнее точност
Под нагрузками я имел ввиду потянет ли двигатель! Выбор люфта ходовой гайки по любому ухудшает скольжение гайки по резьбе, хотя бы из-за увеличения площади соприкосновения. Не говоря уже о том что есть еще и дополнительное боковое усилие на резьбу и гайки и винта, что так же усиливает трение. Я как то немного пережал чуток когда экспирементировал на шпильках и стал ловить постоянные клины. Если брать хороший каленный винт и нормальную бронзовую гайку, то заметить люфты гайки будет весьма сложно. Скорее проявятся от недостаточной жесткости конструкции или прогибов направляющих.
Я наоборот хочу крутить очень медленно, если будут очень редкие шаги, разве не будет рывков? Собираюсь делать микрошаг 1/32 как раз для увеличения плавности кручения.
Не знаю какая Вам точность нужна конечно, но у меня такой же вал практически стоит. Хоть на 1\32 хоть на полном шаге особой разницы в плавности движений на полной скорости я не заметил. Другое дело что на полном шаге инерционность якоря немного выше выходит ну и выше расход по току и немного сильнее греются движки. Если Вам не требуется ювелирная гравировка с точность в сотки в 3D (а на таких валах ее и не достигнешь), то советую вообще не заморачиваться по этому поводу. В любом случае, для высокой точности требуются ШВП а не трапецивидный вал+бронзовая гайка.
Для начала хотелось бы получить сотую мм,
Ну если вы такую точность получите для начала, то вам очень крупно повезло…
При длине вала трапеции в 200 мм и при изменении температуры вала на 20 градусов - он удлиниться уже больше чем на сотку…
Опора вала, описанная starfair и изображенная с его слов вами - вообще бред какой-то…
Вот примеры конструкций…
Вопрос ко всем. А что значит на паре винт/гайка получить высокую точность? Я так понимаю, что речь о точности перемещения гайки в соответствии с углом поворота винта? Так тогда очевидно, что шаг резьбы должен быть как можно меньше. Сравните точность перемещения резьбового соединения М2 с шагом 0,25 мм и резьбу М10 с шагом 1,5 мм. Поверните вал на один оборот в первом и во втором случае. Будет разница? А если повернуть на 1/32 оборота? А на ШВП какой минимальный шаг резьбы можно иметь, кто подскажет?
Я как то немного пережал чуток когда экспирементировал на шпильках и стал ловить постоянные клины.
А это не потому, что сталь на шпильках “пластилиновая”? Попробуйте шлифованную резьбу на стали с твёрдостью где-нибудь 62 единицы HRC и клина не будет.
Я наоборот хочу крутить очень медленно, если будут очень редкие шаги, разве не будет рывков? Собираюсь делать микрошаг 1/32 как раз для увеличения плавности кручения.
Только мелкая и качественная резьба на твёрдом валу. Гайка спаренная с компенсацией осевого люфта. Для передачи усилий конечно резьба трапециевидная, если усилия небольшие, то и треугольник сгодится, и на треугольной шаг можно нарезать мельче на токарном станке.
При длине вала трапеции в 200 мм и при изменении температуры вала на 20 градусов - он удлиниться уже больше чем на сотку…
И что будет? Гайка тоже на сотку переместится вместе с валом? Сомневаюсь я однако, что она за валом начнёт двигаться, если её не крутить относительно него. Вал наверное удлинится и как вперёд, так и назад.😁
А та сотка, или больше, чем сотка, рассредоточится на каждом витке резьбы вала, увеличив в итоге шаг резьбы на дельта пси (так математики говорят, когда почти ничего), точнее - сотка, делённая на количество витков самого этого вала. А как я уже писал, точность передачи зависит от угла поворота гайки относительно винта и при увеличении шага на “почти ничего” погрешность будет на молекулярном уровне.
Это я привёл в качестве примера, для понимания, что такое точность одна сотка.
Производители ШВП класса С7 дают гарантию на отклонение шага на длине 300мм не более 0,05мм. А ТС хочет добиться точности в одну сотку на трапеции неизвестного производителя, изготовленную с неизвестной точностью.
А как я уже писал, точность передачи зависит от угла поворота гайки относительно винта и при увеличении шага на “почти ничего” погрешность будет на молекулярном уровне.
Точность передачи зависит в первую очередь от того, с какими полями допусков изготовлены винт и гайка. Если у вас неравномерность шага больше 0,02 мм - то при любом шаге точности в 0,01 мм вы не достигнете.
Передача винт гайка предполагает не только один оборот винта при работе…
Опора вала, описанная starfair и изображенная с его слов вами - вообще бред какой-то…
Вот примеры конструкций…
С чего это бред? Подавляющее большинство хоббийных станков (а мы же тут не делаем промышленного уровня станки, не так ли?) именно так и делаются. Никто не впрессовывает подшипники в станину или боковину станка. Обычная выемка куда вставлен подшипник и прижат для уменьшения радиальных и продольных биений вала с двух сторон гайками. Более того, упорный подшипник стават далеко не всегда, а лишь на сравнительно больших станках, или где большие скорости падачи. На размерах рабочей зоны в А4-А3 они вообще чаще всего особого смысла не будут иметь, ибо нагрузки на валу не такие уж и большие. А уж тем более нет смысла морочиться с впрессовкой подшипников!
Подавляющее большинство хоббийных станков (а мы же тут не делаем промышленного уровня станки, не так ли?)
А какая разница, хоббийный или промышленный станок строится? Есть выработанные десятилетиями принципы конструирования приводов станков, которые ещё никто не отменял, а тем более когда заявляется точность 0,01мм!
Точность передачи зависит в первую очередь от того, с какими полями допусков изготовлены винт и гайка. Если у вас неравномерность шага больше 0,02 мм - то при любом шаге точности в 0,01 мм вы не достигнете.
Передача винт гайка предполагает не только один оборот винта при работе…
Видимо я не совсем доступно объяснял, хотя старался. Про допуски при изготовлении винта и гайки всё понятно и с этим я не спорю. Идеальных винтов и гаек не бывает. Но, говоря про шаг, я имел ввиду другое. Возьмём два винта с разным шагом резьбы. К примеру, первый винт имеет шаг 0,5 мм, а другой 3 мм. Если валы повернуть на один оборот, то гайки переместятся на величину шага: в первом случае 0,5 мм, во втором на 3 мм. Как ясно из начальных условий, винты вращаются шаговыми двигателями. Минимальный микрошаг ШД равен 1/32. На меньшую величину он повернуться не сможет. Поэтому при меньшем шаге резьбы перемещение гайки составит 0,5 мм делённое на 32, а именно 0,015625 мм. А вот если шаг резьбы равен 3 мм, то при повороте на 1/32 перемещение гайки уже будет 3 мм делённое на 32, т.е. 0,09375 мм. Получается, как бы мы не старались, но при шаге резьбы 3 мм мы не сможем перемещать гайку на расстояние, меньшее, чем 0,09 мм. Нам этого просто не даст сделать шаговый двигатель из-за его дискретности поворотов. Но в то же время, если шаг резьбы будет не 0,5 мм, а 0,52 мм, т.е. с погрешностью 0,02 мм, то одно микроперемещение составит 0,52 мм делённое на 32 и составит 0,01625 мм. Разница от первого варианта с шагом 0,5 составляет 0,6 микрона, а не одна сотка.
Получается, как бы мы не старались, но при шаге резьбы 3 мм мы не сможем перемещать гайку на расстояние, меньшее, чем 0,09 мм. Нам этого просто не даст сделать шаговый двигатель из-за его дискретности поворотов.
Это просто открытие!
А ничего, что обычный шаговый двигатель за один оборот совершает 200 шагов, что в пересчёте при микрошаге 1/32 и шаге резьбы 3мм даст минимальное перемещение гайки 0,00046875мм…
Это просто открытие!
Я сравниваю резьбы при одном и том же угле поворота. Согласен, что для начального сравнения надо было бы взять цифру 200, а не 32. Но суть от этого не меняется. Да, гайка будет перемещаться гораздо медленнее, но зато плавнее и точнее в случае с более мелкой резьбой, чем крупной.
Получается, как бы мы не старались, но при шаге резьбы 3 мм мы не сможем перемещать гайку на расстояние, меньшее, чем 0,09 мм
Признаю, что на самом деле эту цифру надо бы разделить ещё и на 200. Да тут я поспешил с выводом. Думая о резьбе, забыл, что шаг 200 ещё и дробится.
Не нужно ещё и забывать про динамику( читай производительность) станка.
При малых шагах винтов станок будет не производителен
А какая разница, хоббийный или промышленный станок строится? Есть выработанные десятилетиями принципы конструирования приводов станков, которые ещё никто не отменял, а тем более когда заявляется точность 0,01мм!
Сотка по мне так вообще трудно достижима без просто каменных (чугунных) станин под тонну весом и всей соответствующей обвязки. Какой смысл здесь об этом говорить? Мы же про реалистичные схемы говорим с реалистичным бюджетом, вроде как!
Какой смысл здесь об этом говорить?
Для начала хотелось бы получить сотую мм, чем точнее тем лучше.
Это про сотку…
ТС спрашивает, мы пытаемся вразумительно ответить на его вопросы…
Ну, я про сотку и не отвечал. Я отвечал про конкретные вопросы ТС.
Под нагрузками я имел ввиду потянет ли двигатель! Выбор люфта ходовой гайки по любому ухудшает скольжение гайки по резьбе, хотя бы из-за увеличения площади соприкосновения. Не говоря уже о том что есть еще и дополнительное боковое усилие на резьбу и гайки и винта, что так же усиливает трение. Я как то немного пережал чуток когда экспирементировал на шпильках и стал ловить постоянные клины. Если брать хороший каленный винт и нормальную бронзовую гайку, то заметить люфты гайки будет весьма сложно. Скорее проявятся от недостаточной жесткости конструкции или прогибов направляющих.
Не знаю какая Вам точность нужна конечно, но у меня такой же вал практически стоит. Хоть на 1\32 хоть на полном шаге особой разницы в плавности движений на полной скорости я не заметил. Другое дело что на полном шаге инерционность якоря немного выше выходит ну и выше расход по току и немного сильнее греются движки. Если Вам не требуется ювелирная гравировка с точность в сотки в 3D (а на таких валах ее и не достигнешь), то советую вообще не заморачиваться по этому поводу. В любом случае, для высокой точности требуются ШВП а не трапецивидный вал+бронзовая гайка.
Я наоборот хочу на минимальной скорости крутить.
Допустим 1мм/м, для этого нужно будет 100 шагов в минуту (пусть разрешение 0.05), почти 1 шаг в полсекунды. Будут ли эти шаги заметны? Поэтому хочу микрошаг 1/32, чтобы никакой дискретности не было заметно.
Скорости будут маленькие, а значит и момент будет хороший.
Ну если вы такую точность получите для начала, то вам очень крупно повезло… При длине вала трапеции в 200 мм и при изменении температуры вала на 20 градусов - он удлиниться уже больше чем на сотку…
Разрешение позиционирования при микрошаге 1/2 и шаге винта 2мм - 0,005. Вот и я предположил, что сотую получить будет не так сложно. Люфты постоянны же? Если я сдвину гайку на 10 оборотов, то получу погрешность каждого шага, которая не накапливается, т.е. по сути такая же как и для 1го шага, плюс погрешность винта с гайкой, плюс люфты гайки и подшипников. Погрешность винта сотые на десятки см, получается, если люфт постоянен, то и точность смещения гайки будет будет практически определяться точностью винта, т.е. сотыми. Ну и пусть удлиниться на разрешение и погрещность винта это же не повлияет.
Поправьте меня, пожалуйста, если что.
Только мелкая и качественная резьба на твёрдом валу. Гайка спаренная с компенсацией осевого люфта. Для передачи усилий конечно резьба трапециевидная, если усилия небольшие, то и треугольник сгодится, и на треугольной шаг можно нарезать мельче на токарном станке.
Треугольник это обычная метрическая? Вместо того, чтобы покупать трапецеидальную можно сделать самим метрическую и с шагом меньше, но боюсь она будет менее надёжная. Да и везде пишут, что трапецеидальная лучше подходить для точного позиционирования.
А ТС хочет добиться точности в одну сотку на трапеции неизвестного производителя, изготовленную с неизвестной точность
Собираюсь брать в purelogic, написано, что класс C8, сколько это не нашёл, думаю микрон 10 на оборот.
Мы использовали такой модуль www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3…, практически микронная точность, правда там 1/512, 50мм, редуктор 1:67 и обратная связь. Но там, вроде как, метрическая резьба и один конец винта не закреплён. Хотелось бы получить десятки микрон точности, но это на самом деле не так важно, если выйдет сотня микрон, то тоже должно удовлетворит, я думаю, а если нет, то вторую версию будет проще делать, но уже на ШВП.
Я нашёл радиально упорные подшипники.
Как я понял нужно делать DB, хотя это не принципиально, но так максимальная фиксация в осевом направлении, на одной стороне.
Верхние кольца зажимаются (нужна ли обязательно шайба для внешних колец, какой толщины? Точнее для подшипника 6005 Л), затем нижние кольца затягиваются, с одной стороны которых вал, с другой шайба.
А другой конец делаем свободным, и просто фиксируем в радиальном подшипнике.