Фокусер на подшипниках с геликоидным приводом

[Boris Green]

Мне представляется, что опасения по поводу применения направляющих из насыпных шариков, несколько завышены...

В SBR направляющих шарики катаются по круглой рельсе с поверхностной закалкой (вот там почти точечная нагрузка: выпуклый шар по цилиндру). В SBR16 диаметр рельсы 16мм, 4 ряда шариков. И ничего, фанеру и дюраль пилят.

А многорядные сепараторы как на фото, видел в скоростном шпинделе. Только сепаратор фторопластовый и масляный туман.
Если найти подходящую пластиковую трубку или свернуть из металлического листа, то насверлить отверстия не составляет труда.

[INPan]

...А давайте в канавки для осей подшипников поместим сами шарики. Так сказать, организуем вместо 12-ти подшипничков два насыпных.

В процессе рождения этого фокусера рассматривался и такой вариант, но был отменён как неудачный, в виду того, что шарики имея всего лишь точечный контакт с рабочими поверхностями будут драть их со всей пролетарской ненавистью.

Точечный контакт говорите... Так и в нашем случае цилиндрические поверхности фокусирующей трубки и подшипники теоретически взаимодействуют точечно. Правда, поскольку идеально твердых тел не существует, то эти точки на практике превращаются в площадки с криволинейными поверхностями некоторой формы. В случае шарика -- несколько глубже. Однако, шариков будет много, вследствие чего каждый шарик давить будет меньше, чем одиночный подшипник, поэтому вдавливаться отдельный шарик будет гораздо меньше. Мне представляется, что опасения по поводу применения направляющих из насыпных шариков, несколько завышены...

Если я правильно понял, то речь идёт о неподвижных шариках, зажатых между трубками и шарики эти мы пытаемся заставить вращаться на месте, толкая одну из трубок. Какой же смысл тогда в этих шариках, если он не движутся, а а пытаются будучи зажатыми вращаться на месте? Лучше уж тогда вместо шариков бронзовую втулку поставить, со всеми вытекающими.
Всякие разные ШВП и РВП это сложно, дорого, тяжело и неосуществимо в условиях отсутствия мастеров и оборудования.
А по сему придётся спуститься с неба на землю и приводить потихонечку чертежи в нормальное, читабельно состояние на благо страждущих телескопом родителей, которые трудами и стремлениями благими заслужили возможность заиметь качественный фокусер за минимальные траты.

[I.A.R.]

Если я правильно понял, то речь идёт о неподвижных шариках, зажатых между трубками и шарики эти мы пытаемся заставить вращаться на месте, толкая одну из трубок. Какой же смысл тогда в этих шариках, если он не движутся, а пытаются будучи зажатыми вращаться на месте? Лучше уж тогда вместо шариков бронзовую втулку поставить, со всеми вытекающими.

Ну-да, шарики остаются на месте (в канавке) и в ней же вращаются как колесики. Но их трение о стенки канавки при их вращении при выдвижении трубки все равно будет меньше трения чистого скольжения той же трубки...

[INPan]

Да, но не забывайте, что площадь контакта шарика в канавке такая, что удельное давление будет лютое, а соответственно и износ контактирующих деталей. Какой смысл в шариках которые не крутятся, ну или плохо крутятся?
Так что трение качения ůber alles!

[I.A.R.]

Да, но не забывайте, что площадь контакта шарика в канавке такая, что удельное давление будет лютое, а соответственно и износ контактирующих деталей. Какой смысл в шариках которые не крутятся, ну или плохо крутятся?

А почему это давление шариков в канавке будет лютое, а краев осек, на которых сидят подшипники, не такое самое лютое сейчас? Как по мне, там даже лютее должно получаться. И вроде ничего...
Можно не сомневаться, шарики в канавках крутиться будут. Крутятся же шарики в сепараторе, фото которого я выкладывал выше. Трутся же они о края своих отверстий -- и ничего! Да, сепаратор движется, а канавка нет. А если мы искусственно будем удерживать сепаратор на месте, шарики что перестанут вращаться? Нет же. Так что...

[INPan]

А почему это давление шариков в канавке будет лютое, а краев осек, на которых сидят подшипники, не такое самое лютое сейчас? Как по мне, там даже лютее должно получаться. И вроде ничего...

А я это и не утверждал. Края осек острые и они конечно же вопьются в дюраль до определённой глубины и прекратят впиваться дальше. И при этом никакая сила не сдвинет их с места и не провернёт. Но секрет тут в том, что мы как раз этого-то от них и добиваемся. А вращаться будут подшипники, в коих сила трения отсутствует напрочь. Да, нелегко им придётся, но как мы видим, сила трения качения значительно облегчает их участь. А сепараторы в подшипниках... Да они трутся об удерживаемые ими шарики, но это трение ничтожно мало, ибо сепараторы не особо сопротивляются, куда их шарики толкают, туда и движутся.

Можно не сомневаться, шарики в канавках крутиться будут. Крутятся же шарики в сепараторе, фото которого я выкладывал выше. Трутся же они о края своих отверстий -- и ничего! Да, сепаратор движется, а канавка нет. А если мы искусственно будем удерживать сепаратор на месте, шарики что перестанут вращаться? Нет же. Так что...

Да, вращаться они будут, но делать они это будут плохо, с трением и сила трения эта будет зависеть от того, насколько нагружены шарики опрокидывающим моментом от окуляра и (в основном) преднатягом. Вот и получится, что мы с Вами будем толкать машину, стоящую на ручнике. 

Как сказал бы Козьма Прутков, если бы он был из Одессы: "Зачем я должен тащить плоское, когда я могу-таки катить круглое!"

[I.A.R.]

...Да, вращаться они будут, но делать они это будут плохо, с трением и сила трения эта будет зависеть от того, насколько нагружены шарики опрокидывающим моментом от окуляра и (в основном) преднатягом. Вот и получится, что мы с Вами будем толкать машину, стоящую на ручнике...

А, может, не все так уж и плохо будет. Зачем, нам излишняя легкость кручения внешней ручки-втулки? Трение в шариках добавит нам самоторможения, что, может, не так уж и плохо для фокусера. Кстати, в вертикальном положении фокусер, нагруженный тяжелым окуляром, самопроизвольно не съезжает ли вниз? А то насыпные шарики как раз помогли бы такому горю...

[I.A.R.]

Подумалось мне: а не составить ли для всеобщей пользы краткие рекомендации по оформлению чертежей. Чтобы люди никогда ранее не имевшие дело с конструкторской документацией, но имеющие желание саморучно изобразить нечто с целью изготовления, могли бы достаточно грамотно представить свою идею графически и чтобы при этом токарю было бы достаточно информации для материализации оной в металле ко взаимному их удовольствию. Что непременно важно...

Предлагаю заинтересованным лицам ознакомится с сим трактатом...

Рекомендации по выполнению чертежей деталей

Если деталь выполняется токарной обработкой,  то ее изображение на чертеже следует располагать горизонтально. Причем, таким образом, чтобы диаметры, требующие большей точности изготовления, находились справа. Вести образмеривание следует преймиущественно справа-налево, проставляя размеры лесенкой, -- так для токаря удобнее. В обоснованных случаях, когда это требуется, например, для сопряжения с поверхностями других деталей, размеры можно проставлять последовательно -- цепочкой. Однако, следует помнить, что в этом случае на последнем размере набегут допуски предъидущих размеров. Если деталь будет переставляться в патроне станка для дальнейшей обработки, то размеры, выполняемые в данном положении, следует задавать на чертеже слева-направо. Для более полного понимания токарем как ему выдерживать рамеры на детали: то ли в большую сторону, то ли в меньшую -- следует проставлять на размерах допуски.

Выбор допусков и посадок. Основные понятия.

Все размеры на реальных деталях получаются лишь с некоторой точностью. Пределы, в которых должен оказаться размер, задается допуском. Например, запись 50 + 0,3 означает, что реальный размер должен получиться в пределах от 50,0 до 50,3 мм. В данном случае говорят, что поле допуска равно 0,3 мм. Поля дупусков относительно номинального размера (нулевой линии) могут располагаться по разному. Например, поле допуска 0,3 мм может располагаться так:      50 ( +0,1 / +0,4 ) ; 50 ( -0,5 / -0,2 ) ; 50 ( -0,15 / +0,15 ) .
Величины полей допусков и их расположение относительно нулевой линии размера регламентируется международной систамой допусков и посадок. Посадка -- это сочетание двух размеров одного номинала с разным расположением полей допусков, заданных на разных деталях соединяемых между собой. Например, случай вала и подшипника. Здесь диаметры вала и подшипника по номиналу одни и те же, но поля допусков у них и их положение относительно нулевой линии разные. В общем случае могут иметь место различные виды посадок: с зазором, с натягом и переходные, когда могут в зависимости от конкретно получившихся размеров выходит то ли небольшой зазор, то ли легкий натяг. В системе есть рекомендованные посадки, которых следует придерживаться. Система предусматривает 20 так называмых квалитетов -- степеней точности выполнения размеров, начиная от самого точного 01 до самого неточного 20-го. Квалитеты 01, 02, 03 -- особо точные и используются для специальных целей. В машиностроении в ходу квалитеты начиная с 04-го. При этом квалитеты с 04 по 09 можно считать точными, с 10 по 12 -- средней точности, а с 13 и выше грубыми.
В зависимости от целесообразности при назначении допусков действуют либо в "системе отверстия", либо в "смистеме вала". Эти системы, фигурально выражаясь, различаются тем, от счего в них, так сказать, "танцуют", -- то есть, то ли от вала, то ли от отверстия. Что из них берется в качестве основы. При этом под "отверстием" понимаются охватывающие размеры, а под "валом" -- охватываемые. Пример охватывающего размера -- размер зева гаечного ключа, куда входит гайка или головка болта. Пример охватываемго размера -- ширина, толщина или длина того же ключа. А есть еще размеры, которые и не то, и не другое. Например, высота ступеньки на лестничном марше в здании.
На размеры, которые не являются охватывающими или охватываемыми, допуск как правило ставят симметричный, деля поле допуска пополам. Например, 50 +/- 0,15. К таким размерам относятся и межцентровые расстояния между отверстиями. Допуски на них назначаются по своей таблице.
Поля допусков в систамах отверстия и вала кроме численных значений имеют еще и буквенные обозначения. Используются латинские буквы. В системе отверстия они заглавные, в системе вала -- строчные. Таким образом в полном формате запись размера выглядит, например, так: 50 p7 ( +0,26 / +0,42 ). Буквенные обозначения удобны тем, что опытному глазу сразу понятно о посадке какого характера идет речь: о ходовой ли, скользящей, переходной, плотной, тугой, глухой. Подряд на всех размерах ставить буквенные обозначения нет нужды -- для работы токаря достаточно числовых значений, но для привлечение его внимания к некоторому важному месту, дать такое обозначение не помешает.
В системе допусков используются еще и такие понятия: "основное отверстие" и "основной вал". Основное отверстие -- это охватывающий размер, у которого нижнее отклонение равно нулю, а верхнее -- некоторое значение в плюс в зависимости от квалитета. Соответственно, основной вал -- охватываемый размер с верхним отклонением нуль, а нижнее отклонение -- некоторое значение в минус. Посадка -- это всегда сочетание "основного отверстия" как правило с чем-то "неосновным" из системы вала. Или аналогично, сочетание "основного вала" с чем-то "неосновным" из системы отверстия. Примеры: Н7/p6 ; K7/h6. Здесь H7 и h6 соответственно основное отверстие 7-го квалитета и основной вал 6-го.
Как выбираются квалитеты? На этот счет есть рекомендации в каких случаях что применять. А так же есть таблицы, в которых указано какие виды обработки позволяют достигать какого квалитета.

Вывод. Не следует напрягать токаря/фрезеровщика выполнением размера как поточнее, если в том нет особой необходимости. Допуски следует назначать как можно менее строгие, но еще такие, чтобы задуманная конструкция вполне нормально могла функционировать. А также, чтобы токарь не так сильно чертыхался пытаясь на раздолбанном станке вытянуть в назначенный допуск заложенный размер вами размер...

Таблицы и полезные ссылки:

Числовые значения допусков для размеров до 10 000 мм.
Система отверстия. Рекомендуемые посадки при размерах от 1 до 500 мм.
http://sprav-constr.ru/html/tom1/pages/chapter4/ckm42.html

Предельные отклонения основных отверстий при размерах от 1 до 500 мм, мкм.
Предельные отклонения валов в посадках с зазором и переходных при размерах от 1 до 500 мм, мкм.
http://sprav-constr.ru/html/tom1/pages/chapter4/ckm44.html

Предельные отклонения валов в посадках с натягом при размерах от 1 до 500 мм, мкм (система отверстия).
http://sprav-constr.ru/html/tom1/pages/chapter4/ckm45.html

Система вала. Рекомендуемые посадки при размерах от 1 до 500 мм.
http://sprav-constr.ru/html/tom1/pages/chapter4/ckm46.html

Предельные отклонения основных валов при размерах от 1 до 500 мм, мкм.
http://sprav-constr.ru/html/tom1/pages/chapter4/ckm47.html

Предельные отклонения отверстий в посадках с зазором и переходных при размерах от 1 до 500 мм, мкм (система вала).
Предельные отклонения отверстий в посадках с натягом при размерах от 1 до 500 мм, мкм (система вала).
http://sprav-constr.ru/html/tom1/pages/chapter4/ckm48.html

Выбор допусков и посадок.
https://storage.piter.com/upload/new_folder/978545900290/na%20sait.pdf

Выбор допусков для сопрягаемых размеров, методы обработки и достижимые квалитеты.
https://dpva.ru/Guide/GuideTechnologyDrawings/DrawingsSigns/ChooosingAccuracy/

Прилагаю чертежный эскизик в качестве примера простановки размеров с заданием допусков.

[INPan]

Это ж целая наука!
В случае необходимости и серьёзности проекта проще наверно обратиться за помощью к специалисту в этой области.

[I.A.R.]

Это ж целая наука!
В случае необходимости и серьёзности проекта проще наверно обратиться за помощью к специалисту в этой области.

Страхи преувеличены! Нет в назначении допусков чего-то такого уж сложного. Главное понять некоторые принципы, а потом смотреть в таблицы и действовать по рекомендациям. Одним словом -- не робеть!!!

[ROVIAN]

Ждём-с..... у  меня собственно цель сделать один - два для визуала, но достойных.  Я смотрю только в один (типа на работе), ну и на выезд Ньютохе нужно сменить.
Хотя и 15 хода думаю достаточно, но будем посмотреть..... 

Ну значит займусь срочно третьей версией. Она уже полностью оптимизирована, осталось чертежи сделать.
Виталик, на тебя смотрит Родина!
Как там правильно? "Никто кроме нас"!

Так точно. 
Выбрать нужное. 

[INPan]

Ждём-с..... у  меня собственно цель сделать один - два для визуала, но достойных.  Я смотрю только в один (типа на работе), ну и на выезд Ньютохе нужно сменить.
Хотя и 15 хода думаю достаточно, но будем посмотреть..... 

Ну значит займусь срочно третьей версией. Она уже полностью оптимизирована, осталось чертежи сделать.
Виталик, на тебя смотрит Родина!
Как там правильно? "Никто кроме нас"!

Так точно. 
Выбрать нужное. 

Я не из ВДВ, но уважаю и восхищаюсь твоим патриотичным выбором.

[I.A.R.]

Закончил прорисовку фокусировочного узла по выложенным ранее эскизам. В процессе работы кое-что поменял в размерах, но не намного, с целью вписаться в конструкторские нормы по недорезам, сбегам и проточкам для метрической резьбы с шагами 1 и 0,4мм (М3). Это нужно, чтобы токарь мог вытачивать данные детали без излишнего напряга.

Пришлось переконструировать поводок. Теперь он из двух деталей -- колонки и дистанционной втулки. При прежней конструкции резьба МЗ не могла в полном профиле вплотную быть дорезана до торца, с которого начиналась цилиндрическая часть поводка из-за ограничений накладываемых инструментом. И получалось, что поводок не мог быть вкручен в стенку подвижной втулки до упора -- образовывалась щель и поводок, по факту получается, должен висеть на одной резьбе, что не хорошо, так как резьба в стенке, толщиной всего 2мм, а сама втулка делается из алюминиевого сплава. И как-то оно... В новой же конструкции поводок вкручивается как следует и может плотно садиться на поверхность подвижной втулки через свою дистанционную втулку, что делает его крепление надежным. Но диаметр поводка при этом увеличился на 1мм. В связи с чем ход подвижной втулки, куда вставляется окуляр теперь стал 15мм вместо прежних 16мм. А из-за нового диаметра поводка овальный паз на корпусе для него теперь стал 5 на 20мм.

Сделал длиннее резьбовую часть на детали корпуса, которой фокусер вкручивается во что-то внешнее. Прежней длины резьбы было маловато, а для надежности надо, чтобы было для этого по крайне мере три полных витка. В связи с этим профиль фокусера стал больше на 2,5мм.

Из-за введения проточки, какая положена для резьбы М59х1, ширина фиксационного диска выросла на 2мм.

Оставил проточку, но уже положенной ширины для резьбы М69х1 на корпусе, -- так будет удобнее для подкручивания резьбового кольца, которое поджимает внутреннее левое кольцо насыпного подшипника.

На подвижной втулке убрал проточку на резьбе, предусмотрев здесь просто сбег, оставив прежнюю рабочую длину резьбы -- 4,5мм.

Прорисовка в виде эскиза прилагается. Чертежи деталей будут представлены позднее...

P.S. Ранее выложенную рекомендацию по выполнению чертежей следует дополнить следующими пунктами:

Проставляемые размеры не должны образовывать замкнутые цепочки.

Не следует дублировать ранее проставленные размеры на других проекциях.

[INPan]

Отлично! Спасибо большое, Игорь Александрович!
На счёт поводка Вы мои мысли таки прочитали! Когда Токарь пытался нарезать резьбу на поводке из одной детали как у меня, он сделал это только с третьего раза, за что Гена его припозорил. А я объяснил ему, что виноват не токарь, а конструктор. Ибо нарезать качественную резьбу на такой мелкой детали не возможно. Но всё работает, слава богу.

[INPan]

Есть одно пожелание. Нужно внести корректировочку в схему и чертежи.

[I.A.R.]

Раз вишеозначенным предложениям одобрям, продолжу подготовку чертежиков дальше...
Пожелание насчет уточнения дизайна учту...

[INPan]

Спасибо!
А пока кино про то, как мне таки удалось ощупать этот фокусер, но Гена забыл привезти с собой окуляр к сожалению!

https://yadi.sk/i/M3dyTrgmvXxgiA

[Piter_Korn]

<< Доступ к этому видео ограничен >>

[INPan]

<< Доступ к этому видео ограничен >>

Исправил

[INPan]

Углядел возможный опасный контакт внутреннего кольца насыпного подшипника геликоида и подшипника трубки фокусировочной. Это недопустимо. В моём варианте там запас гдето миллиметр.