Труба рефрактора. Концепт-кар.

[ysdanko]

Дорисовал наконец узел направляющих с возможностью регулировки их параллельности.

На первый взгляд как то сложно...Буду разбираться.

Вместо веками осмысленного-прочувствованного окулярного решения таскать пудовый объектив ...

Возможно для рефракторов это и "веками осмысленное решение", однако для других систем часто предпочитают двигать "пудовое" ГЗ, чем использовать традиционный фокусер. Например большинство крупных "мидовских" телескопов не имеют традиционного фокусера.

р/s на рефрактор с "пудовым" объективом мало у кого найдется денег. Ну а мой объективчик имеет массу не больше 600 грамм...

[Ёж65]

Однако, тут имеется один затык. Тот способ крепления направляющих, который применен сейчас в виде фиксации гладких концов направляющих во фланце при помощи установочных винтов, не хорош. Он не дает возможности некоторому перемещению направляющих для занятия ими своего правильного положения при выставлении их с помощью вспомогательных фиксаторов. Проблема решается, если концы направляющих  проточить на нужную длину на диам. 6 мм, и нарезать потом на них наружную резьбу М6

Прочёл всю тему. Много нетривиальных и смелых решений. Да, если объектив раз в пять легче всех, вместе взятых, окулярных причиндалов, то идея неплохая.
А вот центрировать направляющие по поверхности метрической резьбы идея неверная, поскольку резьба - соединение зазорное. И будут получены непараллельности на величину радиального зазора в этих самых резьбах. 

[kryptonik]

И будут получены непараллельности на величину радиального зазора в этих самых резьбах.

Там еще могут быть вопросы с точностью по шагу, плашкой точно резать будет нельзя.

[Ёж65]

Там еще могут быть вопросы с точностью по шагу, плашкой точно резать будет нельзя.

Верное понимание вопроса.
Предлагаю простое решение, если только есть доступ к токарю, чтобы сделать переходные шайбы для направляющих с посадками "скользящая" и "в натяг". Причём сами шайбы можно поставить с зазором. После, в каждом положении каретки 1 и 2, эти шайбы штифтуюся коническими штифтами. Из инструмента только будет нужна дрель и коническая развёртка. Ну, и штифты, разумеется.

[I.A.R.]

И будут получены непараллельности на величину радиального зазора в этих самых резьбах.

Там еще могут быть вопросы с точностью по шагу, плашкой точно резать будет нельзя.

В предложенном варианте выставления параллельности направляющих точность резьбы не имеет значения. Почему? А потому что расстояние между направляющими задаются шаблонами-фиксаторами -- это они служат базой, а не что-нибудь другое. Резьбы в качестве баз не используются. Поэтому их точность не имеет существенного значения. Ну, вправо/влево сдвинется гайка при затяжке -- и что? Задача гаек лишь удерживать направляющие неподвижно в отверстиях фланца в заданном фиксаторами положении после их удаления. Причем, заметьте: направляющие при этом могут даже не касаться стенок отверстий во фланце. То есть и отверстия для направляющих не база, и внутренние и наружные резьбы тоже. В этом-то и хитрость предложенного варианта...

[I.A.R.]

Предлагаю простое решение, если только есть доступ к токарю, чтобы сделать переходные шайбы для направляющих с посадками "скользящая" и "в натяг". Причём сами шайбы можно поставить с зазором. После, в каждом положении каретки 1 и 2, эти шайбы штифтуюся коническими штифтами. Из инструмента только будет нужна дрель и коническая развёртка. Ну, и штифты, разумеется.

Теоретически все хорошо. Однако, что у вас будет служить базой, по которой будут выставляться направляющие, проходящие сквозь точно изготовленные втулки? Ну, допустим токарь сделает такие отверстия, что направляющая будет входить в них по скользящей посадке без всяких телепаний? Дальше что? Использовать поверхности уже существующих отверстий в уже существующих фланцах? Так наверняка они не идеально совпадают и вполне могут иметь свою неперпендикулярность относительно торца фланца. Почему не совпадают? Потому что делались не с одной установки. Вернее так: сначала были сделаны с одной установки отверстия диам. 7 мм, а потом в среднем фланце отверстия были рассверлены до диам. 10 мм. Сохранилась ли при этом строгая соосность всех отверстий? Опять же некоторый разброс диаметров получившихся отверстий плюс некоторый разброс диаметров вставляемых в них втулок, в результате некоторая неточность их положения, которая... А надо бы, чтобы строго точно.

[ysdanko]

На самом деле вопрос о параллельности направляющих сейчас не стоит. Я уже отмечал, что при использованной технологии сверления отверстий во фланцах ( в общем пакете, через кондуктор), достигнута точность порядка трех соток на длине 300мм. Эта неточность вполне компенсируется использованием упругих разрезных втулок в подвижной каретке. Подклинивания движения каретки нет.
За счет регулировки, я пытаюсь добиться минимального трения при движении каретки. Каретка начинает движение под весом груза около 400грамм…Что бы уменьшить усилие трогания, скорее всего придется растачивать отверстия в направляющих втулках.
 

Верное понимание вопроса.
Предлагаю простое решение, если только есть доступ к токарю, чтобы сделать переходные шайбы для направляющих с посадками "скользящая" и "в натяг". Причём сами шайбы можно поставить с зазором. После, в каждом положении каретки 1 и 2, эти шайбы штифтуюся коническими штифтами. Из инструмента только будет нужна дрель и коническая развёртка. Ну, и штифты, разумеется.

Определенная проблема с фиксацией при регулировке есть. Оптимально было бы использовать двойную эксцентриковую втулку, однако все упирается в существующие габариты фланца и расположение направляющих относительно стенок трубы. Запаса по радиусу практически нет…

В предложенном варианте выставления параллельности направляющих точность резьбы не имеет значения. Почему? А потому что расстояние между направляющими задаются шаблонами-фиксаторами

Идея мне нравится. Вот только конструкция шаблона достаточно сложная. Вот если бы удалось придумать разборный шаблон без использования точных фрезерных работ, было бы совсем отлично.

[I.A.R.]

Идея мне нравится. Вот только конструкция шаблона достаточно сложная. Вот если бы удалось придумать разборный шаблон без использования точных фрезерных работ, было бы совсем отлично.

Подумаем...

[Ёж65]

Теоретически все хорошо. Однако, что у вас будет служить базой, по которой будут выставляться направляющие, проходящие сквозь точно изготовленные втулки?

Базой будут служить штифты. Самая точная база. Точнее и быть не может. Штифтоваться фланцы должны по кареткам в их крайних положениях
.

Дальше что? Использовать поверхности уже существующих отверстий в уже существующих фланцах?

Точно дожны быть сделаны только отверстия в шайбах под направляющие. Как будут сделаны отверстия во фланцах под шайбы - значения почти не имеет.

в результате некоторая неточность их положения, которая... А надо бы, чтобы строго точно.

Вот в предложенном мною случае точность как раз и не нужна. Можно всё делать в сарае на коленке, всё соберётся и будет работать. В вашем же случае без прецизионных станков не обойтись, что вам и сказал американский коллега, у которого ничего не работало.
 

На самом деле вопрос о параллельности направляющих сейчас не стоит

Неправильная мысль. Вопрос о параллельности направляющих и точности позиционирования посадочных отверстий во фланцах - наиглавнейший. С какой точностью это будет сделано, от того и будет зависеть реализация данного проекта. Не будет ювелирной точности - о таком телескопе можно забыть. Размеры А, В, С, А2, В2, С2, А3, В3, С3 должны быть выполнены с допуском не более 0,05 мм. Иначе - клин. В моём предложенном варианте с базированием на штифтах относительно каретки, все три фланца будут иметь абсолютно одинаковые размеры А, В и С. Отклонения будут только из-за неточности фиксирования каретки в крайних положениях, хотя её нужно будет на время штифтования туго фиксировать струбциной.
А базирование затяжкой гаек - роковая ошибка. Не будет ни точности, ни постоянства размеров. Резьба ослабнет, фланцы сместятся - направляющие заклинит.
Если ещё фланцы можно как-то ухитриться просверлить с одной установки (допуск 0,05мм), то, простите за любопытство, как вы собираетесь выдерживать эти же самые А, В и С, на самих каретках? Причём в тех же самых 0,05мм? Вот тут-то главный "Затык" и будет с большой буквы.

[ysdanko]

Сори. Два дня не было инета…

……. Размеры А, В, С, А2, В2, С2, А3, В3, С3 должны быть выполнены с допуском не более 0,05 мм. Иначе - клин. В моём предложенном варианте с базированием на штифтах относительно каретки, все три фланца будут иметь абсолютно одинаковые размеры А, В и С. Отклонения будут только из-за неточности фиксирования каретки в крайних положениях, хотя её нужно будет на время штифтования туго фиксировать струбциной.

В общем то I.A.R. предлагает то же самое, только базировать не по отверстиям каретки (там упругие втулки), а по отверстиям разборного калибра. Что же касается базирования на штифтах, то это возможно только в том случае, если уже все отрегулировано. В технике штифты используют не для базирования, а для обеспечения неизменности взаимного расположения деталей при  сборке-разборке, уже отрегулированного механизма.

А базирование затяжкой гаек - роковая ошибка. Не будет ни точности, ни постоянства размеров. Резьба ослабнет, фланцы сместятся - направляющие заклинит.

По-моему ваши опасения преувеличины. В конце концов существуют же самоконтрящиеся гайки ну или просто использовать контргайку. При использовании калибра сдвигов при затяжке не должно возникнуть. Калибр жестко фиксирует положение направляющих. А вот в вашем случае могут возникнуть смещения направляющих втулок при высверливании отверстий под штифты…Да и сверлить все в сборе не на каждом станке возможно. Расстояние до патрона должно быть минимум 40 сантиметров.

Если ещё фланцы можно как-то ухитриться просверлить с одной установки (допуск 0,05мм), то, простите за любопытство, как вы собираетесь выдерживать эти же самые А, В и С, на самих каретках? Причём в тех же самых 0,05мм? Вот тут-то главный "Затык" и будет с большой буквы.

Именно по этому я использую разрезные втулки. За счет  упругости втулок (работают как цанги)можно избежать заклинивания и в каких то пределах скомпенсировать не точности изготовления и сборки.
Если же использовать втулки с минимальными зазорами, то без их дополнительной регулировки не обойтись. Необходим механизм и это уже будет намного более сложное устройство чем одиночная деталь. Потребуется минимум два эксцентрика и зажимная шайба для фиксации их взаимного положения…Нечто подобное, что изображено на рисунке ниже. (на рисунке геометрические оси условно изображены в виде цилиндров    )

[Ёж65]

В общем то I.A.R. предлагает то же самое, только базировать не по отверстиям каретки (там упругие втулки), а по отверстиям разборного калибра.

Это очень трудоёмко и затратно. Калибр-то тоже не напильником обрабатывается.

Что же касается базирования на штифтах, то это возможно только в том случае, если уже все отрегулировано. В технике штифты используют не для базирования, а для обеспечения неизменности взаимного расположения деталей при  сборке-разборке, уже отрегулированного механизма.

Совершенно верно. У нас уже будут иметься изготовленные каретки, по которым и будут сбазированы промежуточные шайбы на фланцах. Причём точность межцентрового расстояния кареток особого влияния иметь не будет. Когда каретки по направляющим подогнаны вплотную к фланцам и прижаты к ним струбцинами, тогда и выполняется штифтование.  Межцентровые кареток и фланцев, в этом случае, совпадут, и уже будут иметь пожизненную гарантию. А чтобы не было смещения при штифтовании - это уже прямые руки и забота слесаря.

. В конце концов существуют же самоконтрящиеся гайки ну или просто использовать контргайку. При использовании калибра сдвигов при затяжке не должно возникнуть.

Эфемерная сила трения от затяжки резьбового соединения никогда не применяется в точной, и не только, механике для фиксации нагруженных деталей. Некошерно. Должно быть силовое замыкание, то бишь: шпонка, штифт, сварка. Студентам 2-го курса мех-маша за такие вещи в курсовом проекте по "деталям машин" сразу "неуд" ставили.

Именно по этому я использую разрезные втулки. За счет  упругости втулок (работают как цанги)можно избежать заклинивания и в каких то пределах скомпенсировать не точности изготовления и сборки.
Если же использовать втулки с минимальными зазорами, то без их дополнительной регулировки не обойтись. Необходим механизм и это уже будет намного более сложное устройство чем одиночная деталь. Потребуется минимум два эксцентрика и зажимная шайба для фиксации их взаимного положения…Нечто подобное, что изображено на рисунке ниже. (на рисунке геометрические оси условно изображены в виде цилиндров    )

С цанговыми втулками идея интересная - мне понравилась. Но возникает вопрос с переменной силой трения в цангах из-за несоосности фланцев, и, как следствие - перекосов. Без точной регулировки и контроля этой самой силы трения не обойтись. А это всё усложнение жизни астронома.

Потребуется минимум два эксцентрика и зажимная шайба для фиксации их взаимного положения…

Вот, я и предлагаю вариант, как всего этого избежать. Собрали каретку на колене, по ней отцентрировали фланцы, забили штифты, и - порядок!

[ysdanko]

Вот, я и предлагаю вариант, как всего этого избежать. Собрали каретку на колене, по ней отцентрировали фланцы, забили штифты, и - порядок!

Я с вами во многом согласен. Особенно это актуально, если использовать втулки с минимальными зазорами, например, как у Юрия.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,166676.msg4503928.html#msg4503928
Ваш способ крепления и регулировки безусловно хорош, однако все это надо учитывать именно для таких втулок (жестких и с минимальными зазорами). Скорее всего там всплывут и другие проблемы, ведь у Юрия третья направляющая не заработала. На его фото, во фланцах присутствуют отверстия для третьей направляющей, но он их не использовал. Наверное не смог правильно выставить…

У меня же на этом этапе другая задача - добиться минимального трения. Точность перемещения и перекосы будут определятся уже экспериментально на следующем этапе. Если не устроит, буду рассматривать и другие варианты. Возможно придется вернуться к классике, которую здесь упоминали (одна направляющая для прямолинейного перемещения, вторая поддерживающая, исключающая поворот в перпендикулярной плоскости).

[I.A.R.]

Теоретически все хорошо. Однако, что у вас будет служить базой, по которой будут выставляться направляющие, проходящие сквозь точно изготовленные втулки?

Базой будут служить штифты. Самая точная база. Точнее и быть не может. Штифтоваться фланцы должны по кареткам в их крайних положениях.

Нет, штифт это не база. Штифт это как точка в конце предложения. Штифтом закрепляется положение некоторых деталей после нахождения их правильного положения. А база это другое. База -- это некоторая исходная поверхность или поверхности на некотором элементе конструкции, относительно которых устанавливаются остальные элементы конструкции. А еще это поверхности от которых ведется отсчет размеров и делается разметка. Ну, что устанавливается относительно штифта? А ничего. Он лишь фиксатор положения данной детали и больше ничего...

Дальше что? Использовать поверхности уже существующих отверстий в уже существующих фланцах?

Точно должны быть сделаны только отверстия в шайбах под направляющие. Как будут сделаны отверстия во фланцах под шайбы - значения почти не имеет.

Эти детали не шайбы. По традиции их принято называть втулками...

...в результате некоторая неточность их положения, которая... А надо бы, чтобы строго точно.

Вот в предложенном мною случае точность как раз и не нужна. Можно всё делать в сарае на коленке, всё соберётся и будет работать. В вашем же случае без прецизионных станков не обойтись, что вам и сказал американский коллега, у которого ничего не работало.

Вы плохо разобрались с предложенным мной вариантом. В моем варианте базой служат выставленные по шаблону направляющие, а на каретке под них подстраиваются планки с роликами, которые можно вплотную подвести к направляющим и в этом положении закрепить. И никаких станков ЧПУ для достижения точности не требуется в моем варианте!

А базирование затяжкой гаек - роковая ошибка. Не будет ни точности, ни постоянства размеров. Резьба ослабнет, фланцы сместятся - направляющие заклинит.

Не, не роковая. Вполне прагматичный вариант. Объектив в оправе весит 0,6 кг плюс вес направляющих, плюс вес объективного фланца. Ну, пускай все 1,5 кг. Делим на три -- по числу направляющих. И что, две затянутые гайки М6 не выдержат поперечную нагрузку 0,5 кг? Выдержат! Конечно, можно их для полного спокойствия можно заменить на самостопорящиеся гайки, у которых внутри есть пластиковый поясок от отвинчивания. Ну, так конструкция данного телескопа не является же военным устройством, чтобы выдерживать вибрации и удары. Для борьбы с последствиями которых и служит технология штифтования. Кстати, если уж по-правильному, то отверстия после сверления под штифт положено окончательно обрабатывать разверткой. А это точно не из арсенала домашней или сарайной технологии...

[I.A.R.]

В общем то I.A.R. предлагает то же самое, только базировать не по отверстиям каретки (там упругие втулки), а по отверстиям разборного калибра.

Это очень трудоёмко и затратно. Калибр-то тоже не напильником обрабатывается.

Придумал уже упрощенный шаблон, который требует только слесарных операций, и которые вполне доступны домашне-сарайным технологиям. Выложу чуть позднее...

[I.A.R.]

Упрощенный вариант шаблона состоит из металлической пластины и четырех винтов М5 с внутренним шестигранником. Тут фишка в том, что они имеют подходящую высоту головки -- 5 мм, а полдиаметра направляющей 3,5 мм, что позволяет уверенно упереть направляющую в головки. Вторая фишка в том, что в пластине делаются отверстия с запасом на подвижку винтов, а сами они выставляются в нужный размер между направляющими при помощи губок штенген-циркуля, которыми заодно придается головкам винтов попарная параллельность.

В принципе без вторых прижимных пластин, делающих щаблон зажимом можно и обойтись, прижимая к шаблону направляющие просто пальцами...

[ekvi]

часто предпочитают двигать "пудовое" ГЗ

Когда осмысливал конструкцию АФК, тоже увлекался этой идеей: приятно попружинить свои извилины нетривиальным дизайном.
Однако на стадии реализации руки "подсказали": "блажь это - оптика ОЧЕНЬ чувствительна к несоосности и перекосам, а в подвешенном состоянии она будет трепыхаться, как осиновый лист.
Но, поскольку Ваш объектив весит всего 600 г, - рискните!

[kryptonik]

Чтобы уравновешивать тяжелый объектив рефрактора целесообразно иметь тяжелый окулярный узел. Тогда окулярный конец будет меньше мести и высоту колонны можно уменьшить. Если на окулярный узел навешано много чего, это даже хорошо. Идеологически более правильно применить тяжелый дубовый фокусер, чем утяжелять объективную часть.
На коротких трубах сойдет по любому, но мороки явно больше.

[Ёж65]

Ну, пускай все 1,5 кг. Делим на три -- по числу направляющих. И что, две затянутые гайки М6 не выдержат поперечную нагрузку 0,5 кг?

В кои-то веки нагрузка распределялась равномерно на 3 части у балки на трёх опорах? Откуда такая степень точности возьмётся? Никогда резьбовые соединения не работают на сдвиг от сил трения, только на растяжение. В сопромате даже таких расчётных схем нет. Рассчитывают только на раскрытие стыка, но тогда контроль усилия затяжки динамометрическим ключом.

[I.A.R.]

Ну, пускай все 1,5 кг. Делим на три -- по числу направляющих. И что, две затянутые гайки М6 не выдержат поперечную нагрузку 0,5 кг?

В кои-то веки нагрузка распределялась равномерно на 3 части у балки на трёх опорах?

А выберем худший случай -- консольное закрепление каждой направляющей.

Никогда резьбовые соединения не работают на сдвиг от сил трения, только на растяжение. В сопромате даже таких расчётных схем нет.

Не рассказывайте такие страсти! Весу закрепленной детали противостоит сила трения, которая зависит от затяжки, характера поверхности и материала. И практика показывает, что затяжки гаек М6 с лихвой хватает, чтобы успешно выдержать усилие сдвига гораздо белее, чем тутошние 0,5 кг...

[ysdanko]

Упрощенный вариант шаблона состоит из металлической пластины и четырех винтов М5 с внутренним шестигранником. Тут фишка в том, что они имеют подходящую высоту головки -- 5 мм, а полдиаметра направляющей 3,5 мм, что позволяет уверенно упереть направляющую в головки. Вторая фишка в том, что в пластине делаются отверстия с запасом на подвижку винтов, а сами они выставляются в нужный размер между направляющими при помощи губок штенген-циркуля, которыми заодно придается головкам винтов попарная параллельность…..

Это уже ближе к возможностям «кухонного» оборудования. Однако смущают два момента:
1.   Допуски на геометрические размеры головок винтов довольно грубые. Может быть лучше использовать  подшипники?
2.   У такого шаблона существует неопределенность в вертикальном направлении (если рассматривать относительно вашего второго рисунка). И если зафиксировать положение двух направляющих, то третью (верхняя на рисунке) выставить возможно и не получится или  положение ее центра не будет лежать на общей окружности центров направляющих.

Когда осмысливал конструкцию АФК, тоже увлекался этой идеей: приятно попружинить свои извилины нетривиальным дизайном.
Однако на стадии реализации руки "подсказали": "блажь это - оптика ОЧЕНЬ чувствительна к несоосности и перекосам, а в подвешенном состоянии она будет трепыхаться, как осиновый лист.
Но, поскольку Ваш объектив весит всего 600 г, - рискните!

Дальнейшие эксперименты покажут насколько идея имеет право на существование. Для этого все и задумывалось.

……….. Идеологически более правильно применить тяжелый дубовый фокусер, чем утяжелять объективную часть.

На самом деле масса передней части трубы вырастет не существенно. Направляющие и резьбовые шпильки, на центр тяжести трубы не влияют (они расположены вдоль всей трубы). Подвижная каретка, это тот же крепежный фланец объектива, который по любому присутствует и в «классике». Остается передний и задний фланцы, но их масса не значительна. К тому же они дополнительно увеличивают жесткость трубы в этой части.

В кои-то веки нагрузка распределялась равномерно на 3 части у балки на трёх опорах? Откуда такая степень точности возьмётся? Никогда резьбовые соединения не работают на сдвиг от сил трения, только на растяжение. В сопромате даже таких расчётных схем нет. Рассчитывают только на раскрытие стыка, но тогда контроль усилия затяжки динамометрическим ключом.

Отрегулируем, затянем гайки и «прошприцуем» эпоксидкой. Соединение будет прочнее подводной лодки.