Нужен совет по конструкции - как прижать подшипники к валу

[eugenepk.livejournal.com]

Первое сообщение в данной комьюнити, извиняюсь если что не так... Нужен совет.
Делаю направляющие для копировального станка. Механическая часть его похожа на ЧПУ фрезер, но без электроники и двигателей.

На чертеже серый круг в центре это вал диаметром 25 мм. К валу прижаты 3 подшипника, такие как на роликовых коньках, т.е. 8мм внутренний диаметр и 22 мм наружный. Все прижимается винтами и гайками М8 и 2 самые крайние гайки слева и справа контролируют силу прижима.

Вопрос: 3 пластинки которые показаны серым цветом, из чего их лучше сделать (сталь/алюминий) и какой толщины/ширины?
Желательно конструкцию без нужды не утяжелять.

Бежевый прямоугольник вверху будет или деревянный или алюминиевый. Он будет давить вниз максимум 2 кг и двигать всю конструкцию по валу вперед/назад с небольшой скоростью и ускорением.

Ответы типа 'а давайте заменим подшипники на другие' не приветствуются, потому что такие условия задачи. Если есть другие идеи по конструкции, с удовольствием выслушаю. Просто мне показался такой вариант самым простым.

Comments

[peterpass.livejournal.com]

Направляющий вал будет один или паралельно ему будет еще один через растояние. Если да то можно избавиться от двух лишних роликов. А если на подшипники одеть, что-типа обратно сферических шкивов.

[eugenepk.livejournal.com]

Вала будет 2, но второй не близко, а на расстоянии примерно 50 см от первого. Я не думаю что использовать усилие, которое пытается сдвинуть вал со своего места это хорошая идея потому что я еще не знаю на чем он будет закреплен.

> А если на подшипники одеть, что-типа обратно сферических шкивов
Т.е. использовать вогнутую поверхность подшипника для соприкосновения с валом?
Это увеличит точку касания и уменьшит давление на поверхность вала... но все равно нужно решать что делать с серой пластиной.

[Александр Царевский (from livejournal.com)]

Параллельно - с двумя "Л", расстояние - с двумя "С", вместо "одеть" - "надеть", шкифов - через "Ф".
К запятым придираться не буду.

Автор, "утяжелять" - через "Я", проверочное слово "тяжесть".

[nokyan.livejournal.com]

А мах нагрузка какая (кроме 2 кг)?
можно взять 4 стандартных алюминиевых уголка (толщина стенки-от нагрузки, длины и задачи)
Вообще маловато вводных.

[eugenepk.livejournal.com]

90 градусов уголки не подойдут, будут упираться в вал...

Кроме 2х кг я не вижу нагрузок.

> Вообще маловато вводных.
Я не знаю что еще нужно, но отвечу на вопросы

[avanik.livejournal.com]

Вал 25 это стандарт. Куча линейных подшипников есть готовых. Зачем изобретать велосипед?

[eugenepk.livejournal.com]

Да, вал 25 мм выбирался именно с целью в будущем перейти на линейные подшипники, иначе можно было бы использовать похожий, но более дешевый (у нас) вал диаметром 1"

Но это будет потом, если будет. А сейчас буду делать на обычных подшипниках, просто потому что они уже есть.

[faber-scriptor.livejournal.com]

Я бы сделал треугольные призмы и вкрутил в них шпильки-оси (вместо болтов) подшипников.

[eugenepk.livejournal.com]

Да, так было бы надежнее, но сложнее и немного тяжелее. Вопрос нужно ли это?...

[jad-zmei.livejournal.com]

алюминий лучше не надо

[eugenepk.livejournal.com]

Почему?

[saidpod.livejournal.com]

Скобы можно сделать из стали нерж или углеродистую толщ. 1,5-2мм, вдоль наружных кромок снизу и сверху пустить ребра жесткости повторяющие угол сгиба, ребра же будут задавать точность сгиба, соответственно точность самой скобы, приварить ребра прихватками (можно аргоном), все режем лазере, гнем на гибочном станке, привариваем, шлифуем и получаем прекрасную, жесткую скобу-кронштейн.

[eugenepk.livejournal.com]

Хорошая идея. Спасибо!

[3khocy.livejournal.com]

1. На чём сидят подшипники? Неужели прямо на винтах? Тогда винты надо делать специальные.
2. Какая посадка подшипников на винты?
3. Какая посадка винтов в пластинах?
4. Как подшипники прижимаются к 25мм валу?
5. В любые пластины (алюминивые или стальные) надо вставлять втулки для опоры винтов, иначе отверстия в пластинах очень быстро разобьются.
6. Вся конструкция держится на силах трения? Это неправильно.

[eugenepk.livejournal.com]

Это все очень правильные вопросы и замечания.
Если бы я делал оборудование от которого зависит жизнь человека или если бы предполагались высокие нагрузки или бесперерывное использование.

Но это все не так. Это опытный образец, для домашнего проекта. И силы трения, это вовсе не так плохо :)

[fduchun76.livejournal.com]

Надо бы перевернуть на 180 градусов. Один подшипник вниз, два вверх. Так нагрузка будет распределена на 2 подшипника.

[eugenepk.livejournal.com]

В принципе согласен, но там такие низкие нагрузки, что это не важно

[yuriylen.livejournal.com]

Если без пружин и натяжителей, то можно так "клином"

[fan-d-or.livejournal.com]

Нынче в тренде подобные задачи решать на основе 3D-печати - причём, заказ разместить на стороне проще, чем в случае мех-обработки.

Я бы глядел именно в эту сторону...

[eugenepk.livejournal.com]

Мне выше в треде тоже на это направление указали, смотрю.

[valeramal.livejournal.com]

Эта конструкция не годится. Низ будет болтаться вместе с нижними роликами. Этого можно избежать, если поджать "регулировочные" гайки контргайками, при этом усложнится регулировка прижатия.
Лучше нижние ролики закрепить как верхний, с торцев устройства наварить фланцы с отверстием под вал. Т.е. корпус станет единым целым. регулировку производить одним из нижних роликов с помощью эксцентриковой оси. Для кропуса пойдёт сталь 2 мм.

[koldoblin.livejournal.com]

Поддерживаю - вся система будет болтаться.
Легче, дешевле и надёжнее поставить бронзовые подшипники скольжения.

[uc2ake.livejournal.com]

Тут ещё вот какое дело. Если на валу одна такая каретка, то её легко может перекашивать. То есть не фиксирована перпендикулярность оси направляющей и плоскости каретки, как она у вас нарисована.

[eugenepk.livejournal.com]

Это понятно, я думал делать 2 таких тройки подшипников на расстоянии см 10-15

[mds.livejournal.com]

напомнило вот этот проект https://www.thingiverse.com/thing:724999
как раз на дюймовую трубу, ЕМНИП.

[eugenepk.livejournal.com]

Очень интересно. Спасибо.

[agalakhov.livejournal.com]

Сталь. Большинство алюминиевых сплавов уже при комнатной температуре способны "течь", поэтому со временем появятся люфты.

И еще. Конструкция - так себе, лучше так не делать. При двух направляющих получается избыточное количество подшипников. По теории, число точек соприкосновения подвижной и неподвижной частей плюс число степеней свободы должно равняться шести. Значит, ВСЯ конструкция должна в идеале опираться ровно на ПЯТЬ подшипников или шариков. Дополнительные подшипники для прочности допустимы, но только подпружиненные. Если подшипников больше, механика начнет "гулять" - перекашиваться по мере того, как нагрузка переходит с подшипника на подшипник. Та же причина, по которой стул с четырьмя ножками почти всегда шатается.

А выбирать люфты удобно эксцентриками.

[eugenepk.livejournal.com]

Спасибо.

[gibajd.livejournal.com]

Раз условие дешево и дома, то можно предложить следующее:
Сделать угол между двумя "нижними" подшипниками 90 градусов (просто квадратная труба стальная или алюминиевая), для "устойчивости" сделать две такие "тележки" одна за другой (на одной трубе), но можно и одну.
сквозь ребра трубы (по диагонали сечения) отверстие, в нем на качалке подвешен третий подшипник, прижим регулируется двумя винтами или пружинами.

[gibajd.livejournal.com]

Если нагрузка всего 2 кг, то даже угол между нижними подшипниками в 90 градусов не нужен - пусть угол будет равен нулю - подшипники установлены на одном валу с расстоянием между ними меньше диаметра вала. Тогда катиться они будут по валу ребрами. Третий (или пятый) подшипник подвешен все также на качалке, которая уже находится на общем валу с первыми двумя подшипниками. Качалка поджимается опять же или винтами или пружиной

[gibajd.livejournal.com]

А если совсем просто - то купить линейный подшипник. Цена в России на вал 25мм от 300р за 1 шт. Готовый модуль (с креплением и регулировками) - 1300р

[eugenepk.livejournal.com]

Это понятно

[egg00.livejournal.com]

Нижнюю пластинку (серого цвета) нужно сделать из упругой стали так, чтобы она стремилась сблизить нижние подшипники.
Груз сверху будет с некоторым усилием "вдавливать" вал между подшипниками.
Ах да, верхние концы осей, на которых сидят боковые подшипники должны ходить свободно в плоскости чертежа.

[sevasat.livejournal.com]

Можно напечатать линейные подшипники скольжения на 3д-принтере, многим такой вариант нравится потому что они легкие, не жрут валы, ходят достаточно долго и дешевы.

[eugenepk.livejournal.com]

интересно. спасибо

[alexander7b9.livejournal.com]

Т.е. делаем DIY линейный подшипник задёшево? Фанера? https://youtu.be/2yNCyr6EaRY

[eugenepk.livejournal.com]

Спасибо, но не понятно каким образом подшипники плотно сжимают вал... ведь люфт будет.

[koldoblin.livejournal.com]

Гугл "bronze bearings" Не нужно мудрить. Именно так устроены все принтеры, станки и т.п.

Ни одну конструкцию невозможно изготовить точно. Из трёх роликов один обязан быть подпружиненным. Но лучше чем простая втулка она работать не будет. Главное сопротивление создаёт не сила трения, а инерция подвижной части.