Посоветуйте рельсовые направляющие.

[vladimir74]

Из собственного опыта, можете посоветовать рельсовые направляющие в пределах 100$(+-10$) за метр?
Для чего:
Станок будет на алюминиевом профиле, в габаритах примерно 2000мм х 3000мм.
Перемещения - зубчатая рейка.
Задачи станка:
Фрезеровка: Массив (береза, бук, дуб), МДФ, ДСП
+-1-2мм по точности меня не напрягает....
Понимаю что информация крайне скудная, но все же.

[Nick]

На таких размерах только рельса с опорой. И получается два варианта профильный квадратный рельс 15-20мм (зависит от массы портала и усилий при обработке) или толстый цилиндрический рельс с опорой.

Профильные стоят от 3200 р. за метр + 1700 р. за каретку.
Цилиндр с опорой 2500 за метр + 800 за каретку.

Наверное лучше взять профильный.

Только учти стоимость доставки - 3 метра это негабарит, и тебе ведь нужно, чтобы его пополам не согнули при перевозке!

ЗЫ с рейкой работать не просто нужно очень точно и жестко выставить двигатель иначе будет люфтить. И по возможности продумать прижим с другой стороны рейки.

[vladimir74]

На таких размерах только рельса с опорой. И получается два варианта профильный квадратный рельс 15-20мм (зависит от массы портала и усилий при обработке) или толстый цилиндрический рельс с опорой.
Профильные стоят от 3200 р. за метр + 1700 р. за каретку.
Цилиндр с опорой 2500 за метр + 800 за каретку.
Наверное лучше взять профильный.
Только учти стоимость доставки - 3 метра это негабарит, и тебе ведь нужно, чтобы его пополам не согнули при перевозке!
ЗЫ с рейкой работать не просто нужно очень точно и жестко выставить двигатель иначе будет люфтить. И по возможности продумать прижим с другой стороны рейки.

С примерными ценами я знаком. Использовать конечно профильную рельсу, тут даже без разговоров. Больше всего в продаже hiwin, SBC, TNK, что из этого выбрать?
По доставке уже озадачивался, ну как то же их перевозят. Пурелоджик присылал мне цилиндрические рельсы, доходили нормально, правда длина была 1200 и 2000.
По точной и жесткой установке двигателя я понимаю, пока четко конструкцию не придумал, смотрю как другие делали....

[PKM]

hiwin, SBC, TNK, что из этого выбрать?

Hiwin и SBC примерно одного класса, достаточно бюджетные - в самый раз для любительского уровня. THK считается классом выше.

[vladimir74]

THK считается классом выше.

Спасибо, уже что-то.

[dandob]

Советую посетить сайт с несколько эпатажным названием "Правильное строение машин":

http://www.pravmash.ru

Там нет советов по рельсовым направляющим конкретных производителей. Но есть советы о том, как следует делать направляющие из комплектующих любых производителей. См. основную статью сайта, раздел "Механизмы линейного перемещения" и соответствующую тему на форуме сайта.

[vladimir74]

Замечательная работа, спасибо автору за труд! в закладки оставил буду обязательно смотреть, еще много раз.
При наличии собственного форума у данного проекта я позволю себе высказаться здесь. Мне нравиться этот форум и ничего тут не поделать.
Сразу скажу что после прочтения вопросов по построению станка стало еще больше чем было раньше. Подход к конструированию станков Лео­нида Николаевича Решетова должен обеспечить простоту сборки и долговечность работы оборудования. На мой взгляд отсутствует задача именно точно позиционирования или степени отклонений при работе подобных механизмов. Точнее решение приведенные в данной статье пренебрегают этими величинами и обеспечивают долговечную работу и простоту сборки именно за счет больших отклонений при работе оборудования.
P.S. Я конечно не профессора МВТУ им. Баумана, но спорность этого труда в станкостроении мне кажется очевидной.

[dandob]

P.S. Я конечно не профессора МВТУ им. Баумана, но спорность этого труда в станкостроении мне кажется очевидной.

Достаточно давно на практике занимаюсь проблемами самоустанавливаемости, поэтому именно бесспорность применимости метода Л.Н. Решетова в станкосторении мне кажется очевидной.
Действительно, направляющие без избыточных связей могут работать при очень больших отклонениях положения элементов станка от номинала, иными словами - даже при "плотницкой" точности и с "кривыми" рельсами. Естественно, точность такого станка будет тоже плотницкой. Но кто же мешает "правильные" направляющие делать с высокой точностью? Никто не мешает. Более того, "правильные" направляющие способны обеспечить более высокую точность и жесткость, чем применяемые сейчас рельсовые направляющие. Например, четыре танкетки, установленные на двух рельсах по предлагаемой на сайте "Pravmash" схеме, могут нормально работать с предварительным натягом, а в применяемых сегодня повсеместно "жестких" схемах для работы танкеток в них необходим определенный зазор. Если хотите детально во всем этом разобраться, внимательнее читайте материалы упомянутого сайта или труды Л.Н.Решетова. Здесь потребовалось бы слишком много места, чтобы дать исчерпывающие разъяснения и привести основательные доводы в пользу "правильных" направляющих. Поэтому ограничусь двумя замечаниями.

1. Все технологи знают, что в серийном производстве приемлемая точность обработки обеспечивается только при условии крепления обрабатываемой заготовки в приспособлении по "правильной", то есть по статически определимой схеме. Это положение пока еще никто не оспорил. Логично предположить, что не только приспособление и деталь, но и все элементы системы СПИД (станок, приспособление, инструмент, деталь) должны взаимодействовать по статически определимым схемам, включая и направляющие, о чем и говорил в свое время Л.Н.Решетов.

2. Было время когда практически все токарные станки имели на своих станинах две пары треугольных призм. По одной паре таких направляющих скольжения ходил суппорт, а по второй - задняя бабка. Это, "неправильная" (статически неопределимая) схема. Поэтому для достижения приемлемой точности таких станокв после шлифовки станины требовалось ее ручное шабрение. Около 50 лет тому назад додумались убрать по одной призме из каждой пары направляющих и заменить ее полоскостью. Строго говоря, это еще не совсем правильная схема, но она гораздо лучше старой. Необходимость в шабрении отпала, а точность станков не пострадала. Теперь такие схемы применяются в направляющих скольжения почти повсеместно. Так вот, - сегодняшние схемы с двумя рельсами и четырьмя танкетками находятся на уровне неправильных двух треугольных призим. Рано или поздно эта неправильное решение будет исправлено. Примерно так, как показано на упомянутом сайте, или как-то иначе.

[PKM]

четыре танкетки, установленные на двух рельсах по предлагаемой на сайте "Pravmash" схеме, могут нормально работать с предварительным натягом

Самоустанавливаемость - хорошо. Но если посмотреть на приведенные схемы, можно отметить наличие ряда дополнительных самоустанавливающихся (незатянутых!) стыков, каждый из которых значительно снижает жесткость ползуна.

Логично предположить, что не только приспособление и деталь, но и все элементы системы СПИД (станок, приспособление, инструмент, деталь) должны взаимодействовать по статически определимым схемам, включая и направляющие

Если рассматривать отдельно направляющую качения с натягом, она никак не может быть статически определимой. Как это укладывается в вашу теорию? Ведь если одна направляющая может быть неопределимой, почему не может быть неопределимым весь ползун? Разумеется, я несколько утрирую, все не так просто. При неточном изготовлении очень жестких станин и ползунов несамоустанавливающиеся схемы приводят к повышенному износу направляющих и другим неприятным последствиям.

Итого, для качественного дорогого станка на правильных направляющих лучше применять роликовые танкетки и статически определимые схемы, которых известно достаточно. А для станков попроще, и тем более хоббийного уровня, прекрасно подойдет и традиционая схема 2 рельса + 4 каретки с правильной установкой и выверкой направляющих.

[Nick]

Сайт видел, но времени изучить не нашел, надо будет заняться, а то столько слов новых прочитал "статически определяемое", а я не в курсе ...

PKM, по ссылке практически пусто.

[dandob]

Должен признать, что поспешил со своим предыдущим сообщением. Не отрекаюсь ни от единого слова в нем, но сейчас я бы изложил это сообщение иначе.
И хочу поблагодарить коллегу vladimir 74 за высказанные сомнения. Они заставили задуматься о том, почему у толкового человека такие сомнения возникают.
Похоже, причина в изъянах изложения материала на сайте «Pravmash». Там, в основной статье, при анализе почти каждого механизма встречается фраза типа: «Механизм неправильный (статически неопределимый), поэтому может нормально работать только при очень высокой точности изготовления». Видимо, отсюда и возникает у читателя впечатление, что пропагандируемый метод конструирования рассчитан чуть ли не на кустарное производство, на неквалифицированных сборщиков и т.п. Это, конечно, не так. Но и материал нужно преподносить как-то иначе. Обязательно над этим подумаю и отредактирую основную статью сайта. А сейчас, для исправления ситуации, приходит на ум только следующие два положения.
1. При равной точности изготовления и сборки правильный механизм всегда работает лучше неправильного. У него выше нагрузочная способность за счет контакта сопрягаемых деталей по всей номинальной площади, выше надежность и долговечность и т. д. и т. п. Применительно к рельсовым направляющим это проявляется, например, в том, что при числе танкеток в системе больше одной сохраняется их номинальная нагрузочная способность. А при применяемом сегодня жестком соединении этих же танкеток она существенно снижается при соблюдении всех требований по точности монтажа, указываемых производителями. Это признают сами производители (правда, не все), указывая в каталогах, что у двух кареток на одном рельсе нагрузочная способность уменьшается примерно на 20%. И чем больше кареток, тем снижение сильнее.
2. При равных технологических возможностях по точности изготовления, правильный механизм, в частности – станок, может обладать более высокой, чем неправильный, собственной точностью. Это предопределено возможностью выполнения сопряжений с меньшими зазорами или с предварительным натягом. В неправильном механизме минимальные допустимые зазоры больше, так как на его работу существенно влияют неизбежные деформации от рабочей нагрузки.

Что касается замечаний коллеги RKM, почти соглашусь с тем, что отдельно взятая направляющая качения с натягом никак не может быть статически определимой. Но именно «почти». Одной из трудностей эффективного применения метода Л.Н.Решетова является правильное определение класса реальной кинематической пары (числа связей, реально накладываемых этой парой). Например, две короткие втулки на одной скалке формально накладывают на ползун восемь связей. Но, при определенных условиях (совместная расточка «по месту» и пр.) их можно приравнять в кинематическом смысле к одной длинной втулке, то есть считать, что они накладывают на тот же ползун всего четыре связи.
Еще очень важно различать точность изготовления кинематических пар и точность взаимного положения этих пар. Например, относительно просто можно обеспечить высокую точность одной пары втулка-скалка, но гораздо сложнее обеспечить точность взаимного положения нескольких таких пар. И опять же, нужно учитывать реальное число связей в кинематической паре. Например, пара шлицевая втулка – шлицевой вал формально многократно статически неопределима, то есть имеет огромное число избыточных связей. Но если она изготавливается достаточно точно, реально это пара пятого класса, то есть она накладывает всего пять связей.
Теперь о парах с преднатягом. Формально конический роликовый подшипник статически неопределим, так как имеет гораздо более трех роликов. Но реально, это пара пятого класса и она нормально работает с преднатягом. Более того, этот преднатяг просто необходим для ее нормальной работы. Так и с отдельно взятой парой танкетка-рельс. Реально это пара пятого класса. Но в неправильной схеме несколько танкеток с преднатягом нормально работать не могут, а в правильной – вполне.
Согласен с тем, что статически определимых схем для рельсовых танкеток можно придумать немало и сделать это несложно. Но мне до сих пор не встречались такие схемы, ни на практике, ни в доступных публикациях. Буду благодарен, если Вы мне на них укажете, и обязательно помещу ссылку на них на своем сайте. И прекращу переписку с Роспатентом по двум поданным заявкам, если окажется что предмет этих заявок не обладает новизной.

[PKM]

dandob, вы не ответили (или сделали вид, что не заметили) насчет дополнительных незатянутых стыков, а это очень важный момент для жесткости.

[dandob]

dandob, вы не ответили (или сделали вид, что не заметили) насчет дополнительных незатянутых стыков, а это очень важный момент для жесткости.

Это действительно очень важный момент. Но ведь в тексте статьи сказано, что предлагаемое решение показано на трех рисунках схематично.
Один из этих рисунков это просто схема, и по ней нельзя сказать что там затянуто или не затянуто. А на двух других, если приглядитесь, наружные кольца всех шарнирных подшипников заневолены в корпусах условными буртиками. А внутренние кольца этих же подшипников заневолены на цапфах такими же условными буртиками. Только в одном из шарниров его внутренне кольцо показано установленным на никак не закрепленной в расточках маятника оси. Но ведь это тоже условность. Хотите чтобы я нарисовал "настоящие" крепежные элементы для затяжки этих узлов? Я могу, конечно, нарисовать, например, резьбы и гайки на цапфах и винты крпеления крышек наружных колец шарниров на корпусах. И для единственной "свободной" оси предложить какой-либо способ затяжки, каковых известно немало. Но стоит-ли это делать? Тогда и каретки нужно рисовать не условные, как у меня, а реальные. А то там у меня негде разместиться ни шарикам, ни роликам и головки винтов крепления больше похожи на заклепки.
Что касается "собственных" зазоров в предлагаемых к использованию серийных шарнирных подшипников, то ведь в тексте статьи сказано как превратить такие подшипники в беззазорные шарниры или в шарниры с преднатягом.

Надеюсь, теперь ответил. А если Вы под "незатянутыми стыками" имели в виду что-то иное, сообщите, - попытаюсь ответить. И заметили ли Вы мою просьбу к Вам?

[aftaev]

Сайт видел, но времени изучить не нашел, надо будет заняться,

Ник если коротко: видел как токарник устроен. Суппорт ездит по призме, а другой конец опирается "висит". Видел в мануале Хайвин как рельсы крепят. Одна сторона с бортиком друга нет.

[PKM]

dandob
С сайта правмаш очень хорошая фраза, сразу не заметил: целесообразность применения предложенной или сходной с ней схемы для металлообрабатывающих станков можно подвергать сомнению.

Подобные концепции часто опираются на недостаток реальных расчетов. В данном случае я вижу их полное отсутствие. Ведь каретка, жесткость которой вы возводите в абсолют ("работают 2 крайних шарика" - это уж полная ерунда, простите, это ж как надо ее перекосить), имеет вполне конечные жесткость и несущую способность, из которых определяются максимально допустимые перемещения. Как ни странно может показаться после ваших статей, производители это учитывают
К примеру, в каталоге Hiwin есть очень показательные таблички

Чем больше натяг, тем меньше допустимые отклонения посадочных мест. Чам меньше натяг и больше размер, тем больше допуски. Всё логично. Кстати, из текста сверху можно понять, что в данном виде кареток специальный профиль контакта, позволяющий компенсировать погрешности установки - надо же, и об этом производители тоже заботятся. Да и величины допустимых отклонений не такие уж маленькие.

Мне кажется, данная информация практически снимает вопрос целесообразности применения предложенной или сходной с ней схемы для металлообрабатывающих станков

[vladimir74]

Ух какая дискуссия развернулась, пока я зашился на работе...
PKM ведет речь про конкретное решение на конкретных рельсах, где производитель безусловно позаботился о возможности компенсации погрешности, оспаривать это бессмысленно.
Мне думается, что метод Решетова стоит рассматривать в более глобальном смысле, например изменить портальную систему с 2-мя стойками портала и 4-мя (как минимум) опорами на подобное:
https://www.youtube.com/watch?v=Ou_zIs6KI-8 (картинку найти не смог)
Или например, меня давно грызет мысль, если сделать балку портала не вдоль Y а вдоль X.
Добавил позже:
Вопрос в оправданности таких решений.

[PKM]

думается, что метод Решетова стоит рассматривать в более глобальном смысле, например изменить портальную систему с 2-мя стойками портала и 4-мя (как минимум) опорами на подобное

Не вижу смысла, абсолютно.... здесь такая схема исключительно для удобства установки и снятия заготовки, как я понимаю.
Да и метод Решетова здесь тоже не просматривается, т.к. вместо 2 рельс по бокам стола есть те же 2 рельсы, только в вертикальной плоскости.

И заметили ли Вы мою просьбу к Вам?

Заметил, книг под рукой почти нет. Вот, к примеру, схемка... не помню точно, из какой книги, скорее всего "Станки с ЧПУ (специализированные)" под ред. Лещенко, 1988.


Схемы размещения роликовых опор в направляющих качения, рекомендованные фирмой "Лукас" (Великобритания)

Есть среди этих схем и вполне приличные, с вашей точки зрения... особенно предпоследняя. Стрелками показаны поджимные направляющие, то есть о компенсации погрешностей тоже позаботились. Установка в продольной плоскости не рассматривается, т.к. точность обработки по длине считается вполне достаточной.

[vladimir74]

Не вижу смысла, абсолютно.... здесь такая схема исключительно для удобства установки и снятия заготовки, как я понимаю.
Да и метод Решетова здесь тоже не просматривается, т.к. вместо 2 рельс по бокам стола есть те же 2 рельсы, только в вертикальной плоскости.

В примере что я привел мы избавляемся от одной опоры, пусть даже для удобства (это уже хорошо), и крепим оставшуюся опору по "правилу шести точек", у нас остается одно сопряжение со станиной и по логике проще решить одно сопряжение чем два.
Я не настаиваю что это проще, я этого просто не знаю, но право на существование тоже имеет.

[PKM]

В примере что я привел мы избавляемся от одной опоры, пусть даже для удобства (это уже хорошо), и крепим оставшуюся опору по "правилу шести точек"

Я из видео не могу понять, как там установлены опоры... ничего особенного вроде не заметил.

[dandob]

Мне кажется, данная информация практически снимает вопрос целесообразности применения предложенной или сходной с ней схемы для металлообрабатывающих станков

А мне кажется, что "данная информация", если и дает почву для каких-то сомнений, о возможности которых я сам и написал, как Вы справедливо отметили, то уж никак вопрос не снимает. Разве, например, сохранение номинальной нагрузочной способности, в отличие от существенного ее снижения, признаваемого производителями, не целесообразно? И работа всего двух шариков это совсем не ерунда, а реальность для танкетки с зазором. А для каретки с натягом в описанных на сайте случаях будет не работа двух шариков, а крайне неравномерное распределение нагрузки на шарики танкеток. Тогда как в правильной схеме распределение нагрузки между телами качения в каретке всегда равномерно, чем опредееляется гораздо больший ресурс узла.
Кажется, Вы теперь более внимательно прочитали материалы сайта и знаете мое отношение к рельсовым направляющим в станкостроении: нравится станкостроителям то, что они имеют с этими танкетками, и слава Богу! Для предлагаемых мною схем есть достаточно много других приложений. Хотя и уверен, что рано или поздно и в станкостроении придут к чему-то подобному.
В этом меня убеждают следующие факты:
1. Уже упоминавшаяся история с некогда повсеместно применявшимися двумя призмами направляющих скольжения, из которых во всем мире за редким исключением (таким как крупнейшее в России производство станков в Рязани) осталась одна призма.

2. Направляющие качения на металлообрабатывающих станках появились еще до того, как в семидесятых годах японская фирма THK первой пришла на рынок с танкетками на накладных рельсах. Это были направляющие с телами качения, уложенными в профильные канавки, выполненные в самом теле станины. Примечательно, что в большинстве случаев это были правильные или почти правильные схемы. Если с одной стороны станины шарики или ролики лежали между профильными канавками, установленными сверху и снизу, то на другой стороне (на месте, где сейчас стоит второй рельс) профильная канавка была только снизу, а сверху - опорная плоскость. А это почти полностью самоустанавливающаяся схема. Кстати, это примерно то, что показано на одной из приведенных Вами по моей просьбе схем (там трудно что-то разобрать, но, кажется, это не каретки на накладных рельсах, а "встроенные" направляющие). Потом появились японские каретки, которые, обладая целым рядом преимуществ, вытеснили направляющие качения, выполненные в самой станине. Но вместе с ними было вытеснена и правильная концепция самоустанавливаемости. Как говорят, - «выплеснули и ребенка». И сейчас наблюдается явное противоречие между самой передовой технологией самих танкеток и рельсов и неправильной концепцией систем, которые строятся с использованием этих самых танкеток и рельсов. Рано или поздно, это противоречие будет разрешено.

3. Достоверно знаю, что для снижения уровня встречающихся в практике проблем опытные эксплуатационники прибегают к следующему приему: Один рельс тщательно выставляют и притягивают к станине. А винты крепления второго рельса заворачивают лишь так, чтобы он не отрывался от станины, но и не был к ней притянут. И не делают на станине бокового ограничительного буртика для этого второго рельса. То есть дают танкеткам вместе с этим «плавающим» рельсом некоторую свободу для самоустановки. От такой практики уже недалеко и до усвоения мысли, что схема должна быть полностью самоустанавливающейся.