Перейти к публикации
Ninth Soul

Ещё один англичанин (англицкое колесо)

Рекомендованные сообщения

Вот первые схемы расположения рёбер. Кидаю их на файлообменник https://filecloud.me/download/folder/2233036 .

Первая схема - схема вашей конструкции, её я не стал трогать.

Дальше идёт первая схема учитывающая требования поперечных размеров ферменной конструкции - высота профиля рамы должна быть не менее 1/20 длины средней линии. Размеры не должны быть меньше представленных на схеме. Сужение конца консольной конструкции (область колеса) в данном случае не допустимо, однако его можно попробовать решить расположением ребра жёсткости и удалением закрывающей части контура всей конструкции. Возможно увеличение поперечных размеров профиля рамы, но не уменьшение. 

Схема с пометкой 2 - оптимальная конструкция.

Схема с пометкой 3 - увеличена длина  рёбер и уменьшено их количество. В теории при креплении рёбер сваркой к боковым стенкам выполненным из стали толщиной 2-3 мм конструкция должна обладать одинаковыми показателями жёсткости и устойчивости. Забыл сделать небольшое исправление - в вертикальной стойке рамы не допустим излом на внутреннем контуре, его необходимо заменить прямой линией между узлами рёбер. Это же исправление необходимо сделать и на схеме с пометкой 2.

Общее для всех схем

Торцевые пластины рамы должны выполняться из той же стали, что и рёбра. Толщина листа 6 мм, ширина 150 мм., длина в соответствии со схемой. Боковые листы следует выполнять из стали толщиной 2-3 мм. Обязательно приваривание всех силовых элементов к боковым листам. Длина сварного шва - 50 мм, шаг между швами такой же - 50 мм. Желательно, чтобы шов был с двух противоположных сторон ребер, но это как получится.

На схемах даны средние линии рёбер и точные центры их схождения. Центры схождения рёбер - это главный узел, который следует качественно сваривать. Сечение шва должно быть равно или превышать сечение основного металла рёбер. Шов должен быть выполнен качественно.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Хочу добавить ещё пару слов.

В теории можно сократить количество рёбер до минимума, чуть позже приведу эту схему. Однако я не знаю насколько хорошо будет сочетаться теория с практикой. По идее две приведённые схемы и та, что я позже вам вышлю должны работать одинаково.

В тех схемах, что я вам отправил с предыдущим сообщением толщина рёбер и торцевых листов мною указана как 6 мм. Я сознательно дал вам эту цифру, чтобы избежать лишних расчётов. Эти дополнительные расчёты должны определять толщину листов из которых должны быть сделаны рёбра. 

Причина по которой я не стал делать этих расчётов кроется в трудоёмкости (мне не хватает времени), а они требуют много времени. Хочу объяснить, что данные расчёты могут дать в итоге:

1) Уменьшение веса конструкции в 1,5 - 2 раза.

2) Разнокалиберность рёбер. Смежные рёбра будут разной толщины 2,3,4 или 5 мм.

3) Некоторое увеличение трудоёмкости при сборке связанное с разнотолщинностью рёбер.

4) Требование от лазерщиков резать разноколиберный лист.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Спасибо за файлы, скачал, сейчас как раз импортирую. Раз вариант "2" самый оптимальный, пожалуй на нем и сконцентрируюсь.

Сегодня тренировался варить, пока получается не очень (это на тему качества шва).

4 часа назад, Ninth Soul сказал:

В теории можно сократить количество рёбер до минимума, чуть позже приведу эту схему. Однако я не знаю насколько хорошо будет сочетаться теория с практикой. По идее две приведённые схемы и та, что я позже вам вышлю должны работать одинаково.

Я думаю, если где то есть какая то неуверенность - лучше не рисковать.

 

4 часа назад, Ninth Soul сказал:

В тех схемах, что я вам отправил с предыдущим сообщением толщина рёбер и торцевых листов мною указана как 6 мм. Я сознательно дал вам эту цифру, чтобы избежать лишних расчётов. Эти дополнительные расчёты должны определять толщину листов из которых должны быть сделаны рёбра. 

Я кстати хотел спросить, не стоит ли сделать и боковые листы такой же толщины - думаю упростит сварку.

4 часа назад, Ninth Soul сказал:

Причина по которой я не стал делать этих расчётов кроется в трудоёмкости (мне не хватает времени), а они требуют много времени. Хочу объяснить, что данные расчёты могут дать в итоге:

1) Уменьшение веса конструкции в 1,5 - 2 раза.

2) Разнокалиберность рёбер. Смежные рёбра будут разной толщины 2,3,4 или 5 мм.

3) Некоторое увеличение трудоёмкости при сборке связанное с разнотолщинностью рёбер.

1. скорее плюс, нежели минус? Меньше вес - меньше цена. Но про 2. и 3. полностью согласен, да и если это так сложно рассчитать, а еще и сложно собрать - думаю 1. можно проигнорировать.

На 4. тоже можно не обращать внимания, у меня всегда разношерстные по толщине заказы.

Сейчас попробую собрать модель в OnShape, было бы интересно послать лазерщикам предварительный запрос на цены.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20.04.2019 в 17:38, Ninth Soul сказал:

Забыл сделать небольшое исправление - в вертикальной стойке рамы не допустим излом на внутреннем контуре, его необходимо заменить прямой линией между узлами рёбер. Это же исправление необходимо сделать и на схеме с пометкой 2.

Имеется ввиду вот этот? Т.е. должно идти просто ровно вниз по красной линии?

 

ask_ew.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вот 4 вариант. В нём как раз всего по минимуму. Работать должно как и всё остальное. Уже внёс исправление.

https://filecloud.me/z852zdw74dyf.html

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
6 часов назад, Ninth Soul сказал:

Вот 4 вариант. В нём как раз всего по минимуму. Работать должно как и всё остальное. Уже внёс исправление.

Скачал, спасибо! Так тут на вид на самом деле значительно проще вышло, это обнадеживает! Как обговорили выше, все по 6мм?

Обработаю модель чтобы ребра "вставлялись" в боковые стенки, это значительно упростит сборку для сварки, и буду думать над прижимом. Какой должна быть труба снизу и как она должна крепиться к раме, чтобы соответствовать нагрузкам и не "уезжать" в сторону? Я сейчас вот об этой части:

bottom.thumb.png.a0641975238f6a9b852d5c16ab5bdad5.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
20 часов назад, Jin^eLD сказал:

Как обговорили выше, все по 6мм?

Нет, 6 мм только силовые элементы (рёбра и торцевые листы). Боковые стенки, которые придают основной вид конструкции делать толщиной не более 2 - 3 мм (тут что вам будет проще варить к 6 мм стали). Больше не надо.

При сборке главное, чтобы рёбра сходились строго по узлам, центрами своих осей. В противном случае, при нагрузке, в узлах могут возникать усилия сдвига, под которыми металл течёт очень легко и быстро. 

Цитата

Какой должна быть труба снизу и как она должна крепиться к раме, чтобы соответствовать нагрузкам и не "уезжать" в сторону? 

На сжатие подойдёт практически любая труба больше 20 мм в диаметре и с толщиной стенки 2 мм, однако здесь основной нагрузкой будет изгиб, поэтому надо посчитать. Думаю крепление будет болтами, хотя можно привариться сделав переход. Конструкция должна быть такой, чтобы нагрузка приходилась в узлы нижних треугольников рамы. 

Уже сейчас нужно задуматься над тем как вы будете располагать механизм прижима внутри этой стойки. Где будут основные элементы и как будут крепиться внутри. Должно быть удобство в сборке.

Так же нужно оценить размеры гайки и винта прижима, чтобы материал гайки не пополз под нагрузкой. Нужно будет найти специальную бронзу для изготовления гайки. У нас немного отличаются стандарты, поэтому будем вместе искать. Так же необходимо найти токаря способного качественно изготовить ходовой винт. В идеале винт нужно калить и шлифовать.

Увы пока со временем беда, поэтому всё о чём сейчас написал только ближе к выходным. Ещё немного покопаюсь в справочниках относительно допустимости использования углов, которые образуются силовыми рёбрами в последней 4 конструкции. Меня пока не отпускают сомнения относительно возможности использования столь простой конструкции. Я могу в чём-то ошибаться или что-то упускать. Не торопитесь, что - либо резать. Лучше 7 раз отмерить и 1 раз отрезать. Подумайте пока над внутренней конструкцией прижима и расположением его элементов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
23.04.2019 в 19:51, Ninth Soul сказал:

Нет, 6 мм только силовые элементы (рёбра и торцевые листы). Боковые стенки, которые придают основной вид конструкции делать толщиной не более 2 - 3 мм (тут что вам будет проще варить к 6 мм стали). Больше не надо.

Не надо, но можно? Просто если по цене разница небольшая будет, думаю проще варить было бы все из стали одинаковой толщины.

 

23.04.2019 в 19:51, Ninth Soul сказал:

При сборке главное, чтобы рёбра сходились строго по узлам, центрами своих осей. В противном случае, при нагрузке, в узлах могут возникать усилия сдвига, под которыми металл течёт очень легко и быстро.

Это будет обеспечено puzzle системой, т.е. на краях ребер будут выступы которые будут вставляться в прорези боковых листов, я когда доделаю в 3D покажу. Это то о чем я писал ранее - сильно упрощает сборку для сварки.

 

23.04.2019 в 19:51, Ninth Soul сказал:

Уже сейчас нужно задуматься над тем как вы будете располагать механизм прижима внутри этой стойки. Где будут основные элементы и как будут крепиться внутри. Должно быть удобство в сборке.

Постараюсь этим в ближайшее время заняться. И также решить делать прижим сверху, или снизу.

23.04.2019 в 19:51, Ninth Soul сказал:

Так же нужно оценить размеры гайки и винта прижима, чтобы материал гайки не пополз под нагрузкой. Нужно будет найти специальную бронзу для изготовления гайки. У нас немного отличаются стандарты, поэтому будем вместе искать. Так же необходимо найти токаря способного качественно изготовить ходовой винт. В идеале винт нужно калить и шлифовать.

Мне один знакомый говорил, что эти винты чуть ли не на метраж продают в разных вариантах, типа как "стандартную" деталь, я поинтересуюсь. Насчет качественно... тут вопрос открыт, горе-токарь я сам, других не знаю. С позитивной стороны: могу всегда переделывать и улучшать пока не научусь. С калением сложнее, для длинных частей печи ни у кого нет, буду смотреть можно ли на заказ на каком нибудь заводе или фирме.

 

23.04.2019 в 19:51, Ninth Soul сказал:

Увы пока со временем беда, поэтому всё о чём сейчас написал только ближе к выходным. Ещё немного покопаюсь в справочниках относительно допустимости использования углов, которые образуются силовыми рёбрами в последней 4 конструкции. Меня пока не отпускают сомнения относительно возможности использования столь простой конструкции. Я могу в чём-то ошибаться или что-то упускать. Не торопитесь, что - либо резать. Лучше 7 раз отмерить и 1 раз отрезать. Подумайте пока над внутренней конструкцией прижима и расположением его элементов. 

Никаких проблем, у меня и так все оооочень медленно происходит, так что до резания мне далеко, мне бы за Вами поспеть! Я над конструкцией прижима то скорее всего еще долго мудрить буду... есть у меня склонность к сильно усложненным решениям. Насчет рамы - спасибо, конечно торопиться не следует, лучше удостоверится что все это дело правда будет работать как мы задумали.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

По поводу рамы. Поднял наши нормативы, порылся в справочниках, почитал сторонние форумы, посчитал нагрузку на ребро при указанном угле. Получается, что от последнего варианта конструкции следует отказаться по нескольким причинам.

1) Нагрузки распределяются очень неравномерно в треугольнике из рёбер

2) Оптимальными углами сопряжения элементов фермы принято считать диапазон от 30 до 60 градусов. В последней конструкции этот показатель не превышает 14 градусов.

3) Усложняется задача по сварке пластин и обеспечению качественного соединения в местах сопряжения рёбер жёсткости. Трудно подлезть горелкой полуавтомата или электродом.

Самой оптимальной конструкцией соответствующей минимальным требованиям и имеющей минимум рёбер жёсткости является конструкция №3. Я подкорректирую её и отправлю вам.

Цитата

Мне один знакомый говорил, что эти винты чуть ли не на метраж продают в разных вариантах, типа как "стандартную" деталь, я поинтересуюсь.

Да такие винты имеются у продавцов комплектующих для станков с ЧПУ. У них же имеются гайки. Только если будете у них приобретать, обязательно попросите разделку концов, она тоже  стоит денег. Такие винты уже калёные и шлифованные. В принципе вариант неплохой, только с гайкой может быть вопрос. Последняя изготавливается как правило из учёта небольших нагрузок. Поэтому под серьёзной нагрузкой она у вас может поползти.

Цитата

Не надо, но можно? 

Можно - это на ваше усмотрение.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Итак, вот вам готовая модель рамы колеса соответствующая всем требованиям сопромата и нашим российским нормативам по ферменным конструкциям. Ниже привожу параметры, ссылку на файлы с чертежами и моделями в формате STL и IGES.

1080988284_-5().thumb.png.b74a19cfac73d30503937b6ed924fa40.png1189790399_-5().thumb.png.00079c4026a025d4e3ce47a7a8bbbe31.png785241225_-5().thumb.png.901a7262afa78108a2b3fde17023b28c.png940636516_-5().thumb.png.ed8cb01211e0ba0e629073d212b6bfb7.png1179396870_-5().thumb.png.cb8da2662233c306dd2868800a46bbcc.png

Первая картинка - общий вид в проекции XYZ.

Вторая картинка - отображает внешние грани боковых листов и грани внутренних рёбер жёсткости. (для понимания пространственной структуры конструкции)

Третья картинка - боковой закрывающий лист. Я позволил себе изменить его форму, чтобы сгладить углы и просто показать как можно менять форму. Главное, чтобы силовые элементы рамы располагались внутри контура этого листа. Данная конструкция просто вариация на тему как можно сделать. Ещё один момент - будет хорошо, если боковой лист по внешнему контуру будет выступать за границы контура силовых элементов на 20 мм. Это упростит процедуру сварки. В этом листе я не стал делать боковых прорезей для сборки типа ПАЗЛ. Контур для более угловатой конструкции вы сможете сделать сами используя файл (english_wheel_jin - modified by strength of materials 5) удалив из общего контура внутренние линии и оставив только внешние границы добавив к ним припуск в 20 мм.

Обращаю ваше внимание, что я убрал одно ребро в верхней консоли рамы так как оно не даёт жёсткости, а материал на него расходуется.

Четвёртая картинка - схема расположения силовых рёбер. Рёбра Расположены под минимальным углом в раме - 30 градусов. Разделку торцов рёбер жёсткости необходимо проводить по месту, поэтому они имеют некоторый выпуск по длине. Это сделано для того, чтобы обеспечить качество стыковочных швов при сварке. К тому же лазер под углом вам лист не отторцует.

Пятая картинка - схема расположения торцевых пластин. Они тоже являются силовыми элементами рамы, поэтому их следует выполнять из той же 6 мм стали, как и сами силовые рёбра. Эти листы не имеют изломов, что упрощает процедуру сборки.

 

Общие комментарии

В целом конструкция получается очень простой в сборке. Силовые элементы можно даже не резать на лазере, а заказать на металлобазе порезать вам стандартную стальную полосу 160х6 мм или сделать это самому купив эту полосу. Единственное, что требует обработки на лазере - это два боковых листа, которые будут являться кондукторами типа пазл при сборке рамы. Ещё раз обращаю ваше внимание - боковой лист можно и вообще следует изготовить из более тонкой 2-х или 3-х миллиметровой стали. Потому, что вес такого листа из 6 мм стали будет весить порядка 52-53 кг. Два таких листа это уже более 100 кг. В одного такой габарит при такой массе таскать сложно, а еще вам добавят веса порядка 42-43 кг рёбра жёсткости и порядка 52-53 кг торцевые листы.

Ниже ссылки на файлы моделей

https://filecloud.me/qaee1dumktqd.html

Изменено пользователем Ninth Soul

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Огромное спасибо!! Сейчас скачал, в обеденных перерыв попробую открыть. Сори, что долго не отвечал, мне тут строгальный станок по металлу подкинулся, ездил забирать а потом играл в "тетрис" в  мастерской пытаясь все поместить, так с пятницы по воскресенье время и пролетело.

Про стальную полосу понял, но в таком варианте "пазла" не будет, что потребует больше повозиться при сварке. Я узнаю цены, сравню какая выйдет разница по деньгам. На металлобазе полосы по 6 метров продают, порезать могут, но невыгодно, я там обычно прошу порезать по минимуму, только так чтобы в УАЗик в вместилось. Посмотрим. Сейчас мне надо с прижимом все четко решить, чтобы в случае чего еще дорисовать отверстия в раме или прочие элементы которые могут  понадобиться для его установки.

Про толщину боков Вы меня убедили, добавлять лишних 100кг смысла нет, хотя кроме как палетовой тележкой станок и так вряд ли передвинуть, но по деньгам все же будет разница.

Еще раз спасибо! Отпишусь как открою файлы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Все импортировалось, спасибо! Теперь подгоню про резку. Ребра интересно смотрятся :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Возможно я вас немного заторможу.

По поводу колонны нужно подумать, по предварительным расчётам у неё слишком большое перемещение в точке смыкания роликов при её решении из труб или цельного кругляка. Получается, что нижний ролик будет сильно отходить назад при давлении на лист. Такое изменение положения ролика может сильно уменьшить пятно контакта.

Причина - задана слишком большая высота колонны. Возможно колонну придётся реализовывать так же фермой до определённой высоты, а у самого конца изготовить суппорт сужающийся к концу, плавно переходящий в ползун и каретку с роликом. Тут усилия не столь огромные и в центральной части рёбер фермы можно будет сделать отверстия под сквозной проход приводного вала механизма подъёма до самого пола под штурвал. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну если не делать штурвал сверху, то вторая идея была делать его вообще под рамой, а сама рама ведь будет стоять на ножках. Так что сам штурвал думаю мешать не будет, т.е. вопрос скорее на самом деле как реализовать... Я выбрал "трубу снизу" опираясь на того древнего немца и также с точки зрения, чтобы вместилась деталь побольше - ведь в итоге все мои остальные эскизы отпали именно потому, что в нижней части сильно сужали размерные возможности обработки детали.

По инженерной части я тут много не скажу, слушаю Вас - вы понимаете что возможно, а что нет, я то просто "рисую"...

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Подумал немного над колонной и механизмом.

 

Я бы сделал так:

прижим со штурвалом сверху, мне кажется так проще будет. Внизу вместо трубы сначала пойти вверх четырехугольником который будет сужаться вверх (в нем например могут быть ребра, чтобы решить описанную выше проблему с жесткостью), а потом уже переход на трубу в которую будет вставляться часть с нижним роликом, с возможностью поворота на 90°, постараюсь завтра нарисовать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Рисуйте

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сори, что пропал, закрутился тут по делам и никак руки не доходили, на самом деле набросок прост:

ew_kolonna.thumb.png.e4c5a80bd50db309eacad99143109edb.png

В эту колонну может быть вставлен вал с нижним колесом, а может сразу на верху колонны  механизм крепления сделать, если главный прижим будет на верхней части главной рамы. В колонне для жесткости тоже могут быть ребра, сошел бы такой вариант?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Очень хорошее решение. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×