Перейти к содержанию
Fusion

Увеличение жесткости на Zenitech BF16

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Добрый день уважаемые форумчане.

Есть станок zenitech bf16, хочу увеличить жесткость станины, для того, что бы обработка твердых материалов продвигалась проще и быстрее :)

Набросал эскизик того что хочу сделать. Требуется помощь в определении правильной последовательности сборки данной конструкции, а так же помощь в выборе типа сборки (сварка/болты). Посмотрел не мало тем по этому поводу, и всё что на данном этапи определилось для меня, это то, что делать буду из швеллеров. Хотя бы потому, что они есть в наличии :)

Вот эскиз:

BF16_with_support.jpg

 

 

Планирую использовать швеллер 10П, в него как раз ложиться колонна и остается пару миллиметров с каждой стороны для "клея". Клеить колону планирую на эпоксидку, которая используется для наливных полов (товарищ обещал организовать фирменную).

 

Собственно вопросы:

- как лучше/проще скреплять между собой нижние швеллера?

- в какой последовательности лучше всё это собирать в одно целое, что бы не собрать что-то совсем кривое?

- нужно ли дополнительно притягивать вертикальный швеллер к колоне, например винтами, или хватит эпоксидки?

 

Для информации: колона к основанию притягивается четырьмя болтами, планирую просто удлинить эти болты и притягивать через швеллер.

 

Полости под швеллером планирую использовать под ящички для всякой мелочи, необходимой при работе на фрезере, например хранить там фрезы...

 

Заранее спасибо за помощь.

Изменено пользователем Fusion

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мне кажется, основание можно сварить, колонну на болтах, иначе уведет. Сзади поставить два откоса из уголка, так же на болтах. Колонну придется прикручивать - эпоксидка не даст жесткости. Э-эх, сам хотел летом сделать, но не успел, да и швеллер сдуру купил 10У :(

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Если учитывать что у чугуна и стали различный коэффициент температурного расширения, то

вся эта конструкция - большая биметаллическая пластина . Отсюда - колонна будет постоянно изгибаться,

и радиус изгиба зависит от температуры. :crazy:

У кого есть мысли как конструктивно решить проблему без значительной потери жесткости? :unknw:

Мое мнение - никаких швеллеров - только квадрат. :patsak:

А что скажут спецы по сопромату ? :unknw:

Изменено пользователем servos

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Сукин кот®,

По поводу косынок тоже думал, вот только сейчас родилось решение... Вопрос в том, что между швеллером и колонной не достаточно места, что бы запустить туда болты... Как решение, планирую болты вварить в швеллер (по две штуки на сторону), надеюсь что не уведет... Или просверлить отверстие, нарезать резьбу и посадить кусок шпильки на фиксатор резьбы, так даже лучше будет...

 

Вопрос по тому как это правильно собрать (основание прикрепить к колонне) остается открытым... Как бы не получилось так, что в момент стягивание колону не увело в сторону...

 

servos, Неужели на столько разный, что при температуре +/- 10 градусов будет сильно уводить?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

радиус изгиба зависит от температуры

это не столь важно, если станок в квартире.

 

Михаил, посмотрите, может, чем поможет: http://www.chipmaker.ru/topic/70308/page__view__findpost__p__1031688

Это я ковырялся с предыдущим станочком - там дальше еще есть всякое по стойке.

Увы, я не теоретик - больше занимаюсь практической деятельностью.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Сукин кот®, В вашем случае немножко проще, у вас колона стоит уже ровно и задача сводиться к тому, что бы не выкривить её притягиванием... У меня же надо притянуть колону к швеллеру... Тогда план будет такой:

- намазываю жидкий металл от локтайта (3471) в местях притягивания

- кладу колонну в швеллер, даю застыть металлу

- потом затягиваю болты.

 

Если исходить из того, что колонна изначально ровная, то все должно получиться. И не надо будет заливать эпоксидкой тогда...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

намазываю жидкий металл от локтайта

именно так я и делал.

А может, есть смысл нарезать резьбу в швеллере и притянуть колонну болтами в распор? Получится легкосъемный вариант.

Изменено пользователем Сукин кот®

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Неужели на столько разный, что при температуре +/- 10 градусов будет сильно уводить?

Почему-то вставки в китайский токарный станок на форуме делают именно из чугуна. :unknw:

Коэффициенты линейного и объемного расширения стали на 65-85% выше чем, у чугуна. :patsak:

У меня же надо притянуть колону к швеллеру

​ Биметаллическая пластина должна быть склеена или сварена по всей длине.

Если крепление в двух точках то это уже не биметалл, но и увеличение жесткости в такой :unknw:

конструкции оставляет желать лучшего ,

Будет играть на самом слабом месте - болтовом соединении. :patsak:

Изменено пользователем servos

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

ТКЛР стали 12*10-6, чугуна около 10*10-6. Т.е. разница ТКЛР составляет 2*10-6

При длине поверхности сопряжения 50 см и разнице температур в 10 градусов цельсия разница длин составит: 0.5*10*2*10-6 метра или 1 сотка.

 

А дальше геометрия - колонна выгнется дугой и будет увод верха колонны в сторону шпинделя на несколько соток (можно точно посчитать, но сходу не могу вспомнить как) и увод оси шпинделя от вертикали.

 

Если такие отклонения не пугают, то пожалуйста.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

ТКЛР стали 12*10-6, чугуна около 10*10-6. Т.е. разница ТКЛР составляет 2*10-6

При длине поверхности сопряжения 50 см и разнице температур в 10 градусов цельсия разница длин составит: 0.5*10*2*10-6 метра или 1 сотка.

 

А дальше геометрия - колонна выгнется дугой и будет увод верха колонны в сторону шпинделя на несколько соток (можно точно посчитать, но сходу не могу вспомнить как) и увод оси шпинделя от вертикали.

 

Если такие отклонения не пугают, то пожалуйста.

 

О! Вот за это спасибо! Такие отклонения не пугают :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Павел, получается, что усиливать колонну лучше чугуном? И, опять таки, каким? Он же разный бывает. (Жаль, у нас в институте не было сопромата - только инженерная графика, сдача за пузырь коньяка :) )

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Такие отклонения не пугают

Попробую испугать. :crazy: :crazy: :crazy:

величина этого изгиба значительно больше, чем линейное удлинение :patsak:

Изгиб обратная величина к радиусу изгиба) биметаллической пластины

0792b7fd1a52d78f21f8704e15247130.png

где:

  • 2f3bc6251781785d6843f965f2183cb0.png
  • cd6c5fa312327dca33de3b38e475deba.png — модуль Юнга материала 1 (здесь и ниже для материала 2 индексы, соответственно, 2)
  • e2f66b6f97eb982536588a1bfa05ffbf.png — толщина материала 1
  • b3f5f33c109a4724e67a30dccb803ba9.png — КТР материала 1
  • 3ecdbbc9a64a9bfc57883ae306bf51cd.png — разность между температурой, при которой вычисляется изгиб, и температурой, при которой изгиб отсутствует.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

servos, а нельзя ли попроще, а? А то такие выкладки многих хоббийщиков просто пугают. Кстати, интересно. Подобные формулы публикуются, насколько я заметил, лишь в Китайских станках, в других разделах принято давать конкретные советы, а не теоретические выкладки :) Типа, эта железка стоит неправильно, а ту стоит передвинуть, ибо подобная схема проверена. Так что, ждем'с практики, наподобие того, что я привел выше. А формулы - это хорошо, конечно. Только вот их практическая ценность для хоббийщиков весьма сомнительна. Иначе говоря, Вы делали подобную доработку? Если да, желательно фото.

Изменено пользователем Сукин кот®

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Сукин кот®,

Проще не бывает -измеряете толщину стали и чугуна ,со справочника модуль Юнга и КТР,калькулятор и

вперед.

Только я бы даже не стал "заморачиваться " - биметаллические пластины не пригодны для направляющих

станка :patsak:

Вы делали подобную доработку?

Нет, еще не делал,но мысли есть. :unknw:

Изменено пользователем servos

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

servos, гм. Может быть, Вы и правы. Я так глубоко не рыл, ибо у меня температура всегда постоянная - +18+-0,5, я к такой привык.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Меня больше интересует практический результат...

Если подумать, то все сводится к тому, что станок будет ровным при температуре, при которой его собрали :) В общем сделаю, померяю, потом будем смотреть :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Михаил, подождите, мы еще не перегрызлись как следует :) Практический вопрос, ну, вроде, я показал, хотя сейчас сделал бы по-другому, выкинув из конструкции швеллер вообще, ибо пользы от него немного. Жесткая платформа, от которой идут откосы непосредственно от колонны -- кажется, такое будет поинтереснее.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Практический вопрос, ну, вроде, я показал, хотя сейчас сделал бы по-другому, выкинув из конструкции швеллер вообще, ибо пользы от него немного. Жесткая платформа, от которой идут откосы непосредственно от колонны -- кажется, такое будет поинтереснее.

Вы про мою конструкцию? То есть вы предлагаете выбросить вертикальный швеллер и сделать от основания опоры к центру колоны? Хм... В принципе, вариант. Сейчас подумаю, прикину... Спасибо за подсказку!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Сукин кот®,

Надо различать у Вас не биметалл а всего лишь две опоры . :unknw:

Необходимо только обеспечить зазоры в болтовом соединении.

Выключили станок- ослабили болты , а перед работой затянули - и никто никуда не идет ! :patsak:

А биметалл скрутит стойку в бараний рог однозначно - у стали еще и модуль Юнга как-то по круче будет ! :crazy:

Жесткая платформа, от которой идут откосы непосредственно от колонны -- кажется, такое будет поинтереснее.[/color]]

Я тоже остановился на косынках изготовленных из автомобильных тормозных дисков ,ну и хотя-бы частично

замкнуть в короб очень будет желательно . :good:

Вот только проблема -у качественного чугуна КТР как у нержавеющей стали на 40 процентов больше

чем у серого чугуна - надо искать именно серый чугун. :patsak:

Изменено пользователем servos

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Вот еще один вариант набросал:

BF16_with_support_v2.jpg

 

Что полезного:

- колона крепится всего в 4-х точка, можно затягивать от пуза, врядли её поведет от этого

- вырезается все с одного листа размером 300х400

- выбрав правильный порядок сборки и сделав некоторые отверстия с запасом, можно собрать так, что перекосов не будет. Как минимум, это будет не результат сборки опоры.

 

Жду конструктивной критики :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Этот вариант лучше. Не затягивайте от пуза. Лучше посадите на Локтайт этот прямоугольник сопряжения, где болты и после застывания затяните.

Конструктивно вы близки к оптимальному сечению на изгиб консольной балки.

На мой взгляд на этом можно остановиться.

Только три замечания:

1. Вставьте кусок швеллера опоры за колонной в середине, чтобы замкнуть контур жесткости основания. При этом основания лучше делать из труб прямоугольного сечения, а не швеллеров, сделав отверстия для затяжки крепежа. Трубы (швеллеры) перед стяжкой склеить эпоксидкой (Локтайтом, но это дорого).

2. Стойки будут работать лучше, если по ним тоже замкнуть контур - т.е. сделать не две отдельные стойки, как у вас, а срезать клином швеллер. Соответственно вверху закрепить его не изнутри, а снаружи. Получается тогда, что клинообразные стойки образуют с усиливающей пластиной не клинообразный швеллер, а клинообразную трубу.

3. Крепления стоек, пластин нужно делать по всему контуру сопряжений. Это увеличит крутильную жесткость в разы. Также можно притянуть пластину к трубе болтами по длине около 200-300 мм, предварительно приклеив Локтайтом. Это тоже увеличит крутильную жесткость конструкции.

 

Склеиваемая и усиливаемая длина не должна быть более 300 мм, поскольку на больших длинах может нарушиться точность колонны из-за разницы ТКЛР чугуна и стали (см. пост Паши Счастливчика)

Успехов.

Изменено пользователем Железный дровосек

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Хотел пояснить, почему необходимо комбинировать склейку и стяжку болтами.

При изгибной деформации при отсутствии склейки в местах сопряжений возникают деформации сдвига. Модуль упругости сдвига = 1/3 от модуля упругости сжатия-растяжения.

Клей позволяет избавиться от сдвиговых деформаций, преобразовав их в деформации растяжения болтов.

Вы хотели добиться того же эффекта затяжкой. Но в большинстве конструкций это приведет только к деформациям резьбы. Чтобы добиться того же эффекта затяжкой болтов, все сопрягаемые поверхности нужно пришлифовывать или пришабривать.

Изменено пользователем Железный дровосек

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Клей позволяет избавиться от сдвиговых деформаций, преобразовав их в деформации растяжения болтов.

А зачем избавляться от сдвиговых деформаций болтов ? :unknw:

А вдруг зимой авария отопительной системы и градиент температуры 10 градусов ? :shok:

Беда одна не ходит -имеем еще и кривую колонну. :vava:

Верхняя опора должна быть скользящей ! :patsak:

Изменено пользователем servos

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Железный дровосек, спасибо!

Вырисовывается вот такой вариант:

BF16_with_support_v3.jpg

 

При это все швеллера между собой сварены (так проще и в разы быстрее). Снизу, под швеллерами, планирую приварить маленький швеллер поперек, а к нему уже ножки.

 

К сожалению. вот этого пункта не понял:

3. Крепления стоек, пластин нужно делать по всему контуру сопряжений. Это увеличит крутильную жесткость в разы. Также можно притянуть пластину к трубе болтами по длине около 200-300 мм

Можно более просто и понятно? Спасибо!

Изменено пользователем Fusion

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Кстати, интересно. Подобные формулы публикуются, насколько я заметил, лишь в Китайских станках, в других разделах принято давать конкретные советы, а не теоретические выкладки

Там люди работают, некогда им теорию разводить. План горит, понимаешь... по сдаче стружки. :) А если и заглядывают сюда, то смотрят сверху, забравшись на ИЖа и облокотившись на НГФ или 675-й, как Ильич на броневичке, указывают нам верный путь и объясняют политику партии на текущий момент. Или, снизойдя, рассуждают на темы- "что такое хорошо, и что такое плохо" в международном станкостроении.

 

 

подождите, мы еще не

Вот-вот! :good:

Я еще не вспоминал о заточке фрез, чтоб станку жилось легче :)

 

Не серчайте, я не шарю в формулах, просто зашел поддержать компанию. На картинке рассмотрел "голую" колонну, да... какая же она все-таки изящная и хрупкая...

И самое обидное, нет наших таких, чтоб сравнить. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.