Помогите спроектировать узел: два ролика на одной оси, вращающиеся в противополо

[Валентин Владимирович]

По моим прикидкам, при 0,1 м/с и 30...40н*м двигатель получается 0,12...0,18 квт и передаточное число редуктора - 50.
Валентин Владимирович, предполагаете какой-то мотор-редуктор или самопал?

Мотор-редуктор покупной, на 100 Вт, 24 В.

[Валентин Владимирович]

Относительно полимерной втулки ничего сказать не могу - нужно консультироваться с технологами или дилерами Локтайта или Вюрта
Относительно металлических деталей применял частенько - прочность как у прессовой посадки. Можно подобрать вариант вплоть до неразборного - только газорезкой

Неразборное соединение вполне устроит. Насчет газорезки для капрона и металла - можно поподробнее?

[Валентин Владимирович]

Каретка с ТАКИМИ роликами не очень подходит (нулевая жёсткость в боковом направлении), привод ремнём/цепью ОЙ-КАКОЙ интересный получается!
- - -
(Валентин Владимирович, вот на этом примере вы сами убеждаетесь - информации мало для "советов проектировщику".)
- - -
Кстати, эксперименты с пластмассами и клеями имеют один важный нюанс - со временем параметры прочности могут резко измениться, т.е. нужны и временнЫе испытания, что маловероятно . Например, конструкция должна быть такой, что если клей оборвётся, безопасность всё равно обеспечивалась: к примеру, для ролика это выглядит так - у оси должен быть фланчик, который СВЕРХУ прилегает к ролику; если клей перестал держать - ролик держится за фланец.

Согласен. Хорошая мысль!

[Alekzander]

Добра всем!

Неразборное соединение вполне устроит. Насчет газорезки для капрона и металла - можно поподробнее?

Подразумевается что при использовании некоторых вал-втулочных фиксаторов последующая разборка возможна только срезанием шестерни (звездочки, кулачка) резаком.
Даже пресс не помогает - можно вал погнуть

Почему рекомендую консультироваться со спецом - сколько их ТДС-ки не читай, все равно есть масса нюансов.
Я не применял фиксаторы в паре полимер-сталь. Только сталь-сталь или бронза-сталь или чугун-сталь
Поэтому не знаю какие фиксаторы работают на паре полимер-сталь и есть ли они вообще.
Но у них много клеев, кроме всего прочего - мало ли.
К тому же с умным человеком всегда приятно пообщаться


 

[СВ]

Почему рекомендую консультироваться со спецом - ...

Александр, а как узнать, что консультируешься именно со спецом? Как вообще на него выйти, если все контактные лица - "менеджеры"?

[Alekzander]

Александр, а как узнать, что консультируешься именно со спецом? Как вообще на него выйти, если все контактные лица - "менеджеры"?

Никак.
Чисто интуитивно.
Но как-то везло что ли - в фирмах-представителях зап.фирм попадались очень грамотные ребята и если чего не знали сами - звонили в Германию
По крайней мере с ремонтной химией всегда были великолепные рез-ты

[алексst]

У всех выходные, а мне не празднуется спокойно.
В общем-то, не по теме.
В одном из постов была фраза, что с роликами с вертикальной осью проще. А, вот, к роликам с горизонтальной осью привод приделать сложнее. Всё, что дальше написано, может быть совсем не связано с реальностью. Какие ролики с горизонтальной осью нашёл в интернете, такие нашёл. И я не утверждаю, что конструкция, описанная дальше, работоспособная.
Итак.

Берём каретку и приделываем к её тяге кронштейн, или сверлим в тяге отверстие под ось.
На ось надеваем рычаг. На одном его конце крепим двигатель с редуктором, на другом ролик приводной (обрезиненный). Ролик приводим во вращение от двигателя любым способом. Двигатель своим весом прижимает ролик к направляющей. Включаем двигатель и "поехали", а, может быть, забуксовали. На данном этапе это не решить. А если двигатель вышел из строя, или нет электроэнергии? В этом случае берём в руки палочку, приподнимаем ею двигатель, ролик отходит от направляющей, рычаг становится на защёлку (не нарисована) и ездить вручную нам ничего не мешает.
А, вот, если бы, да кабы, да можно было бы! Взять и сделать направляющую шире. Миллиметров на двадцать. Чтобы паз стал шире. Тогда можно было бы на колёсах отлить сразу зубчатые венцы. Между колёсами поставить паразитку. Вместо ролика поставить шестерню (широкую). И получилась бы у нас каретка с колёсной формулой 4х4. На прямой одной приводной каретки хватило бы. А если есть повороты, то придётся ставить две приводные каретки. И получилась бы перегородка с колёсной формулой 8х8, как вагон трамвая.

К чему это всё? Не знаю. Выходной, погода плохая.

[СВ]

 Попробуйте сделать горизонтальный и поперечный разрезы своей конструкции: боюсь, у вас будут проблемы с соединением всех этих роликов/шестерен внутри направляющих, в очень стеснённых габаритах.
При качающемся рычаге фрикционная передача  - проблематичная, куда проще сделать шестерённую, с фиксацией рычала как в подведённом положении, так и в отведённом.
- - -
Более того: если фрикционная передача на ролики ВНУТРИ направляющих будет работоспособной, то в таком случае куда проще этот ролик довести до касания с НИЖНЕЙ стороной направляющей и таким образом передавать момент без этих кинематических городушек.

[алексst]

Не, разрезы делать не буду. Это же не чертежи, так, в голову пришло.
Фрикционная передача вообще мне не нравится. При длительном простое надо выводить ролик из зацепления, чтобы не деформировался. Нагрузку передаёт очень маленькую. Как-то решил её использовать. Считал, считал и плюнул на неё.
Вот то, что я нарисовал, вообще для этой цели непригодно. Ведь ролик, со временем, обязательно "накатает себе дорогу" на направляющей. И, в результате, на потолке, у всех на виду, будет висеть ободранная направляющая. Какой же производитель на это согласится?
А расстояние между перегородкой и направляющей какое? Миллиметров пять? Десять? И какой рычаг с приводом там разместится? Надо вырез в перегородке делать под привод.
Тут выше предлагали использовать зубчатую передачу (даже с применением цепи). Хорошая идея. Главное, работоспособная. Зубчатые железные дороги в Швейцарии работают уже, наверно, второе столетие.
И, вот, в очередной раз задав себе вопрос "А, вот, если бы, можно было бы?". Изменить профиль направляющей. И вот что придумалось при использовании зубчатой передачи. Сразу предупеждаю. Это не чертёж. Так как нарисовано, это не собирается. Так как нарисовано, это "разваливается". Я понимаю, что это никто делать не будет, поэтому и тратить на это время не стал.
дверь 3.frw

Итак. Какие ролики стоят в направляющей - вертикальные или горизонтальные - всё равно. На подвеску перегородки надет блок шестерен. Он свободно вращается. На нём свободно вращается ролик, он упирается в полку направляющей и не даёт шестерням расходиться. Блок шестерен приводится во вращение от шестерни привода, которую можно опустить вниз при отказе привода и действии вручную. Верхняя шестерня блока зацепляется с зубьями, расположенными на полке направляющей. Как их делать? Нарезать на самой направляющей? Прикрутить винтами планки с зубьями? Сделать "карман" на полке направляющей для планок с зубьями? А как быть на поворотах? Эти "повороты" делаются на месте или поставляются с завода? Если на месте, то что будет с зубьями, нарезанными на заводе?
А, может быть, зубья не делать, а прорубить отверстия с определённым шагом в стенке направляющей, в которые будут входить зубья приводной шестерни? Тогда можно использовать и эту направляющую.
А, может быть, использовать цевочное зацепление? Насверлить в направляющей отверстия с шагом цепи, вставить в них цевки (прутки), на вал звёздочку и вперёд?
Но мы с Вами ничего здесь не решим. Дело в том, что нет ответов на вопросы.
1. Какие усилия нужны для передвижения конструкции?
2. Какие технологические возможности для изготовления?
3. Как это должно выглядеть? Это же не станок в цех.
Просто, очень трудно что-либо переделать (желательно по минимуму) и приспособить. Гораздо проще этот вопрос решить на уровне производителя. Например, изменить профиль направляющей - не очень сложная задача.

[СВ]

 Всё это хорошо, всё правильно, но только при проектировании с "нуля" и при неограниченном времени разработчика и бюджете изготовителя. А у автора другой "бюджет" - чтобы дёшево и сердито. Если уж вас потянуло сделать хорошую вещь - стоит ему написать и предложить услуги, именно по его "тех.заданию". Не говорю, что именно проектировать, но набросать РЕАЛЬНЫХ идей - тоже будет хорошая подмога.
- - -
Долго нахожусь на форуме и - кое-какие наблюдения: вопросов по Компасу всё меньше, в основном новички с "детскими", и народу приходится переключаться на вопросы конструирования (чему пример и эта тема). Потому и - как бы предложение, ко всем, - давайте поможем Валентину Владимировичу по максимуму. Если ему это будет нужно, разумеется.

[алексst]

Ну, что же, продолжим фантазировать.
Я как-то подумал: "А что я упёрся в то, что привод висит где-то на боку перегородки и виден всем? Может быть возможны варианты? Нормальная фирма должна же всё  спрятать и сделать красиво?" . И начал рассматривать вариант: а что, если можно было бы? Спрятать привод в направляющую.
Рассмотрим случай передвижения с помощью сил трения и приводного ролика. Для обеспечения силы, прижимающей ролик к направляющей целесообразно использовать вес перемещаемой конструкции, а не дополнительные приспособления. И в качестве "движущих" роликов использовать несущие ролики. Пусть несут сразу две функции, нечего городить городуху.
Переделаем каретку. Возьмём каретку с горизонтальными осями роликов. Для переделки можно взять двигатель с двумя выходными концами вала. Расположить его на каретке между несущими роликами. На концах вала расположить червяки. Несущие ролики закрепить попарно на одной оси. Между ними установить шестерню, зацепляющуюся с червяком. Примерно всё изображено на картинке.

А если двигатель "длинноват" или выходной вал один? Тогда размещаем его сбоку, как на следующей картинке. А , если двигатель "слабый"? Тогда разрезаем вал с червяками пополам и ставим второй двигатель с другой стороны. На каждую пару колёс свой двигатель.

Что-то я всё по старинке да по старинке, не модно, а надо быть в тренде. А какой сегодня тренд? Посмотрим на велосипеды. Правильно. Электрическое мотор-колесо. Ну и возьмём с них пример. Предлагаю сделать мотор-колесо в размерах ролика. Представляете как здорово? Подвеска с вертикальной осью роликов. Нижний и верхний ролик - это два мотор-колеса. Крутятся в разные стороны как угодно. Я не знаю, возможно ли сегодня создать мотор с такими характеристиками, поэтому и предлагаю что угодно. Можно подойти по-другому. Сделать двигатель в  размерах, близких к ролику. Придать ему форму ролика. И из этого сделать подвеску и профиль направляющей.
А управление двигателями сделать так. На каждом полотне закрепить разъём к которому подключается пульт управления. В пульте управления расположен аккумулятор и две кнопки "вправо" и "влево". Подошёл, подключился, отогнал одну секцию на место. Пошёл за следующей.

[СВ]

Ну, а если с использованием именно той направляющей, которую видим в первом сообщении автора? Скорее всего  - с двумя приводными роликами.

 Валентин Владимирович, не сообщите, какой привод предполагаете (мотор-редуктор), ориентировочно?

[алексst]

В районе роликов привод как-то не размещается. Привод, в общем-то, силовой. Никак не для часов. Конические шестерёнки мне не нравятся. Уж очень они капризные. Поэтому силовая передача - это цилиндрические шестерни.
Исходя из этого я и разместил всё снаружи. На валу двигателя закреплены две шестерёнки. Одна (верхняя) приводит во вращение нижний ролик, вторая, через паразитку нижний ролик. Места навалом. Межосевое можно выбирать большое.
Как закреплены шестерни на валу двигателя? Не сейчас.
Как закреплены ролики на втулках? Не сейчас.
Как всё это закреплено от осевого смещения? Не сейчас.

[Kirilius83]

Попадалась картинка соосных винтов для коптера/БПЛА: два электродвигателя, один под другим, верхний дв с полым валом, через него проходит вал нижнего дв. Но там винты нав алах и редуктора не нужны.

Выкидываем внутренние ролики с подвесом, приводной ролик запихиваем внутрь, двигатель крепим к двери и просто висим на рычаге, катаясь на приводном ролике.

Поскольку скорости не большие, да и моменты тоже, то может быть прокатит упрятать в рычаг узкую паразитную шестерню большого диаметра. Тогда возможно прокатит ее резать лазером из листа, но надо считать. У лазерной резки чистота сильно зависит от толщины листа, тонкий лист режется заметно качественнее, и поверхность слегка подкаливается. Но нужен хороший станок, т.к. обычно для резки точность не нужна и станок может неточно выходить в заданные координаты, под гибку это не важно а под шестерню важно.
Так же хорошую точность выдает электроэррозионные станки, которые проволокой режут, они и недорогие, но они медленные - одну шестерню сделать для экспериментов норм, но на партию может быть дороговато.

[алексst]

Вот, неохота мне, чтобы снаружи много висело, хочется что-нибудь внутрь направляющей спрятать. Смотрел я , смотрел и подумал , глядя на картинку:"А, ведь, цилиндрическая поверхность роликов не используется в данном случае никак.  Может быть, приспособить её? ". На этой поверхности роликов нарезать зубья. Надеть раму с шестерёнками. И получится, что мы приводим во вращение нижний ролик от привода (расположенного снаружи) через шестерёнки. А верхний ролик приводится во вращение от нижнего через свои шестерёнки. Чтобы этот редуктор не крутился и не стучал по стенкам, прошлось добавить направляющий ролик.

А вот идея для самодельщиков. Берём шуруповёрт. Разбираем его. Снимаем патрон. Двигатель на кронштейне устанавливаем на каретку внутри направляющей. На вал двигателя ставим коническую шестерёнку. На каждый ролик тоже ставим по коничке. Провода от двигателя удлиняем до оставшегося корпуса шуруповёрта. Ну, и, без направляющего ролика никуда. В результате:
- у нас ролики приводятся через конички от вала двигателя ( а у двигателя ещё и свой родной редуктор есть!)
- ролики вращаются в разные стороны с одинаковыми скоростями абсолютно синхронно
- скорость вращения роликов изменяется плавно, нажатием на курок шуруповёрта
- направление вращения роликов изменяется щелчком переключателя
- аккумулятор и зарядное устройство в комплекте

[Kirilius83]

Отлично!
А теперь следующий этап: прикинуть размеры компонетов.
Сначала задаете скорость перемещения - прикидываете за какое время вам нужно какое расстояние проехать, считаете потребную скорость.
Задаете массу двери. И считаете силу для перемещения: коэф трения скольжения в среднем 0,1, вот по нему предварительно и посчитать, удобно. Ролики всяко меньше трения будут давать, пойдет в запас, в реале что нить тереться может, запас понадобится и еще и мало будет. Дополнительно можно посчитать силу для разгона, книжка выше, и сравнить с силой трения, что будет больше. 
Умножаете силу сопротивления на 2..3, скорость у вас тоже уже есть - считаете потребную мощность. Как только у вас появилась мощность - вы можете выбирать электродвигатель, хотя бы предварительно. И поздравляю - у вас появились габариты движка, смотрите какого он размера будет и начинаете пририсовывать его к вашему профилю в размер. Сразу часть вариантов, типа эд в направляющей, отсеется    Ну и будет понимание насколько большую балду надо будет вешать на дверь, а так же будет понимание токов и насколько толстые провода вести к двери.
Теперь предварительно прикинуть шестерни, какого примерно они размера выходят. Машиностроительный гост начинается с модуля 1 (модуль - что-то типа условного типоразмера зуба), вот под него и посчитайте: момент от эд есть, модуль есть, считаем нагрузку на стальную шестерню. В компасе или ручками по книжке, атм калькулятора хватит. Если стальная некаленая шестерня держит с запасом - значит можно подумать о пластике или о более мелком зубе (на мелкие модули отдельный гост, они вроде как часовые). Если не держит - ну значит надо модуль увеличивать. Количество зубьев для шестерни вам всеравно брать минимальное - полюбому редуктор будет уменьшать обороты)) А зубья колеса - считаете исходя из потребного передаточного отношения, какие обороты вам нужны на роликах и сколько выдает эд.

Ну а теперь у вас есть примерные габариты электродвигателя, шестерен, профиль у вас был и ранее, диаметры осей и валов тоже наверное есть - рисуете в масштабе эскизы. Развлекайтесь 

[Петрович-47]

Профиль можно сделать и свой, под ЭД с редуктором
Заказ от 300 пм - сделают фильеру и надавят сколько надо...

[алексst]

Отлично!
А теперь следующий этап: прикинуть размеры компонетов.
Сначала задаете скорость перемещения - прикидываете за какое время вам нужно какое расстояние проехать, считаете потребную скорость.
Задаете массу двери. И считаете силу для перемещения: коэф трения скольжения в среднем 0,1, вот по нему предварительно и посчитать, удобно. Ролики всяко меньше трения будут давать, пойдет в запас, в реале что нить тереться может, запас понадобится и еще и мало будет. Дополнительно можно посчитать силу для разгона, книжка выше, и сравнить с силой трения, что будет больше. 
Умножаете силу сопротивления на 2..3, скорость у вас тоже уже есть - считаете потребную мощность. Как только у вас появилась мощность - вы можете выбирать электродвигатель, хотя бы предварительно. И поздравляю - у вас появились габариты движка, смотрите какого он размера будет и начинаете пририсовывать его к вашему профилю в размер. Сразу часть вариантов, типа эд в направляющей, отсеется    Ну и будет понимание насколько большую балду надо будет вешать на дверь, а так же будет понимание токов и насколько толстые провода вести к двери.
Теперь предварительно прикинуть шестерни, какого примерно они размера выходят. Машиностроительный гост начинается с модуля 1 (модуль - что-то типа условного типоразмера зуба), вот под него и посчитайте: момент от эд есть, модуль есть, считаем нагрузку на стальную шестерню. В компасе или ручками по книжке, атм калькулятора хватит. Если стальная некаленая шестерня держит с запасом - значит можно подумать о пластике или о более мелком зубе (на мелкие модули отдельный гост, они вроде как часовые). Если не держит - ну значит надо модуль увеличивать. Количество зубьев для шестерни вам всеравно брать минимальное - полюбому редуктор будет уменьшать обороты)) А зубья колеса - считаете исходя из потребного передаточного отношения, какие обороты вам нужны на роликах и сколько выдает эд.

Ну а теперь у вас есть примерные габариты электродвигателя, шестерен, профиль у вас был и ранее, диаметры осей и валов тоже наверное есть - рисуете в масштабе эскизы. Развлекайтесь 

Нет, это уже работа, а не развлечение.
И, на мой взгляд, работа бесполезная. Главное препятствие - использовать имеющуюся конструкцию и детали. Я считаю, что очень часто, приспосабливание чего-либо не даёт должного результата. Проще и эффективнее "построить с нуля". Вот как в данном случае. Вся конструкция "заточена" под ручной привод (то-есть всё "скользкое")и минимальную материалоёмкость. Почти  все картинки, которые я нарисовал, в заданных условиях неработоспособны или просто не изготовимы. Я могу написать под каждой почему. Да,  и добиться от автора усилий, необходимых для передвижения,  не удалось.
Давайте, для примера, посмотрим как пытались "моторизовать" велосипед.
Я смотрю на велосипед и убеждаюсь, что его конструкция само совершенство. Там запасы прочности настолько точны, что любое вмешательство приводит к ускоренному износу конструкции. При этом заводская конструкция служит долго и надёжно.
Вариант 1. В "старые добрые времена" продавались односкоростные велосипеды (просто велосипед). Одновременно в магазинах продавались к ним двигатели (Д1, Д2 и т.д.). Двигатели продавались в комплекте со всеми болтами, цепью, звёздочкой, баком, ручками, тросиками. Ставь на раму и езди. Но результат был другой. В результате на заднем колесе рвались спицы и ломалась вилка переднего колеса (наверно , не выдерживала езду по ямкам на повышенной скорости)
Вариант 2, сегодняшний. Сегодня все ставят на велосипед электродвигатели. Про вариант с мотор-колесом я не знаю, а вот вариант с "кареточным" мотором (тот, который устанавливается на раму и приводит во вращение заднее колесо штатной цепью) мне нравится больше. Но, по отзывам,  при его использовании возникают проблемы. Снижается срок службы цепи и "трещётки". На пробег 1000км., в таком случае, расходуется три цепи и две "трещётки"  (или наоборот, я не помню). И это не зависит от качества деталей.
А по "большому счёту",  всего-лишь повысили мощность двигателя. Для человека-двигателя 200вт. в длительном режиме, это уже чувствительная нагрузка.
Или, вот ещё. Видел переделку старых двухэтажных домов под современные условия жизни. Что бросилось в глаза? Канализация. В "тёплом климате" трубы канализации проведены по фасаду дома, снаружи. Нормальный вид у дома стал? В нашем климате канализация была проведена в подъезде дома. И стояки и лежаки. А что делать? Подвала то нет в доме. Больше деваться некуда. Не сносить же и заново строить.

[Валентин Владимирович]

Ну, а если с использованием именно той направляющей, которую видим в первом сообщении автора? Скорее всего  - с двумя приводными роликами.

 Валентин Владимирович, не сообщите, какой привод предполагаете (мотор-редуктор), ориентировочно?

Извините за отсутствие на форуме. Были уважительные причины.
Мотор-редуктор вот такой, заказали на Alibaba.
https://folding2-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/vv_folding2_onmicrosoft_com/EV95MBVakpZPmRhbErK0n2EB6ORvG2W3w36pIqtBhlmb8w?e=S4AUwz

[Валентин Владимирович]

Спасибо за интересные идеи!
Ролик я практически закончил. Колеса будут алюминиевые, так как коэффициент трения покоя у алюминия по алюминию, оказывается, больше 1! Примерно 1,2, зависит от обработки поверхностей. Значит, проскальзывания (надеюсь) не будет при одном ведущем ролике, а конструкция существенно упрощается.
Я вот набросал такой эскиз (не обессудьте, не профессионал!). Надеюсь, что идея конструкции понятна. Нижнее колесо приводится во вращение напрямую от мотор-редуктора и фиксируется на валу простым пружинным штифтом, а верхнее, осуществляющее просто подвеску, вращается через подшипник упорный 51102
Меня смущает один вопрос: подшипник 51102 упирается в вал через кольцо стопорное
Так вот, слишком маленькая площадь упора этого кольца в подшипник! Кольцо на 1 мм уходит в прорезь вала и чуть больше 1 мм опирается на подшипник. Можно сделать прорезь вала помельче, чтобы площадь контакта этого кольза стопорного с подшипником была побольше, но тогда появляется узкое место - прорезь вала, там слишком большие усилия, при том, что максимальная нагрузка на ось этого ролика (вес панели) 500 кг. Надеюсь, что качество стали у подшипника, все-таки, лучше, чем у простой трубы нерж.А4.
Какие есть соображения по поводу такого крепления подшипника на оси?