Кинематика для модели мельницы - Своими руками
Своими руками

Кинематика для модели мельницы

Для моего проекта с аквариумом пришлось решить несложный для меня) вопрос кинематики. Всё дело в том, что мне восхотелось получить действующую модель ветрянной мельницы. Конечно это только часть работы, но лучше если эту часть я выделю в отдельной теме.


Предыдущие работы находятся тут:
Аквариум с начинкой
Аквариум с начинкой 2
Аквариум с начинкой 3. Фильтр из подручных материалов
Аквариум с начинкой 4. Крышка (ч1)

Для придания реалистичности работы макета мельницы пришлось перелопатить кучу текстов и фотографий ветряных мельниц разных эпох и культур. Ниже покажу с чего начинал.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Общий принцип был понятен в итоге.
Для начала нашёл в интернете модель ветряной мельницы. Вот теперь предстоит поработать! Для начала я определил механические движения головной части мельницы. Это будут одновременные вращательные и поступательные движения. Для наглядности набросал схемку для понимания необходимости механической передачи:

Кинематика для модели мельницы
Все шестеренки были придуманы именно для изменения скорости вращения и поступательного движения. Лопасти ветряной мельницы будут вращаться, и “голова” будет очень медленно двигаться, типа подстраивается под направление ветра.
Для реализации идеи была взята вот такая модель ветряной мельницы

Кинематика для модели мельницы
Модель моделью, но у меня определённая задача. Мне нужна мельница определённой высоты. Поэтому перелопатил абсолютно все детали под свои желания. Тут не буду рассказывать о процессах проектирования здания, тут коснусь только механической части проекта. Вот так бегло выглядело проектирование. Меня часто спрашивают в какой программе я проектирую. Скажу сразу, это SolidWorks.

Кинематика для модели мельницы
А вот и немного картинок для общего понимания.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Как видно по картинкам, собрана прямая передача на две оси (горизонтальную и вертикальную). Мне же хотелось сделать движения “головой” очень медленными по сравнению со скоростью вращения лопастей мельницы. Визуально не должно быть явным подстройкой “под направление ветра”. Поэтому был придуман понижающий редуктор. Я не стал заморачиваться с зубьями и эвольвентами. Поступил проще, для модельки сойдёт!

Кинематика для модели мельницы
Что бы вырезать нужные детали сначала я их располагаю на листе. У меня завалялся “деловой” обрезок, использую его.

Кинематика для модели мельницы
Для создания управляющей программы я использую SolidCam 2020. Именно он не требует подключенного интернета. Более поздние версии программы отказываюся работать без всемирного доступа. Первым делом нужно задать ориентацию деталей в координатах ЧПУ станка и указать “0” для фрезы в трех плоскостях.

Кинематика для модели мельницы
Детали требуют разных методов обработки. Сначала я задаю поверхностную гравировку V-образной фрезой.

Кинематика для модели мельницы
В качестве метода обработки выбираю обработку кармана. Так как у меня на деталях сделан паз шириной 0,15 мм. Конечно, можно было просто наложить векторный рисунок и обработать по нему методом гравировки. Но мне захотелось сделать именно так.

Кинематика для модели мельницы
Выбираю фрезу для выполнения этой операции. И последовательно задаю параметры и технологию резания.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Следующим действием будет обработка карманов цилиндрической фрезой. Я использовал “кукурузу” 1,5 мм.Этим действием будет обработаны обнижения на деталях в районе оконных проёмов, посадочное под подшипник и канал для укладки провода для питания подсвечивающих светодиодов.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Дальше проще. Просто вырезаю по контуру нужные детали. В основном работал с фанерой 4,5мм. Все шестерёнки вырезал из фанеры 6мм.

Кинематика для модели мельницы
Следующим шагом будет изготовление вертикального и горизонтального валов. Для этого я буду использовать 4-ую поворотную ось на станке и программу DeskProto 7.1 для создания управляющей программы. Программе нужен файл детали в формате .STL. Для этого беру исходник из SolidWorks формата .SLDPRT и перевожу его этим же солидом
в нужный формат. Иногда, по непонятным мне причинам, DeskProto отказывается нормально обрабатывать деталь. поэтому стоит поиграть с форматом .STL
. Там есть выбор двоичный или ASCII. Для меня это непонятно, но все же стоит порой поменять выбор.

Кинематика для модели мельницы
В DeskProto для новичков проще воспользоваться мастером. Первым делом выбираю нужный станок (у меня на основе Mach3) и тип фрезеровки. Дальше вставляю нужную деталь и указываю ориентацию относительно геометрии станка.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Следующим шагом задаю размеры заготовки и поддержек.

Кинематика для модели мельницы
Потом мастер предлагает черновую обработку. От нее можно отказаться, но я буду использовать. На этом этапе задаются параметры допусков, тип обработки (есть всего 4 варианта) и выбор фрезы. Если не использовать мастера, то вариантов обработки знааачительно больше.

Кинематика для модели мельницы
Дальше будет все понятно по картинкам:

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Единственной проблемкой было получение итогового файла управляющей программы. В моём случае простое сохранение было недоступно. Поэтому я задал в качестве исполнительного устройства не станок и не порт, а просто текстовый редактор. В итоге при желании получить текст с программой обработки, у меня открывался текстовый редактор с полным кодом. Оставалось тупо сохранить как… Кинематика для модели мельницы
Конечно немного приходится и ручками подредактировать некоторые моменты. но это не критично и занимает минут 5 всего.

Кинематика для модели мельницы
С программным обеспечением закончил. Вырезал нужные детальки. Ниже покажу немного картинок.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Теперь можно начинать сборку. Для сборки составных шестеренок, что бы выдержать концентричность при сборке, заранее заложил монтажные отверстия 2 мм. При сборке легко отцентровать с помощью простых зубочисток. Так же достал старые запасы мелких инструментальных подшипников. Сгодятся!

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Ниже покажу процесс сборки. Фотки будут в хаотичном порядке, но это не помешает понять суть.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
В одной из деталей (будущая крыша башни) я сделал дополнительные вырезы. Это нужно для установки опорных роликов на нужном радиусе от центра. Дело в том что в качестве осей для шестеренок я использовал обычные винты М3. И что бы подшипники не попадали на головки винтов, есть возможность смещения роликов.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Ну и окончательные фотографии механизма. Повторяю, это только малая часть работы.

Кинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницыКинематика для модели мельницы
Всем добра!!!

Кинематика для модели мельницы
+

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.