Понедельник, 17.06.2024, 14:08

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
«Выделите орфографическую ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter»

  • Страница 1 из 1
  • 1
Часы из бумаги
nothingsДата: Понедельник, 03.06.2024, 06:30 | Сообщение # 1
Группа: Мастера
Сообщений: 486
Репутация: 1740
Награды: 2
Статус: Offline
Доброго всем времени суток.
Как-то несколько лет назад мне попались на глаза тут на сайте пара сборок настенных часов, и сама идея мне очень зашла, но т.к. мне такую большую модель некуда пристроить, я тогда подумал а можно ли сделать действующую модель часов поменьше.
И вот где-то в 2017-м у меня был первый этап изучения вопроса. В бумажном исполнении мне показалось что самыми сложными будут спусковой механизм (т.к. он должен быть довольно точно сделан), основная пружина (должна обеспечивать относительно большое усилие чтобы приводить в движение спусковой механизм и маятник), и "передаточный" механизм, т.к. это несколько последовательных пар зубчатых колёс повышающих скорость вращения, и на каждой паре пропорционально уменьшается усилие которое вращает следующую пару.
Первым делом я решил протестить можно ли сделать самую сложную на мой взгляд часть - спусковой механизм. И недолго думая, нашел какой-то чертеж, сделал на его основе прототип мелкого размера, и он (естественно) не заработал, поэтому я тогда в принципе забросил всю идею.
Однако прошлой осенью я решил еще раз попробовать, и начал с того что погуглил какие в принципе бывают спусковые механизмы. Оказалось что их довольно много, и тот что я выбрал изначально (lever, или рычажный) изобрели одним из самых последних, и он один из самых требовательных к точности исполнения. А кроме него есть еще около десятка других (вот тут есть анимации https://www.abbeyclock.com/escapement.html ), и я начал экспериментировать. За несколько месяцев попробовал сделать 6 разных типов бумажных спусковых механизмов - detent, или хронометр; цилиндрический; дуплексный(а также его упрощенную версию с одним колесом); verge, или шпиндельный; рычажный:


Также экспериментировал с различными зубчатыми колёсами, об этом чуть позже:


Пытался расчитывать период колебаний маятника и экспериментировал с разными спиралями (hair-spring), и даже сделал небольшое приспособление для навивки такой маленькой пружины шириной 0.5 или 1мм:


По результатам всего вышеописанного, самым перспективным показался дуплексный спусковой механизм, и я на его основе попытался запилить что-то уже более-менее похожее на часы. Снова озадачился размерами модели, и так прикинул что минимальный корпус в который я смогу впихнуть механизм будет где-то 5 см в диаметре и 1.5см толщиной.
Кстати в ходе изучения вопроса оказалось что есть вполне себе серийные "наручные" часы 7см в диаметре, а самые большие вроде 9см, и весят что-то около полкило smile Сложно конечно представить как такое носить на руке, скорее для рекорда делали.
В общем попытался сваять модель вот по такому "чертёжику", тут попытался сразу все компоненты учесть, включая механизм подзавода, регулировки спирали, доп. шестерни для часовой/минутной стрелок и т.д.:


После того как по этой схеме сделал маятник, спусковой механизм и пару зубчатых колёс, обнаружилось что не очень-то эти колёса хотят вращаться. Покопался еще в инете, и выяснил что вроде как в таких передаточных механизмах для часов используют шестерни не с эвольвентным контуром зубьев (на рисунки ниже слева), а с циклоидальным (вроде так называется, на рисунке справа):


С таким профилем действительно дело пошло получше, переделал три колеса:


с ними даже иногда удавалось добиться цикличной работы спускового механизма, но работало это всё только "от руки", и усилие нужно было довольно большое, соответственно когда доделал основную пружину с механизмом подзавода, её усилия не хватало от слова совсем.
Тогда во второй раз подумал что все-таки сделать автономно работающую модель наверное не выйдет, либо нужно будет увеличивать размеры, например до настольных часов, типа будильника. Но как-то после пересмотра спусковых механизмов нашел еще один вид - называется pin-pallet, или упрощенный рычажный. Там импульсы передаются не только когда маятник закручивает спираль (как в дуплексном), но и на "обратном" ходе, т.е. эффективность вроде как выше должна быть, а изготовление попроще чем у обычного рычажного.
Короче, решил попробовать запилить такой, и переюзать всё что можно готовое, поэтому встроил кое-как рычаг в "изогнутом" виде в существующую схему, и конечно зубчатое колесо и маятник пришлось переделать. Также, у циклоидальных колёс общий диаметр получается немного больше по сравнению с такими же парами эвольвентных, поэтому кое-где они цепляли за корпус, и пришлось его немного покромсать местами.
Составляющие механизма выглядели так:


И вот так в "полусобранном" виде (без "крышки"):


И хоть в целом ситуация немного улучшилась (при полном заводе пружины несколько "тиков" можно было добиться), это явно не похоже на действующую модель. Поэтому я решил перепроектировать с учетом текущих результатов всю схему, и пересобрать "с нуля", уже с обычным видом рычага и "адаптированными" размерами зубчатых колёс. Также поменял механизм подзавода, т.к. в предыдущем "заводная" шестерня не выдержала нагрузок и несколько зубьев сломались.
Обновленный "чертёж":


И уже есть детали для нового корпуса, начало "очередной главы эпопеи":


Далее нужно пилить механизмы и надеятся что обновленная схема все-таки окажется получше, либо надо будет уже все-таки настольные часы пилить, ну или никакие )
Прикрепления: 1712163.jpg (236.7 Kb) · 6772692.jpg (329.9 Kb) · 7702881.jpg (265.0 Kb) · 0657599.png (158.4 Kb) · 4107253.jpg (49.0 Kb) · 2027875.jpg (108.9 Kb) · 0198201.jpg (268.6 Kb) · 9092320.jpg (216.9 Kb) · 1649001.png (195.3 Kb) · 7530343.jpg (557.6 Kb)


Коллекция моих моделей

Сообщение отредактировал nothings - Понедельник, 03.06.2024, 06:42
 
Kirill102Дата: Понедельник, 03.06.2024, 09:09 | Сообщение # 2
Группа: Опытные
Сообщений: 880
Репутация: 10713
Награды: 0
Статус: Offline
Прочитал с удовольствием. Инженерия высшего уровня, не смотри что из бумаги!
Наблюдаю и верю в успех!
 
belikДата: Вторник, 04.06.2024, 04:11 | Сообщение # 3
Группа: Мастера
Сообщений: 2756
Репутация: 537
Награды: 2
Статус: Offline
Цитата nothings ()
с циклоидальным (вроде так называется, на рисунке справа):

Это назвается коррегирование зубчатой передачи. При количестве зубьев в шестерне меньше 17 происходит "упор" вершины зуба в основание "ответного" зуба. Появляется так называемое "подрезание". Если не изменять профиль зубьев как ты показал, происходит заклинивание шестерён.
О блин, не зря вникал в теоретическую механику и детали машин. biggrin
Хоть и было это 30 лет назад.
Удачи в построении "машины времени".


Тот, что в центре, это я.
Мы не ищем лёгких путей.
Да пребудет с Вами СИЛА.
Отец Героин. Нас уже немного больше.
https://only-paper.ru/forum/70-6765-1
 
DimkazzДата: Среда, 05.06.2024, 05:55 | Сообщение # 4
Группа: Пользователи
Сообщений: 830
Репутация: -10
Награды: 0
Статус: Offline
nothings, Моё Уважение! Точность и аккуратность! Сам попытался сделать редуктор соосного винта для Spitfire F.Mk.21 Contraprop из картона  всего 3 шестерни и понял, что микроскоп уже не поможет ибо"лапки"((( По-белому завидую!

Chance Vought F4U-4 Corsair (Перекрас)

[url=https://only-paper.ru/forum/94-28500-1#682435Chance Vought F4U-4B Corsair (Перекрас)[/url]
 
nothingsДата: Пятница, 07.06.2024, 19:53 | Сообщение # 5
Группа: Мастера
Сообщений: 486
Репутация: 1740
Награды: 2
Статус: Offline
Kirill102belikDimkazz, спасибо!
belik, я конечно в таких тонкостях теории не силен ) мне скорее на вид изначально показалось что эвольвентные шестерни "как-то не так" выглядят по сравнению с теми что я видел в часах, после этого и стал искать как их переделывать
Dimkazz, у меня к сожалению и точность и аккуратность не совсем на "часовом" уровне, стараюсь только делать чтобы допуски в пределах работоспособности были. И кстати использую увеличение - не микроскоп, а полусамодельного франкенштейна (т.н. "третья рука" + самодельная подставка с линзой), кратность хз какая, может x3, но вырезать мелкие детали так сильно удобнее:
  

Шо имеем по прогрессу:
Начал с механизма подзавода - это сама ручка которую нужно будет крутить, с шестернёй, она будет вращать малую шестерню, которая уже будет вращать барабан с осн. пружиной:


собсно сама эта "малая шестерня" с осью:
  

стопор(или храповик) для этой шестерни, чтобы она вращалась только в одном направлении. Он крепится на бумажную полоску к корпусу, пока пружин никаких не делаю, надеюсь и без них будет работать:


И барабан с основной пружиной и зубчатыми колесами для подзавода и передачи вращения уже на первое колесо:
      
Прикрепления: 8349857.jpg (77.7 Kb) · 1899260.jpg (105.4 Kb) · 8992264.jpg (79.1 Kb) · 5045717.jpg (52.9 Kb) · 8435059.jpg (32.9 Kb) · 5695935.jpg (27.2 Kb) · 0275736.jpg (74.9 Kb) · 1091396.jpg (213.3 Kb) · 8272948.jpg (58.4 Kb) · 2972697.jpg (43.3 Kb)


Коллекция моих моделей

Сообщение отредактировал nothings - Пятница, 07.06.2024, 19:57
 
alexlutДата: Пятница, 07.06.2024, 20:04 | Сообщение # 6
Группа: Мастера
Сообщений: 4711
Репутация: 2846
Награды: 2
Статус: Offline
nothings, много лет слежу за твоим творчеством, и хочу заметить: ты реально больной! И хочу пожелать: не выздоравливай! Мир жив, пока есть ты и подобные тебе! Дайбо здоровья! Браво!

Быстро, качественно и недорого — из этих трех вещей вы можете выбрать любые две.
 
RadaДата: Суббота, 08.06.2024, 01:19 | Сообщение # 7
Группа: Мастера
Сообщений: 479
Репутация: 22276
Награды: 3
Статус: Offline
nothings, я удивляюсь, как Вам приходят такие идеи smile и даже не сомневаюсь что в вашем исполнении и эта конструкция заработает. И всё думаю - что будет следующее? А Вы не перестаёте удивлять)))

Визитная карточка
Пусть у вас всё будет хорошо https://www.youtube.com/watch?v=TYK3uECr3hg
 
nothingsДата: Воскресенье, 09.06.2024, 21:27 | Сообщение # 8
Группа: Мастера
Сообщений: 486
Репутация: 1740
Награды: 2
Статус: Offline
alexlutRada, спасибо! Есть, есть еще куда "болеть" :





По модели дела следующие - решил дать шанс лазерному граверу, чтобы сэкономить немного времени/здоровья, ибо на изготовление одного колеса например с 40 зубцами и толщиной 0.5мм нужно вырубить 4 заготовки, и в каждой заготовке на каждый зубец минимум 5 надрезов, плюс центральные отверстия, плюс вырезы для "спиц" - всего под тысячу микроопераций.
С лазером конечно тоже свои нюансы - нужно готовить файлы в спец. формате, настраивать фокус, следить за ходом процесса, да и толщина реза великовата, диаметр сфокусированного "пятна" заявлен 0.05мм, но при резке на офиске 80г/м2 лучшее чего я добился (когда и не пережигается бумага, но и деталь практически вырезана) это что-то около 0.1 - 0.15мм :


мелкие шестерни таким образом у меня не получилось сделать, слишком тонкие зубцы, пережигаются даже при уменьшенной мощности:


Может быть дорогим CO2 лазером можно было бы получше вырезать (хотя я помню как-то заказывал резку на CO2 лазере, и там толщина реза тоже далеко не нулевая была), но в принципе для вырезания больших колёс где больше всего зубьев более-менее получилось гравер заюзать. Вот пример колеса вырезанного лазером (слева), и вручную (справа):


Видно что в некоторых моментах, видимо когда движение "по диагонали" идет, т.е. оба сервомотора работают, может как-то резонируют, линия становится "плавающей". Я пробовал и скорость резки снижать - не особо помогает. Но по итогу это нивелируется, т.к. далее 4 таких заготовки склеиваются воедино, и потом дорабатываются суперточным швейцарским инструментом (пилкой для ногтей за 1 бакс smile и шлифшкуркой)
Маленькие же шестерни приходится пилить вручную, примерно так выглядит процесс:


В итоге, собраны первое


второе
  

и третье
  

колёса.
Занятно, что по-английски второе колесо это "second wheel", что также можно перевести как "секундное колесо", а оно как раз по идее должно оборот за минуту делать, т.е. на нём бы хорошо разместилась секундная стрелка ) Название секунд конечно не от этого пошло, но факт забавный
Прикрепления: 4582416.jpg (150.4 Kb) · 1720816.jpg (83.2 Kb) · 7057677.jpg (319.1 Kb) · 3425203.jpg (361.5 Kb) · 0821557.jpg (266.0 Kb) · 5039875.jpg (160.7 Kb) · 5382797.jpg (542.8 Kb) · 6702014.jpg (186.7 Kb) · 2100805.jpg (245.4 Kb)


Коллекция моих моделей

Сообщение отредактировал nothings - Воскресенье, 09.06.2024, 22:44
 
alexlutДата: Понедельник, 10.06.2024, 01:38 | Сообщение # 9
Группа: Мастера
Сообщений: 4711
Репутация: 2846
Награды: 2
Статус: Offline
Стало интересно. Почитал за этимологию слова секунда. Оказывается, это "вторая маленькая часть часа". А "первая маленькая часть" - это минута. От такая от популярная латынь для престарелых школьников... Спасибо!

Быстро, качественно и недорого — из этих трех вещей вы можете выбрать любые две.
 
nothingsДата: Среда, 12.06.2024, 04:08 | Сообщение # 10
Группа: Мастера
Сообщений: 486
Репутация: 1740
Награды: 2
Статус: Offline
Небольшое (но дико важное как показывает практика) обновление - части спускового механизма, а именно, само спусковое (или анкерное) колесо:
  

и вилка:
  

также нарублены полоски для скручивания "тела" будущего маятника:
Прикрепления: 2188669.jpg (254.0 Kb) · 2172260.jpg (139.6 Kb) · 5331874.jpg (271.2 Kb) · 3233929.jpg (183.2 Kb) · 7564507.jpg (154.1 Kb)


Коллекция моих моделей
 
alexlutДата: Среда, 12.06.2024, 20:04 | Сообщение # 11
Группа: Мастера
Сообщений: 4711
Репутация: 2846
Награды: 2
Статус: Offline
Цитата nothings ()
само спусковое (или анкерное) колесо

Ну все, есть чем делать тик-так. Теперь это не просто редуктор, а нормальный часовой механизм! Осталось маятник риегулирэн, и можно секундомер и бонбу прилаживать. Фих чем засекёшь.


Быстро, качественно и недорого — из этих трех вещей вы можете выбрать любые две.
 
belikДата: Четверг, 13.06.2024, 04:07 | Сообщение # 12
Группа: Мастера
Сообщений: 2756
Репутация: 537
Награды: 2
Статус: Offline
alexlut, д. Саня не пали контору.)))
nothings, удачи.


Тот, что в центре, это я.
Мы не ищем лёгких путей.
Да пребудет с Вами СИЛА.
Отец Героин. Нас уже немного больше.
https://only-paper.ru/forum/70-6765-1
 
DimkazzДата: Четверг, 13.06.2024, 16:52 | Сообщение # 13
Группа: Пользователи
Сообщений: 830
Репутация: -10
Награды: 0
Статус: Offline
alexlut,Картон пропитаный селитрой превращается, превращается...в ауенные шорты!)))

Chance Vought F4U-4 Corsair (Перекрас)

[url=https://only-paper.ru/forum/94-28500-1#682435Chance Vought F4U-4B Corsair (Перекрас)[/url]
 
nothingsДата: Суббота, 15.06.2024, 03:53 | Сообщение # 14
Группа: Мастера
Сообщений: 486
Репутация: 1740
Награды: 2
Статус: Offline
не-не, господа, не разбредаемся, тут субуго wink гражданская разработка

а по той разработке маем следующее: маховик маятника скручен в свою целевую цилиндрическую форму


для "волосковой пружины" (hairspring), или "спирали", собран эдакий "балкон", позволяющий регулировать угловое положение всего маятника (т.к. пружина бумажная, она деформируется от времени, влажности и т.д., с этим я уже в ходе прошлых испытаний намучился), а также регулировать немного длину спирали участвующей в колебаниях (в настоящих часах такое тоже есть, но там регулировка изначально более точная, поэтому сектор "подстройки" спирали меньший, у меня же почти полный оборот):
  

от так от "балкон" сидит в корпусе:


и от так от все компоненты выглядят если собрать всё в кучу:


Собсно выглядит (как по мне) довольно хорошо, а вот работает не очень. Во-первых, мощности основной пружины при полном заводе хватает буквально на несколько секунд работы, а во-вторых сама "работа" нестабильная, типа аритмии сердца. Сложновато сказать почему так, пытался в замедленном виде видос снимать чтобы разобраться, в общем предположение такое что из-за неточности исполнения штифты которые на вилке в крайних положениях вилки иногда попадают не на "стопорящую" поверхность спускового колеса (оранжевая на картинке ниже), а на "ударную" (выделена синим на картинке):


штош, будем думать...
Прикрепления: 6287201.jpg (200.1 Kb) · 0283101.jpg (463.1 Kb) · 6165593.jpg (264.2 Kb) · 7934350.jpg (278.5 Kb) · 7659916.jpg (552.5 Kb) · 6709826.png (71.2 Kb)


Коллекция моих моделей

Сообщение отредактировал nothings - Суббота, 15.06.2024, 03:54
 
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск: