Ребилд маленького китайца.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Ребилд маленького китайца.

Сообщение T-Duke » 03 окт 2019, 18:44

Вот в очередной раз обзавелся маленьким китайским настольным токарным. И снова это Proma SM300E - один из множества клонов китайского родоначальника Sieg C2 Mini Lathe. Этот станок подкупает тем, что его можно смело брать в квартиру, чтобы не бегать по мелочам в гараж/мастерскую/работу. С мелочевкой такие станки даже во варианте из магазина, справляются удовлетворительно, а после рукоприкладства, спокойно могут работать и с большими (для своего размера) диаметрами - 60-80мм.

Стремился взять станок так сказать в первозданном виде, как идет из магазина, но не получилось, жалко отдавать почти кило баксов за новый станок, который все равно основательно нужно доводить до ума. Поэтому взял станок с рук, ко которому в небольшой степени уже прикладывал руки прежний хозяин. И к сожалению уже заменил родные шариковые подшипники шпинделя на конические роликовые, так что продемонстрировать разницу уже не получится. Разве что специально для эксперимента вернуть штатные подшипники.

Намедни вечерком забрал малыша из ТК, сразу разложил на части, почистил слегка осмотрел косяки. Сейчас чтобы было представление примерил к рабочему столу, как раз в самый раз:

IMG_20191003_112046.jpg
IMG_20191003_204952.jpg



Но перед тем как перейти к новому станку, немного истории.

Прежний станок обитал в отдельной мастерской, занимал целый советский еще "офисный" стол. Был посажен на основание из швеллера, которое все время хотел поменять на более жесткое из профильной трубы, но так и не дошли руки. На том станке по сути учился токарить, ибо только имея хлипкий станок, по настоящему начинаешь постигать все нюансы, учишься затачивать резцы, понимаешь почему начинает дробить, почему пролетаешь диаметр, и т.п. Особо жесткую школу походишь на таких станках, когда пытаешься нарезать резьбу, да еще крупного шага. В общем на таких станках становишься не только токарем, но и инженером-станкостроителем :crazy: Вот так, когда-то выглядел мой прежний маленький китаец:
IMAG0368.jpg
и даже так :crazy:
IMAG0331.jpg
IMAG0281.jpg


Станок работал, после доработок, шабровки салазок, делал всякую работу, включая тяжелую, от которой обычный стоковый станок сразу загнется. И проточка больших диаметров 60-80мм и обточка квадратов с резанием на удар, при диагонали квадрата под 100мм и проточка подкаленных прутков и выполнение посадок и даже горизонтально-расточные и фрезерные операции. Вот сохранились некоторые фото заготовок, которые обрабатывал мелкий китаец:

Bearing_1.jpg
Bearing_2.jpg
Bearing_3.jpg
Bearing_4.jpg
Bearing_5.jpg

Обточка_40мм_квадрата_ст45.jpg
Обточка_40мм_квадрата_ст45_1.jpg
Обточка_шестерни.jpg
Обточка_большого_квадрата.jpg
Расточка_жирной_втулки.jpg
Расточенный_большой_квадрат.jpg


Но такие работы требовали жертв. Пришлось в контроллере станка, выкрутить ограничение тока на максимум, чтобы станок обеспечивал хоть какой-то съем на больших диаметрах. И это все не прошло даром для слабенького привода станка. Двигатель долго протестовал, сначала появился запах перегретого лака, затем потихоньку начало попахивать дымком. И однажды на проточке длинной толстой каленой шпильки, двигатель благополучно крякнул.

Все это привело сначала к установке однофазного асинхронника от сверлилки:
IMAG0146.jpg
IMAG0148.jpg


Работало хорошо, но отсутствие регулировки оборотов сильно мешало. На малых диаметрах точило сносно, на больших стружка фиолетовая или вообще черная. Ясно что требовался регулируемый привод. Да и дополнительная ступень редукции оборотов просилась. И это все было таки воплощено и вылилось вот в такое извращение:

IMAG0298.jpg
IMAG0299.jpg
IMAG0308.jpg
:crazy: :crazy: :crazy:

С учетом опыта прошлых лет, хочу сделать компромисс - улучшить силовые возможности станка, но сохранить при этом компактность. Поэтому планирую добавить несколько дополнительных ступеней редукции оборотов,
двигатель пока сохранить штатный, но радикально решить вопрос с его охлаждением. В общем планируется доработка и доводка станка, установка его на жесткое основание, но все хочется сделать так, чтобы не сильно выйти за массогабаритные лимиты. Так чтобы станок можно было достать из шкафа, в одно лицо водрузить на стол, а потом так же легко снять со стола и убрать в шкаф. Поэтому планируемая прибавка к весу станка - не более 10кг.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

SAIHO
Реальное имя: Сергей
Откуда: Ейск

Ребилд маленького китайца.

Сообщение SAIHO » 03 окт 2019, 23:12

С приобретением! Буду болеть за вас. Можно несколько вопросов?

Proma SM300E имеет какие-то преимущества по сравнению с Кратон MML-01, который переделывал SID? Во всяком случае, при той же массе двигатель там стоит 500-550 Вт.

Очень жесткие ограничения по массе. Как планируете раскидать эти 10кг по доработкам? Гипероснование отпадает? Импланты?
Демократия не должна нарушать границы компетентности.

Аватара пользователя
fox_count
Реальное имя: Леха
Откуда: СПб

Ребилд маленького китайца.

Сообщение fox_count » 04 окт 2019, 04:59

SAIHO писал(а):Источник цитаты Proma SM300E имеет какие-то преимущества по сравнению с Кратон MML-01, который переделывал SID?

ИМХО. Нет. Не имеет. В этой линейке вообще нет никакой разницы между "производителями" для станков поставляемых в Mother Russia и иже с ней. Разница может быть только у конкретных экземпляров станков и заключается она в размерах косяков каждого конкретного экземпляра. Разница так же есть в станках которые шли в США. Там по понятным причинам и винты все дюймовые и коробки передач в голове нет, привод сразу на шпиндель и мотор мощнее, но это не точно.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Ребилд маленького китайца.

Сообщение T-Duke » 04 окт 2019, 09:58

SAIHO писал(а):Источник цитатыС приобретением! Буду болеть за вас. Proma SM300E имеет какие-то преимущества по сравнению с Кратон MML-01, который переделывал SID?
Благодарю) Как выше сказал Алексей - все морковки с одного огорода. Косяки есть везде. Однако все же есть разница. Во первых посадки подшипников. Читал темы-ужастики где на Ковретах 401 подшипники шпинделя болтались в корпусе ПБ, в самой ПБ была горсть литейной земли и т. п.. Ничего подобного здесь. Подшипники посажены по уму. Как шпинделя так и промежуточного вала. ПБ внутри чистая. И самое главное то, что шестерни изготовлены из полиоксиметилена POM (он же полиацеталь). На многих других клонах шестерни изготавливались из другого пластика и часто ломались. У меня без проблем работали на тяжелых режимах. На последних фото из первого поста можно видеть последний вариант доработки, который увеличил в 4 раза крутящий момент на шпинделе. Станок начал хорошо работать на больших диаметрах. При этом работал часто на удар, превращая квадратные заготовки в круглые. И это все на пластиковых полиацеталевых шестернях. Но если смотреть в общем, то как говорит Алексей - станки отличаются только тем для кого они делаются. Если заказывают наши барыги, то они берут чем подешевле. Вот и едут к нам покрашенные в желтый цвет корветы, в синий - кратоны и т.д. А по сути детали этих станков - отбраковка от тех, которые не взяли в штаты или в ЕС.

SAIHO писал(а):Источник цитаты Очень жесткие ограничения по массе. Как планируете раскидать эти 10кг по доработкам? Гипероснование отпадает? Импланты?
Да нет, как раз можно уложиться. Основание много не возьмет, импланты тоже. Если делать основание из трубы 100х50, то получим около 5 кг. Это я отсек варианты с тяжеленными асинхронниками. Пока штатный двигатель, а потом планирую бесколлекторник.

SAIHO писал(а):Источник цитаты Во всяком случае, при той же массе двигатель там стоит 500-550 Вт.
А вот здесь нужно скептически смотреть на все. Возможно это просто написано на заборе. А реальные ватты не выше чем у других. Из двух одинаковых двигателей, собранных по одинаковой технологии, можно выжать примерно те же параметры. Или на кратонах двигатель увесистее, или же китайцы, скорее торгаши - наврали.

ЗЫ
Немного о терминологии. У токарных станков нет конструктивного основания, они ставятся на какое-то основание. Поэтому установка станины токарного на пофильную трубу является установкой на основание. У фрезерных станков уже есть основание - то на чем держится координатный стол. Если основание фрезера кладем на другое основание, тогда я это называю гипероснованием. То есть основание основания. Можно бы назвать супероснованием по буржуйски superbase, но чтобы подчеркнуть то, что основание на которое кладется основание фрезера должно быть еще и существенно жестче, применил термин гипероснование :)
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Ребилд маленького китайца.

Сообщение T-Duke » 04 окт 2019, 11:33

О штатном двигателе станка.

В таких станках используются коллекторные ДПТ на ферритовых магнитах, которые в принципе неплохо работают и обеспечивают регулируемый привод станка при минимальной стоимости решения. Однако есть один недостаток. Кроется он в охлаждении двигателя. Охлаждение конструктивно предусмотрено через несколько небольших отверстий на передней и задней крышках двигателя. А продувкой воздуха через двигатель занимается крыльчатка установленная на валу:
IMG_20191004_131515.jpg
IMG_20191004_131525.jpg


Сделаем простые прикидки.
Общая площадь отверстий охлаждения примерно 6 квадратных сантиметров, что довольно мало. Сопротивление обмотки якоря двигателя 15 Ом. При номинальной мощности 300Вт, которая развивается на максимальных оборотах, ток двигателя составит примерно 1А. Джоулева мощность нагрева обмотки при этом составит 15Вт. Если пренебречь потерями в стали, то на штатной мощности от двигателя нужно отводить 15Вт тепла. Если грубо перевести это в расход охлаждающего воздуха, с разницей температур 20 градусов, то через двигатель должно продуваться 0.75 грамма воздуха за секунду. Это 0.6л/с. В принципе не много. 600см3/6см2 = 100см/с. То есть скорость продуваемого потока должна составлять величину как минимум 1 метр в секунду.

Крыльчатка установленная на валу двигателя начинает более-менее эффективно работать на половине номинальных оборотов. Максимальная эффективность крыльчатки достигается на максимальных оборотах двигателя. Таким образом, подобная конструкция охлаждения или заставляет постоянно работать в режиме около максимальных оборотов, или же допускать ухудшение охлаждения двигателя. Следует отметить, что 15Вт в принципе это немного. Даже при плохом обдуве, тепло якоря сможет отводиться не только через прокачку воздуха но и через конвекцию в зазоре и дальше в корпус двигателя. То есть ухудшение охлаждения при штатном крутящем моменте не критично, просто поменяется преимущественный механизм охлаждения из продувки в отдачу тепла через корпус двигателя, двигатель прогреется, но ничего страшного не произойдет. Так что в режиме штатных нагрузок двигателя по крутящему моменту, можно наплевать на плохое охлаждение на низах.

Двигатель форсированный по крутящему моменту.

А вот здесь начинаются все проблемы. Допустим мы захотим поднять крутящий момент в два раза. Регулятор оборотов двигателя позволяет этот сделать. Чтобы увеличить крутящий момент нужно увеличить ток протекающий через обмотку якоря двигателя. Прикинем что же получится. Увеличение тока якоря с 1 до 2А, в четыре раза увеличит количество тепла, выделяемого в обмотке якоря, вследствие квадратичной зависимости выделяемого на сопротивлении тепла от величины протекающего тока, о чем сообщили миру ученые мужи Джоуль и Ленц.

Таким образом форсирование двигателя по крутящему моменту в 2 раза увеличивает мощность нагрева двигателя с 15 до 60Вт :crazy: А это уже не шуточки. 15Вт еще можно худо-бедно рассеять даже при отсутствии крыльчатки на валу двигателя, естественной конвекцией через зазор между якорем и статором, внутри двигателя . Но вот 60Вт это уже слишком много. Допустим 15Вт двигатель сам может рассеять даже без продувки воздухом. Но если не отводить от двигателя оставшиеся 45Вт тепловой мощности, температура обмотки якоря начнет неизбежно повышаться и только вопрос времени когда обмотка сгорит.
И это речь идет только о двукратном форсировании. Если же поднять ток в 3 раза, то придется связываться с отводом уже 135Вт тепловой мощности от двигателя. Правда в таком случае, номинальная мощность на полных оборотах составит почти киловатт. Но при этом нужно гарантированно отводить минимум 120Вт тепла. И это нужно делать интенсивной прокачкой воздуха через мидель двигателя.

Таким образом становится понятно, что для того, чтобы форсированный двигатель надежно работал во всем диапазоне оборотов, нужно независимое от оборотов ротора принудительное охлаждение двигателя. Другими словами, нужно ставить дополнительный хороший вентилятор. Который будет продувать через двигатель, достаточное количество воздуха, для эффективного охлаждения обмотки ротора.

Так случилось, что у меня завалялся вентилятор подходящего размера, а именно осевой 80мм вентилятор мощностью 2.5Вт:
IMG_20191004_140049.jpg
IMG_20191004_140107.jpg


Осевые вентиляторы без применения специальных мер, являются вентиляторами высокого расхода воздуха, но низкого давления. Другими словами они могут прокачать много воздуха, но давление создают маленькое, и если на пути потока встречается существенное сопротивление, тогда это создает большие проблемы для осевых вентиляторов. Несколько лучше в этом плане центробежные вентиляторы. Они могут создавать существенно большее давление на выходе. Но требуют более высоких оборотов. И кроме того у меня нет в наличии хорошего центробежного вентилятора.

Проблема согласования осевых вентиляторов с каналами высокого сопротивления решается или установкой последовательно нескольких вентиляторов, желательно вращающихся в противоположные стороны, или же применением лопаточных решеток профилей - направляющих, спрямляющих аппаратов, или комбинация обоих методов.

Полностью согласовать большую проходную площадь вентилятора с меленьким сечением вентиляционных отверстий двигателя не получится - слишком большая разница. Но можно попытаться сделать лучшее из того, что возможно сделать. Как минимум нужно изготовить согласующий фланец имеющий форму диффузора. И очень желательно добавить несколько направляющих лопаток, поворачивающих входной поток воздуха, против направления вращения вентилятора.

Был сконструирован и изготовлен входной направляющий аппарат во виде переходного фланца от задней части двигателя к осевому вентилятору, с криволинейной образующей диффузора и направляющими лопатками:
Входной направляющий аппарат.png
IMG_20191004_140145.jpg
IMG_20191004_140137.jpg


Как освобожусь вечером, планирую провести испытания эффективности продувки воздуха штатным вентилятором двигателя, при работе двигателя от 50В (это примерно 20% от максимальных оборотов) и принудительной продувки с помощью осевого вентилятора. Проверять планирую с помощью зажженной спички, по втягиванию язычка пламени во входное отверстие вентиляции двигателя.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
L0ki
Реальное имя: Женя

Ребилд маленького китайца.

Сообщение L0ki » 04 окт 2019, 14:41

Imho для полного счастья сюда бы еще "электронную гитару", DRO и QCTP
чукча - не писатель, чукча - читатель.
Аднака.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Ребилд маленького китайца.

Сообщение T-Duke » 04 окт 2019, 15:07

Разумеется. Все по очереди, электроника в самом конце. Сначала хочу разобраться с механикой, потом быстросменка, потом уже подачи и резьбы.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
L0ki
Реальное имя: Женя

Ребилд маленького китайца.

Сообщение L0ki » 04 окт 2019, 15:38

Ну и :? наверное это уже :oops: из маниловщины будет
- тормоз на шпиндель с электромагнитными муфтами - чтоб минимальный выбег был,
для комфортного резанья резьб "в упор".
чукча - не писатель, чукча - читатель.
Аднака.

SAIHO
Реальное имя: Сергей
Откуда: Ейск

Ребилд маленького китайца.

Сообщение SAIHO » 04 окт 2019, 16:04

T-Duke писал(а):Источник цитаты Полностью согласовать большую проходную площадь вентилятора с меленьким сечением вентиляционных отверстий двигателя не получится - слишком большая разница.

Боюсь все несколько хуже. Насколько представляю себе коллекторный двигатель, узким местом будут не вентиляционные отверстия, а малый зазор между ротором и статором. Бывает конечно что на меди сэкономят и между полюсами ротора есть приличные просветы, но чаще они совсем небольшие. Да еще и длинные. Скорее всего, потому и сделали такие отверстия в крышках, что увеличивать их не имеет смысла. Впрочем, нужно просто заглянуть в двигатель и все станет ясно.

Опять же, насколько знаю, направляющие лопасти даже теоретически не позволяют поднять давление больше чем в полтора раза. Реально значительно меньше. Поэтому на ветряках их и не используют профессионалы. Скорее всего придется поискать другое решение.

Центробежный мне не нравится высокими оборотами и шумом. Проще наверное поставить несколько обычных последовательно. А чтобы действовать не вслепую, попробуйте измерить падение давления на двигателе и расход воздуха. Первое U-образной трубкой с водой (гибкой), а чтобы измерить второе наверное придется скотчем прилепить к двигателю (на выходе воздуха) кусок пластиковой трубы не меньше метра (чтобы поток ламинаризовался) и уже на выходе из трубы измерить его скорость. Зная сопротивление двигателя воздушному потоку, можно будет осмысленно подобрать решение для вентилятора.
Демократия не должна нарушать границы компетентности.

Аватара пользователя
Автор темы
T-Duke

Ребилд маленького китайца.

Сообщение T-Duke » 04 окт 2019, 16:53

Ваши опасения преждевременны :) В коллекторных двигателях есть достаточно места для потока воздуха. Это зазоры между полюсами магнитов статора. Основной поток воздуха проходит там, а ротор уже охлаждается пробегая через эти места и частично вовлекая поток свежего воздуха в магнитный зазор. Да и между зубцами ротора тоже хватает небольших просветов, в месте где текстолитовые замки закрывают обмотку. Кроме того эти небольшие углубления способствуют захвату и перемешиванию вращающимся ротором, воздуха идущего в межполюсных каналах.
SAIHO писал(а):Источник цитаты Впрочем, нужно просто заглянуть в двигатель и все станет ясно.
Разумеется:
IMG_20191004_191455.jpg
заодно проинспектировал состояние щеток
IMG_20191004_192037.jpg


SAIHO писал(а):Источник цитаты Опять же, насколько знаю, направляющие лопасти даже теоретически не позволяют поднять давление больше чем в полтора раза. Реально значительно меньше.
В свое время плотно интересовался теорией газотурбинных двигателей и могу поправить, - степень повышения давления в одной ступени осевого компрессора 1.2 -1.3 раза, больше не делают из-за падения КПД. А ступень - это лопатки статора и лопатки ротора. Для максимального КПД работу сжатия разделяют между ними поровну. Поэтому сжатие происходит как между лопатками рабочего колеса, так и между лопатками направляющего аппарата. В нашем же случае говорить о сжатии между лопастями вентилятора можно с большой натяжкой. Основная работа по сжатию может быть выполнена в НА статора компрессора. Кстати он уже допечатался:
НА.png
IMG_20191004_194015.jpg


SAIHO писал(а):Источник цитаты Поэтому на ветряках их и не используют профессионалы. Скорее всего придется поискать другое решение.

Что вы, не нужно поспешных выводов :) Профессионалы как раз используют почти сто лет уже в газотурбинных двигателях, в многоступенчатых осевых компрессорах, где степень сжатия легко может достигать 16 раз. Много ступеней, но сжатие хорошее и КПД выше чем у других типов компрессоров с большими расходами. Ветряки это неудачное сравнение. Ветряк, как говорят газотурбинщики - это ступень скорости, а не ступень давления.

Кроме того здесь не требуется таких высоких давлений. По грубым прикидкам достаточно будет перепада в 2 десятых атмосферы, чтобы создать хороший поток воздуха через двигатель.

Не, ну если бы очень нужно было, можно было бы спроектировать 3-х ступенчатый осевой компрессор и распечатать его. Но он уже даст степень сжатия около 2 раз, а это много, да и потребует отдельного привода, термостойкого пластика да и вообще это избыточно для моих целей. Но для интереса ради можно попробовать. Адиабатическое, вернее политропическое сжатие в 2 раза, думаю хороший пластик выдержит, не потеряв прочности от нагрева.

SAIHO писал(а):Источник цитаты Проще наверное поставить несколько обычных последовательно.

Так и планируется, но не просто друг за другом, а с направляющими аппаратами. Думаю ограничиться двумя вентиляторами по 2.5Вт.

SAIHO писал(а):Источник цитаты А чтобы действовать не вслепую, попробуйте измерить падение давления на двигателе и расход воздуха.
Разумеется мне как физику известно о водяном столбе ;) Но все это на потом, пока субъективные оценки. А когда появится время, можно будет и провести измерения.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.


Вернуться в «Токарные»