Эта статья будет написана в режиме дневника, столь популярном нынче в интернете. Записи размещаются в календарном порядке, и позволят наблюдать за процессом создания нового изделия от начала до конца. Мне кажется, что так будет для вас еще интереснее.

Читать сначала >>>

06.08.2003

... Однако до макета дело так и не дошло. И вот почему.

Заказчик оказался дотошным и даже скрупулезным, и предложил такую схему работ, которая показалась мне впоследствии разумной. Поскольку я сразу сказал ему, что с металлом не работал, а строил все свои конструкции из дерева, и представляю себе конструктивные соединения пока только теоретически, мы решили сначала изготовить несколько типовых узлов. Конечно курс Елены Сергеевны Войт "Проектирование конструкций самолетов" не прошел для меня даром, но вот с практикой дело обстояло сложнее.

Собственно это и подвигло нас обоих к решению сначала изготовить несколько соединений, увидеть, как они будут смотреться в натуре и решить, принимаем мы их или ищем какое-нибудь другое решение.

Тут еще важно было то, что изделие является интерьерным объектом, и соответственно предъявляются повышенные требования к его внешнему виду. Отдельным вопросом является покрытие после изготовления - покраска, чем, как, или анодирование на заказ - есть масса различных решений и различной стоимости.

Поэтому я взялся за типовые узлы.

А какие узлы у нас являются типовыми? Перво-наперво это соединения рамы под углом в 90 градусов - Т-образные то есть. И я отправился на каширский рынок за алюминиевыми профилями, крепежом и чем-нибудь, что поможет произвести его Т-образность, уголки, косынки, накладные кронштейны.

Нашлось это всё не сразу, пришлось походить по рядам и пересмотреть кучу деталей. Беда в том, что большинство торговых точек предлагает совершеннейшую одинаковость. И найти именно то, что тебе нужно, весьма затруднительно.

Но удача сопутствовала мне, и я нашел то, что искал - двухметровую дюралюминиевую трубу (вернее, короб) сечением 25 на 40 мм, стальные уголки шириной 40 и 25 мм для стыковки короба по широкой и узкой граням и Т-образные стальные косынки с отверстиями под винты.

Всё это произошло еще в субботу, второго августа. Но собрать из этого первый узел у меня получилось только вчера вечером, потому что на моей основной работе (есть еще и такая) народ разошелся по отпускам, и большая часть их работы досталась мне.

Вчера же я собрал первый Т-образный узел. Выглядел он примерно вот так (за временным неимением цифрового фотоаппарата рисую в Corel PHOTO-PAINT):

Рис. 9. Т-образный узел собран. Положено начало большому делу.

В принципе собрать его оказалось делом совсем несложным, основные затраты времени пришлись на выравнивание отпиленного торца верхней детали. Производилось это о мелкую наждачную бумагу, вернее - "наждачную ткань", поскольку абразивный материал наклеен не на промокашку за 5 р., которая истирается в пять же секунд, а на хорошую тряпочку, и куплено её заранее метр на метр.

Опытным путем более-менее перпендикулярность была наведена, дело было за сверлением отверстий. И конечно с первого раза я несколько промахнулся, и Т-образная накладка легла с перекосом около миллиметра. Пришлось разбирать и думать, как сие исправить.

Решение пришло простое - рассверлить пошире отверстия в дюралевой трубе и свинтить узел заново, выровняв его уже в процессе свинчивания. Так и вышло. Узел удался наславу, перпендикулярный и строго геометричный.

Причем шесть шестимиллиметровых болтов прихватили это всё настолько жестко, что я начал подумывать... об облегчении конструкции. Одно дело, когда рама нарисована на бумаге и силовые линии прокладываются с запасом прочности, и совсем другое, когда прямо в руках уже живая такая железка, которая сама по себе тянет граммов на четыреста, и выдержит на изгиб - или как это правильно назвать, на "вылом" вертикального отрезка - килограмм 80 оно точно выдержит.

Но изменение конструкции я оставил на следующий раз. Пока этот узел нужно было покрасить, и дело было за краской.

31.07.2003

Однако заказчик воспринял "хитрость" без энтузиазма. Все-таки две регулировки удобнее чем одна, а уж как это дело реализовать и во сколько это выльется в итоге - дело проектировщика. А раз я тут за проектировщика - мне и решать эти проблемы.

В результате я решил оставить раму на четырех качалках, но панель устанавливать не непосредственно на нее, а на легкий подрамник, который крепится к раме. Винтовых регулировок в таком случае окажется две - одна отвечает за положение рамы по высоте, другая - за отклонение подрамника с панелью от вертикали.

Рис. 8. Итоговая конструкция выглядит так (для просмотра нужен плейер флэш-роликов).

Обратите внимание на противовес, расположенный на раме позади механизма. Он предусмотрен для того, чтобы вся конструкция не опрокидывалась вперед, и чтобы не пришлось из-за этого увеличивать базу платформы по оси Х.

Таким образом, конструкция нашла свое схемное воплощение.

Но перед тем, как переводить её "в металл", необходимо было изготовить натурный макет, чтобы заказчик смог оценить заранее в первую очередь эргономические особенности предложенной конфигурации, а я смог внести в схему изменения перед тем, как начинать пилить дюралевые профили.

Следующий раздел будет про то, как я строил макет.

29.07.2003

В принципе недостаток такой конструкции бросался в глаза сразу невооруженному глазу - торчащие вертикально трубы при боковом взгляде на экран попадали в поле зрения. Особенно это мешало при нижнем положении панели. Сначала я думал сделать трубы одинаковой высоты (передняя - высотой с заднюю), но потом мысленно укоротил переднюю, поскольку крепления рамы к трубам можно было расположить не прямоугольником, а треугольником - два крепления к задней трубе и одно - к передней (рис. 4). Прикинув перемещение панели, я понял, что ситуацию это не спасет.

Еще один недостаток крылся в скользящем движении по трубам. Здесь при небольшом перекосе конструкции легко ее заклинить, поскольку нужно, чтобы трубы стояли максимально параллельно друг к другу. То есть налицо повышенные требования к жесткости силовой рамы, а это повлечет за собой рост её веса, что тоже нехорошо.

Ок, решил я, тогда давайте думать в другую сторону. Поднимать и опускать можно же не только в поступательном движении, но и во вращательном...

Вращательное же перемещение в таких конструкциях обычно выполняется при помощи качалок.

Рис. 5. Пример организации перемещения объекта в пространстве при помощи качалок.

Но тут крылась одна трудность, для которой предстояло придумать, как ее обойти. Дело в том, что обеспечить независимое перемещение панели в двух направлениях (качание и поднимание) можно, сделав два независимых регулировочных механизма, и два механизма крепления, что ой как непросто.

И тут я решил немного схитрить.

Хитрость заключалась в следующем. Панель поворачивается от +20 до +65 градусов (+-20 от среднего положения в 45), так? А зачем? Понятное дело, что подняв её на высоту метра над полом, нет особой нужды разворачивать ее почти горизотально - как на нее в таком случае смотреть, стоя? И наоборот, прижав ее нижний край к полу и оставив вертикальной также смотреть на нее неудобно. Что же получается в итоге?

А получается то, что две степени свободы нам особо-то и не пригодятся в эксплуатации, а напротив, их можно свести в единое сложное, поступательно-вращательное движение, чтобы у пола панель разворачивалась в почти горизонтальное положение, а поднимаясь плавно принимало вертикальное.

Рис. 6. Траектория движения панели с одной степенью свободы.

Почему бы и нет - решил я, и начал придумывать для этого движения кинематическую схему. Получилось что нужно применить систему из четырех качалок, попарно присоединенных к раме, на которой устанавливается панель.

Рис. 7. Кинематическая схема перемещения панели по заданной траектории.

Соответственно, пара винт-гайка для такой конструкции нужна уже в единственном экземпляре, что также заметно упрощает конструкцию.

Вычертив всё это дело на миллиметровке в масштабе 1:5, я отправился на встречу с заказчиком.

28.07.2003

Ну что, пока вечерами определялся вопрос с конструкцией, день был потрачен на поиски того, из чего это всё можно было бы соорудить. А поскольку производство у меня не станочное, а наколенное, то и конструктивные особенности зачастую определяются найденными в продаже готовыми узлами, а не наоборот.

Поэтому путь мой лежал на каширский рынок, где в частности обнаружились металлические тонкостенные никелированные трубы, и множество навесных на них деталей - фитингов, фланцев, отводов и зажимов.

Рис. 2. Найденное на рынке выглядело примерно так (внизу - фланец, посередине - фитинг).

Это воодушевило меня примерно на следующую конструкцию. Берется деревянная платформа, которая ставится, естесственно, на четыре самоориентирующихся колеса. К ней крепятся вертикально четыре трубы, на которые навешивается рама с ТВ-панелью. То есть эта рама получает возможность перемещаться на требуемые 500 мм вверх-вниз, и производится это перемещение с помощью пары винт-гайка - на том же рынке обнаружены были длинные винты диаметром от 5 до 15 мм, видимо какие-то строительные стяжки.

Рис. 3. Конструкция, обеспечивающая вертикальное перемещение панели.

Далее нужно было решить вопрос с отклонением панели вокруг оси Z, проще говоря - по вертикали. Для этого я присмотрел пару латунных петель, которые одной половиной можно привинтить к раме, а другой - к подвижной части рамы, на которую и укладывается собственно панель. Отклонение же производить при помощи такой же винтовой пары, как и перемещение вверх-вниз всей рамы.

Рис. 4. Общий вид первого варианта конструкции (вспомогательные силовые элементы не показаны).

В принципе в качестве первого варианта такое устройство годилось. Недостатки у него я увидел почти сразу, но о них рассказ будет далее, когда вырисуется второй вариант подставки.

27.07.2003

Главное требование заказчика было обеспечить подвижность панели.

Во-первых, она должна поворачиваться вокруг горизонтальной оси (т.е. вверх-вниз), отклоняясь от нейтрального положения 45 градусов вверх и вниз на 25 градусов. Во-вторых, нужно обеспечить ее поступательное перемещение вверх-вниз в пределах 500 мм с нижним уровнем от оси симметрии панели в 400 мм.

Рис. 1. Перемещение панети в пространстве. Вид сбоку.

То есть выходила примерно такая кинематическая схема движения панели:

И главный вопрос в том, как сконструировать механизм ее перемещения в пространстве, чтобы при этом сохранялась прочность и жесткость всего изделия - проще говоря, чтобы оно не сломалось и не шаталось.

26.07.2003

После упоминания моего сайта в обзоре у Алекса Экслера и роста входящего трафика до 800 хостов в день, я разместил ссылку на мой сайт, вернее на его мебельный раздел, в нескольких мебельных рейтинговых системах и досках объявлений.

Буквально на следующий день с одной из таких досок мне пришло письмо с заказом сконструировать и построить новый, довольно интересный объект - подставку для плазменной ТВ-панели.

Задача усложнялась тем, что нужно было не просто поставить довольно тяжелое (около 50 кг) плоское и широкое устройство на обычную подставку, но сделать её регулируемой в нескольких плоскостях - поднимающуюся по вертикали и поворачивающуюся вверх-вниз и влево-вправо.

То есть здесь уже на первое место по значимости выходит не привычное мне придумывание внешних контуров изделия с точки зрения "радования глаз", а критерии прочности и подвижности - что сложнее первого если не на порядок, то в разы. Но тем интереснее мне показалась задача.

И я начал рисовать.

* * *

Столостроение-2 <<<<< Читать ранее | Читать далее >>>>> Стол по мотивам

* * *