Муфты, какие, зачем, куда? Краткое руководство.

koxe
Идет загрузка
Загрузка
15.01.2021
8170
55
Техничка

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

23

Здравствуйте. Много встречаю заблуждений относительно муфт. В большинстве принтеров и станков ставят не те муфты, которые стоило бы ставить, поэтому хочу кратко рассказать, что, куда и почему ставить.

1. Самый простой (и самый дешевый) тип муфты.

Единственное назначение - передача крутящего момента от одного куска арматуры к другому. Для валов не пригодна. Потому что не обеспечивает соосность, не работает с непараллельными валами, не работает с неколлинеарность валами (хотя коллинеарность и так исключается исходя из несоосности и непараллельности). При затягивании из-за зазора в отверстии винт смещает вал в сторону от центра отверстия, тем самым сбивая соосность. А так как диаметр отверстий в муфте разный (как и диаметр валов) то и зазор разный, и смешение разное. В итоге получаем биение, и очень часто еще и "болтание" вала. Единственное, для чего годиться такая муфта в 3д принтере, это для того, что бы ее как можно быстрее заменить.

Способ закрепления вала уже более правильный, его обжимает с двух сторон, что центрует вал по центру между двух половинок, и обеспечивает соосность с валом с другой стороны, который так же получает центровку за счет обжима с двух сторон. Но это в теории. На практике из за разной жесткости обеих половин и зазора между муфтой и валом "пропиленная"  (на фото справа) сторона муфты поджимает вал к цельной части (слева на фото), при наличии валов одного диаметра в принципе ок, но так как у нас разный диаметр валов чаще всего - опять получаем нарушение соосности.

Далее, слева направо.

Первая - работает с непараллельными валами, но имеет люфт в "крестовине". Для принтера, который постоянно дергает ось туда-назад не подходит. Более того, из за того, что она из двух половин, не факт, что она в принципе имеет соосность этих двух половин, и, соответственно, отверстий под валы. Она уже из коробки будет давать биение вала.

Вторая - не работает с непараллельными валами, поэтому если принтер кривой, получим "болтание" вала. Но из всех пока что представленных самая лучшая.

Третья - в отличии от первой не имеет люфта, но имеет раскачку (пружинка пружинит, и, тем самым, ось Z раскачивается). Усугубляется тем, что если конструкция вся не жесткая, то муфта будет постоянно "играть" на этой пружинке. Для осей X и Y не подходит, для Z в принципе вариант, если не удается обеспечить коллинеарность валов, и не используете авто калибровку стола при помощи датчиков типа BLTouch, когда ось Z постоянно туда сюда дергает в процессе печати. Крайне желательно с такой муфтой на оси Z использовать направляющие с функцией "торможения" (например, ставить не каретки или шариковые линейные подшипники, а втулки, которые бы тормозили об валы и быстро гасили раскачку. Но лучше все же обеспечить коллинеарность валов и поставить вторую муфту.

Далее идет так называемая "мембранная" муфта. 

Эта уже не люфтит, как первая из предыдущей фотографии, и не пружинит, как третья. Не пружинит, потому что упирается в упоры, которыми прикручена мембрана, а не люфтит, потому что мембрана не просто вставлена, а прикручена или приклепана в правильной муфте. Работает с небольшой непараллельностью валов, и в принципе вариант не плохой, но есть одно большое НО. Так как муфта "сборная" (состоит из нескольких частей) то технологически не обеспечивает соосность отверстий под выла. Как бы хорошо она не была собрана, биение вала обеспечено.

Еще одна муфта

как она правильно называется, я не знаю. Нашел только пластиковую для примера, но нужно искать из металла. Но, не смотря на мое пренебрежительное название, это одна из самых правильных муфт. Во первых, если она правильно сделана, то она уже технологически обеспечивает соосность отверстий (не валов, а отверстий в муфте), ну при условии что сверлили их заходя с одной стороны (сначала просверлили побольше, а потом поменьше). Пружинная часть более жесткая, чем у "пружинной муфты" выше. Поэтому не так сильно будет раскачиваться. Но "тормоза" на направляющие все еще желательны. Да, она не на сколько сильную непараллельность переваривает по сравнению с пружинной, но для более-менее нормального 3д принтера этого хватит. Что касается зажима вала, на примере он сделан винтом. Это, как я уже писал выше, не есть хорошо. Поэтому стоит искать такую муфту с фиксацией валов по примеру двух предыдущих муфт. Если такую удастся найти, то это будет лучший выбор муфты для 3д принетра.

Печатная муфта из двух половинок.

Пример из гугла.

Почти всегда обеспечивает соосность, даже если качество печати не очень. Лучше печатать из флекса более твердых пород. Но у меня лично такая из ПЛА (на фото не моя). Среди всех типов муфт, рассмотренных выше, лучше всех обеспечивает соосность, но никак работает с непараллельными валами, и вал может "болтать".

По сути более для 3д принтера купить особо нечего. Есть конечно еще муфты по типу "кардан", но они имеют в большинстве своем тоже люфт, да и к тому же имеют опять такие прижим вала винтом, как и первая муфта, поэтому они просто не подходят ни для чего, кроме как для карданной передачи.

Какую выбрать?

При условии, что у вас жесткая конструкция принтера, хорошие направляющие, и резьбовой вал не зафиксирован со свободного конца, даже если и будет небольшое биение (несоосносность), это не страшно. Все равно вал за счет свободного конца сможет нормально себе перемещать гайку. Менее всего биение страшно для принтеров, у которых печать происходит далеко от мотора (на конце вала). В этом случае влияние биения минимально. То-есть, если у вас, например, принтер с опускающимся столом, и моторы стоят в основании, то вам лучше выбрать муфту, которая бьет, но при этом хорошо справляется с непараллельностью. Что касается "болтания" (непараллельность валов), то здесь наоборот. Чем ближе к муфте начинается печать, тем меньше будет вклад "болтания" в качество печати. Но чем дальше от муфты, тем сильнее вал будет уводить от предполагаемой оси, и тем сильнее будет гнуть направляющие и влиять на качество печати.

В идеале если получится найти последнюю, но только в правильном исполнении. Она "универсальна".

Ну или можно взять мотор-вал без муфты. Тогда, при условии что валы ровные, бить не будет точно. Но если мотор стоит криво, то вал может изгибаться что бы попасть в гайку, в этом случае лучше конечно поставить мотор ровно =) но если никак не получается, можно попробовать резиновые демпферы под мотор. Они имеют небольшую степень свободы и немного помогут с кривизной. Можно так же под места прижима мотора к раме подложить шайбы и закручивать только два винта из четырех (какие - зависит от того, в какую сторону мотор наклонен), но это только для мотор-валов, для мота с муфтой такой вариант не подходит, там если и закручивать два винта, то только диагональные.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

23
Комментарии к статье

Комментарии

15.01.2021 в 08:15
4

Первая - работает с непараллельными валами, но имеет люфт в "крестовине". Для принтера, который постоянно дергает ось туда-назад не подходит.

Дополню, данная муфта работает с осями только через опору:


15.01.2021 в 11:06
5

слева-направо, использую первую, с пластиковым красным сепаратором.

Отлично подходит для 3д принтера. На 2х эндерах ими заменил среднюю на картинке.

Качество существенно возросло. не подходит?

Покупал 2 разные, подороже и подешевле - одинаково хорошо.

Только если двигатель внизу.

Но с теорией спорить не буду.

15.01.2021 в 13:11
0

>>Качество существенно возросло

А в чём это выражается? У меня сейчас штатная, куда смотреть, что именно стало лучше с переходом на другую муфту?

15.01.2021 в 14:39
1

точность укладки слоёв. Вотблинг это называется?

примерно как на картинке. Своего примера нет, уже больше года назад это сделал.

19.01.2021 в 08:05
1

Зачем вообще ставить муфту, когда есть мотор-трапеция?!

19.01.2021 в 09:42
0

Да! Но всегда она есть, эта мотор-трапеция.

А есть ли у мотора трапеции упорный подшипник внутри?- это вопрос.

08.02.2021 в 12:53
0

Упорного внутри конечно нет, но зато там два обычных, чего вполне достаточно, ибо нагрузки там мизерные.

08.02.2021 в 13:53
0

жаль. 

Я дополнял упорным подшипником 2 принтера эндер, результат категорически положительный - ось крутится как по маслу.

Подробнее здесь, с фото. https://www.thingiverse.com/thing:3785832

Хотя здешние теоре-специалисты меня сильно забросали помидорами.

08.02.2021 в 14:19
0

Обычный шаговик, с круглым валом под муфту, имеет пружинную шайбу под задним подшипником, она нужна чтобы при стягивании половинок не клинило подшипники. Вот первая попавшаяся фотка с этой пружинной шайбой.


Ось мотора получается опирается на эту шайбу и вал имеет некоторую подвижность, поэтому ваша доработка имеет смысл. Но лично я просто разбираю мотор и переставляю пружинную шайбу под передний подшипник. 

Шаговики с встроенным винтом лишены такой шайбы, там есть специальная гайка, которая затягивает подшипники убирая продольный люфт. Не нужно дополнительно что-то делать.

15.01.2021 в 12:43
11

Теория не верная, установка муфты как на фото, в принципе не правильная, и пост в общем написан больше ради поста. Извините, что прямо. Кстати, правильно только с опорами, все другие варианты просто разговор не о чем.

15.01.2021 в 12:46
2

Не хватает обзора крепления при помощи куска шланга и двух муфт, советую сделать.

15.01.2021 в 12:51
1

Использую третью муфту (из тех, что на одной картинке) на оси Z. Моторы внизу. Между осью двигателя и ходовым винтом вставлена пластиковая полусфера. Раскачка отсутствует и остаются все плюсы данной муфты.

18.01.2021 в 00:06
1

шарик стальной ставлю туда

15.01.2021 в 13:08
6

Изложу свое скромное.

1. Жесткая муфта прекрасно работает, если винт прямой и есть возможность выставить соосность винт-гайка перемещением двигателя или гайки. Разумеется, должна быть с минимальными зазорами и установлена руками.
2. Муфта с демпфирующей вставкой не нужна.
3. Муфта-пружинка прекрасно работает, если преднатянута и в нее закинут шарик для исключения вертикального движения при сохранении возможности небольших наклонов. Необходимость выставления соосности не исключает.

Краткое резюме: кривые винты в помойку, узлы без возможности горизонтальной подстройки положения винта на доработку. И тогда муфта особого значения не имеет.

15.01.2021 в 15:18
2

За идею с шариком и преднатягом огромное спасибо, не знал.

Хочу попробовать на своём полимернике, а то на вертикальных поверхностях лёгкая волна.

Не подскажете, как правильно этот преднатяг сделать?

15.01.2021 в 15:22
5

1. Фиксируем муфту на шаговике.

2. Закидываем шарик, вставляем до упора винт, фиксируем.

3. Ослабляем на шаговике, чуть-чуть тянем муфту вниз и фиксируем. 

Можно на втором шаге тянуть вверх, придерживая винт. Но так имхо удобнее.

16.01.2021 в 13:42
1

Остался один вопрос, где взять шарик?

Печатная полусфера наверное только как временный вариант. Сомнительно, что пластик в механизме себя нормально покажет

16.01.2021 в 13:45
2

В идеале от подшипника. Но в целом годится и сферическая омедненная пулька для пневматики. Единственный нюанс в этом случае — для центровки она должна лечь в пятимиллиметровую часть канала муфты.

16.01.2021 в 17:29
2

Шарики круглых диаметров продаются рядом с пульками для пневматики, называются "для рогаток".

Пластик покажет плохо. Смысл шарика в точечной опоре стали на сталь, а пластик мягкий и точка сразу превращается в пятно.

17.01.2021 в 00:53
0

где взять шарик?

Из любого подшипника с пластиковым сепаратором достаётся на раз-два

18.01.2021 в 00:10
0

сходи в магазин подшипников, там шарики любого диаметра продаются.

20.01.2021 в 17:05
1

Сломать подшипник. Либо купить на барахолке шарики для подшипников. Но в 2к21 проще найти и купить подшипник, взять кусачки и выдрать сепаратор. Желательно брать подшипник с пластиковым сепаратором. А потом вытряхнуть шарики уже дело пары секунд. Какие шарики в каких подшипниках содержаться можно легко посмотреть по госту. Например подшипник 101, 102, 103, имеют шарик 4.76мм в диаметре. В принципе подойдет, если шарик засовывать со стороны мотора. А если со стороны вала, то можно взять Подшипник 301, там 7.94 мм диаметр шарика. Стоят в среднем доллар за подшипник.

15.01.2021 в 18:38
1

Шарик воблингу не поможет. 

15.01.2021 в 19:28
2

Шарик уберёт несоосность винта валу шаговика. И позволит муфте работать.

15.01.2021 в 20:37
1

Это как он уберет несоосность? 

15.01.2021 в 20:50
2

Без шарика винт упирается в вал так, как получится. Читай — криво. С шариком появляются степени свободы, и винт стоит так, как его держит муфта. А муфта может быть ровной.

15.01.2021 в 22:50
1

Если муфта несоосная или отверстия заметно бОльшего диметра (а все муфты с али мне приходили именно такими), то шарик никакой соосности не добавит. 

А муфта может быть ровной.

Может. Я себе напечатал такую. И она без шарика хорошо работает. 

16.01.2021 в 17:26
2

С шариком соосность может быть. Без шарика — только чудом и неустойчиво.

У печатной муфты нет упругости, полезной для работы шаговика, это ограничивает ускорение. Важно, если часто приходится поднимать сопло.

19.01.2021 в 08:10
0

Для этого торцы обоих валов должны быть строго перпендикулярны их осям и хорошо отшлифованы, а лучше отполированы как шарик из подшипника.

19.01.2021 в 19:16
0

Шарик нужен в том числе чтобы скомпенсировать неидеальность торцов, угу. При точечной опоре не так важна ровность плоскости — она ведь всё равно на одну точку.

17.01.2021 в 12:30
2

Пружинная муфта так же отлично работает без шарика, если она не нагружена и вес стола приходится на упорный подшипник.

20.01.2021 в 17:16
0

Радиально-упорный* (вернее упорно-радиальный, если уже совсем занудствовать). Опирать вал на упорный не совсем правильно.

15.01.2021 в 13:40

Комментарий удалён

15.01.2021 в 13:44

Комментарий удалён

15.01.2021 в 13:49

Комментарий удалён

15.01.2021 в 13:53

Комментарий удалён

15.01.2021 в 14:02

Комментарий удалён

15.01.2021 в 14:14

Комментарий удалён

15.01.2021 в 14:15

Комментарий удалён

15.01.2021 в 14:51

Комментарий удалён

15.01.2021 в 14:55

Комментарий удалён

15.01.2021 в 15:18

Комментарий удалён

15.01.2021 в 15:19

Комментарий удалён

15.01.2021 в 19:56
1

Самая правильная и комфортная муфта - кусок армированного шланга и шарик между валом и двигателем.

На вал двигателя надо надеть выравнивающую насадку по диаметру .... временно можно изоленты намотать, но лучше муфту на винтах поставить.


15.01.2021 в 22:17
1

Люфт останется. Шланг "скручивается" моментом двигателя, и при разнонаправленном движении увы. По сути единственное решение многозаходовый винт при котором "Z падает под весом". Только в этом случае люфт выбран весом оси.   

16.01.2021 в 09:33
1

Вы не правы. На Z это тоже самый хороший вариант. Много чего пробовал, но всегда останавливался на этом варианте.

15.01.2021 в 20:04
2

секретная переписка?

15.01.2021 в 20:52
0

Вообще, если смотреть по ценам на Али, то получается так в сторону возрастания:

1. Синяя без разреза

2. Спиральная

3. С одним горизонтальным разрезом

4. С пластиковыми вставками

Если верить в правило цена-качество, то всё соответствует, по идее.

у меня вот на эндере штатная стоит 3-я, и никакого воблинга не наблюдалось, а на вторую ось поставил 2, и ещё специально сделал промежуток, между осью мотора и винтом, думал, чтоб не мешало гибкости. А действительно стал замечать некоторую полосатость. Надо будет с шариком попробовать.
Думаю, даже если упереть оси друг в друга, то уже болтанки будет меньше.


Вот здесь, кстати, понятнее описано про плюсы-минусы, если бы раньше подумал, взял бы кулачковую...
https://www.duxe.ru/blog/vybor-muft-dlya-stanka-s-chpu/


15.01.2021 в 23:48
0

Мне эта зашла,все выше представленные перепробовал - шлак имхо    https://3dtoday.ru/3d-models/detali-dlya-3d-printerov/chasti-printera/t8-8mm-mufta-na-dvigatel-nema-17 Доработал правда под свои нужды)

16.01.2021 в 09:52
0

А мне не зашли такого типа.

Есть ещё советские военные муфты


16.01.2021 в 17:33
0

Военная муфта — это cobham, компенсирует заметное смещение осей, но не отсутствие параллельности. От несовпадения осей надо не муфту ставить, а принтер собрать ровно.

20.01.2021 в 17:13
0

Лучше печатать раздельную муфту, а потом скручивать две половины 4мя винтами. Соосность идеальная получается.

16.01.2021 в 19:24
1

Муфта суть короткий кардан.

Что-то никто не "брякнул" насчёт кардана для полноты ощущений.


Напилинг - наше всё!


Заполню пробел, просто оставив тут фото товара, ну а расценки легко найти на всё том же Ali.

 

Вот кстати самодельные, на которых особо хорошо видны зазоры и люфты:


ski
16.01.2021 в 19:34
0

Кардан передаёт мощность, а не позицию.

А лучшие карданы — у Шэя.

16.01.2021 в 21:53
0

День добрый, это магазин? Поделитесь ссылкой?

16.01.2021 в 22:03
0

Паровоз это. Shay.

ski
16.01.2021 в 19:56
0

Самодельный кардан из подручных материалов - на очень маленький угол, но достаточный. 8 -мм резьбовая шпилька меньше 8 мм на 2 десятки - этого достаточно для выравнивания... А бронзо графитовая втулка, как то, по прямому назначению не пошла, а на зубчатую шестерню на шаговом двигателе хорошо встала. И пустоты залиты герметиком- для демпфирования.


ski
19.01.2021 в 08:33
1

Кардан - это шарнир НЕравных угловых скоростей (в отличие от ШРУСа, который забыли). Правда при несоосности в доли градуса это роли не играет. А кулачковая муфта по структуре ближе всего к шрусу. Да и мембранная - тоже, кстати, в автомобилестроении применяется.

17.01.2021 в 17:59
0

А скажите, эти кулачковые муфты все такие? Что удерживает металлические части от разделения?
В случае использования Z-оси, только вес оси X в сборе? (для дрыгостолов)

17.01.2021 в 20:31
2

Металлические части удерживают винтики. Муфта должна только передавать вращение между отдельно закреплёнными деталями и не мешать всему остальному. Что в принтерах винт через муфту упирается в шаговик — чисто хипстерский колхоз. По уму у винта должны быть свои опоры, а муфта заодно компенсирует их несоосность мотору.

18.01.2021 в 11:00
0

ну вот и смотрю, что у меня родная муфта жесткая, и там никакой болтанки нет,
на вторую ось поставил спиральную, после этой статьи проверил - есть ход вверх-вниз.

Шарика пока не нашёл, но упер ось мотора и винт друг в друга и сделал небольшое натяжение спиральной пружины. Свободный ход существенно уменьшился, но не исчез. Пружина всё-таки остаётся пружиной.

А с кулачковой муфтой даже преднатяжение не сделаешь - будет чисто придавливаться весом.

То есть либо делать фиксацию винтов и тогда подойдёт любая муфта с компенсацией несоосности.

Либо ставить жесткую муфту и всю несоосность регулировать перемещением мотора.

18.01.2021 в 19:11
0

Упругость муфте всё же полезна, даёт (лишний) запас мощности для шаговика.

Главный смысл преднатяга — чтобы люфта точно не было. Передавать тянущее усилие за муфту нельзя в любом случае, не выдержит, стол/портал должны опускаться не быстрее чем под собственным весом. Толкающее, впрочем, тоже, винт всегда должен опираться на что-то жёсткое. Прямо на вал мотора, на шарик, на отдельный подшипник.

20.01.2021 в 17:08
0

Ничего не удерживает. Более того, эти части еще и несоосны (вернее они просто болтаются друг относительно друга). Подразумевается, что у нас вал закреплен минимум в двух точках (то-есть на опоре, и в гайке ШВП например), а может и трех (на двух опорах и в гайке). И тогда такая муфта нормально себя показывает для передачи вращения.

Да, если использовать в принтере для Z, то при условии, что вал опирается на муфту, муфта будет удерживаться весом конструкции, опирающейся на валы.

20.01.2021 в 17:16
0

это я уже понял, спасибо

Но теперь ещё посмотрел, и на Ender 3 не получится сделать всё правильно - то есть закрепить вал с двух сторон и поставить правильную муфту. Снизу крепление не получится сделать, каретки мешать будут. А на слишком кардинальные переделки кареток и осей я не готов пока. Думаю, не стоит оно того.

Сейчас поживу на варианте с пружинной муфтой и шариком,  посмотрю...

19.01.2021 в 08:03
0

Вывод из статьи - по эскобару: "что то говно, что это...".

08.02.2021 в 13:20
0

Про шарик уже сказали, да. Вроде уже все должны знать, но всегда найдётся кто не слышал.

Полезно иметь в загашнике медную фольгу толщиной 0.1 - 0.05 мм, с её помощью можно компенсировать проблемы с расхождением диаметров отверстия муфты и винта, а так же не соосность. Медная фольга продаётся на том же алике. 

Для сборки принтера с нуля сейчас вообще не стоит рассматривать отдельно винты и муфты. Мотор с винтом и гайкой в комплекте стоит от 1200 р., а если собирать из частей, винт 500р. +муфта 200 р., +гайка 100р. = 800 рублей. Экономия в 500 рублей оборачивается лотереей с воблингом. Оно того не стоит сейчас, это раньше моторы с винтом были редкостью и стоили прилично..

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Китайская мышь на русский палец.

Устранение китайского косяка в принтере GEEETECH A10M

Заберите 500 рублей на свою первую покупку в нашем Агрегаторе расходных материалов для 3D печати Araneo!

Серые будни продолжаются, металлик по специальной цене!

Подборка моделей на 8мое марта

Мы печатаем, Ананас, а мы её!