Ξύλινο ρολόι ταχυτήτων: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Έχω προσθέσει βίντεο από το ρολόι. Θα δουλέψω για να χαράξω παράθυρα μπροστά από το ρολόι. Θα ανεβάσω φωτογραφίες ή/και βίντεο όταν τελειώσω. Ασχολούμαι με την ξυλουργική εδώ και μερικά χρόνια. Λατρεύω την ιδέα να μπορώ να φτιάχνω πράγματα που μπορώ να χρησιμοποιήσω. Πριν από μερικά χρόνια συνάντησα ένα ρολόι κατασκευασμένο από ξύλο. Το πρόσωπο, τα χέρια, το πλαίσιο και τα γρανάζια ήταν όλα ξύλο. Πραγματικά με εντυπωσίασε και το είχα υπόψη μου για ένα μελλοντικό έργο. Αποφάσισα να αναλάβω το ξύλινο ρολόι σε αυτό το Instructable και ελπίζω να μοιραστώ αυτό που έμαθα για να βοηθήσω άλλους με παρόμοια ενδιαφέροντα. Ένας από τους στόχους μου ήταν να χρησιμοποιήσω κοινά εργαλεία που είναι ευρύτερα διαθέσιμα στους περισσότερους ανθρώπους. Δεν χρησιμοποίησα κανένα ακριβό για να βρω μηχανήματα επεξεργασίας ξύλου ή δαπανηρά πακέτα λογισμικού κατά το σχεδιασμό αυτού. Το λογισμικό που χρησιμοποιείται είναι είτε ανοιχτού κώδικα, είτε δωρεάν, και τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται είναι μερικά από τα κοινά που θα είχαν οι περισσότεροι ξυλουργοί.

Βήμα 1: Τι θα χρειαστείτε

Εδώ είναι μια λίστα με τα πράγματα που θα χρειαστείτεΓια το σχεδιασμό: OpenOffice Calc - Για τον υπολογισμό των σχέσεων Gearfree2Design - Για το σχεδιασμό των εργαλείωνGimp- Τροποποίηση και επεξεργασία εικόνωνBlender - Για πρόχειρα εργαλεία μοντελοποίησης για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν παρεμβολές μεταξύ γραναζιών και αξόνων.*Σημείωση - Πιθανώς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Blender για να κάνετε όλη τη σχεδίαση, αλλά οι δεξιότητές μου στο Blender δεν είναι στην ταχύτητα. Easierταν ευκολότερο να τα σχεδιάσετε με ακρίβεια διαστάσεων σε πακέτο 2D και να το εισαγάγετε στο μπλέντερ. Για την ξυλουργική: Scroll SawDrill PressMiter Saw (Επιτραπέζιο ή πριόνι λωρίδας θα λειτουργήσει επίσης) Χειροπρίονα Σφιγκτήρες Spray Adhesive (3M Super77)

Βήμα 2: Πώς λειτουργεί;

Το ρολόι που έχω σχεδιάσει είναι ένα βασικό ρολόι εκκρεμούς. Αυτά υπήρχαν από τα μέσα του 1600. Χρησιμοποιεί ένα βάρος ως πηγή ενέργειας και ένα εκκρεμές για να ρυθμίσει πόσο γρήγορα αυτή η ενέργεια διαφεύγει.

Το βάρος τυλίγεται γύρω από έναν από τους άξονες. Καθώς κατεβαίνει, περιστρέφει τις ταχύτητες προκαλώντας περιστροφή των δεικτών λεπτού και ώρας. Αν αυτό ήταν μόνο το βάρος και τα γρανάζια, όταν το βάρος απελευθερώθηκε, τα γρανάζια περιστρέφονταν για μερικά δευτερόλεπτα και το βάρος χτυπούσε στο πάτωμα. Αυτό δεν είναι πολύ πρακτικό εκτός αν θέλετε να προσποιηθείτε ότι βρίσκεστε σε μια χρονομηχανή. Η τοποθέτηση του βάρους και του κορδονιού είναι λίγο κρίσιμη. Το θέλετε πιο κάτω στο τρένο για να μην τυλίγετε το ρολόι κάθε 4 ώρες. Μία ή δύο φορές την ημέρα δεν είναι κακό. Όσο πιο κάτω στο τρένο, τόσο πιο αργά θα χαλαρώσει. Εάν τοποθετηθεί στο ρολόι της ώρας, μπορείτε εύκολα να περάσετε με το τύλιγμα μία φορά την ημέρα. Χρειαζόμαστε κάποιον τρόπο για να αφήσουμε αυτή την ενέργεια να φύγει αργά. Εδώ έρχεται το "Escapment". Από τη λέξη διαφυγή, επιτρέπει στην ενέργεια του βάρους να διαφύγει με αργό τρόπο, ώστε να μην καταναλώνει την ενέργεια αμέσως. Αυτός ο μηχανισμός διαφυγής δημιουργεί επίσης το "Tick Tock" που ακούτε από τα ρολόγια. Η διαφυγή είναι κατασκευασμένη από τον εξοπλισμό διαφυγής, το μοχλό διαφυγής και το εκκρεμές. Το εκκρεμές περιστρέφεται μπρος -πίσω μετακινώντας το μοχλό διαφυγής μέσα και έξω από το εργαλείο διαφυγής, με αποτέλεσμα το γρανάζι να σταματήσει να περιστρέφεται. Αυτό επιτρέπει την εξάπλωση της ενέργειας του βάρους σε μια χρονική περίοδο, ώστε να μην τυλίγετε το ρολόι κάθε 2 λεπτά.

Βήμα 3: Το εκκρεμές

Τα εκκρεμές είναι ένας ενδιαφέρων μηχανισμός. Είναι ένα βάρος στο τέλος μιας χορδής ή πόλου, με έναν άξονα στο αντίθετο άκρο του βάρους. Η περίοδος ενός εκκρεμούς είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να μεταβείτε από τη μία πλευρά στην άλλη και να επιστρέψετε ξανά. Το τακτοποιημένο πράγμα σχετικά με τα εκκρεμές είναι ότι αυτός ο χρόνος ή η περίοδος δεν εξαρτάται από το βάρος ή το μήκος του τόξου, εξαρτάται από το μήκος του εκκρεμούς. Έτσι, αν είχατε ένα εκκρεμές μήκους 2 ποδιών με βάρος 5 κιλών, τραβηγμένο προς τα δεξιά σε 90 μοίρες, θα χρειαζόταν ο ίδιος χρόνος για να γυρίσετε προς τα πίσω και προς τα πίσω με ένα εκκρεμές 2 ποδιών με 2 κιλά βάρος τραβηγμένο δεξιά στους 30 βαθμούς. Το βάρος στο τέλος του εκκρεμούς επηρεάζει όσες φορές το εκκρεμές θα κουνηθεί. Έτσι το εκκρεμές με το βάρος των 5 λιβρών θα ταλαντεύεται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, από το βάρος των 2 λιβρών. Αυτό είναι χρήσιμο γιατί θέλουμε να κρατάμε το εκκρεμές σε κίνηση. Μπορείτε, ωστόσο, να έχετε πάρα πολύ βάρος. Όπως θα δούμε στη συνέχεια, η διαφυγή βοηθά στο σπρώξιμο του εκκρεμούς. Εάν έχετε υπερβολικά μεγάλο βάρος, δεν θα έχετε αρκετή ενέργεια για να το διατηρήσετε.

Για το ρολόι μας, θέλουμε να έχουμε περίοδο 2 δευτερολέπτων. Με αυτόν τον τρόπο, θα χρειαστεί 1 δευτερόλεπτο το εκκρεμές για να γυρίσει στη μία πλευρά. Με κάθε περιστροφή η διαφυγή θα επιτρέπει στο εργαλείο διαφυγής να γυρίζει ένα δόντι κάθε φορά. Εάν η περίοδος είναι 2 δευτερόλεπτα, αυτό θα κάνει βασικά το εργαλείο διαφυγής δεύτερο χέρι μας, καθώς περιστρέφεται ένα δόντι κάθε δευτερόλεπτο. Για μια περίοδο 2 δευτερολέπτων το χρειαζόμαστε για να έχει μήκος 1 μέτρο. Δεδομένου ότι ο μοχλός διαφυγής μας θα έχει 2 δόντια, ένα για να σταματήσει το εργαλείο διαφυγής σε κάθε άκρο της ταλάντευσης του εκκρεμούς, το εκκρεμές μας θα πρέπει να έχει 30 δόντια. Θα κάνει μία περιστροφή κάθε 60 δευτερόλεπτα. Πολλά ρολόγια εκκρεμούς έχουν τον εξοπλισμό διαφυγής στον άξονα από δεύτερο χέρι. Αυτό θα κάνουμε. Καθώς το εκκρεμές περιστρέφεται μπρος -πίσω, περιστρέφει το μοχλό διαφυγής μέσα και έξω από τον εξοπλισμό διαφυγής. Αυτό προκαλεί τη διακοπή των ταχυτήτων του ρολογιού και την έναρξη περιστροφής κάθε δευτερόλεπτο. Ο μοχλός είναι σχεδιασμένος έτσι ώστε καθώς κινείται έξω από το εργαλείο διαφυγής, το γρανάζι του δίνει μια μικρή ώθηση. Αυτή η ώθηση είναι αρκετή για να κρατήσει το εκκρεμές σε κίνηση.

Βήμα 4: The Gear Train

Δεδομένου ότι το γρανάζι διαφυγής περιστρέφεται μία φορά κάθε 60 δευτερόλεπτα, μπορούμε να κάνουμε έναν άλλο άξονα να περιστρέφεται μία φορά κάθε 3, 600 δευτερόλεπτα. Αυτό θα είναι το λεπτό μας χέρι. Στη συνέχεια, μπορούμε να κάνουμε έναν άλλο άξονα να περιστρέφεται μία φορά κάθε 43, 200 δευτερόλεπτα (12 ώρες). Αυτό θα είναι το ρολόι μας. Όταν το υπολογίσουμε αυτό θα έχουμε ένα ρολόι που λειτουργεί σε χαρτί.

Το υπολογιστικό φύλλο δείχνει τους υπολογισμούς των απαιτούμενων σχέσεων μετάδοσης. Ξεκίνησα με ένα χέρι 3 αξόνων, αλλά μετακινήθηκα σε έναν 4 άξονες για να διατηρήσω το μέγεθος των γραναζιών κάτω. Για να κάνετε ένα λεπτό χέρι, χρειάζεστε σχέση μετάδοσης 60 μεταξύ του άξονα Escapement και του άξονα Minute Hand. Για δείκτη ώρας, θα χρειαστείτε σχέση μετάδοσης 12 από το λεπτό προς τον δείκτη ώρας. Το υπολογιστικό φύλλο δείχνει τον τύπο και τους υπολογισμούς για τον αριθμό των δοντιών για κάθε γρανάζι. Με τη χρήση του υπολογιστικού φύλλου μπόρεσα να συνδέσω διαφορετικό αριθμό δοντιών για κάθε γρανάζι και πείρο για να προσπαθήσω να αποκτήσω το Gear Ratio που απαιτείται.

Βήμα 5: Σχεδιάζοντας τα γρανάζια

Κατά το σχεδιασμό γραναζιών, υπάρχουν πολλές παράμετροι που μπορούν να επηρεάσουν το μέγεθος. Πήρα μερικές από τις τυπικές τιμές για τις μεταβλητές κατά τον υπολογισμό. Χρησιμοποίησα γωνία πίεσης 20 μοίρες και διαμετρικό βήμα 8. Σε συνδυασμό με τον αριθμό των δοντιών κάθε γραναζιού, μπόρεσα να υπολογίσω τη διάμετρο βήματος, τη διάμετρο ρίζας, την εξωτερική διάμετρο και τη διάμετρο κύκλου βάσης.

Τώρα που έχω τις διαμέτρους των γραναζιών, μπορώ να αρχίσω να τα σχεδιάζω. Βρήκα οδηγίες για τη σχεδίαση γραναζιών με CAD και τις ακολούθησα για να σχεδιάσω αυτά τα γρανάζια. Το έγραψε ο Νικ Κάρτερ. Ένας σύνδεσμος προς τη σελίδα του βρίσκεται στο τελευταίο βήμα στην ενότητα Αναφορές. Το αρχείο free2Design έχει το Gears and Pinions με ένα επίπεδο που δείχνει τις γραμμές που έχουν σχεδιαστεί για να δημιουργηθούν τα δόντια. Ερευνώντας τα ρολόγια, συνάντησα τα ρολόγια του Gary. Ανέφερε ότι υπάρχει μεγάλη διαφορά στο τι μπορείτε να σχεδιάσετε με CAD και τι μπορείτε πραγματικά να κόψετε χρησιμοποιώντας ένα πριόνι κύλισης. Το έμαθα με τον δύσκολο τρόπο. Το κόψιμο του γουλιού ανάμεσα στα δόντια είναι λίγο κουραστικό. Για να επιταχύνουμε τα πράγματα, αποφάσισα να προσθέσω κύκλους μεταξύ των δοντιών που πρέπει να τρυπηθούν με το τρυπάνι. Αυτό εξοικονόμησε χρόνο προσπαθώντας να ολοκληρώσει την κοιλάδα ανάμεσα στα δόντια, αλλά νομίζω ότι προκάλεσε κάποια προβλήματα με το πλέξιμο των δοντιών μεταξύ τους. Μαζί με τα γρανάζια είναι το Escapement και το Ratchet Mechanism. Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, το Escapement είναι ένας μηχανισμός που επιτρέπει την έξοδο της ενέργειας αργά. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας γρανάζι, μοχλό και εκκρεμές. Αυτό που δεν έχει συζητηθεί ακόμα είναι το Ratchet. Είπαμε ότι ένα βάρος τυλίγεται γύρω από έναν άξονα με κορδόνι και αργά αφήνει να οδηγήσει το ρολόι. Χρειαζόμαστε έναν τρόπο να το επαναρυθμίσουμε ή να κουρδίσουμε το ρολόι. Το Ratchet θα μας επιτρέψει να το κάνουμε αυτό. Εφαρμόζει χαλαρά πάνω στον άξονα ενός από τα γρανάζια και σπρώχνει στο γρανάζι με έναν πείρο και ένα μοχλό. Όταν το ρολόι πρέπει να τυλιχτεί, το Ratchet μπορεί να περιστραφεί αριστερόστροφα χωρίς να κινήσει το γρανάζι. Στη συνέχεια, όταν το βάρος το τραβήξει ξανά δεξιόστροφα, πιάνει τον πείρο που είναι στερεωμένος στο γρανάζι και συνεχίζει να τροφοδοτεί το ρολόι.

Βήμα 6: Κόβοντας τα γρανάζια

Τώρα έρχεται η ώρα να δοκιμάσουμε τη σκληρή διαδικασία σχεδιασμού. Κόβοντας τα γρανάζια. Αφού εκτύπωσα τα σχέδια πλήρους μεγέθους, τα έκοψα και τα κόλλησα στο ξύλο. Μια κόλλα ψεκασμού λειτουργεί τέλεια. Χρησιμοποιώ το 3M Super77 και στεγνώνει αρκετά γρήγορα. Τουλάχιστον μέσα σε λίγα λεπτά μετά την κόλληση, είμαι έτοιμος να αρχίσω να κόβω χωρίς να ξεφλουδίζει.

Ανοίγω όλες τις τρύπες πρώτα. Είναι ευκολότερο να χειριστείτε μια πλακέτα πλήρους μεγέθους με την πρέσα τρυπανιών παρά να προσπαθήσετε να σφίξετε ένα κενό γραναζιού που έχει διάμετρο μόνο 1,5 ίντσες χωρίς να το χωρίσετε. Επίσης, αν κάτι πάει στραβά, δεν έχετε χάσει όλο αυτό το διάστημα για να το κόψετε μόνο και μόνο για να χωριστεί ο πίνακας. Αφού τρυπήσω τις τρύπες, κόβω τα γρανάζια γύρω από την εξωτερική διάμετρο και μετά αρχίζω να κόβω τα δόντια.

Βήμα 7: Τοποθέτηση εργαλείων

Σχεδίασα τραχιά γρανάζια στο Blender με το Outer Diameter και Pitch Diameter για να καταλάβω την τοποθέτηση στο πλαίσιο. Αυτό μου είπε αν θα έχω παρεμβολές μεταξύ ενός γραναζιού και ενός άξονα και θα μου δώσει μια γενική ιδέα πού θα τοποθετηθούν οι άξονές μου. Αφού δημιούργησα ένα «πρότυπο» για το πού να ανοίξω τις τρύπες, τρύπησα το πρώτο ξεκινώντας από τον άξονα Escapement. Μόλις τρυπήθηκε, γλίστρησα το γρανάζι σε έναν άξονα, το τοποθέτησα στην τρύπα, τοποθέτησα το εργαλείο ζευγαρώματος σε έναν άξονα και το κράτησα στην κατά προσέγγιση θέση. Τότε τροποποίησα την τοποθέτηση του επόμενου γραναζιού, το σημάδεψα και τρύπησα την τρύπα. Στη συνέχεια, θα επανεξετάσω την προσαρμογή και με τα δύο γρανάζια σε μια εφαρμογή άξονα στην τρύπα. Αν ταιριάζει, το έκανα ξανά με την επόμενη ταχύτητα. Αυτό συνεχίστηκε μέχρι να κοπούν όλες οι τρύπες και να ταιριάξουν τα γρανάζια.

Τρεις άξονες θα περάσουν μέχρι το πλαίσιο και τρεις άξονες θα έχουν τυφλές οπές. Τώρα έχω μια πλευρά του πλαισίου τρυπημένη, αλλά χρειάζομαι ένα αντίστοιχο πλαίσιο. Για να πάρω μια εικόνα καθρέφτη για τις τρύπες, έκοψα μισό ίντσα μήκους 1/2 πείρου για να το τοποθετήσω σε κάθε τρύπα. Έβαλα ένα καρφί μπράντ στο κέντρο κάθε κομματιού πείρου και έκοψα από το τέλος του νυχιού με ένα ζευγάρι σκοπευτές. Τοποθέτησα τον πίνακα ζευγαρώματος πάνω από τα καρφιά και το πίεσα σταθερά. Αυτό άφησε μια εσοχή όπου θα πρέπει να ανοίξει κάθε ένα από τα κέντρα των οπών. Αφού τρυπήσουν οι τρύπες, ήρθε η ώρα να συναρμολογήσω το ρολόι.

Βήμα 8: Συναρμολόγηση και ολοκλήρωση του ρολογιού

Σύρω τα γρανάζια στους άξονες και τα τοποθετώ στις σχισμές τους. Τοποθετήστε το πρόσωπο πάνω από τους άξονες και στερεώστε το με τους πείρους 1/4 ". Το Escape Gear και οι μοχλοί πηγαίνουν στο πίσω μέρος με το Εκκρεμές. Δημιούργησα 2 τετράγωνες ράβδους στο πίσω μέρος για να το κρεμάσω στον τοίχο. Αυτές ανυψώνονται μακριά στο πίσω μέρος του ρολογιού χρησιμοποιώντας πείρους 1/4 "και επιτρέψτε σε ένα μέρος να στερεώσει το εκκρεμές.

Λοιπόν, εδώ είναι μερικές εικόνες του συναρμολογημένου ρολογιού. Πρέπει να κάνω λίγο τρίψιμο εδώ και εκεί, και να προσθέσω ένα φινίρισμα καθώς και αριθμούς, αλλά έχει τελειώσει ως επί το πλείστον. Δεδομένου ότι αυτό ήταν το πρώτο μου ρολόι, δεν μπερδεύτηκα πολύ και άφησα την ώρα και το λεπτό σε ξεχωριστό άξονα. Για να τα συνδυάσετε, όπως και στα περισσότερα ρολόγια, θα υπάρχουν περισσότερα γρανάζια και άξονες που γλιστρούν το ένα πάνω στο άλλο. Υπάρχουν μερικά πράγματα που σκοπεύω να βελτιώσω. Πρώτα είναι το βλέμμα. Ξέρω ότι δεν είναι το πιο ελκυστικό ρολόι, αλλά ήμουν πιο συγκεντρωμένος στη λειτουργία. Η αντικατάσταση του μπροστινού πίνακα με πλεξιγκλάς είναι μια ιδέα. Τα γρανάζια φαίνονται υπέροχα και θα ήθελα να τα δείξω περισσότερο. Το άλλο πράγμα που θα ήθελα να βελτιώσω είναι οι ικανότητές μου στο πριόνι. Έκοψα ΠΟΛΛΑ γρανάζια που το έκαναν στο κιβώτιο ανάφλεξης.

Βήμα 9: Τελικές σκέψεις και αναφορές

Μου αρέσει πάντα να ξεκινάω έργα που απαιτούν να κάνω έρευνα και να μάθω νέα ή να βελτιώσω τις δεξιότητες και τις ικανότητές μου. Χτύπησα αρκετούς τομείς με αυτά τα έργα. Όταν είδα το πρώτο μου ξύλινο ρολόι πριν από χρόνια. Ποτέ δεν συνειδητοποίησα ότι όταν άρχισα να δημιουργώ ένα, θα μάθαινα τόσα πολλά για το πώς λειτουργούν. Τώρα κοιτάζω τα ρολόγια και τα ρολόγια από μια νέα οπτική γωνία. Αρχίζω τώρα να ψάχνω για τη διαφυγή και να ακολουθώ τις ταχύτητες. Όπως είπα έμαθα πολλά και ήθελα να μοιραστώ τους ιστότοπους όπου πήρα μερικές ιδέες. Νομίζω ότι με βοήθησαν και ίσως μπορούσαν να βοηθήσουν και άλλους. Τα ξύλινα ρολόγια του Gary - ένας πολύ χρήσιμος ιστότοπος με αρκετά υπέροχα σχέδια που υποβλήθηκαν από διάφορους ανθρώπους. Πώς λειτουργεί το Stuff - μια αξιοπρεπής επισκόπηση των τμημάτων ενός ρολογιού εκκρεμούς Νικ Κάρτερ - μια λεπτομερής οδηγία για το πώς να σχεδιάζετε γρανάζια σε ένα πρόγραμμα CAD. Το ωραίο είναι ότι δεν αφορά συγκεκριμένα προγράμματα. Είναι αρκετά γενικό ότι οποιοδήποτε πρόγραμμα CAD θα λειτουργήσει Και τέλος, η εργασία με γρανάζια δεν θα ήταν πλήρης χωρίς τη χρήση του Handy Handy 24ης έκδοσης του Handy Machinery. Αυτή είναι η πηγή για τους τύπους και τους υπολογισμούς μου.