Телевизор-невидимка

Мечты конструкторские

Всегда мечтал, чтобы на мониторе, повинуясь курсору, сложная конструкция вела себя, как реальное «железо». До знакомства с Autodesk Inventor это и были только мечты о таком «испытательном стенде». Теперь он у меня всегда под рукой.

Заказчики бывают разные

Наверное, каждому инженеру, изобретателю, не раз приходилось выполнять странноватые заказы чудаковатых заказчиков. То им надо дверной проём, чтоб, как в «звездолете», эффектно открывался плавным движением вверх массивной, вычурной фигурной двери, разумеется, ничем не пробиваемой. То просят какой-то запредельно секретный замок для гаража. Однажды даже запатентовал такой. Опытный «спец» на спор безуспешно пытался открыть. Были у меня такие заказчики и заказы.

Однажды заказали мне так встроить телевизор, «чтобы его как бы не было, но чтоб он был, тем не менее, в наличии». Не сразу выяснилось, что, не маленьких размеров телевизор, до поры должен был вести скрытную жизнь в тумбочке и ничем себя не выдавать, чтобы в нужный момент явиться изумленным гостям через люк в верхней крышке тумбочки. Выписать такое «чудо» тогда ещё было проблематично.

Тумбочка

Марка телевизора была указана, габариты известны, задача тривиальная. Конечно, сначала тумбочка, без претензий на «ампиры» с «рококами»:

Как видим, на полки можно поставить хоть всего Брокгауза вместе с Эфроном. Люк в реальности, при аккуратном исполнении можно бы и не увидеть. Тут ребра видны, для наглядности.

И вид сзади оригинальностью не должен был блистать:

Виден люк на «рояльном» шарнире. Всё спартански просто. Тем не менее, «внутренняя жизнь» тумбы наполнена богатым содержанием:

Телевизор «Philips» на рычажном лифте

Сзади детали ещё более соблазнительно выглядят. Могу о каждой шайбочке говорить долго и с любовью, но, лучше посмотреть:

А так должно выглядеть конечное положение телевизора и всего механизма:

Мне больше нравится сам «лифт» (вид сзади, у задней стенки и люка отключена «видимость»):

Но разговор сейчас не о всём великолепии моей, разумеется, прекрасной, даже где-то «гениальной» конструкции, а только об одной конкретной паре — о гайке и винте:

Рама, тяговый винт и тяговая гайка, сквозь которую, перпендикулярно тяговому винту, проходит ось с роликами, катящимися по рельсам-вырезам в боковинах рамы. Эта ось, в свою очередь, приводит в движение весь рычажный «ансамбль». Мотор на другом конце тягового винта тут не нужен и поэтому просто не показан.

Подчеркиваю, что тогда ещё только привыкал к непривычным возможностям программы Inventor, которых не было в MDT, надстройке над Autocad, привычной по нескольким годам работы с ней.

Всё дело в том, что Inventor дает возможность добиться от пары винт-гайка реального «поведения», когда за один оборот винта гайка продвигается на один резьбовый шаг.

Может это и ненормально, но я просто обожаю винты и гайки. Получаю от правильно сделанной гайки, чисто эстетическое удовольствие. От резьб вообще «балдею».

Думается, что такое отношение к гайкам связано ещё и с их интересной предысторией. Долгое время резьбы стандартизированы не были, был в этом деле полный разброд и шатание. Кто во что горазд. У каждого мастера своя система, незаменимая.

Порядок навел Джозеф Витворт, бывший лучший работник Д. Клемента, о котором я уже рассказывал. Стандартная резьба Витворта в Британии послужила стандартом и ориентиром для других стран около 175 лет. Мне же «метизы» кажутся привлекательнее ювелирных изделий.

Итак, мне хотелось выполнить мечту и оживить резьбовое соединение, потрясти самого заказчика.

Нехитрый выбор

Итак, тяговый винт — стержень диаметром 6 мм имеет резьбу ANSI метрическую М10х1,5 класса 6g, глубиной 248 мм:

И его верная спутница — тяговая гайка, естественно, М10х1,5:

Указать, кто и какие «роли» будет играть в этой паре, можно через меню «Сборка», выбирая в зависимости от целей пункты «Соединение» или «Зависимость»:

Хвостовик тягового винта посажен в опорное гнездо соединением «С поворотом»:

А вот и возможность имитации приведения в движение гайки относительно винта выбором пункта «Вращательный»:

Остается придать окончательное правдоподобие, для чего в меню «Редактирование зависимостей» во кладке «Динамическое» выбрать «Решение» — «Реечная передача» с шагом, равным шагу винта, т. е. 1,5 мм:

После всех этих несложных действий получаем, наконец, возможность симуляции работы винтовой пары. Для чего, помня, что движение винта — позиционное представление — определяется в угловых величинах, а именно, в градусах, выбираем, например, начало — 0,00 град, и окончание — 3600,00 град, что соответствует десяти оборотам винта и движению гайки, в соответствии с ранее выбранным шагом 1,5 мм, на 15 мм:

Цифры могут быть другими, какие нам нужны и какие имеют физический смысл.

Для полного подъема телевизора, разумеется, гайка должна реализовать почти всю глубину резьбы, т. е. около 200 мм, или, при шаге резьбы 1,5 мм, 133 оборотов тягового винта. Следовательно, окончание в градусах надо поставить что-то около 48000,00 град.

Замечательные возможности

Теперь даже можем снять «ролик», выбрав пункт «Привод», снова щелкнув по значку «Вращательный» и запустив процесс.

Если, в случае пробных 3600,00 град., на процесс у программы уходит всего несколько минут, то, в случае 4800,00 град., это уже гораздо больше (точно уже не помню), но удовольствие компенсирует все временные издержки: всё реально движется и телевизор поднимается, показывая, что всё придуманное точно «убьет» гостей к вящему восторгу заказчика.

Может показаться, что всё рассказанное только шутка и не так уж важно. Однако, когда немалое число кинематически связанных между собой деталей, вдруг, оживают в полном соответствии с нашими представлениями о механике и, более того, в согласии с реальностью, то это позволяет предварительно «обкатать» нашу конструкцию до стадии производства, когда исправлять ошибки «влетит в копеечку».

И, кроме чисто утилитарного, практического значения, такая симуляция просто дает огромное удовольствие и вдохновляет на новые «подвиги».

Механики прошлого много бы отдали за такую возможность.

Ах, если бы…

Теперь мои конструкторские мечты уносятся уж в такие светлые дали, в которых можно программировать и поведение заказчика так, чтобы платил согласно договора и не уходил бы в «виртуал» без оплаты заказа.

Заказчик же телевизора-невидимки на горизонте больше не появлялся. Но я не в обиде: зато сколько нового узнал — дело ведь не ограничилось только гайкой и винтом.