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martedì 18 ottobre 2016

Nuove dime per i cuori

Buona serata ai miei lettori!

Questo weekend, durante la lavorazione del nuovo deviatoio medio, ho avuto la necessità di realizzare il terzo set di dime per i cuori. Le prime che avevo fatto erano per deviatoi corti da 15°, con cuore curvo ed angolo al cuore di 14°, di conseguenza ciascuna aveva un angolo di 7°. Il secondo set, da 6°, mi è servito per i deviatoi medi tipo R.A. 36, con cuore curvo ed angolo al cuore di 12° e mi tornerà utile anche per i doppio inglese. Quest'ultimo set, da 5°, mi è necessario per realizzare deviatoi da 12° con cuore curvo ed angolo al cuore di 10°.

Realizzare tre dime con uno scarto di un grado potrebbe sembrare un eccesso di zelo, ma non è così. Chi di voi ama la trigonometria può facilmente calcolare di quanto i scostano le rotaie dopo 5cm dal punto di intersezione matematico: 12.47mm a 14°, 10.63mm a 12° e 8.82mm a 10°. Questo vuol dire che se avessi usato sempre le dime da 6° avrei variato lo scartamento di circa ±1.8mm, oltre il 10% dello scartamento (16.5mm), con conseguente deragliamento dei convogli.

Avevo già mostrato il progetto delle dime qualche tempo fa (link) ma non ho mai avuto la pazienza di scattare qualche foto del processo costruttivo, per cui vedo di colmare questa lacuna.

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Tutto parte dalla misura precisa dell'angolo al cuore con un goniometro a testa tonda da 180°. Potrei evitare questa misura dal momento che ho progettato il deviatoio con Templot, ma una verifica sperimentale non fa mai male. E' importante che la misura venga presa al cuore e non all'uscita del deviatoio: a colmare l'eventuale angolo residuo penserà la curvatura della rotaia o l'elasticità del profilato.

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A questo punto riporto la metà dell'angolo appena misurato su un blocchetto di legno: normalmente uso dei quadrotti in abete piallato da 2x2cm di sezione, residuo di altre lavorazioni. E' importante, ma non fondamentale, che i due pezzetti di legno abbiano la stessa altezza: uno scarto di mezzo millimetro si può facilmente riportare a livello con una passata di carta vetrata o di levigatrice.

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Dopo aver tagliato una striscia di cartoncino da 0.5mm di spessore, circa 1x10 cm, la incollo con colla cianoacrilica universale (21) al blocchetto di legno, avendo cura di rimuovere eventuali eccessi di colla dal lato della rotaia (in basso nella foto qui sopra). Non sono particolarmente preoccupato dalla tenuta della colla: ci penseranno le viti ad assicurare la struttura di fissaggio al legno.

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Riporto ora sul legno il profilo del piede della rotaia e traccio una seconda linea. Addosso poi a questa linea un'altra strisciolina di cartoncino da 3mm di larghezza. Le dimensioni di quest'ultimo pezzetto di cartoncino non sono fondamentali: dopo l'incollaggio capovolgo la dima, appoggiandola ad un blocchetto di ferro e rimuovo gli eccessi utilizzando un bisturi affilato per evitare sbavature. Potete vedere il risultato di questa operazione nella foto qui sopra.

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Ora tocca all'operazione più delicata, da cui dipende gran parte della precisione della dima: dopo aver ritagliato una strisciolina di vetronite ramata di dimensioni opportune, posiziono uno spezzone di rotaia nella gola tra i due pezzi di cartoncino. Poi accosto la vetronite al corpo della rotaia avendo cura che il profilato sia sempre perpendicolare al legno. Infine la blocco tutti in posizione con un morsetto e pratico i primi due fori per le viti di fissaggio: uno in corrispondenza della punta del cuore, ed una verso l'uscita del deviatoio. Poi invito le viti a fondo, rimuovo il morsetto e pratico altri due fori per altrettante viti: una all'estremo sinistro ed una in posizione mediana.

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In maniera analoga lavoro sul secondo pezzetto di vetronite, che farà da contro telaio per bloccare in posizione il binario. Questa volta, al posto di viti, utilizzo chiodini ottonati per modellismo navale; i fori ovviamente sono decisamente più piccoli, ma lo è anche lo sforzo che questa parte deve sostenere: la maggior parte viene assorbito dalle quattro viti principali.

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Realizzata anche la seconda dima, passo alla levigatura dei pezzi: è necessario infatti rimuovere l'eccesso di vetronite o legno così che le superfici laterali siano perfettamente verticali. E' fondamentale controllare sempre che l'angolo delle due dime non sia cambiato durante questa lavorazione, altrimenti è necessario effettuare qualche piccola correzione per riportare l'angolo entro tolleranze accettabili. Infine affianco le due metà e controllo simmetria, allineamento e planarità.

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Se tutto è a segno, prima di usare le dime per realizzare le due metà del cuore, mantenendo le dime allineate e bloccate con morsetti a vite, incido 2-3 tacche sul rame, facendo in modo che il tratto coinvolga entrambe le metà. Queste tacche serviranno per allineare correttamente le due metà al termine della levigatura degli aghi, come potete vedere qui sopra. A questo punto, dopo una bella passata di flussante liquido, inizio la saldatura dei cuori riempiendo lo spazio tra essi con lo stagno per simulare un cuore monoblocco.

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Questo è il risultato finale, dopo aver rimosso il pezzo dalla dima: quello di sopra è un cuore da 12° mentre quello di sotto è da 10°: la differenza è visibile.

A presto!

martedì 22 marzo 2016

Deviatoi in codice 60 (1)

Buona serata ai miei lettori!

Dopo aver verificato con soddisfazione la possibilità di autocostruire i deviatoi in codice 75 per i binari principali di Caprazzino, ora tocca ai deviatoi in codice 60 per i binari di scalo ed il raccordo industriale con la Saltarelli e Migiani. Il tutto ovviamente parte dal progetto del deviatoio: in questo caso mi sono basato su un piano di posa di un deviatoio semplice armato con rotaie RA 36 S cortesemente fornitomi da Davide Bombarda e questa foto (link) pubblicata da Stefano Minghetti.

IMG_3157-S36UNI 0-12 destro 1-87 ruotato

Ho dovuto adattare il piano di posa a causa del diverso angolo di deviata, ma fortunatamente mi è venuto in aiuto Templot. Questo che vedete sotto è il piano di posa di uno dei due deviatoi del raccordo industriale. A sinistra ho già iniziato il lavoro di sistemazione delle traverse -le prime 6-, mentre tutte le altre sono ancora nel formato originale: niente traverse doppie e niente spaziatura variabile.

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Il programma permette di cambiare tutti i parametri delle traverse per mezzo di un menù a cui si può accedere da "real > shove timbers..." o premendo i tasti "shift + F10".

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Oltre alla finestra a sinistra, compare per ogni traversa un codice identificativo. Cliccando su di esso la traversa viene evidenziata in rosso, mentre risultano in blu le traverse già modificate. Vengono inoltre popolati i campi della finestra per la modifica del piano di posa.

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Il primo parametro da modificare è il centro (centre), in secondo luogo la larghezza (width). Mentre quest'ultima è un parametro assoluto che può essere impostato differentemente per ogni traversa, il centro è un parametro relativo il cui zero può essere assegnato ad una qualunque delle altre traverse. In particolare, per quanto riguarda la traversa S4, è conveniente impostare lo zero sulla traversa S3: per farlo basta selezionare la S3 e premere il pulsante set zero.

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Selezionando nuovamente S4 il parametro centre riporterà la distanza tra questa traversa ed S3. A questo punto, premendo sul pulsante data... è possibile accedere al menù per la configurazione dei parametri della traversa. Volendo impostare una distanza di 7.7mm dalla precedente traversa e considerando che il valore attuale è 10.88mm è necessario impostare un valore di -3.18mm nella prima riga. Inoltre la traversa risulta troppo larga, 3.45mm contro 3mm: per correggere questo valore è necessario impostare la metà della differenza nell'ultima riga, in quanto Templot aggiunge o sottrae questa quantità ad entrambi i lati della traversa, quindi -0.225.

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Con un po' di pazienza ho sistemato tutte le traverse e corretto per ciascuna anche l'angolo -twist- rispetto all'asse del corretto tracciato: questo infatti deve essere uguale a quello che la traversa forma con l'asse del ramo deviato. Per questo è possibile accedere nuovamente al menù data... oppure è possibile cliccare direttamente sul valore da cambiare -1.92 degrees- ed impostare il nuovo valore, nel caso della traversa T5 si tratta di 3.7 gradi.

Quanto alla lunghezza della traversa, il modo più semplice che ho trovato è quello di abilitare la visualizzazione dei bordi della massicciata ed impostare la larghezza di quest'ultima alla larghezza della prima traversa a sinistra, nel mio caso 30mm. Per fare questo è necessario spuntare le prime due voci del menù geometry > trackbed edges (add trackbed edge TS e add trackbed edge TS) e poi cliccare sulla terza voce dello stesso menù (trackbed width...).

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Il risultato finale lo potete vedere qui sopra: ho già tagliato tutte le traverse e sistemate in posizione sul nastro biadesivo. A questo punto ho iniziato a segnare su ciascuna traversa la posizione dell'attacco: anche questa volta mi sono servito di materiale Weinert, ma dovendo lavorare con le rotaie codice 55 di Peco ho scelto il codice 74012, una lastrina fotoincisa che riporta solo le caviglie di fissaggio delle piastra e non quella dell'attacco indiretto onde evitare di ridurre troppo l'altezza utile per il bordino. Potete vederle a destra in questa foto, in cui è possibile apprezzare anche la differenza tra i tre profili di rotaie usate nel mio plastico: cod.100, cod.75 e cod.55.

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Per essere il più possibile preciso ho posizionato ciascun attacco sulla traversa servendomi di una pinzetta ed aiutandomi con i forellini predisposti per i chiodi. Un comune pennarello indelebile da lucidi è più che sufficiente per segnare la posizione sul rame.

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A questo punto ho preso in mano i mio fedele utensile abradi-traverse e con una buona dose di pazienza ho limato ciascuna traversa. Grazie a mio padre sono riuscito a trovare la giusta carta abrasiva: WPE 421 al Carborundum o carburo di silicio, normalmente utilizzata per le levigatrici a nastro. Questa carta ha un verso, che è bene rispettare quando si lavora un materiale come l'FR4, ma mi ha permesso di realizzare tutte le traverse con un solo cursore.

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A questo punto ho iniziato a stendere un velo sottilissimo di stagno su ciascuna piazzola e sulla parte inferiore di ciascun attacco. Scaldando la piazzola, le due parti stagnate aderiscono rapidamente e senza problemi, formando una unione solida e senza parti sporgenti che possano ostacolare la circolazione dei mezzi.

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A presto!

martedì 9 febbraio 2016

Deviatoi (5)

Buona serata ai miei lettori!

Il lavoro sui deviatoi continua, purtroppo molto lentamente dato che la lavorazione sulle traversine mi ha richiesto molto più tempo del previsto. Il perché è presto detto: la carta vetrata che utilizzo per rimuovere il rame si degrada troppo rapidamente.

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Come potete vedere dall'immagine qui sopra, la parte a contatto con il rame perde rapidamente la sua "vetratura" (in basso a destra), dopodiché si consuma anche il materiale di supporto (in basso a sinistra) e quindi il cursore risulta inutilizzabile. Vanno quindi rimossi i residui di carta ed incollato nuovo materiale abrasivo. A seconda della carta utilizzata questa operazione va ripetuta con una certa frequenza; la carta che ha dato i risultati peggiori è la carta P320: con questo materiale non sono riuscito a lavorare nemmeno una traversina intera. La seconda peggiore è la tela 150: ha fatto si e no una traversina e mezza. La migliore al momento è la carta P180: sono riuscito agevolmente a fare 3-4 traversine.

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Il risultato finale della preparazione delle traversine lo potete vedere qui sopra. Per velocizzare le operazioni ho lavorato con due cursori: mentre il numero uno è in fase di incollaggio, con il numero due lavoro le traversine. Quando il due è consumato, asporto la carta, incollo la nuova e riprendo il lavoro con il numero uno. Dopo 5-6 ore di lavoro, il risultato è abbastanza soddisfacente, ma contando che dovrò fare altri 16 deviatoi, devo assolutamente trovare il modo di ridurre il tempo per questa lavorazione.

A presto!

martedì 2 febbraio 2016

Deviatoi (4)

Buona serata ai miei lettori!

Il pacchetto è arrivato! Puntualissimo e molto bene imballato. Le microfusioni della Weinert dono veramente molto belle e sono proprio soddisfatto dell'acquisto. Nella foto qui sotto, a sinistra potete vedere gli attacchi normali, a destra in basso quelli speciali, mentre a destra in alto le controrotaie.

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Prima però di iniziare il montaggio ho dovuto realizzare altri due strumenti da aggiungere alla solita collezione di dime et similia per la produzione dei deviatoi: una dima in due metà per i nuovi cuori, ciascuna con angolo di 5.8°, ed una dima per la produzione delle traversine.

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La prima dima la conoscete già, ne ho parlato qui (link); il metodo costruttivo è sempre lo stesso, soltanto ho dovuto adattare le dimensioni ai profilati di binario codice 75, alti 2mm contro i 2.5mm del codice 100. In particolare ho sfruttato alcuni resti di basetta ramata per la produzione dei circuiti stampati (PCB) spessa 1mm per fare da guida, al posto della vecchia basetta da 1.6mm. Ho anche aumentato il numero di viti da 2 a 3 per meglio irrobustire la struttura ed evitare deformazioni durante la levigatura.

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L'altra dima è anch'essa composta da due parti e mi serve per asportare il rame in eccesso sulle traversine. Questa necessità nasce da una duplice motivazione: innanzitutto estetica, volendo evitare che il rame facesse capolino da sotto lo strato di vernice che dovrò applicare per dare l'aspetto del cemento armato precompresso. In secondo luogo funzionale: infatti non solo è necessario separare elettricamente certe parti del deviatoio, ma ridurre la superficie ramata mi permette di gestire meglio il calore applicato durante la saldatura. Potete intravvedere un esempio della prima traversina finita in alto a destra nell'immagine qui sopra.

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Il funzionamento è semplice: dopo avere riportato sulla traversina i limiti delle aree da conservare, la inserisco nella guida centrale realizza con due strisce di PCB spesse 1mm. Poi con un blocchetto di legno su cui ho incollato della carta vetrata asporto il rame in eccesso per abrasione meccanica.

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La traversina è realizzata con PCB da 2mm di spessore, quindi sporge dalla guida, ma si trova esattamente a livello con i due elementi che costituiscono la slitta. Su questi scorre il blocchetto di legno su cui ho incollato della carta vetrata, la cui larghezza coincide con lo spazio che separa la slitta dalle guide in legno. Poiché dunque legno, guida e traversina sono tutti allo stesso livello, lo spessore asportato coincide solo con lo spessore della carta vetrata. In questo modo riesco ad asportare il rame in modo uniforme e controllato, senza usare acidi o macchine a controllo numerico. Il tutto è ovviamente anche massimamente economico. Il risultato finale lo potete vedere qui sotto.

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Ho già fatto anche un paio di prove di saldatura tra gli attacchi e le traversine così realizzate: dopo essermi documentato (ottimo questo link di Riccardo Olivero) ed avere fatto qualche esperimento, sono finalmente abbastanza soddisfatto. Il risultato migliore l'ho ottenuto dopo aver carteggiato leggermente le superfici di rame ed ottone con una carta vetrata con grana fine P 320 ed aver steso un leggero strato di flussante in penna (Chemtronics CW8400) che uso spesso per la saldatura dei componenti elettronici. Poi, grazie al consiglio di Enzo Carbone, ho utilizzato una minima quantità di stagno in filo da 0.2mm di diametro per saldare i pezzi fra loro.

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Il risultato finale è quasi perfettamente planare e molto robusto: non sono riuscito a staccarlo nemmeno tirando con una pinzetta, il che mi fa ben sperare nella robustezza dell'insieme. A questo punto ho tagliato tutte le traversine ed ho riportato su ciascuna i limiti della zona su cui andrò a saldare gli attacchi utilizzando due di questi ultimi ed il piano di posa realizzato con Templot come guida, come potete vedere qui sotto.

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Al momento sto ancora carteggiando le traversine: le prime 8 da destra e l'ultima a sinistra sono complete, ne mancano solo altre 22...

A presto!

martedì 7 aprile 2015

Deviatoi (2)

Buona serata e buona Pasqua di Resurrezione ai miei lettori!

In questi giorni di festa ho avuto modo di lavorare un po' al mio plastico. Finalmente tutti i servo relè sono completi, e buona parte di essi sono già in posizione. Purtroppo però sono rimasto a corto di connettori, quindi non sono riuscito a connetterli tutti... Pazienza!

Eccovi una foto del gruppetto realizzato.

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E qui sotto i tre di loro sistemati e completamente connessi alla radice della stazione nascosta.

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Sono particolarmente soddisfatto del funzionamento, ma devo ancora lavorare un po' sulle modalità di configurazione: troppo macchinose.

Comunque, torniamo alla costruzione. I deviatoi che vedete qui sopra fanno parte della seconda generazione. Per realizzare questi deviatoi, come vi avevo raccontato la settimana scorsa, ho fatto ricorso a delle dime. Ovviamente autocostruite anche quelle!

Prima cosa da costruire, strumento utilissimo, è la dima a tre punti. Avendo un sacco di scarti di FR4 provenienti dal taglio delle traversine, ho pensato di usare proprio questo materiale, ricoperto di rame solo da un lato, perché permette di ottenere un posizionamento molto preciso dei punti di controllo. Al tempo stesso, se la saldatura viene fatta bene, il risultato è particolarmente robusto.

Vista da sopra in prospettiva

Vista da sotto in prospettiva


Questo è il progetto della dima, realizzato con Sketchup (link). La faccia in marrone più scuro è il lato ramato del FR4. Ogni punto di contatto con le rotaie ha due punti di fissaggio, realizzato con blocchetti quadrati da 2mm di lato: un buon compromesso tra maneggevolezza e precisione. I profilati che vedete sono dei Codici 100 da 2.5mm di altezza. Durante la costruzione è necessario controllare con assoluta precisione che la base ad Y sia perfettamente planare. Rispetto ad una struttra a T, più tradizionale e più semplice da realizzare, ho preferito una soluzione a Y perché mi consente di effettuare lavori di saldatura nella finestra tra i due punti superiori. Inutile dire che lo scartamento deve essere controllato con altrettanta precisione.

Ecco le foto del risultato finale.

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La "colata" di stagno sottostante serve ovviamente ad irrobustire il tutto ma, se non pensate di sforzare troppo la struttura, è del tutto superflua, potendo venir sostituita da una velo di Loctite.

Secondo strumento utile, le dime per la rastrematura del cuore. Le vedete in secondo piano nell'ultima foto. Qui le cose si fanno più complicate: questa dima deve resistere a sforzi di una certa entità, quando la rotaia del cuore viene passata alla levigatrice. Per questo motivo ho dovuto pensare ad una struttura più robusta.

Vista da sopra in prospettiva

Vista da fianco in prospettiva

Da prpogetto la dima è costituita verticalmente da 4 strati: una base da 20mm di listello di abete piallato, uno strato da 0.5mm di cartoncino bristol, uno strato da 1.6mm di FR4 ed un ultimo strato da 0.6mm di cartoncino bristol. Alla fine ho deciso di rinunciare all'ultimo strato, quindi nelle foto vedrete comparire direttamente il rame. I due cilindri più piccoli sulla sinistra rappresentano due chiodini ottonati, diametro 0.6mm: trattengono in posizione la contro-dima. Il cilindro più grande sulla destra invece rappresenta una vite da legno diametro 3mm: deve trattenere la dima principale in modo tale che la rotaia in lavorazione abbia un solido appoggio e resti perfettamente verticale. Tutti gli strati sono stati fissati con colla Mille Chiodi, oltre che con i già citati chiodi/viti.

Questo l'oggetto finale:

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Il rame qui ha anche un'altra funzione utile: permette di dissipare più rapidamente il calore che si sviluppa in fase di lavorazione, così da non abbrustolire i materiali confinanti. Queste dime vanno realizzate in coppia. Perché? Guarda questa immagine:


Se ben allineate, le due dime destra e sinistra formano una terza dima: quella per la saldatura del cuore. Basta bloccare le due metà con un morsetto e saldara le due rotaie, ora fermamente in posizione e perfettamente allineate. Al termine, si sfilano i due blocchetti, trascinandoli delicatamente indietro. Se l'operazione viene svolta con accuratezza, produrre il cuore ora è la parte più semplice di tutto il processo. Dimenticavo: per allineare sempre con precisione le due dime è sufficiente incidere due tacche sul rame con un cacciavite od un punteruolo.

Ed ora la parte più complicata: il piega-binari. Nell'ottimo tutorial di Giorgio Donzello, si cita la necessità di piegare gli aghi e le rotaie curve. Purtroppo questa operazione, pur essendo di fondamentale importanza per ridurre gli stress tensili sulle saldature delle rotaie curve, viene fatta a "mano libera". In realtà, cercando su internet, è facile trovare uno strumento che faccia esattamente la stessa cosa ma in modo molto più controllato. Si chiama Rail Roller (link) ed è prodotto da Fast Track, al un prezzo decisamente troppo alto per i miei gusti, sicuramente giustificato dalla precisione della lavorazione. In realtà è facilissimo costruirne una versione casalinga a meno di un decimo del prezzo.

Ecco qui uno schizzo del progetto Sketchup.


Sono necessari tre cuscinetti a sfere -a Bologna c'è la Emiliana Cuscinetti che li vende si al dettaglio che all'ingrosso- quattro bulloni (tre corti ed uno lungo), quattro viti da legno autofilettanti da 20mm, quattro dadi, qualche rondella, ed una molla. Quanto al materiale di supporto, io mi sono affidato al legno: profilati 15x15mm di abete piallato e compensato da 4mm di spessore. Per capire la struttura guardate l'immagine sottostante.


La struttura è composta di due parti: una cornice fissa, rettangolare, da 50x100mm, formata da 4 profilati 15x15mm incollati fra loro con Mille Chiodi. Nella parte superiore, due rettangoli di compensato da 22.5x100mm lasciano uno spazio vuoto da 5mm di spessore per  fare scorrere liberamente il bullone vincolato alla slitta. Abbiate cura di controllare la perfetta ortogonalità dei quattro pezzi, altrimenti la slitta scorrerà male. Sebbene non illustrato, i due listelli laterali devono presentare ciascuno un foro ed uno scasso per ospitare la testa dei bulloni che fisseranno i due cuscinetti mobili.

La seconda parte è proprio la slitta, costruita con una struttura a doppia T, formata da tre listelli da 15x15mm incollati fra loro. E' bene che il pezzo dal lato della manopola presenti uno scasso profondo al massimo 5mm per consentire il buon scorrimento della testa del bullone che serve per regolare la posizione della slitta. Dal lato opposto andrà inserita la molla di richiamo. La parte centrale della slitta deve invece presentare un foro passante ed uno scasso per ospitare la testa del bullone che fisserà il cuscinetto mobile.

Ciascun cuscinetto è separato dal legno da e dal dado di fissaggio con una rondella per facilitare lo scorrimento e consentire l'inserimento del piede della rotaia. Sistemati i cuscinetti a sfere ed il bullone per il posizionamento della slitta, si inserisce la molla di richiamo e si chiude il fondo con un rettangolo di compensato da 50x100mm. Il funzionamento è del tutto analogo a quello dello strumento originale che trovate qui (link).

Ecco invece la foto della mio surrogato che, come potete vedere, è stato ampiamente utilizzato per realizzare i deviatoi. La tacca che vedete in basso a sinistra mi serve per segnare la curvatura nulla.

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Qui invece una visuale di insieme dei tre strumenti di cui vi ho parlato. Come manopola ho riciclato il contenitore di una treccia dissaldante, ma qualunque oggetto rigido vagamente circolare può andare bene.

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Per oggi questo è tutto.

A presto!