Kilka uwag na temat przekładni, dokładności, sterowania

skrzypas · 15 Października 2004

W tych platformach nie rozumiem jednej rzeczy. Weźmy na przykład taką seryjnie produkowaną aluminiową platformę:

Dlaczego łuki na których opiera się część północna platformy (ta bliżej nas) są ustawione pionowo, a nie pod kątem uzależnionym od naszej szerokości geograficznej?

Dla przykładu zrobiłem rysunek, jak taka platforma powinna wyglądać w moim wyobrażeniu :lol: :

Na moim projekcie część opierająca się na wałku napędzającym jest ustawiona pod kątem (w tym przypadku 90 - 54 = 36 stopni). Jednak powoduje to problem ponieważ cały ciężar spadnie na łożysko a nie wałki napędzające. Ruchoma część platformy będzie się jakby zsuwać z wałka bo jest ustawiona pod kątem.

Jak ominąć ten problem? A może projekt powinien wyglądać całkowicie inaczej, bez łożyska?

Z góry dzięki za odpowiedź.

15 Października 2004

Zacząłem analizować błędy przekładni śrubowej i do omówienia został błąd szybkoterminowy (doraźny) jaki daje się zaobserwować w przeciągu kilku sekund obserwacji. Załóżmy więc, że szacujemy błąd jaki może się pojawić w ciągu 5 sek ruchu montażu co odpowiada mniej więcej ruchowi sfery niebieskiej o 75 sek. łuku. Jest to więc 5/3600/24=5.8*10-5 część doby a więc również identyczna część długości naszej śruby ułożonej na kole o średnicy 260mm (długość obwodu tego koła to oczywiście pi*d=3.1416*260=816.8mm). Koło napędowe wykona więc w czasie 5 sek. drogę równą 816.8mm * 5.8*10-5 = 4.7*10-2 czyli 0.05mm! . Jednocześnie ruch ten odpowiada pewnemu obrotowi śruby napędzającej o skoku 1.5mm. Śruba ta obróci się o 0.05/1.5*360 = 11.3 stopnia a silnik krokowy wykona w tym czasie obrót dwukrotnie większy (przekładnia 2:1) a więc ok. 22.6 stopnia.

Śruba napędowa ma średnicę 18mm a jej obrót o 11.3 stopnia to oczywiście ruch na długości gwintu równy 11.3/360 * 18*pi = 1.775mm !. Te wielkości są dla mnie samego sporym zaskoczeniem. Ruch teleskopu w ciągu 5 sekund można porównać do ruchu przedmiotu umieszczonego na równi pochyłej o długości 1.775mm oraz wysokości 0.05mm ! Wyniki te wskazują jednak na kilka oczywistych faktów.

Im lepsza dokładność powierzchni śruby napędzającej tym lepiej zakładając, ze śruba ta styka się ciągle z tym samym punktem na śrubie gwinowanej na obwodzie koła napędowego. Wydaje się, że odpowiednio zastosowany smar pozwoli na uszczelnienie trących powierzchni i poprawę płynności ruchu i w końcu im większa średnica śruby napędowej tym lepiej, bo błędy na jej powierzchni wpływają na błąd doraźny ruchu odwrotnie proporcjonalnie do jej średnicy. Bardziej dokładne powierzchnie trące to zastosowanie np. śruby mosiężnej lub nylonowej na obwodzie koła napędowego. Nie potrafię powiedzieć z jaką dokładnością wykonana jet powierzchnia typowej śruby gwintowanej M8 oraz jak dokładnie wykona mi warsztat śrubę napędzającą. Mając jednak zarówno śrubę mosiężną jak i nylonową wykonam w odpowiednim momencie testy porównawcze dla stali mosiądzu i nylonu na kole napędowym. Oczywiście im większe koło napędowe to tym mniejszy także błąd doraźny.

Na błąd doraźny składa się także liniowość silnika krokowego ale ponieważ w czasie 5 sek. silnik musi dla tych parametrów napędu wykonać ok. 120 mikrokroków co odpowiada mniej więcej 12-15 pełnych kroków (zależy czy podzielimy krok na 8 czy 10 części) to nawet znaczna nieliniowość podziału na mikrokroki nie powinna mieć wpływu na ten błąd.

L.J.

15 Października 2004

W Twoim rozwiązaniu platforma zsuwać się będzie w kierunku południowym bo ustawiłeś płaszczyznę styku łuku i łożyska pod kątem. Ciężar rozkłada się równomiernie na oba punkty podparcia ale ze względu na kątowe ustawienie tego styku wystąpi składowa siły wzdłuż platformy w kierunku południowym równa mniej więcej 1/4 ciążaru platformy z teleskopem. I tu odpowiedź dlaczego w oryginalnym rozwiązaniu łuki są prostopadłe do łożysk (wałków ?). Ciężar platformy rozkłada się w tym rozwiązaniu równomiernie pomiędzy stronę północną i południową, brak jest składowej siły wzdłuż platformy a w efekcie liczy się i tak średnica wirtualnego cylindra liczona od miejsca styku łuku z łożyskiem niezależnie od kąta pod jakim oba te elementy się stykają. Chcąc zachować Twój pomysł należałoby prawdopodobnie część południową platformy łożyskować w dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyznach, z których jedna przeniesie ciężar a druga zapewni odpowiedni ruch platformy lub trzeba zastosować łożysko oporowe.

L.J.

15 Października 2004

Widzę wprawdzie tylko czerwony krzyżyk zamiast Twojego rysunku ale powiedz mi po co chcesz wyważać otwarte drzwi i wprowadzać swoje jak widać lub nie widać nie sprawdzone pomysły :roll:

skrzypas · 15 Października 2004

Widzę wprawdzie tylko czerwony krzyżyk zamiast Twojego rysunku ale powiedz mi po co chcesz wyważać otwarte drzwi i wprowadzać swoje jak widać lub nie widać nie sprawdzone pomysły :roll:

Czyżby kolejne włamanie na serwer politechniki... Niedługo powinien się otworzyć.

Niestety po głębszym zastanowieniu dostrzegłem, że samodzielne wykonanie łuku o takim kształcie jak w przypadku kupnej platformy, nie będzie takie proste. Okazało się, że ten łuk nie jest fragmętem okręgu, a elipsy. Dlatego może być ustawiony pionowo, a nie pod kątem. Mam nadzieję, że się mylę, ale nie da się wykonać w warunkach amatorskich dokładnie takiego modelu jak widzimy na zdjęciu wyżej. Poszukałem trochę na internecie i znalazłem kilka osób, które samodzielnie wykonały platformę do fotografii, ale w każdej z tych platform północne łuki były ułożone względem pionu pod kątem (90 - położenie geograficzne). Bardzo chciałbym tego uniknąć, bo komplikuje to konstrukcję, a główną zaletą platform jest ich prostota. Nie jestem specem od obróbki metalu, a wiem, że na forum jest ich kilku, więc jeśli widzicie rozwiązanie problemu, to bardzo proszę o radę. Chodzi o to, w jaki sposób wyciąć w aluminium fragmęt elipsy ze sporą dokładnością?

el_jot · 16 Października 2004

Konstrukcja platformy nie musi mieć takiego kształtu jak na cytowanym zdjęciu firmowym. Klasyczną odmianę tego rozwiązania można obejrzeć tu:

http://www.astronomydaily.com/atm/platform.asp

Do łożyskowania obu cylindrów zastosowano wzajemnie prostopadłe łożyska z których każde przenosi po części obciążenia platformy.

Twoje rozwiązanie przewiduje napęd na mniejszym cylindrze, nie jest to dobre rozwiązanie bo niepootrzebnie zmniejsza dokładnośc prowadzenia.

el_jot

el_jot · 16 Października 2004

Wydaje się, że, bez wnikania w zawiłość matematyczną kształtu krzywej jaką powinien mieć łuk, można go zrobić z ustawieniem pod dowolnym kątem w sposób jaki został zaproponowany w cytowanym wyżej linku. Załączam rysunek gdzie pokazano zasadę wykonania platformy za pomocą wiertarki z tarczą szlifującą. Nie ma przeszkód, aby część szlifowana na łuk pochylona była pod dowolnym kątem w stosunku do platformy - także pod katem 90 stopni.

el_jot

skrzypas · 18 Października 2004

Dzięki el_jot.

Mam jeszcze jedno pytanie. Ważne jest by odpowiednio wyznaczyć środek ciężkości. Ja zrobiłem to tak:

Przechyliłem synte na bok i sprawdziłem w jakim punkcie musi sie opierać o podłoże żeby zachowała równowagę. I w ten sposób wyszedł mi środek ciężkości lekko nad podstawą statywu. W wielu linkach widziałem, że taki środek ciężkości mieścił się gdzieś koło tubusa, a nigdy przy statywie.

Czy zrobiłem coś nie tak? Czy może powinno się stosować całkowicie inną metodę? :?

el_jot · 18 Października 2004

Wydaje się, że środek ciężkości nie jest w tej sprawie elementem krytycznym. Zresztą w montażach dobsona jest on z reguły dość nisko osadzony. Będzie się on bardzo mocno zmieniał w zależności od pochylenia tubusa teleskopu. Moim zdaniem powinieneś badać stabilność teleskopu (jego zdolność do powrócenia do stanu równowagi) dla maksymalnych wychyleń tubusa od pionu czyli poziomo w kilku płaszczyznach przy odchyleniu podstawy w granicach tego co będziesz miał na platformie. Jeśli przy maksymalnym odchyleniu podstawy w danym kierunku i przy tubusie ustawionym poziomo z lustrem skierownym w stronę odchylenia teleskop ma tendencję do powrotu do stanu równowagi (czyli podstawa dąży do poziomu) to nie będziesz miał problemów z równowagą w całym zkresie obserwacji. W przeciwnym razie trzeba dociążyć ruchomą lub nieruchomą podstawę teleskopu albo zwiększyć wymiary platformy i po kłopocie.

el_jot.

skrzypas · 19 Października 2004

W przeciwnym razie trzeba dociążyć ruchomą lub nieruchomą podstawę teleskopu albo zwiększyć wymiary platformy i po kłopocie.
el_jot.

Nie no tu mnie rozbawiłeś :buahaha:

Przecież jak zbuduje platforme to nie zwiększe jej wymiarów od tak sobie. Ja chcę wyznaczyć środek ciężkości właśnie po to by wyliczyć najodpowiedniejsze wymiary platformy.

el_jot · 19 Października 2004

Na zdrowie !

No i oczywiście pochwal się co Ci wyszło z tych badań.

el_jot

Nergal · 19 Października 2004

Elipsę o dowolnych paramertach można zaprojrktować i wykonać w prosty sposób. Trzeba jednak mieć program AUTO-CAD lub inny, w którym można rysować w 3D. Można zrobić to np tak, że rysujesz walec i przecinasz go płaszczyzną pod kątem który potrzebujesz np 35st. Potem przemieszczasz się w twoją przecinającą płaszczyznę, powiększasz obraz i drukujesz ten rzut. wychodzi ci z drukarki piękny szablon z którego możesz odrysować kształt na blachę i sam wyciąć piłą lub szlifierką i potem wyszlifować lub dać do wycięcia laserem- koszt około 0,5l wódki :mrgreen:

Nergal · 19 Października 2004

Przeczytałem cały wątek i mam parę uwag. Przedewszystkim przekładnie ślimakowe można wykonać z modyłem 1 co dla ślimacznicy o 300 zębach daje średnicę 303.9mm. Pozatym ślimacznica dobrze wykonana np z żeliwa lub brązu współpracująca ze ślimakiem ze stali nierdzewnej może pracować latami. W przypadku ślimacznicy wykonanej metodą obwiedniową praktycznie nie występuje błąd podziałowy. Ja sam powolutku buduję montaż paralaktyczny widlowy (platforma) z regulacją kąta pochylenia, bo przecież nie będę siedział z teleskopem tylko w gdańsku. Konstrukcja oparta na profilach zamkniętych z aluminium. Oś obrotu ułożyskowana łożyskami oporowymi wałeczkowymi o średnicy 9cm. Układ sterowany ma być przez system astropilota leszkajed (właśnie chcę z nim nawiązać kontakt w tej sprawie). System ma być jednak oparty na dwóch przekładniach ślimakowych o których już kiedyś pisałem- 60*108=6480. Sześćdziesiątka moduł 1, stoósemka moduł 2. Ich wykonanie zlecam Politechnice Gdańskiej. Mam parę pomysłów odnośnie minimalizacji wibracji i nieliniowości pracy silników krokowych oraz luzów na ślimacznicach (napinacz dźwigniowy na bazie siłownika pneymatycznego). Groźnie brzmi ale układ prosty.

Mam jeszcze małą uwagę odnośnie współpracy kół przekładniowych z wałkami metalowymi i odwrotnie. Przedewszystkim wszystkie materiały sztuczne, które panowie bierzecie pod uwagę wykazują znaczną kruchość w obniżonych temperaturach i takich naciskach powierzchniowych, powierzchnie metalowe, które maja z nimi współpraciwać muczą być szlifowane, bo postrzępią "plastik" i powstaną luzy doprowadzające przy tak małych modułach i średnicach do blokowania przekładni. Odnośnie zastosowania pasków do przekazywania napędu to uważam, że to bardzo dobry pomysł.

Serdecznie pozdrawiam :salu:

Nergal · 19 Października 2004

w bardzo dużym zaokrągleniu ma to wyglądać tak:

20 Października 2004

Pod tak duży i długi teleskop sugerowałbym zdecydowanie główną ślimacznicę o średnicy conajmniej 300-400mm z modułem około 0,7 do 1 i dodatkową na silniczek jako reduktor prędkści o przełożeniu rzędu 50 do 60 z modułem 0,5 to tak z praktyki astro-warsztatowej :salu:

Nergal · 20 Października 2004

Na dużą ślimacznicę wybrałem moduł 2 bo przy długim tubusie mogą występować duże momenty. Pozatym ślimacznice o średnicy powyżej 17cm trzeba robić z żeliwa, bo huty nie wytwarzają walców o większych średnicach z brązu. Obawiam się, czy gdybym zastosował żeliwo na główne koło, to czy przy module mniejszym od 1,5 nie miałyby zęby skłonności do pękania. Moje główne koło będzie miało średnicę 23cm i wynika to z dwóch czynników: ciężko o materiał o takiej średnicy a jeśli jest to 60% pójdzie na wióry, ciężko też o dobrego tokarza i frezera z maszyną o stosownych wymiarach. Wciąż się zastanawiam nad zastosowaniem modułu 1,5 i średnicy koła około 30 cm. Odkryłem, że dobrym miejscem do szukania materiału na ślimacznice jest siłownia. Nakłady na sztangi są z żeliwa szarego!!! Gdzieś czytałem, że średnica głównej ślimacznicy powinna wynosić conajmniej tyle, ile średnica lustra.

20 Października 2004

Przy tak wielkiej ślimacznicy karygodną rozrzutnością było by robienie jej z litego brązu, z tego dobrego ale drogiego materiału robi się sam wieniec na ślimacznicę a rdzeń wykonuje z duralu lub żeliwa, w handlu są dostępne lane tuleje z odpowiedniego brązu do 400mm średnicy :salu:

Nergal · 21 Października 2004

Zastanawia mnie jedna rzecz. Wyliczyłem sobie, że np mogę sobie zrobić koło główne o średnicy 328,1791847mm z nakładu, który znalazłem dziś w sklepie. Koło miałoby 200 zębów (moduł 1,6), co z pierwszą ślimacznicą o 60 zębach dawałoby redyktor o przełożeniu 12000. Silnik przy normalnej pracy musiałby dawać 55,7064271 kroków/s przy silniku o 400krok/s. Problem pojawia się gdy chcę obrócić teleskop w inne położenie np o 180st. Przecież nawet przy 5 obr/s będę czekał wieczność. Jak myślicie jaki kompromis tu zastosować a może jakieś sprytne sprzęgiełko??? :?:

el_jot · 21 Października 2004

Z podanych wartości wynika, że rozdzielczość wyniesie 0.27 sekundy łuku na krok. Sądzę, że bez szkody dla dokładności pracy urządzenia można tą wartość podwoić. Dodatkowo, można założyć, że silnik krokowy napędzający główne koło przez przekładnię rzędu 10:1 lub większą będzie pracował z większą częstotliwością (rzędu 10-20Hz, dokładną prędkość użyteczną silnika można odczytać z jego charakterystyki moment=f(częstotliwość sterowania)). Oznacza to w sumie 4-8 krotne skrócenie czasu przestawienia montażu. Jednak dla bardzo szybkich zmian położenia teleskopu musisz założyć istnienie sprzęgła np. jak w klasycznym montażu.

Wydawałoby się, że im większa przekładnia tym lepiej, ale na tym przykładzie widać, że rodzi to problemy z prędkością przestawienia montażu . Według mnie optymalna wartość kroku to 1-0.4 sekundy łuku.

el_jot

22 Października 2004

Jeśli myślisz o sensownym astrofoto to wal duże przełożenie i dokładne przekładnie a zapomnij o szybkim Go To, to robi się recznie po odblokowaniu sprzęgła napędu :salu:

Ps. Przy astrofoto z tą ogniskową nie można sobie pozwolić na żadne kompromisy bo to się potem stokrotnie zemści na operatorze i jakości fotek :shock:

jsw · 22 Października 2004

Witam-

Nergal napisał:

Wyliczyłem sobie, że np mogę sobie zrobić koło główne o średnicy 328,1791847mm z nakładu, który znalazłem dziś w sklepie. Koło miałoby 200 zębów (moduł 1,6),

czy mógłbyś wyjaśnić jak obliczyłeś średnicę, i co rozumiesz przez średnicę w przypadku ślimacznicy. Według mojej wiedzy na ten temat, dokładna średnica blanku (materiału przed frezowaniem obwiedniowym frezem modułowym) mierzona w ściśle określonym miejscu jest krytycznym parametrem warunkującym sukces obróbki.

Pozdrowienia

Nergal · 22 Października 2004

Generalnie liczy się średnicę podziałową, dodając do niej dwie wysokości wierzchołków zębów oraz zakładając kąt opasania ślimaka=90st dodaje się do tego dwie wysokości krzywizn zębów oraz 0,5mm dla modułów od 1 do 2. Wysokości krzywizn zębów łatwo policzyć bo jest to połowa różnicy między średnicą zewn ślimaka a średnicą zewn ślimaka pomnożoną przez cos 45st. Średnicę zewnętrzną liczy się tylko po to, żeby dobrać odpowiedni materiał w który muszą być przecież wliczone naddatki technologiczne. Pisząc o średnicy mam na myśli średnicę zewnętrzną bo ta jest mi potrzebna do budowy montażu. średnica podziałowa jest potrzebna frezerowi i tokarzowi bo to oni wykonują koło choć średnicę zewnętrzną itak będą musieli policzyć.

Jaki rodzaj sprzęgła stosuje się do montaży oraz gdzie i jak się go montuje :?:

22 Października 2004

Myślę że odpowiedź Nergala w pełni Cię zadowoli ale gdyby był dalej problem to wykonawca ślimacznicy sam wszystko policzy i przekalkuluje, to z reguły dobrzy fachowcy z w pełni opanowaną praktyką warsztatową :salu: