Доработка штатного односкоростного фокусера крейфорда SW

[toh@]

Решил поделиться технологией доработки штатного (односкоростного) фокусера крейфорда от SW.
(вещь очень распространенная, глядишь еще кому пригодится...)

Итак: Покупая бюджетный телескоп "продвинутого уровня" мы, как правило, (что вполне ожидаемо) получаем в комплекте бюджетный фокусер.
Справедливости ради, замечу, что фокусер не так уж и плох (за свою стоимость), имеет безлюфтовую конструкцию, и, при надлежащей настройке, вполне обеспечивает плавную регулировку фокуса, имеет довольно небольшой прогиб под штатной нагрузкой.
Из недостатков, на мой взгляд, отсутствие направляющих подшипников вала (фокусерная трубка опирается на 2 пары опорных подшипников в "подкове", и поджимается валом, через пластиковый сухарь, с противоположной стороны), а так же, сам пластиковый сухарь, который выполняет, по совместительству, функции подшипника скольжения вала фокусера...
... ну и конечно же очень низкая чувствительность регулировки положения фокуса (очень не хватает планетарной микропередачи)...
Сухарик выполнен из материала, очень похожего на ABS, и как следствие, имеет большое трение скольжения, и склонность к истиранию. Поэтому весьма затруднительно отрегулировать поджатие пары крейфорда чтобы, с одной стороны, обеспечить хорошее сцепление между валом и площадкой фокусерной трубки, и легкое вращение вала, с другой стороны. Кроме того, если достаточно сильно затянуть пару, поверхность контакта этого сухаря будет очень быстро вырабатываться, принимая форму вала фокусера, тем самым, еще больше увеличивая трение с "не правильной стороны"...
Решение добавить смазки в этот узел (встречал такое часто на разных фокусерах), не приводит ни к чему хорошему - вал, конечно, будет крутиться гораздо легче, но неизбежно возникнет проскальзывание вала по площадке фокусерной трубки.
Давайте вместе посмотрим, что можно с этим сделать...
Сразу хочу оговориться: в глобальной переделке конструкции не вижу смысла (Atlas из него не получится по любому...), т.к. назначение этого фокусера - тягать небольшие окуляры, и/или (максимум) тушку легкого фота. Так что речь в этой теме пойдет о легкой доработке (с небольшими затратами). Класс этот фокусер не поменяет, все так же останется бюджетным решением. Просто, возможно, с ним станет немного приятнее работать...
Чтобы решить вышеозначенную проблему с регулировкой поджатия пары крейфорда, изготовим новый сухарик из материала с хорошими антифрикционными свойствами - фторопласта. Чтобы снизить точечную нагрузку от регулировочного винта на сухарь (распределить ее по площади основания), и избежать его выдавливания нам нужна будет так же буферная пластина из упругого твердого материала. На ум приходила сталь, но жаль было насиловать станок, и такая пластинка была изготовлена из 1мм карбонового листа (к слову, его предел прочности на изгиб не ниже, чем у стали).
Ну и до кучи, чтобы убрать трение (и очень противный, периодически возникающий скрип, при вращении ручки фокусера) в зазоры между опорным основанием ручки фокусера и гнездом сухаря поместим тонкие шайбы, так же выполненые из фторопласта.
После сборки и регулировки поджатия сразу замечаем легкость и плавность работы фокусера.
С этим вопросом разобрались...

[toh@]

Что же можно сделать с недостатком чувствительности настройки фокуса?
Мне самым правильным (да и простым) вариантом показалось прикрутить к фокусеру шаговый мотор. Примеров реализации в сети (как на нашем форуме так и на др.) - более, чем достаточно. Любой шаговый мотор на валу крейфорда в микрошаге позволяет обеспечить достаточную дискретность для точной фокусировки. Правда, другой стороной медали микрошага является необходимость постоянного питания обмоток шаговика, иначе - потеря синхронизации.
Не долго подумав (хотелось иметь возможность сохранения синхронизации при обесточивании обмоток), было решено применить 400-шаговый двигатель и ременную передачу для уменьшения дискретности шага. Расчет примерно такой:
   мотор - 400 шаг/об, в полношаговом режиме
   вал диаметром 4мм, длина окружности - примерно 3,1416 * 4 = 12,57мм.
   шкивы 40 и 16 зубов - передаточное отношение 1:2,5
   итого имеем: 1000 шаг/об или 1шаг = 12,6 микрон.
Данная дискретность будет достаточной даже для точной фокусировки в фото режиме для  отн. фокусного F/5 на сенсор 5мкм. А мне больше и не надо...

Итак - приступаем к практической реализации!
Замкнутый ремень и шкивы покупались в поднебесной (правда, очень давно). Все под ремень шириной 6мм. Модуль 2GT. Шкивы 16 зубов - отв. 5мм, 40 зубов - отв. 8мм.
Шаговик был в наличии - NEMA17 (42мм), длинной 48мм. 6 выводов.
Токарная деталька из твердой латуни - переходная муфта с вала шаговика на большой шкив, с последующей доработкой под стопорные винты.
Пару фрезерных деталек из Д16 - моторама шаговика, и планка крепления на фокусер. С планкой пришлось повозиться, точнее - с ее наклонными посадочными плоскостями (спасибо конструкторам фокусера)
Дюралевые детальки были анодированы и покрашены в черный цвет (ради соблюдения общей цветовой гаммы). Не плохо бы еще латунягу никелем покрыть...
Так же пришлось изготовить еще пару деталек - фторопластовую дополнительную опору и прокладку под нее. Об этом пару слов подробнее ниже...

[toh@]

Как я писал уже у этих фокусеров предельно простая конструкция: отсутствуют (в каком бы то ни было виде) направляющие подшипники вала фокусера.
Это создает определенные проблемы для использования ременной передачи: Натянутый ремень стремится подтянуть к себе зацепленную сторону вала, и фокусерная трубка, удерживаемая только лишь силами трения в направляющих подшипниках свободно преодолевает их, поворачиваясь вокруг своей оси под действием торсионной нагрузки, создаваемой валом фокусера. Сухарь, при этом, наклоняется вокруг центральной опорной точки (винта регулировки прижима), обрекая себя на неравномерный износ. Натяжение ремня, естественно, ослабевает...
(Проблемы этой я сразу не усек, впрочем, при первом же испытании она была выявлена и профиксина)
Чтобы избежать этого поворота (со всеми вытекающими) было решено устроить еще одну дополнительную опору из фторопласта.
Опора была изготовлена "в минус" по высоте (не доставала до оси). И позже, при помощи щупов (калибров толщины), уже в собранной конструкции, была подобрана оптимальная толщина прокладки, для наилучшей симметрии системы.
Прокладка была изготовлена и установлена под опору.
В результате получилась довольно сбалансированная конструкция. Дело в том, что и при обычном использовании (без привода), вал фокусера, со временем наклоняется, иногда до упора в прорезь корпуса фокусера. Тогда при работе возникают заедания, скрип, и просто не приятные ощущения (типа неравномерность, рывки) при работе с фокусером, ну и выработка вала...

[toh@]

Далее - сборка. Тут проблем нет.
Собрал мотораму с планкой, установил дополнительную опору.
Заранее ослабил регулировочный винт на крышке фокусерного механизма. Уложил в крышку пластину, сухарь, вал с ручкой и муфтой. Установил их в корпус фокусера, наложил сверху пластину с моторамой. Прижал руками все, чтобы не рассыпалось, перевернул фокусер и заглянул внутрь, чтобы все элементы были уложены верно, а плоскость площадки фокусера была параллельна валу.
Прикрутил крышку, затянул. Еще раз убедился (заглянув внутрь) что все на местах. Отрегулировал поджатие пары крейфорда.
Лично для меня (абсолютно не навязываю сей постулат) критериями для достаточного поджатия пары является:
1. Отсутствие проскальзывания трубки под приличным усилием (5-7кг, для данного фокусера) вдоль оси фокусерной трубки при застопоренном вале. (Т.е. удерживаю рукой ручку фокусера, другой прикладываю усилие к фокусерной трубке).
2. Отчетливое увеличение нагрузки на вал в крайних положениях фокусера (Т.е. при движении от руки должен отчетливо почувствовать, что "приехали". При перемещении же мотором, очень желательно, чтобы мотор начал пропускать шаги, а не ось, пробуксовывая, начинала вырабатывать себя и площадку...)

[toh@]

Теперь можно навешивать шаговик, шкивы и ремень. Отрегулировать соосность шкивов, натяжение ремня.
Немного погоняем систему от руки, убедимся, что все работает плавно, мягко, ремень не пытается с усердием жаться к одному из ограничительных бортиков шкивов. Если так, то доработку можно считать законченной. Фокусер устанавливать на трубу, и подключать к контроллеру...

ПС: Контроллер фокусера считаю совсем отдельной историей, и в рамках этой статьи размышлять на его тему считаю не правильным...

[toh@]

Тут немного видео для демонстрации работы того, что получилось:
(прошу за качество видео сильно не пинать - снято на сотовый в конце рабочего дня, наспех, никакого монтажа не было - издержки нехватки времени...)
https://youtu.be/u3OCRPU4eSc
https://youtu.be/cuBUSTOPugQ
https://youtu.be/ZSUL5uswZgU
Нагрузка (в виде 5-кг груза) - чисто испытательная (только для показательности работы в предельных режимах), и никак не советую расценивать ее как рабочую для таких фокусеров...

[ВП]

Антон, как всегда: "надежно, добротно, хорошо." (с) Молодец!

[sernik]

Спасибо, очень вовремя! Тоже хотел устанавливать ремни, но теперь думаю более разумным решением будет поставить ГСО двухскоростной. Там и трубка стальная, и мотор напрямую можно соединять.

[Грехов Михаил]

В чем только цимес-непонятно. Обычная доработка фокусера под вариант электрофокусера. Шкивы и зубчатый ремень-ну как некий вариант реализации решения. То что они разные и немного увеличивается чувствительность?  Иван Ионов всяким желающим электрифицировал фокусеры уже наверное не один десяток. Правда с непосредственной посадкой вала двигателя на вал фокусера. Всякое может быть, вплоть даже до применения червяка

[Андрей Т.]

В чем только цимес-непонятно. Обычная доработка фокусера под вариант электрофокусера. Шкивы и зубчатый ремень-ну как некий вариант реализации решения. То что они разные и немного увеличивается чувствительность?  Иван Ионов всяким желающим электрифицировал фокусеры уже наверное не один десяток. Правда с непосредственной посадкой вала двигателя на вал фокусера. Всякое может быть, вплоть даже до применения червяка

Цимес в том, что решил и сделал, на высоком технологичном уровне. В отличие от тех, кто НИЧЕГО не сделал.

[toh@]

Антон, как всегда: "надежно, добротно, хорошо." (с) Молодец!

Спасибо, Владимир!

[toh@]

Спасибо, очень вовремя! Тоже хотел устанавливать ремни, но теперь думаю более разумным решением будет поставить ГСО двухскоростной. Там и трубка стальная, и мотор напрямую можно соединять.

Ну так то цели не было пугать этим фокусером. Более того - гсо двухскоростной в лучшую сторону отличается только, собственно, наличием второй скорости. Откуда информация по материалу трубки? у меня три штуки было - у всех материал, вроде - сплав алюминиевый был...
Я бы подумал перед таким апгрейдом... Смотря что получить хотите...
А еще посадочные размеры самих фокусеров и их площадок отличаются, и просто пересадить (поменять один на другой при помощи одной только отвертки) не получится. Изучите этот вопрос перед заменой...

[toh@]

В чем только цимес-непонятно. Обычная доработка фокусера под вариант электрофокусера. Шкивы и зубчатый ремень-ну как некий вариант реализации решения. То что они разные и немного увеличивается чувствительность?  Иван Ионов всяким желающим электрифицировал фокусеры уже наверное не один десяток. Правда с непосредственной посадкой вала двигателя на вал фокусера. Всякое может быть, вплоть даже до применения червяка

... так я, вроде, тут патент не заявляю - просто вариант исполнения...
Плюс его - в возможности моторизации фокусера шаговым приводом с достаточной дискретностью при движении в полном шаге, что, в свою очередь, делает возможным управление контроллерами без микрошага, а так же обесточивание обмоток шаговика в состоянии покоя (а это, обычно, более 90% времени для фокусеров) без потери синхронизации по шагам...
... ну и озвучил попутно пару не совсем очевидных моментов ...

[sernik]

Да вопрос изучается, лежат оба на столе. С трубкой погорячился, похоже алюминий, но стенка толще раза в два, и трубка покороче. И не знаю, задумано ли так, в СВ вал оставляет отметины только по краям фрезерованной плоскости, а остальной площади не касается.

[a.pozharov]

но теперь думаю более разумным решением будет поставить ГСО двухскоростной. Там и трубка стальная, и мотор напрямую можно соединять.

Гсо купить -около 15 -19 тыс рублей сейчас, в магазинах нет, только заграница. Сделать самому -дешевле, около 1000 руб материалы максимум. Мне выходит еще дешевле, только время вот личное время на изготовление -пару дней, что конечно деньги, побольше стоимости материалов в разы.
Можно обойтись без фрезеровок, точной сверловки и тп.

[a.pozharov]

http://astro.neutral.org/diy_focuser.html

Делаю проще, к трубе из нержавейки ( можно и дюраль если есть такая трубка ) шурупами  площадка из инструменталки, чтобы не фрезеровать,  взял от старого штангеншницеля, вал от  каретки двд плеера, ручки сам точу на токарном, т к вес мне не важен, борьбы за граммы нет, площадка из железа, отверстие под трубку фокусера  плазморезом, прутки из железа.  Но если важен вес -алюминий, дюраль, титан, что есть. Приварить -не проблема: аргон с осциллятором и вольфрамовым электродом сейчас в каждой деревне. Болгарка, сверла, мечик. С железом конечно проще, но вес больше. Передачу из пары зубчатых для микрофокусировки организовать можно, конечно это компромисс, но все же лучше, чем просто вал-площадка и обходиться ручками большого и маленького диаметра.

[Роман из Талицы]

toh@ Вот Спасибо добрый человек за полезные полезности , и всё наглядно .

[D_a_r_k_man]

Грамотная переделка, + от мну)
Только вот не нравится мне крепление кронштейна у всех, кто вешает шаговик, за планку прижима вала фокусёра.
Себе буду крепить за стакан фокусёра, с таким же расположением шаговика. Пока ремень жду, узкоглазые друзья не хотят работать 
Спасибо за идею с поджимом большого шкива, возьму на вооружение, а то пока не придумал, как реализовать у себя этот узел.

[Pavels]

Добавлю свой вариант доработки прижима фокусёрной трубки на подшипниках.
https://goo.gl/photos/zJpYTve7cf2GKSai6
Из плюсов более плавный и надёжный прижим.

[toh@]

Грамотная переделка, + от мну)
Только вот не нравится мне крепление кронштейна у всех, кто вешает шаговик, за планку прижима вала фокусёра.

Спасибо!
Юрий, это штатный вариант крепления от производителя. Они свои моторы так же крепят...
На самом деле планка крепится как раз к корпусу фокусера, сквозь планку прижима (т.е. прижимая планку к корпусу). Чисто интуитивно, вполне допустима такая конструкция, на мой взгляд...