Двигатель РД-09 или кто такой Гамон?

[tlgleonid]

После покупки сильного окуляра и наблюдения тесных двойных пар невольно призадумался: Нужен срочно часовой механизм. После украинского астрофеста, на котором Слава рассказывал о том, как он сделал частовой привод без червячной пары на основе метода Гаммона, где используется двигатель, пара подшибников, винт с резьбой, пружина и специальной формы кулачек. Словом все доступно любителю, а вести такой часовик может 4 часа.
Ну и решил я пойти на рынок, где нашел за 4 гривни двигатель РД-09. Вот только неясно подойдет ли он мне. Да и непонятно как его подключить к 220В. Ведь там 4 (!) клемы.

[tlgleonid]

Подключил я двигатель. Оказалось ничего сложного. Если вдруг кому нужно - сообщаю, как это делается: нужно взять 2 конденсатора по пол микрофарада на 500В и выше, закоротить ножки 1 и 4. Поставить конденсатор между ножками 2 и 3. Подключить 220В следующим обрзом? один контакт к 3, другой через конденсатор к 4.
А кто то шаговые двигатели использовал?

[Alexey_Smirn]

Леонид!
 А можно по-подробнее именно про сам часовой привод? Схему, например, если конечно это не коммерческая тайна.

Правда, выглядит очень привлекательно.

С уважением, Алексей.

[tlgleonid]

Схема очень просто и описана у Сикорука. Раскажу в кратце. К двигателю РД-09 с 2 об/мин крепится редуктор 1:2, который вращает винт. Винт стандартный и продается на многих рынках. Он представляет собой длинный стержень с резьбой М8, которая имеет шаг резьбы 1.25мм. Двигатель заставляет вращаться винт со скоростью 1 об/мин. На винт накручена гайка спец. формы, которя при вращении винта не изменяет ориентации в пространстве и в связи с этим движется по винту. К гайке пружиной прижат кулачек спец. формы. который движется вместе с гайкой. Вот этот кулачек и обеспечивает вращение оси. За счет спец. формы гайки и кулачка, кулочек равномерновращает полярную ось. Длинна кулачка что-то около 28 см, что дает скорость вращения полярной оси 1об/сут.
Если не удалось достать именно такой двигатель, какой я указал или не нашлось нужных шестеренок, то получится другая скорость вращения винта и понадобится кулочек других размеров.

[Анатолий Волчков]

Если в обычной червячной паре два источника ошибок – периодическая ошибка оборота червяка и ошибка зубьев шестерни, то в данной схеме источников ошибок уже три: периодическая ошибка винта, ходовая ошибка винта, ошибка формы поверхности кулачка. Такая схема требует большей точности механического исполнения при одинаковых требованиях к точности ведения.

[tlgleonid]

На первый взгляд Анатолий прав, но немного подумав стоновится ясно, что он неправ. Поясняю.
Для червячной пары при таком подходе больше периодических ошибок по одной для каждого винта. Так что при такой схеме подсчета уже четыре.
К тому же для червячной пары периодическая ошибка возникает по причине дискретного количества зубъев на шестерне. Здесь же это роли не играет и нужно только правильно расчитать длинну рычага для данного мотора, винта и передаточной пары. И длинна может быть любой. (С точностью до 10e-9, размер атомов)

[Анатолий Волчков]

Леонид, как-то Вы нечетко объясняете конструкцию.

«За счет спец. формы гайки и кулачка, кулочек равномерновращает полярную ось.»
«…нужно только правильно расчитать длинну рычага для данного мотора»

Так есть «специальная форма кулачка» или нужен просто рычаг точной длины? Это же разные вещи! Нельзя ли точно описать принцип работы механизма?


«…для червячной пары периодическая ошибка возникает по причине дискретного количества зубъев на шестерне…»

Причины возникновения ошибок шестерни – использование для изготовления «бытовых» шестерен станков с наличием аналогичной ошибки в механизме поворота зуборезного механизма, а также неточное положение оси вращения шестерни относительно образующей зубьев (эксцентриситет)

«Для червячной пары при таком подходе больше периодических ошибок по одной для каждого винта.»

Это почему в червячной паре ставят два винта? Все же она «пара», а не червячное трио.

[tlgleonid]

Анатолию:
Принцип действия механизма описан очень хороше в книге Сикорука. Нужен и кулачек и гайка специальной формы? yj djn

[anovikov]

Когда-то (года 3 назад) я сделал механизм Гамона для фотосъемки. Это была страшная конструкция :-)

Ось висела на каком-то совковом подшипнике, варварски _приваренном_ к раме (все это было на наклонной металлической раме). "Кулачок" был просто метровой деревянной доской, лежавшей на другой доске, служившей основанием и прикрученой к раме болтами, на трении.

Я использовал 8.6 мм диаметра болт с 1.25 мм шагом. Привод - от каких-то часов, висевших когда-то толи в школе, то ли на железнодорожной станции. Там был шаговик года 30-го, наверное, производства, делавший 6 шагов на оборот. Он собственно и вращал винт. Делал он, вроде бы, 15-17 шагов в минуту.

С объективом 53 мм сразу получалось хорошо, с 135 мм долго долбался с тем, что все дрожало из-за самого шаговика (он тряс все нехило!), потом вроде ничего стало выходить.

Эх, жаль все это сгнило сейчас...

[tlgleonid]

А какая точность хода была?

[Митрофанов Павел]

Подключил я двигатель. Оказалось ничего сложного. Если вдруг кому нужно - сообщаю, как это делается: нужно взять 2 конденсатора по пол микрофарада на 500В и выше, закоротить ножки 1 и 4. Поставить конденсатор между ножками 2 и 3. Подключить 220В следующим обрзом? один контакт к 3, другой через конденсатор к 4.
А кто то шаговые двигатели использовал?

      Леонид, будьте осторожнее с питающим напряжением. У меня точно такой же двигатель РД-09. У него питающее напряжение 127В. Так указано на шильдике приклепанном к корпусу.  Еще хочу отметить, что этот двигатель реверсивный. И чтобы не усложнять механическую часть при необходимости обратного вращения можно «перебросить» конденсатор на контакты 1-4, а перемычку на контакты 2-3. Питание подается на перемычку и на контакт 1.  Что касается механизма Гамона, то принцип работы и  методику его изготовления описывает Сикорук в первом издании своей книги. Некоторое время назад эта книга попадалась мне в Интернете. Адреса не помню. Попробуйте поискать. Ну а в отношении ошибок  Анатолий прав. Но мне кажется, что такое конструкторское решение довольно удачное, если нет возможности «поиметь» червячную пару.  Тем более, что данная конструкция допускает осуществление коррекции ведения не только механическим, но и "электронным" путем.

[bibliograf]

 Механизм с криволинейным кулачком представляется сейчас
несовременным. По-моему проще рычаг снабдить продольной
прорезью, в которой скользит штырь, закрепленный на гайке.
Чтобы обеспечить неравномерную скорость вращения винта,
на конце рычага надо закрепить оптический датчик, который
считывает штрихи с неравномерной шкалы, изогнутой по ра-
дусу рычага.
Устройство работает так:
Включается шаговый двигатель; датчик считывает импульсы,
преобразует их в код, который поступает на реверсивный
счетчик; каждому отсчету соответствует определенная
частота вращения шагового двигателя. При перпендикуляр-
ном положении рачага к винту скорость минимальна, она
возрастает  при смещении рычага к краю винта.

[Анатолий Волчков]

Леонид, простота конструкции предлагаемого Вами привода приводит к возникновению дополнительных ошибок.

Неравномерная шкала. Потребуется изготовить шкалу, рассчитанную на конкретную длину рычага или требовать строго заданную длину рычага. Отклонение длины рычага от «паспортной» приводит к отличию скорости ведения телескопа от желаемой.

Шкалу требуется строго выставлять относительно положения рычага. Грубо говоря, требуется совместить положение датчика на рычаге при минимальной длине рычага с нуль-пунктом неравномерной шкалы. Неверно выставленный датчик приведет к неверной скорости вращения телескопа.

Поверхность рычага, в которую упирается винт, должна быть плоской, поверхность ее должна быть перпендикулярной винту в любом положении рычага, иначе, опять же, возникнет ошибка скорости ведения.

Длинный винт привода не должен иметь поперечных биений, иначе возникнет периодическая ошибка ведения, увеличивающаяся по мере отклонения от положения минимальной длины.

Таким образом, конструкция получается весьма трудоемкой в юстировке и сильно зависимой от температурных изменений, если, конечно, не требовать изготовления механизма из инвара, например. Для юстировки такого привода потребуется изготовить дополнительные приспособления, что вряд ли сможет удешевить конструкцию по отношению к традиционной червячной паре.

[anovikov]

Какая точность была? С ручной коррекцией - не хуже 20'' (там был гид, верхняя часть от нивелира с подсвеченным крестом нитей (увеличение где-то 30x) и даже шкалой, досталась по халяве).

Само по себе - мазало сильно, накопленное отклонение до минуты дуги при выдержке минут 10 (больше я делал редко, потому что тут уже сказывается небольшое уменьшение скорости хода из-за косинуса и нужны ручные коррекции). Т.е. с такими выдержками лучше было снимать на штатник.

Но сами понимаете образцом "монтировкостроения" это чудо техники не было - скорее хорошим примером делания какого-то приемлемо работающего суррогата из утиля.

[tlgleonid]

Новые проблемы. Мой двигатель РГД-09 оказался не на 1.85 об в минуту, а в 100 раз быстрее. Да и таких двигателей не бывает. Бывают на 2 и на 1.75 об в минуту.
Я купил обычный двигатель. Но он вращается со скоростью один оборот за 3 минуты и 41 сек. Получается, что размер кулачка всего 4 см. 87 мм.

[anovikov]

Чего-то я не понял, ты что курил?

Для двигателя с 1.85 об. в минуту и винтом с шагом 1.25 мм длина кулачка будет 530мм. Для двигателя в 100 раз быстрее (185 об. в минуту) - 53 метра :-)

Считаем - 1.85 в минуту - это 1.25*1.85=2,3125 мм. смещения кулачка в минуту, это 1/1440 оборота. Значит, полный оборот по кругу - 3330 мм, это 530 мм радиуса.

А для твоего движка длина кулачка будет - 77.8 мм.

А что такое "4 см 87 мм"? :-)

[tlgleonid]

Я считал так: Звездные сутки 1436 минут (примерно) 1.25 мм*1436/(3.70 об в минуту+2*pi)=77.21 мм.
Однако поскольку двигатель вращает бегунок посредством шестеренок с отношением 40/66 (Я достал шестеренку, которую посадил на двигатель с 40 зубьями и щестеренку, которую посадил на винт с 66 зубьями) соответственно получаем 46.794 мм. Вот только гайку теперь будет трудно изготовить. Ведь ее размер должен быть 6мм со срезом полтлора миллиметра.
Вот только что это за двигатель у меня такой? Не брак ли?

[anovikov]

Да, все правильно. Только 41 сек - это 0.6833, а не 0.70, так что искомая длина получается 77.56 мм.

А зачем ставить шестеренки, чтобы уменьшить длину кулачка? ИМХО, чем она больше (в разумных пределах), тем лучше!

[tlgleonid]

Увы я не представляю, как к мотору прицепить винт, по которому ходит гайка. Вот и приходится использовать шестерни, причем те, которые я достал.
Увы я не имею контактов с заводами, так как работаю в среднем звене банка. так что деньги мне достать легче, чем нужный мотор или шестеренки.
Вот только, когда я присоединил винт и зажал при помощи хомутков подшипник с винтом к мотору, он стал вращаться еще медленнее и неравномерно.
Может мотор браковый?
А что значит все эти синхронный, ассинхронный, реверсивный двигатели?

[Александр Л.]

       Синхронным называется двигатель, в котором скорость вращения вала пропорциональна скорости вращения электромагнитного поля внутри двигателя, т.е. частоте питающей сети и не зависит от нагрузки на вал двигателя. Асинхронным называется двигатель, в котором частота вращения вала не пропорциональна частоте вращающегося поля, пропорциональность выполняется только при нулевой нагрузке на вал двигателя. При росте нагрузки пропорциональность нарушается. Величина ухода частоты вращения вала характеризуется характеристикой называемой жесткостью. Чем жестче двигатель, тем меньше уход частоты в зависимости от нагрузки.  Реверсивным называется любой двигатель, который может менять направление вращения. Двигатель РД-09 является асинхронным со встроенным редуктором. Редуктор может быть установлен разный  http://www.lepse.kirov.ru/tnp19.htm, от этого и зависит частота вращения вала. Двигатель бывает в исполнении на 127В. Схему включения можно найти здесь http://rw1qu.narod.ru/rl_5_2001/rl_str36.htm   .
     
     Прежде всего, вам Леонид, надо выяснить на 127В ваш двигатель или на 220В. Если на 220В, то надо исключить  конденсатор С1 из схемы, приведенной во второй ссылке. Если же он на 127В, то надо замерить тестером напряжение на двигателе в тот момент, когда он механически нагружен. В случае если, напряжение будет значительно отличаться от 127В (например 70В), то надо подобрать конденсатор С1. Для того, чтобы увеличить напряжение на двигателе надо увеличивать емкость конденсатора. Вообще в данной схеме включения (на 127В с C1) напряжение на двигателе будет зависит от механической нагрузки на вал. Будьте осторожны с высоким напряжением. Да, там на схеме нарисован предохранитель, не забудьте поставить на 1A.