Двигатель РД-09 или кто такой Гамон?

[an1440]

Леонид, простота конструкции предлагаемого Вами привода приводит к возникновению дополнительных ошибок.
Неравномерная шкала. Потребуется изготовить шкалу, рассчитанную на ...

Мне кажется, Леонид сам-то представляет то, что описал, но описал не вполне точно, посему и возникли вопросы.
Шкала, разумеется, должна быть равномерной (если ,конечно, она будет сделана по окружности).
Количество считанных со шкалы импульсов нужно будет при помощи реверсивного счетчика сравнивать с количеством импульсов, полученных от стабильного генератора. То есть на выходе счетчика будет присутствовать разность хода механизма и эталонного генератора, выраженная в импульсах. Она через дешифратор ( точнее, интегрирующее устройство) будет корректировать  работу двигателя. При этом если генератор будет регулируемым, то с его помощью можно будет организовать и ручную корректировку хода, и просто подстроиться под имеющуюся любую шкалу.
Проблема в другом. Такая система В ПРИНЦИПЕ не может обеспечить равномерного хода. Для ее нормальной работы телескоп обязан будет постоянно совершать колебания относительно заданного прямого восхождения на +/- 1 деление шкалы.
Вопрос - какой "густоты" шкалу можно реально изготовить, и устроят ли астронома (я не астроном - оценить не могу) колебания такой величины.

[tlgleonid]

Если я правильно понял, то для моей цели лучше взять синхронный двигатель, чем асинхронный?

[an1440]

Если я правильно понял, то для моей цели лучше взять синхронный двигатель, чем асинхронный?

Разумеется.

[Анатолий Волчков]

Величину допустимых колебаний прикинуть просто. Колебания механизма не должны превышать дрожания звезд от атмосферы, которое можно принять равным 1 секунде дуги. При длине кулачка 100 мм 1 секунде на небе соответствует перемещение конца кулачка 0.0005 мм. Следовательно, это попытка с помощью «веревочной петли и палки» создать механизм, работающий с точностью длины волны видимого света.

Попытаться реализовать такой механизм, конечно следует, только нужно реально оценивать все трудности отладки такой конструкции. Простота конструкции не гарантирует точности.

[anovikov]

Это чрезмерно завышенное требование!

Зачем, например, иметь стабильность хода 1'', если, например, съемка производится на объектив с теоретическим размешением 3'', а практическим - скажем, 40 лин/мм при 135мм фокусе? Это, между прочим, 38 секунд дуги! И тогда допустимое отклонение кулачка составит 0.019 мм, а это уже элементарно выдерживаемое значение...

Нужно добиваться стабильности хода не худшей, чем реальное разрешение инструмента (т.е. сочетание характеристик оптики, светоприемника и атмосферы), который предполагается использовать.

Достаточно сказать, что монтировок с отклонением хода 1'' не существует в природе - даже монтировка Takahashi EM-3500 (кажется), телескопы с которой стоят по $200k, имеет периодическую ошибку до 2.5''

[Анатолий Волчков]

Если на установке использовать лишь фотоаппарат со сравнительно небольшими фокусными расстояниями, то точности рассматриваемого механизма вероятно хватит. Но если снимать в фокусе телескопа то: IGR 19-09-2002 19:36 http://www.starlab.ru/cgi-bin/ubb/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic&f=8&t=000153&p=4
«…Я уже год пользуюсь автогидом по схеме П. Бахтинова и счастлив безпредельно! А ведь обошелся он мне в 300 руб. и полчаса пайки. Фото 150-мм телескопом 1/8 с механизмом Гамона получаются отменные, и это при том, что работа самого привода без автогида отвратительная!»

Вот реальная оценка точности механизма Гамона!

[an1440]

с помощью «веревочной петли и палки» создать механизм, работающий с точностью длины волны видимого света.

Насчет "веревки и палки" - не знаю, но с помощью бритвочки и лампочки от карманного фонарика , говорят, достигается (при шлифовке зеркал).
 А механизм , предложенный Леонидом - это уже совсем не механизм имени Гамона - там-то как раз вся соль в кривом кулачке.
Кстати, механизм получения заданной характеристики рычага при помощи профилированного кулачка с успехом не первую тысячу лет применяется в автомобильном распределителе зажигания - но это уже из другой оперы...

[tlgleonid]

Спасибо за ответы.
У меня двигатель (второй) имеет бирку ДСД-2-П1. 15 Вт 50 Гц.
Для тех, кто не понял, кто чего предлагает, сообщаю, что я собираюсь сделать классический Гомон на телескоп, установленный в моей дачной обсерватории.
Так что никакие штрихи я считывать не буду.
Необходимая мне точность - для фотографирования с объективом до 300 мм (можно неточности исправлять механизмом тонких движений, который я отобрал у Алькора), а также для комфортного наблюдения планет и туманностей с большим увеличением (что бы не крутить ручки тонких движений)

[bibliograf]

 Все равно штрихи считывать придется... Вы уже убедились
на опыте, что обороты двигателя меняются при изменении
нагрузки - значит необходима обратная связь по положению
ротора-с использованием шагового двигателя и оптическим
энкодером задача стабилизации оборотов решается проще
всего.
Винтовые и рычажные механизмы используются в наиболее
точных оптико - механических устройствах, в сканирующих
спектрометрах, например. Естественно, конструкция их
посложнее, чем на наивном рисунке в книге Л.Л. Сикорука.
Примеры конструкций таких механизмов можно найти в кни-
ге Ф.Л. Литвина "Проектирование механизмов и деталей
приборов" 1973.
А оценить необходимую дискретность шкалы для устройства
перемещения рычага нетрудно - допустим, мы имеем винт
длиной 10 см, и 25 см рычаг. Когда рычаг находится в край-
них положениях, скорость вращения винта должна быть на
2% больше, чем при среднем положении рычага. Вполне
реально считать штрихи с частотой 4/мм - значит
максимальная ошибка установки скорости вращения винта-
0.01%. При этом систематические и случайные ошибки на-
резки винта не играют никакой роли - надо только учесть
погрешность, возникающую из-за смещения точки приложе-
ния усилия в узле гайка/рычаг - и ввести необходимые по-
правки при расчете шкалы.

[Vladneb]

Не могу смотреть на Ваши мучения, Леонид! Давайте я продам Вам одну пару от НПЗ-шного привода (90 мм, 180 зубьев) - сделаете себе хороший часовик, еще в главном фокусе поснимаете!  А чтобы с электроникой часовика не мучаться (в случае пары) - попробуйте обратиться к бывшему хозяину Вашего телескопа (имеется в виду 150 мм).  

[tlgleonid]

Я не могу сказать, что бы я мучался. Основные детали у меня уже есть. Проблемка на сегодняшний день с двигателем и с его точностью. Тем более, что этот механизм скорее всего временное явление и в ближайшем будущем я думаю, что я его заменю на электронику.
Просто я видел астрофотографию сделанную при помощи гомона и был восхищен качеством фоток.
Снимать в главном фокусе все равно не получится - слишком большие вибрации трубы и винтов.

[Vladneb]

Тем более, что этот механизм скорее всего временное явление и в ближайшем будущем я думаю, что я его заменю на электронику.
Просто я видел астрофотографию сделанную при помощи гомона и был восхищен качеством фоток.

Механику на электронику не заменишь. Зачем городить сначала одно, а потом все переделывать? Тем более что можно поставить шаговый двигатель, которым гораздо удобнее управлять? РД тоже можно заставить крутиться быстрее, только слишком громоздко и малофункционально все получится. Вдобавок при наличии соответствующего драйвера шаговиком можно управлять и с компа.

[tlgleonid]

Пока что ставится задача найти подходящий двигатель. С шаговыми двигателями нужно использовать электронику изначально+делать еще блок питания. Поставленная задача - наиболее дешевыми и примитивными средствами добится точности +- 20"

[Vladneb]

Шаговик с примитивным контроллером (имеется в виду без особых наворотов типа микростеппинга, режима наведения и проч.), простым пультом (со скоростями 0, 0,5, 1, 2) и блоком питания обойдется Вам до 100 грн. Насколько "до" будет зависеть от того, насколько близкий или далекий для Вас электронщик все это изготовит. Разница в комфорте по сравнению с РД будет ощутимой, разница между часовиком на основе пары и часовиком на основе механизма Гамона - колоссальная. Для НПЗ-шной пары придется поставить еще редуктор или малую пару с отношением 1/40...1/60. И то и другое можно взять с обычного самописца (найти на барахолке не составит особого труда). Осталось добавить стоимость пары, подшипников и деталей узла на монтировке для всего хозяйства. Гарантировано должно уложиться в 60-70$ (если брать в расчет цены по Харькову). Imho времени должно уйти 1-2 месяца (конечно если оно есть).

[tlgleonid]

Честно говоря мне не понятно, что я получу если возьму червячную пару вместо гомона кроме проблем, где достать редуктор или малую пару, как это все закрепить и пр? Ведь гамон очень прост в изготовлении. Так почему не взять любой двигатель и не подогнать длину кулачка под этот двигатель. А можно поставить еще один винт, который удлинит или укоротит кулачек.
Пока я не сумел найти двигатель на 2 об в минуту.
Никаких оптических считывателей я пока ставить не собираюсь.
Вопрос в следующем. Если я найду двигатель, то какой у него температурный диапазон работы?

[Анатолий Волчков]

Я почти 20 лет работал на автоматическом телескопе, управлявшемся дистанционно с помощью электромоторов (разработка 50-х годов, перед МГГ). При надлежащем уходе и смазке удавалось наблюдать даже при 32-градусном морозе. Синхронный двигатель (марку не помню, выдран из хронометра), двигавший каретку с фотопластинкой, тоже держал, правда для этого умелец из ГАИШа переточил якорь двигателя. На мой вопрос, что же он переделал, он ответил, что «обострил» полюса якоря. В общем, если ухаживать – работать будет и зимой.

[tlgleonid]

Анатолий, большое спасибо за информацию. Я тут узнал, что оказывается у нас в обсерватории в Лесниках тоже используются обыкновенные двигатели для управлением телескопом: РД-09.
Интересно, а как учитывают ошибку работы двигателей, если есть червячная пара?

[Vladneb]

Кстати по-поводу ухода за РД, СД и им подобным: в принципе его можно располагать как угодно (в любительских монтировках наработка двигателя очень незначительна), но "правильное" расположение будет при горизонтальной ориентации вала. Также (именно в этом случае ориентации) очень желательно залить масло (с учетом температурного режима работы, чтобы не загустевало  не влияло на частоту вращения) в редуктор. Это верхняя съемная часть (если вал торчит вверх). Для заливки на редукторе есть заглушки, только уровень масла должен быть ниже выходного вала (в рабочем положении). Все это мне рассказал и показал в свое время весьма опытный инженер-механик. Редуктор снимается очень легко - можете сами все разобрать и посмотреть, кстати его можно поменять на другой (попадаются на барахолках) и получить таким образом другую частоту вращения на выходе.

[tlgleonid]

Большое спасибо за предыдущий ответ. Жалко, что только не указано, какое масло заливать. У меня есть подсолннечное рафинированое, кукурузное, оливковое. Рискнул залить подсолнечное. двигатель сразу же стал работать более или менее нормально. Вот только поработал-поработал и снова стал работать хуже.  Потом опять лучше и снова хуже. Может двигатель с двумя клемами не очень хорош? Может лучше использовать тот, что с четырьмя клемами? Есть ли где-то описание по работе с этими двигателями для чайников (поскольку они времен СССР, то и литературу лучше подсказатьтех времен, я достану любую книжку).
Вопрос к тем, кто делал Гомон: как вы фиксировали ориентацию гайки по отношению к кулачку?

[Павел Бахтинов]

Про смену масла в РД-09 я ничего не знаю , поэтому скажу лучше про "Гамон" (хотя сам его и не делал).

Обычно этот механизм рассматривают как некий суррогат, который имеет смысл использовать лишь в случае недоступности червячной пары, однако, некоторые преимущества у него все же есть.
Дело не только в том, что качественный ходовой винт изготовить проще, чем червячную пару (предположим, что погрешности изготовления у них примерно одинаковы), но и в том, что одинаковые погрешности могут по-разному влиять на результат. Действительно, легко можно представить себе механизм Гамона с рычагом длиной, скажем, 30см, а многие ли из любителей могут похвастаться монтировкой с червячным колесом 60 см в диаметре?!

Однако (как справедливо заметил Анатолий), у "Гамона" имеется дополнительный источник ошибок - форма и чистота поверхности самого кулачка, что может быть особенно критично при его любительском "слесарном" исполнении. Поэтому от кулачка лучше бы совсем избавиться (как и вообще от любых скользящих упоров). У такого модифицированного "Гамона" (вернее, демодифицированного ) гайка и упорный подшипник винта были бы жестко закреплены в обоймах, способных лишь поворачиваться в подшипниках на небольшой угол, а задача линеаризации была бы возложена на электронику.

Здесь хотелось бы поддержать идею bibliograf'а о датчике со штриховой шкалой. Заметьте, речь не идет о непосредственной обратной связи по положению рычага относительно штрихов (что было бы нереально из-за значительной дискретности шкалы), а лишь о введении по данным датчика относительно небольших поправок к скорости двигателя, которая сама по себе стабилизирована независимым образом (например, кварцевым генератором).

Развивая эту мысль дальше, можно прийти к выводу, что наилучшим двигателем для такого устройства будет шаговый, а наилучшим управляющим устройством для него - микроконтроллер (по сравнению с предлагавшимися реверсивными счетчиками это гораздо менее громоздкое решение). Но тогда выходит, что штриховая шкала вовсе и не нужна - достаточно считать шаги самого двигателя, а таблицу поправок просто хранить в памяти! Единственный необходимый датчик - это датчик "начала винта" (им может служить простейшая оптопара с заслонкой - например, датчик нулевой дорожки флоппи-дисковода).

Добавив в схему электрически программируемое ПЗУ, можно естественным образом реализовать "обучение" устройства во время гидирования (и компенсацию значительной части погрешностей винта), которое, думается, будет в данном случае даже более эффективным, чем PEC для червячной пары.

В общем, я думаю, при разумной конструкции и использовании современных возможностей, винтовой механизм способен обеспечить точность гидирования не хуже червячного, что, впрочем, не отменяет других его недостатков (например, ограниченный угол поворота не позволяет использовать его в системах с GOTO).