M 3002 SD / M 4201 SD "Impreza"
- Zaloguj Zarejestruj się by odpowiadać
A tu frezarkę trzeba jakoś uruchomić niebawem...
Udało się zdobyć odpowiednie śruby pociągowe dla dolnego stolika.
Troszkę się zdziwiłem gdy rozpakowałem przesyłkę z polskiej firmy produkującej takie cuda, jeżeli wierzyć opisowi na stronie w Necie.
Nie dość, że cena bardzo przystępna, to jakość znakomita. Gwint T10x2 wygląda na walcowany, śruba jest twarda, sztywna i do tego prosta (nie dziwcie się - rzadko tak cienkie i długie śruby są naprawdę proste) a luzy nakrętek z brązu na niej są znikome.
Chyba tam dryndnę i zapytam, jakich zaklęć używali.
Żeby przyspieszyć prace wykorzystałem furtkę projektową sprzed dwudziestu paru lat, z czasów obmyślania tej maszyny. Odłożę robienie napędów elektrycznych na później, przecież to-to ma przewidziane także ręczne napędy stolików. A to do takich prototypowych zadań jak Impreza nawet lepiej :-).
[...]
*- obliczenia niezbędnego momentu i mocy, jak również innych parametrów podam w którymś z następnych wpisów. O ile to kogoś interesuje...
No pewnie, że interesuje. Pisz czym prędzej, Kreciku, dużo i szczegółowo :-)
[...]
Przedstawione Wam jakiś czas temu hamulce elektrodynamiczne są maszynami odwracalnymi, równie dobrze pracują jako prądnica AC (alternator) lub silnik BLDC (bezszczotkowy silnik prądu stałego). Kto się domyślił, co ten Krecik knuje ;-)?[...]
Na obrazku zestaw pomiarowy omawianych silników (tak, już są całkiem gotowe!), w najlepszym znanym mi do tego celu układzie: dwie identyczne maszyny sprzęgnięte wałkami na wprost. Pomiary składają się z czterech etapów:
1). Maszyna A jako silnik, maszyna B jako prądnica
2). Odwrócenie ról - B jako silnik, A jako prądnica
3) i 4) - zamiana miejscami mierników: te ze strony prądnicy na stronę silnika, w obu w/w przypadkach.
Ta metoda zapewnia bardzo niską niepewność pomiarów (praktycznie poniżej 0,5%) nawet przy niedokładnych, przekłamujących miernikach, oby warunki otoczenia były podobne we wszystkich etapach, co jest łatwe do spełnienia.[...]
Jakiś czas temu eksperymentowałem w podobny (co do zasady) sposób z... dwoma tego samego typu głośnikami niskotonowymi ;-). Głośniki jak się okazuje również są maszynami odwracalnymi (np. każdy głośnik elektrodynamiczny może być mikrofonem, i odwrotnie: każdy mikrofon elektrodynamiczny może być głośnikiem). W moim eksperymencie głośniki sprzężone były pneumatycznie, poprzez zamontowanie ich w jednej (dokładnie uszczelnionej!) obudowie. I tak na na początku jeden z nich zasilany był wzmocnionym, regulowanym częstotliwościowo sygnałem sinusoidalnym z generatora m.cz., a drugi głośnik, bierny, podłączony był tylko do mierników. Następnie role się odwracały. Efekty, zarówno pomiarowe jak i brzmieniowo-akustyczne, były bardzo interesujące. Mierzyłem np. wielkość indukowanego prądu i napięcia, przy stałej mocy dostarczanego sygnału, tylko przy zmienianej częstotliwości. Dzięki temu (przynajmniej tak mi się wydaje) ustaliłem częstotliwości rezonansowe badanych głośników, które w większości wypadków były mniej więcej zgodne z deklarowanymi przez producenta danymi katalogowymi.
Obserwowałem też np. amplitudę wychyleń membrany biernego głośnika, raz z otwartą cewką, a raz ze zwartą - zwarta cewka działała jak "hamulec", znacznie zmniejszając skok membrany i zmieniając brzmienie całości układu obydwóch sprzężonych ze sobą głośników.
Bardzo pomysłowa, właściwie analogiczna ideologicznie metoda pomiarowa. W dodatku z bonusami - częstotliwości rezonansowe faktycznie pokażą się w tej sytuacji jak na dłoni i dokładnie. Sprawność rzeczywista też będzie ujawniona bez wątpienia, ciekawe ile wynosiła przy dobrych niskotonowych głośnikach. 5% ? 7% ? Tyle bym się optymistycznie spodziewał...
[...]
*- obliczenia niezbędnego momentu i mocy, jak również innych parametrów podam w którymś z następnych wpisów. O ile to kogoś interesuje...No pewnie, że interesuje. Pisz czym prędzej, Kreciku, dużo i szczegółowo :-)
Ok., zajmijmy się więc sprawdzeniem spełniania w/w warunków przez kandydatów do tej szczytnej roli ;-).
1). - spełnia bez zastrzeżeń, sprawdzony słuchowo przy 15000 obr/min, ledwo słyszalny jest jedynie szmer toczenia kulek w łożyskach. Przy 2400 obr/min - taka jest zakładana najwyższa prędkość szpulek w Imprezie - właściwie nic nie słychać lub jestem głuchy, co jest niewykluczone ;-).
2). - to krytyczny i trudny do zmierzenia parametr, konstrukcja silnika gwarantuje, że do wymaganych 2400 obr/min największe opory ruchu jałowego pochodzą od łożysk. Reszta więc do sprawdzenia doświadczalnego, wszystko zależy od sterownika - jego szybkości i dokładności przełączania uzwojeń, czyli komutacji.
3). - taki silnik bardzo łatwo regulować na co najmniej dwa sposoby - PWM lub prądem / napięciem zasilania. Pozostaje pytanie co z tą gwiazdką trzy wpisy wyżej, czyli czy wystarczy momentu obrotowego.
A ile potrzeba ?
Największy moment jest potrzebny do rozpędzenia prawie pełnej metalowej szpuli przy przewijaniu taśmy na nią właśnie, czyli gdy ta jest nawijającą, w trybie "SUPER FAST". Silnik musi wówczas pokonać moment bezwładności tej szpulki, jednocześnie utrzymując zadany naciąg taśmy. Ponieważ w założeniu konstrukcyjnym szpulką odwijaną zajmuje się wówczas jej silnik (pisałem o tym, tak było w Imprezie I), więc ona nas teraz nie interesuje.
Nie można rozpędzać pełnej szpuli w dowolnie krótkim czasie, choćby napęd był do tego zdolny, grozi to zniszczeniem taśmy wskutek silnego tarcia między jej początkowymi zwojami. Pustą szpulkę można bezkarnie tak traktować dopóki wytrzymają zabieraki talerzyka i sama szpulka lub NAB w tym miejscu, a one też mają swoją ograniczoną wytrzymałość na ścinanie.
Z doświadczeń pamiętam, że kompromisowo bezpieczny czas przyspieszania pełnej szpulki 26 cm to 5 sekund do 2400 obr/min. Dla porównania, większość "półprofesjonalnych" trzysilnikowych magnetofonów (Revoxy, Koncert, Akai, Tascamy, Teac'e, Technics'e itd.) przy pełnej prędkości przewijania nie osiąga więcej niż 800 obr/min w tej sytuacji, a pustą szpulką kręcą poniżej 1000 obr/min. Podobną, może nieco wyższą prędkość ma rozwijać Impreza II w trybie przewijania "NORMAL".
Pełna metalowa szpulka 26 cm z ciężkim NABem ważyć może prawie kilogram, przeciętnie jest to 820 gramów. Przyjmujemy najgorszą okoliczność, czyli 1000 gramów i dla uproszczenia jednorodny rozkład masy w tej bryle, co jest niedalekie od prawdy. Moment bezwładności takiego kształtu bryły - fizycznie jest to walec - to:
J = Mr^2 /2
nasz promień r to 0,13 metra, a masa M to 1 kg. Wychodzi z tego, że nasz J = 0,00845 kg x m^2 (kilogram razy metr do kwadratu - to jednostka tego interesu).
Dla głodnych wiedzy - macie tu kompendium na ten temat: https://cnx.org/contents/ZX4bCOsi@6/Moment-bezw%C5%82adno%C5%9Bc...
Energia kinetyczna już rozpędzonej pełnej szpulki to za wzorem:
Ek= J x omega^2 /2
ta "omega" to prędkość kątowa wyrażona w radianach na sekundę. Okrąg ma 2 pi radianów, więc w przybliżeniu 6,28 radiana. Zatem nasza szpulka ma wirować z prędkością kątową:
2400 obr/min = 40 obr/s = 125.7 rad/s
125,7^2 = ca.15800, więc 0,00845 x 15800 /2 = ca. 67 dżuli - tyle energii zgromadzi taka szpulka.
Tę energię trzeba w nią wtłoczyć poprzez rozpędzenie w czasie 5 sekund. Dżul na sekundę to nic innego niż wat, toteż przybliżona moc UŚREDNIONA (nie średnia!) potrzebna będzie 67 : 5 = 13,4 W.
Możemy sobie odpuścić dalsze wyliczanie momentu, gdyż silnik ten przy takiej prędkości rozwija moc ponad 5-krotnie większą (zmierzone), więc moment także tyleż razy wyższy.
Ale z ciekawości:
N = M x omega (moc = moment x prędkość kątowa), więc
M = N : omega >>> 13,4 : 125,7 = ca. 0, 107 Nm (niutonometra)
Dla ścisłości - najwyższy, a nie uśredniony z mocy moment będzie około 1/0,67 razy wyższy, czyli około 0,16 Nm.
Do tego trzeba dodać moment potrzebny do utrzymania naciągu taśmy w czasie rozpędzania, który w założeniu jest stały i wynika z siły tego naciągu i promienia nawoju. Górną granicę chwilowego naciągu przyjąłem asekuracyjnie 100 G, ale to już jest rozciąganie co cieńszej taśmy, normalnie jest max. 60 G. Promień to jak wyżej nadal 0,13 metra, 100 Gramów to około jeden niuton, więc:
M = 0,13 x 1 = 0,13 Nm (kurczę, zawiłe to równanie, nie ? ;-))
W sumie silnik musi rozwinąć przy takim rozpędzaniu:
0,16 + 0,13 = 0,29 Nm.
Rozwija więcej niż 3 razy tyle...
A jak długo może tak rozwijać ? Czy na przykład jakiś złośliwy sceptyk, chcąc wykazać wadliwość tego napędu będzie cały czas włączał PRZEWIJANIE i STOP na przemian - nie dopnie swego ?
Odpowiem bez obliczania - prędzej mu się znudzi... Gdzieś po godzinie takiej zabawy - o ile w pomieszczeniu jest dziki upał 35*C - sprzęt przejdzie samoczynnie w tryb przewijania "NORMAL" z ewentualnym komunikatem, co o tym myśli i tym złośliwcu też :-). Silniki będą zabezpieczone termicznie, choć właściwie tego nie wymagają. Jeśli temperatura będzie pokojowa, to koleś przegra z głodu i pragnienia.
No to punkt 3) mamy z głowy...
4). - bezwładność wirnika jest tu pomijalnie mała w porównaniu z wyżej opisaną szpulką z powodu jego małej średnicy i niewielkiej masy.
5). - silnik waży ca. 800 gramów (to mniej o ponad połowę niż "konkurencja"), ma 60 mm średnicy (2/3 tego, co przeciętne inne w tej aplikacji) i 55 mm długości (też około 2/3 tego, co najczęściej spotykane jako główne w trzysilnikowych magnetofonach).
Więc zaliczone in +++ :-).
6). - raczej nie ma się czego obawiać przy takim nadmiarze mocy i momentu, nawet w drastycznie niekorzystnych warunkach i sytuacjach.
7). - jest ponad 0,94 przy 0,25 kW. A ile potrzeba do zwijania przesuwu ?
cdn., bo druga w nocy minęła...
[...] Sprawność rzeczywista też będzie ujawniona bez wątpienia, ciekawe ile wynosiła przy dobrych niskotonowych głośnikach. 5% ? 7% ? Tyle bym się optymistycznie spodziewał...[...]
Sprawności tych głośników (a były to GDN 16/10, więc raczej dobre) wtedy akurat nie obliczałem, bo celem eksperymentu było jedynie wyznaczenie ich częst. rezonansowych. Dlatego nie przyłożyłem uwagi do określenia poziomu mocy wejściowej dostarczonej do głośnika A, mierząc tylko parametry sygnału wyindukowanego w głośniku B. Po czym rozmontowałem cały układ pomiarowy. Ale powtórzę pomiary i tym razem skoncentruję się m.in. na sprawności rzeczywistej użytych przetworników. Wyniki rzecz jasna tutaj opublikuję. Jednakże wezmę się za to niestety dopiero za jakiś czas, gdyż aktualnie leczę się z kontuzji ręki i wszelkie moje poczynania z elektroakustyką muszę odłożyć na bliżej nieokreśloną przyszłość...
[...]
Ok., zajmijmy się więc sprawdzeniem spełniania w/w warunków przez kandydatów do tej szczytnej roli ;-).[...]
Powiem krótko: cuda tworzysz, Panie Krecik, cuda prawdziwe. Z tego co opisałeś wynika, że silniki Twojej produkcji biją na głowę wszelkie inne podobne konstrukcje najbardziej znanych i renomowanych światowych wytwórców. Szacunek :-)
A tu frezarkę trzeba jakoś uruchomić niebawem...
Udało się zdobyć odpowiednie śruby pociągowe dla dolnego stolika.
Troszkę się zdziwiłem gdy rozpakowałem przesyłkę z polskiej firmy produkującej takie cuda, jeżeli wierzyć opisowi na stronie w Necie.
Nie dość, że cena bardzo przystępna, to jakość znakomita. Gwint T10x2 wygląda na walcowany, śruba jest twarda, sztywna i do tego prosta (nie dziwcie się - rzadko tak cienkie i długie śruby są naprawdę proste) a luzy nakrętek z brązu na niej są znikome.
Chyba tam dryndnę i zapytam, jakich zaklęć używali.Żeby przyspieszyć prace wykorzystałem furtkę projektową sprzed dwudziestu paru lat, z czasów obmyślania tej maszyny. Odłożę robienie napędów elektrycznych na później, przecież to-to ma przewidziane także ręczne napędy stolików. A to do takich prototypowych zadań jak Impreza nawet lepiej :-).
Ale uważaj Krecik, bo te przekładnie nie mają żadnego kasowania luzów zwrotnych, To wredne zjawisko, bowiem luz ten potrafi być proporcjonalny do obciążenia i kasowanie go elektronicznie (w sterowaniu) jest średnio skuteczne. Poza tym luz powiększa się systematycznie w miarę eksploatacji.Na ten akurat temat wiem, jako konstruktor CNC dość dużo. Gwint jest oczywiście walcowany, nawet bezluzowe przekładnie toczne tak się teraz robi.
[...]
Ok., zajmijmy się więc sprawdzeniem spełniania w/w warunków przez kandydatów do tej szczytnej roli ;-).[...]Powiem krótko: cuda tworzysz, Panie Krecik, cuda prawdziwe. Z tego co opisałeś wynika, że silniki Twojej produkcji biją na głowę wszelkie inne podobne konstrukcje najbardziej znanych i renomowanych światowych wytwórców. Szacunek :-)
Nie chcę być tym co łyżkę dziegciu wlewa, ale jeśli Twoje napędy Andrzeju są tak dobre to czemu w tej funkcji nikt ich dotąd nie zastosował?? Nikt nie zauważył takiej możliwości? Coś musi na rzeczy być.
Pozdrawiam i życzę sukcesów przy dalszych pracach.
[...] Sprawność rzeczywista też będzie ujawniona bez wątpienia, ciekawe ile wynosiła przy dobrych niskotonowych głośnikach. 5% ? 7% ? Tyle bym się optymistycznie spodziewał...[...]
Sprawności tych głośników (a były to GDN 16/10, więc raczej dobre) wtedy akurat nie obliczałem, bo celem eksperymentu było jedynie wyznaczenie ich częst. rezonansowych. Dlatego nie przyłożyłem uwagi do określenia poziomu mocy wejściowej dostarczonej do głośnika A, mierząc tylko parametry sygnału wyindukowanego w głośniku B. Po czym rozmontowałem cały układ pomiarowy. Ale powtórzę pomiary i tym razem skoncentruję się m.in. na sprawności rzeczywistej użytych przetworników. Wyniki rzecz jasna tutaj opublikuję. Jednakże wezmę się za to niestety dopiero za jakiś czas, gdyż aktualnie leczę się z kontuzji ręki i wszelkie moje poczynania z elektroakustyką muszę odłożyć na bliżej nieokreśloną przyszłość...
Jakbyś czytał w moich myślach - koniecznie powtórz ten eksperyment, najlepiej z czymś jak najbardziej podobnym do GDN 16/10 z gumowym zawieszeniem przednim. Pamiętam dobrze te głośniki i jak najlepiej je wspominam. Do pomiaru sprawności to chyba lepiej mieć jak najmniejszą pojemność komory pomiędzy membranami, czyli złączyć je szczelnie przodami. Ale to też jest trochę niemiarodajne, może lepsza byłaby rura o długości 1 metr ? To w takiej odległości od głośnika mierzy się ciśnienie akustyczne przy określaniu efektywności, która we współczesnych głośnikach wydaje mi się gorsza (że nie powiem - nędzna) niż w tych dawnych niskotonowych Tonsilu czy Tesli.
Trzeba by zasięgnąć opinii specjalisty @Klexmixa, jak tę sprawność i efektywność wyznaczyć.
- « pierwsza
- ‹ poprzednia
- …
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- …
- następna ›
- ostatnia »
Zostawiam więc otwarte furtki w konstrukcji, na razie będzie bez wstecznego biegu. Mimo, że dwunastocylindrowa...;-)
Od silników głównych dobrego magnetofonu szpulowego wymaga się spełniania kilku ważnych warunków:
1). Bezgłośnej pracy w każdej sytuacji ruchowej.
2). Stałości momentu obrotowego /hamującego w funkcji kąta obrotu wirnika.
3). Łatwości regulacji momentu obrotowego w szerokim zakresie, praktycznie od zera do - ???*
4). Jak najmniejszej bezwładności wirnika.
5). Możliwie małego ciężaru własnego i niewielkich wymiarów.
6). Nieaktywności termicznej, co pociąga za sobą wymaganie:
7). wysokiej sprawności energetycznej.
8). Jak wyżej - dotyczy całego systemu zasilania i sterowania tymi silnikami, gdyż wszelkie grzałki są w magnetofonie niepożądane.
9). Jak najmniejszych drgań własnych - jak najdokładniejszego wyważenia dynamicznego wirnika.
10). Bardzo dużej pewności ruchowej, co dotyczy także całego systemu napędowego
11). Dostatecznej odporności na wstrząsy.
12). Jak największej żywotności międzyprzeglądowej.
13). Akceptowalnie niedużych kosztów wytworzenia i technologiczności konstrukcji wewnętrznej.
Można by do tego dopisać jeszcze kilka drugorzędnych wymogów, ale już z powyższych widać sprzeczności i konieczność trafienia w zdrowe kompromisy przy konstruowaniu takiego silnika.
Przedstawione Wam jakiś czas temu hamulce elektrodynamiczne są maszynami odwracalnymi, równie dobrze pracują jako prądnica AC (alternator) lub silnik BLDC (bezszczotkowy silnik prądu stałego). Kto się domyślił, co ten Krecik knuje ;-)?
Większość powyższych wymagań spełniają bez zarzutu lub wręcz bezkompromisowo. Po wykonanych pomiarach dotyczących stałości momentu napędowego w funkcji kąta obrotu wirnika (brak pulsacji) będzie wiadomo, co dalej.
Na obrazku zestaw pomiarowy omawianych silników (tak, już są całkiem gotowe!), w najlepszym znanym mi do tego celu układzie: dwie identyczne maszyny sprzęgnięte wałkami na wprost. Pomiary składają się z czterech etapów:
1). Maszyna A jako silnik, maszyna B jako prądnica
2). Odwrócenie ról - B jako silnik, A jako prądnica
3) i 4) - zamiana miejscami mierników: te ze strony prądnicy na stronę silnika, w obu w/w przypadkach.
Ta metoda zapewnia bardzo niską niepewność pomiarów (praktycznie poniżej 0,5%) nawet przy niedokładnych, przekłamujących miernikach, oby warunki otoczenia były podobne we wszystkich etapach, co jest łatwe do spełnienia.
*- obliczenia niezbędnego momentu i mocy, jak również innych parametrów podam w którymś z następnych wpisów. O ile to kogoś interesuje...