Mechanika tartó oszlop

Kereskedelmi és saját építésű távcsőmechanikák
btibor9891
Hozzászólások: 144
Csatlakozott: 2009.09.14. 19:12

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: btibor9891 » 2012.03.07. 21:38

Kedves Imre!
Köszönöm a dicséretet!
Eljátszottam kicsit a betonnal, de mivel nem végeselem szimulációt futtatok le hanem mechanikai képletekkel számolok, nem tudok pontos eredményt szolgáltatni e téren. Maga a beton mechanikai tulajdonsága is kicsit bizonytalan. Rugalmassági modulusa nagyjából negyede az acélnak. Az előbbivel azonos feltételekkel számolva a vasnál ~7-szer nagyobb deformációt szenved el.
A hosszanti vasalás csavarásra elhanyagolható hatással van, hajlításra viszont erősíti a betont. Az előző hozzászólásban linkelt segédletben található összetett anyagokra vonatkozó számítás, de azon most nincs cérnám végigmenni. Biztos, hogy erősíti az oszlopot ha kitöltjük betonnal, de a tömör vas 2,12"-es hajlító deformációját biztos nem éri el. Meglátásom szerint az eredő merevség hajlításra 6-7, csavarásra 10, összesen 12" lehet. (Ezek mind a 100x100 négyzetes keresztmetszetre értendők az előző körülmények között.) A beton inkább a csillapításban játszhat szerepet, de mozgási energia elnyelésére képes tömeget is jelent.
Érdekesség: a 100x100x3mm zártszelvény körré "deformálásával" 125mm átmérőjű csövet kapunk, ami rendre 8,3; 8,9 és 12,2"-et mozdul. Ez 37%-os javulás.

A teljes rezgőrendszer paramétereit nem tudom meghatározni, mert a mechanika tulajdonságai ismeretlenek, valamint a távcső tömege is változhat. Ezeket a redukált paramétereket (tömeg, rugalmasság, csillapítás, sajátfrekvencia) csak az összeállított távcsövön lehet lemérni a rezgések lecsengéséből. Csillapítást a mechanika anyaga és szerkezete befolyásolja erősen, ugyanúgy az eredő rugalmasságot (a távcső és ellensúly rögzítése mellett). A tehetetlenséget nem csak a távcső tömege, de hossza, sőt még az ellensúlyok elrendezése is befolyásolja. Meglepő, de fele akkora ellensúly kétszer akkora karon kétszeres tehetetlenségi nyomaték!
Az állvány így csak egy elem a láncban, de a lánc hibái együtt érvényesülnek. Ha pl. a mechanika adott terhelésre deformálódik 10"-et, az állvány meg 5"-et, akkor az okulárban nem 10-et, hanem 15-öt fogunk látni.
A kellő tömegű állvány szinte az egyetlen eszköz a kezünkben, amivel elhangolhatjuk a rendszer rezgési paramétereit, eltekintve az egy mérettel nagyobb mechanikától. Ugyanennyit számíthat egy hosszú vékony prizmasín és a 18mm-s (esetleg hosszabbított) ellensúlytengely megerősítése.
Avatar
SzZoli
Hozzászólások: 1541
Csatlakozott: 2009.09.07. 10:41

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: SzZoli » 2012.03.07. 21:46

Khmmm, már felmerült a kérdés: mivel csináljátok ezeket a rajzokat? Örülnék, ha AutoCad-nál egyszerűbb, netán free tool is lenne ilyenre...
btibor9891
Hozzászólások: 144
Csatlakozott: 2009.09.14. 19:12

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: btibor9891 » 2012.03.07. 22:17

Az AutoCad rajzolós részére gondolsz, vagy a Mechanical Desktop-ra, ami tud 3D alakzatokat is építeni? (Egyik se jött be nekem igazán, bár néha szerkeszteni könnyebb AC-vel, mint komolyabb programból rajzot generálni.)

Személy szerint mivel az egyetemhez elengedhetetlen, sőt kötelező tananyag és valamivel a beadandókat is meg kell csinálni, a ProEngeneer-t használom. Létezik ingyenes "student" licence, ami annyival van lebutítva, hogy nem képes olvasni az "ipari" verzió az általa kreált fájlokat.
A ProE meg is sértődik ha AutoCaddel emlegetik egyszerre :D Kinyílik vele a gépészeti világ, és egész kényelmesen is használható. El kell sajátítani egy szemléletmódot, de ha az megvan akkor 1-2 hét átállni egy másik hasonló programra (pl. Catia). Persze mindhárom említett program ki tud kergetni a világból időnként, főleg kevesebb tapasztalattal. :)
Avatar
Imre
Hozzászólások: 1645
Csatlakozott: 2010.12.29. 14:18

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: Imre » 2012.03.08. 12:16

btibor9891 írta:.... A hosszanti vasalás csavarásra elhanyagolható hatással van, hajlításra viszont erősíti a betont.


Igen, általában igaz, de itt nagyon erősen függ attól, hogy a kitöltött idom kör, vagy négyzetes keresztmettszetű. A kör esetében csavarásra alig van hatása, míg a négyzetes esetben igen jelentős a változás, főleg ha bordázott betonvasakat is elhelyeznek a sarkoktól nem túl távol. A javulás nagyon jelentős!!!

btibor9891 írta:.... A beton inkább a csillapításban játszhat szerepet, de mozgási energia elnyelésére képes tömeget is jelent. Érdekesség: a 100x100x3mm zártszelvény körré "deformálásával" 125mm átmérőjű csövet kapunk, ami rendre 8,3; 8,9 és 12,2"-et mozdul. Ez 37%-os javulás.


Ha belegondolsz kicsit, akkor itt a "körré deformálás" kizárólag a nyomásra érvényes! Csavarásra, kihajlásra, illetve csavaró lengésre nem érvényes, mert a négyzetes keresztmettszet hajlításra másként viselkedik az átlók és a lapok irányában. Csavarásra, csavaró lengésekre a kör keresztmettszethet képest viszont egy teljes nagyságrenddel jobb eredményt ad. Ez természetes is, hiszen ha átgondolod, akkor a betonmag tapadása a cső belső falára sokkal kisebb, mint a négyzetes belső mag feltámaszkodása a sarkok mentén, ahol a csavaráskor a beton "átteszi" a csavaró erőt a belső falhoz közeli szálba, ahol az hózóerőt eredményez! A kör keresztmettszet esetében a csavart köpeny simán elfordul a betonmag körül!

btibor9891 írta:.... A tehetetlenséget nem csak a távcső tömege, de hossza, sőt még az ellensúlyok elrendezése is befolyásolja. Meglepő, de fele akkora ellensúly kétszer akkora karon kétszeres tehetetlenségi nyomaték!.


HÁt igen, de a mechanikában jártasaknak természetes. A lendkerekeknek is azért nagy az átmérőjük, és a kerületük mentén van a nag tömeg, mert ugyanazon mennyiségű anyagból nagyobb "energiatároló" készíthető. Nos, ha kicsiny tömegű ellensúlyt teszek távolra, akkor a körfrekvencia alacsonyabb, de mert a tartórúd végén van, amely nem szilárd. ezért a szaporább rezgéseket képtelen csillapítani. A rúd mint rugó szerepel, az ellensúly meg mint a ráakasztott tömeg! Ha egy hurkapálca végére gumizol egy 2 dkg élesztőt, és a pálca végénél fogva meglengeted, akkor látható, hogy a szapora mozdulatokra a pálca hajlik, az élesztő meg sem mozdul! Nem olyan egyértelmű ez a hosszú rúdon kis tömeg esete! Az igazi megoldás a szilárd hárompontos hosszú tartó végén a kisebb tömeg lenne, ahol a tartó szilárd és könnyű is!

btibor9891 írta:.... Az állvány így csak egy elem a láncban, de a lánc hibái együtt érvényesülnek. Ha pl. a mechanika adott terhelésre deformálódik 10"-et, az állvány meg 5"-et, akkor az okulárban nem 10-et, hanem 15-öt fogunk látni.


Adaptív optika ezt is kompenzálja... A viccet félretéve ténylegesen minden elem csak ront, ami feleslegesen benne van egy tartószerkezetben.

btibor9891 írta:.... A kellő tömegű állvány szinte az egyetlen eszköz a kezünkben, amivel elhangolhatjuk a rendszer rezgési paramétereit, eltekintve az egy mérettel nagyobb mechanikától. Ugyanennyit számíthat egy hosszú vékony prizmasín és a 18mm-s (esetleg hosszabbított) ellensúlytengely megerősítése.


Nem a keskeny kis prizmasin tartóra gondolsz? A sínnel nincs baj, ha a két végén ott fogná meg a mechanika ahol a gyűrűk vannak rügzítve! Én ott fogatom meg. Az ellensúly tengely viszont gond! Ajánlom a villás tartókat használni, ahol csak lehet! Itt meg nem lehet, de azért illik a lehető legközelebb tenni a tubust a forgástengelyhez, hogy kisebb legyen a tömegeltolódás, és az ellensúlyozás tömegigénye.

Végső következtetés, hogy a négyzetes keresztmettszetű tartó az élei mentén támasztva és betonvassal kiöntve jobb, mint a kör keresztmettszetű. Nem véletlenül ajánlja az Andrew cég is a műholdantennák tartójaként! A jó tartó az valóban munkaigényes, és drágább, de hosszú távra megéri.

No ezt alaposan átbeszéltük, tehát semmi akadálya, hogy egy jó kerti oszlopot készíthessünk! Üdv. Imre
Ne azt sorold, hogy mit, miért nem lehet, hanem főként azt, hogy mit hogyan kell tenni a cél érdekében!
moon
Hozzászólások: 32
Csatlakozott: 2012.03.01. 21:37

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: moon » 2012.03.08. 13:55

Köszönöm a hasznos gondolatokat!
A betonozással és az oszlop anyaggal kapcsolatban már el tudok indulni. :)

Az ellensúllyal kapcsolatban viszont kísérleteztem:
Tegnap kitelepítettem a távcsövet az eq6 prohoz kapott gyári háromlábbal.
A gyári ellensúly rúdba készítettem és beletekertem egy 80 cm-es hosszabbítást, amivel jelentősen megnöveltem az ellensúly erőkart 125 cm-re.
A távcső általam mért erőkarja 37,5 cm.

A múlt heti kitelepülésnél ugyanis a 25 kg-os távcsövet 33 kg-nyi ellensúllyal tudtam egyensúlyba hozni és ez már olyan jelentős túlterhelés, hogy muszáj volt valamit kitalálni. Hiszen az összes súly így 58 kg lett.

A mostani próbánál 7,5 kg körüli súllyal egyensúlyba tudtam hozni, tehát -25,5 kg terhet könnyítettem a rekta tengelyre eső összes súlyon, kérdezném, hogy ennek van-e valami negatív hatása amire nem gondoltam?

Úgy tapasztaltam, hogy a távcső lengés ellen sokkal stabilabb lett, mint a rövidebb ellensúlytengelynél a jelentősen több ellensúllyal. Amit tapasztaltam, hogy a lendülettől tovább tartott lefékeződnie a mechanikának 6-8X sebességnél.

Viszont:
Az ellensúly csökkentés miatt jó lenne megtartani hasonló hosszúságú ellensúly tengelyt, viszont jelenleg a távcső túl magas, az állvány teteje, vagyis a mechanika fej talpa 73,5 cm, ettől a távcső teteje pólusra állítva bizony 210 cm, ami nem a legkényelmesebb mert csak kis létráról értük el.
Gondoltam rá, hogy 30 cm magas oszlopot készítek, akkor a távcső teteje 170-re lesz, vízszintesbe állítva így a távcső hossz tengelye 88 cm, betekintés pedig kb 105 cm-től 170 cm-ig terjedő intervallumba esne teljes vízszintestől a pólusra állításig. Van valamilyen kialakult megszokott kényelmes intervallum, vagy mindenkinek egyénileg kell kitalálni a testmagasságához szabottan?

Na most az oszlop magasság csökkentés és az ellensúlytengely lehetséges hosszát behatárolja, bár gondoltam rá, hogy készítek ott egy 30-40 cm mély pont akkora árkot ahol még el tud fordulni az ellensúly.
Avatar
Imre
Hozzászólások: 1645
Csatlakozott: 2010.12.29. 14:18

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: Imre » 2012.03.08. 15:05

moon írta:... A gyári ellensúly rúdba készítettem és beletekertem egy 80 cm-es hosszabbítást, amivel jelentősen megnöveltem az ellensúly erőkart 125 cm-re.

... Úgy tapasztaltam, hogy a távcső lengés ellen sokkal stabilabb lett, mint a rövidebb ellensúlytengelynél a jelentősen több ellensúllyal. Amit tapasztaltam, hogy a lendülettől tovább tartott lefékeződnie a mechanikának 6-8X sebességnél.


Ez a probléma, amiről már bőségesen írtunk. A tehetetlenségi nyomaték a tartó hosszával növekszik, a sajátfrekvencia csökken.

moon írta:... Az ellensúly csökkentés miatt jó lenne megtartani hasonló hosszúságú ellensúly tengelyt, viszont jelenleg a távcső túl magas, az állvány teteje, vagyis a mechanika fej talpa 73,5 cm, ettől a távcső teteje pólusra állítva bizony 210 cm, ami nem a legkényelmesebb mert csak kis létráról értük el. Gondoltam rá, hogy 30 cm magas oszlopot készítek, akkor a távcső teteje 170-re lesz, vízszintesbe állítva így a távcső hossz tengelye 88 cm, betekintés pedig kb 105 cm-től 170 cm-ig terjedő intervallumba esne teljes vízszintestől a pólusra állításig.


A megoldás szerintem nem a 30 cm magas oszlop! Ha zenitben nézelődsz, akkor a cső szinte függőlegesen áll, és a forgástengely ha közel van az oszlphoz, akkor közel is kell állni hozzá. Ha 45 fok alatti a cső helyzete, akkor a benézési pont már sokkal távolabb helyezkedik el az oszloptól, és alacsonyabb is sokkal. A megoldás magától adódik! Az oszlop köré építs 100 - 140 cm átmérőjű kör alakú és 25-30 cm magas dobogót! Ha a távcső zenitben áll, akkor erre fellépve kényelmes lesz a betekintés. Ha alacsonyabban áll, akkor meg eltávolodik az oszloptól, és már alacsonyabb is, azaz nincs útban a középső kör alakú dobogó!

moon írta:... Van valamilyen kialakult megszokott kényelmes intervallum, vagy mindenkinek egyénileg kell kitalálni a testmagasságához szabottan?
Na most az oszlop magasság csökkentés és az ellensúlytengely lehetséges hosszát behatárolja, bár gondoltam rá, hogy készítek ott egy 30-40 cm mély pont akkora árkot ahol még el tud fordulni az ellensúly.


A megoldás többnyire egyedi, de van egy általános szabály. Mellőzni kell a kislétrákat, és elkerülni a görnyedést is! A legkényelmesebb az egyenes testtartás, vagy a fej lehajtásának magasságában történő benézés. Egyenes fejtartással oldalről nézve a szemmagasság 145 - 175 cm. Ha a távcső zenitben áll, akkor a dobogón állva oldalról benézve ez a magasság. Közepes helyzetben a dobogó mellett állva is ez a mérvadó, és 45 fok alatt a benézést már át kell fordítani úgy, hogy felülről történjen, és akkor a lehajtott fejjel történő álló helyzetű benézés magassága adódik. Álló helyzetben, és lehajtott fejjel a nézési magasság tartománya 125 - 145 cm. Ezekből az adatokból adódik, hogy a dobogó magassága a távcső benézési magasságának változásától függ. Ez általában a Newton rendszerű távcsövek esetében a fókusz hosszának 60%-a.

Tegyük fel, hogy 1 méteres gyújtótávolságú Newton tükrös távcsőhöz kellene tervezni egy tartót.

Az oszlop magassága legyen 60 cm. Ezen áll a mechanika, amely 20 cm-rel emeli a forgáspontot. A cső zenitben 60 + 20 + 60 = 140 cm-es benéző magassággal rendelkezik, amely 5 cm-rel alacsonyabb is az álló helyzetű szemmagasságnál, azaz még alacsonyabbak is kényelmesen használhatják.

Ha cső 1500 mm fókuszú, akkor 60 + 20 + 90 = 170 cm, azaz már a kisebb termetűeknek valamire rá kell állni. A dobogó magassága ebben az esetben 170-145 = 25 cm legyen.

Ha a mechanika nagyobb, akkor feltehetően többet emel a forgásponton. Csak ebben az esetben érdemes az oszlop magasságát alacsonyabbra venni! Ügyelni kell arra, hogy a távcső minimum a talaj felett 15-20 cm-rel elforduljon, és az ellensúly is legalább ennyivel a talaj flett fordulhasson! A forgáspont optimális magassága a lehajtott fejjel történő magasságból kivont távcső átmérőjének a fele körül van. Üdv. Imre
Ne azt sorold, hogy mit, miért nem lehet, hanem főként azt, hogy mit hogyan kell tenni a cél érdekében!
acz71
Hozzászólások: 257
Csatlakozott: 2009.09.19. 15:04

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: acz71 » 2012.03.08. 20:38

Sziasztok!

Ha már az oszlopnál vagyunk. A zenit környéki észlelés estén gyakran van kopp az állványnál. Viszont, ha a tartó oszlop kb. 45 fokos szögben hajlik, akkor a probléma nem jelentkezik. Csak egy ötlet, amit "loptam".... Ilyesfajta megoldás nem jött szóba?

Jó észlelést!
moon
Hozzászólások: 32
Csatlakozott: 2012.03.01. 21:37

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: moon » 2012.03.08. 23:01

Imre írta:A megoldás szerintem nem a 30 cm magas oszlop! Ha zenitben nézelődsz, akkor a cső szinte függőlegesen áll, és a forgástengely ha közel van az oszlphoz, akkor közel is kell állni hozzá. Ha 45 fok alatti a cső helyzete, akkor a benézési pont már sokkal távolabb helyezkedik el az oszloptól, és alacsonyabb is sokkal. A megoldás magától adódik! Az oszlop köré építs 100 - 140 cm átmérőjű kör alakú és 25-30 cm magas dobogót! Ha a távcső zenitben áll, akkor erre fellépve kényelmes lesz a betekintés. Ha alacsonyabban áll, akkor meg eltávolodik az oszloptól, és már alacsonyabb is, azaz nincs útban a középső kör alakú dobogó!


Erre nem is gondoltam, pedig kézenfekvő! :)
Lehet, hogy egyben megoldaná a hosszabbított ellensúly tengely helyét is.

Imre írta:...
Ha cső 1500 mm fókuszú, akkor 60 + 20 + 90 = 170 cm, azaz már a kisebb termetűeknek valamire rá kell állni. A dobogó magassága ebben az esetben 170-145 = 25 cm legyen.

Ha a mechanika nagyobb, akkor feltehetően többet emel a forgásponton. Csak ebben az esetben érdemes az oszlop magasságát alacsonyabbra venni! Ügyelni kell arra, hogy a távcső minimum a talaj felett 15-20 cm-rel elforduljon, és az ellensúly is legalább ennyivel a talaj felett fordulhasson! A forgáspont optimális magassága a lehajtott fejjel történő magasságból kivont távcső átmérőjének a fele körül van. Üdv. Imre


Hát nagyom köszönöm, ma is sokat alakult a dolog! :)
Pár nap múlva ha kitisztul az idő megpróbálom modellezni ezt a dobogó megoldást aztán nekiülök papíron megszerkeszteni, a kapott infók alapján, hogy amikor elmúlnak a fagyok, elkezdhessem a betonozást.
moon
Hozzászólások: 32
Csatlakozott: 2012.03.01. 21:37

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: moon » 2012.03.08. 23:05

acz71 írta:Sziasztok!
... Viszont, ha a tartó oszlop kb. 45 fokos szögben hajlik, akkor a probléma nem jelentkezik. Csak egy ötlet, amit "loptam".... Ilyesfajta megoldás nem jött szóba?
Jó észlelést!


Nem rossz ötlet, végül is nem muszáj annak az oszlopnak pontosan függőlegesnek lennie.
Üzemen kívül akár napóra is lehetne a 45 fokos állványoszlop dobogóstól. :)
tobe
Hozzászólások: 851
Csatlakozott: 2010.10.28. 20:20

Re: Mechanika tartó oszlop

Hozzászólás Szerző: tobe » 2012.03.09. 00:07

A legjobb egy jó nagy gömbcsuklón mindenfele elforduló szerkezet lenne lehet.
Válasz küldése

Vissza: “Mechanikák”