Пользователь
Логин:
Пароль:
  Регистрация
Обновления
Астротека 01-05-2011
Опубликована статья А.Пецык "Постройка 18-ти дюймового добсона «Фомальгаут»".

Astronomer.ru 12-11-2010
Большая экспедиция ПулКОН по Западному полушарию

Astronomer.ru 10-10-2010
Первый свет второго Цейсс-600 в Тарихе

 Все обновления
Доска объявлений
 747   Продаю/Меняю  0 
 356   Куплю  0 
  Список досок
Астротека
Статьи: Любительское телескопостроение

Леонид Ткачук - Простой часовой механизм для визуального телескопа

Дата публикации: 20-02-2003


Простой часовой механизм для визуального телескопа.




Довольно часто перед любителем возникают задачи, для которых очень неплохо было бы иметь часовой механизм. И к таким задачам относится не только фотографирование. Например, при наблюдении планет, когда используется большое увеличение, планета проносится настолько быстро в поле зрения окуляра, что наблюдатель не успевает рассмотреть никаких тонких деталей. Примерно то же самое относится и к компактным планетарным туманностям. Ну а если ставятся какие-нибудь серьезные научные задачи? Ну, к примеру, наблюдение покрытий астероидами звезд. Возможное время покрытия часто "расползается" на десять и более минут, рука должна находиться на секундомере, а глаз должен неотступно следить за звездой - кандидатом в "покрываемые". И как неудобно все время поправлять микрометрическими винтами направление трубы вслед за звездой.

Данная статья не может претендовать на четкое руководство к действию, но для тех, кто сделал или приобрел телескоп на монтировке Добсона, азимутальной монтировке или монтировке экваториальной, но без часового механизма, она может дать ценные советы или даже помочь простыми средствами сделать часовой механизм самому.

Осенью 2001 года я приобрел у хорошего знакомого Саши Наумова 15-ти сантиметровый телескоп на деревянной монтировке Добсона. Первые наблюдения с ним привели меня в восторг. Он давал очень хорошие изображения как туманностей и галактик, так и поверхности планет. Но наблюдать при больших увеличениях с ним было не очень комфортно. Приходилось все время постукивать по трубе, что бы она двигалась вслед за суточным движением неба. А иногда удар оказывался настолько сильным, что приходилось наводить телескоп на объект сначала. Для того, чтобы наблюдать туманности сравнительно низко над горизонтом, приходилось или чуть ли не ложиться вместе с трубой, или искать для телескопа надежную подставку. Это побудило меня провести первую модернизацию телескопа.

У меня на даче завалялся купленный в былые годы телескоп "Алькор". После появления большего инструмента он перестал использоваться и спокойно лежал себе сложенный в своей деревянной коробке. Монтировка "Алькора" была рассчитана с запасом и позволяла повесить на себя трубу с несколько большим весом, чем родная алькоровская. Ну, а труба "Добсона" была очень легкой, и по этому я решил заменить трубу "Алькора" на новую трубу. Однако такая замена привела к неустойчивости конструкции. При любом ударе колонна грозилась опрокинуться. Это заставило меня сделать к ней противовес. Сделать его оказалось очень легко. Дело в том, что в Киеве на "железячных" рынках, к которым я отношу "Сенной" и "Куреневский", продаются металлические пруты различных диаметров с резьбой. Я купил один такой прут длиной около 50 см. Затем там же, на "Сенном" рынке в той зоне, где продают всякий хлам, я нашел продающиеся поштучно блины для штанги. Купив самый увесистый, а также две гайки и две крупные шайбы, я пошел домой. Оказалось, что с купленными приспособлениями можно сделать отличный противовес. Возник только вопрос крепления противовеса к монтировке. Его удалось решить при помощи хомутиков. Хомутики, серебристого цвета с частыми прорезями и головкой с винтом производства Германии или Турции, продают на всех базарах и в хозяйственных магазинах. Они бывают различных размеров, а на самих хомутиках указывается два размера: максимальный и минимальный. Если достаточно большого хомутика в продаже не нашлось - не беда. Из двух-трех меньших хомутиков можно сделать один больший, соединив их последовательно. Такие хомутики очень крепкие и показали свою эффективность в любительском телескопостроительстве. Вот при помощи пары хомутиков я и присоединил противовес к монтировке телескопа. Отрегулировав противовес, как мне показалось, я отрезал лишнюю часть от винта противовеса. Как оказалось в дальнейшем - зря.

Обновленный телескоп имел больше удобств: механизм тонких движений, нормальная высота трубы при низком положении светил, устойчивость монтировки. Тем не менее, при наблюдениях с увеличениями в 250-300 крат мне постоянно приходилось крутить ручку тонких движений, причем по двум осям сразу. Однако такое состояние воспринималось, как неизбежность.

Летом 2002 г. журнал "Наше Небо" организовал Украинский астрофестиваль, на который съехались любители со всей Украины. На нем я и познакомился со Славой Козловым - любителем из небольшого села под Мариуполем (Донецкая обл.). Меня потряс его фотоальбом, где на крупных снимках были изображены красоты неба, снятые им лично. Оказалось, что все снимки были получены им на полностью сделанном своими руками 250-мм телескопе с часовым механизмом на основе механизма Гомона. И вот тогда, летними днями, я просто заболел желанием сделать часовой механизм самому.

Для такого механизма нужно иметь несколько важных элементов: экваториальную монтировку и двигатель с малым числом оборотов в минуту. Ни того, ни другого у меня не было. Для того, чтобы получить экваториальную монтировку, я обратился к Киевским телескопостроителям. Однако их цены мне показались сильно завышеными: небольшая монтировка, примерно как у "Алькора-М", у них стоит 200$. За эти деньги вполне можно купить Новосибирскую монтировку с часовым механизмом. Но для этого нужно ехать в Россию. Времени и возможностей на такую поездку у меня не было и я решил хоть что-то изготовить самостоятельно.

На одном из Киевских предприятий я заказал сварить мне колону с ножками. В качестве колоны была выбрана толстая (10 см в диаметре) толстостенная металлическая труба, а в качестве ножек - трубки потоньше. Они были изогнуты и приварены к трубе. Что из этого получилось, можно увидеть на приведенной фотографии. К верхней части трубы была приварена толстая металлическая пластина 200х400 мм. Была взята также аналогичная пластина и скреплена с первой при помощи сваренной петли. Эта верхняя пластина может свободно поворачиваться под различными углами по отношению к нижней пластине, а значит и к горизонту. Просверлить дырки в верхней пластине мне абсолютно безвозмездно помог наш киевский любитель телескопостроения Сергей Огарков. Для того, чтобы закрепить необходимый угол поворота, я обратился за помощью к уже описанным выше стержням с резьбой. Я продел два таких стержня через отверстия в пластинах, выбрав диаметр стержня и отверстий таким образом, чтобы диаметр отверстий был на 2 мм больше, чем стержня. На стержни накручены гайки с шайбами, при помощи которых и происходит фиксирование длины стержня между пластинами, а значит и угол поворота. Стержни работают на сжатие, а не на изгиб, поэтому кажущаяся малая толщина винтов не должна вызывать удивления.

открывается в отдельном окнеоткрывается в отдельном окне

Однако сделать такую "монтировку" - это только полдела. Ведь все это делается только для одной цели - установить полярную ось неподвижно на полюс мира. В качестве оси я взял колонну "Алькора", свинтив с нее самую нижнюю (и самую тяжелую) часть с треногой. Необходимо было решить еще одну инженерную задачу: обеспечить неподвижность направления полярной оси таким образом, чтобы она могла обращаться вокруг своей оси. Зачем это нужно - станет ясно в дальнейшем. Обеспечить неподвижность по направлению и возможность вращения можно при помощи двух подшипников, соосных друг другу. Большинство подшипников, которые можно купить на авторынках или других технических рынках и магазинах рассчитаны на довольно большие нагрузки (10 КН и более) и поэтому не стоит беспокоиться о том, что подшипники, даже самые тонкие, не выдержат. Беспокоиться приходится о другом: как закрепить эти подшипники на верхней пластине? Решение оказалось очень простым. Я использовал уже описанные ранее хомутики. Выбрав в качестве прокладки прямоугольный деревянный брусок, я положил его на верхнюю пластину, предварительно придав ему горизонтальное положение, и после этого положил сверху полярную ось с надетыми на неё двумя подшипниками. В описываемой мной конструкции я использовал подшипники, купленные на рынке. Их внутренний диаметр 50 мм, внешний - 90 мм. Затем я все это скрепил хомутиками. К сожалению, перед этим мне пришлось решить еще одну проблему. Дело в том, что диаметр колонны "Алькора" 48 мм, поэтому возникал зазор в 1 мм с внутренней стенкой подшипника. Решить эту проблему удалось пока только временно. Я намотал полоску широкого и тонкого скотча таким образом, чтобы в месте намотки колонна с трудом проходила через подшипник. После надевания подшипников дополнительные несколько слоев скотча фиксировали положение колонны так, чтобы она не скользила и была скреплена с подшипниками жестко. Как ни странно, этот метод оказался действенным: во время наблюдений никакого скольжения не наблюдалось. Другие методы, например использование холодной сварки, результата не дали. Окончательный вариант крепления можно также рассмотреть на фотографии. Если с помощью дополнительного хомутика запретить вращение колонны, то такой инструмент можно рассматривать как телескоп на экваториальной монтировке без часового механизма. Осталось сделать только часовой механизм.

В качестве часового механизма, как я уже говорил, я решил использовать механизм Гомона. Работа такого механизма основана на вращении кулачка, который жестко связан с полярной осью. Кулачек опирается на гайку, которая равномерно движется вдоль оси, отстоящей на определенном расстоянии от полярной оси и перпендикулярной ей. Неизвестное расстояние находится, если известна скорость движения гайки. Так у меня эта гайка движется со скоростью 1.25 мм в минуту. Значит, за 24 часа она бы прошла 1.25*60*24=1800 мм в сутки. Отсюда расстояние оси движения гайки от полярной оси равно 1800 деленное на (2*3.1415)=286.48 мм или примерно 286.5 мм. Обеспечить такую небольшую скорость мне удалось, купив двигатель со скоростью 2 об. в минуту, а также одну шестеренку на 33 зуба и еще одну на 66. Большую шестеренку я надел на уже описанный выше стержень с резьбой и плотно зажал гайкой и контрагайкой. Меньшую шестеренку я надел на вал двигателя и "заварил" ее к оси при помощи холодной сварки - довольно неплохого средства для соединения деталей на основе металополимера. Такие тюбики можно купить свободно в магазине или на рынке. Как правило они состоят из цилиндра, внутренняя часть которого содержит отвердитель, а внешняя - полимеризующееся вещество. Если отрезать определенное количество этой "холодной сварки" и хорошо размять влажными руками - вещество приобретает вид однородной массы и похоже на пластилин. Но после того, как ему придали рабочую форму и разместили в нужном месте, оно становится твердым и прочным, как камень.

Следующим этапом при постройке часового механизма было вычисление и построение формы кулачка и гайки. Ведь если они не будут иметь специальную форму, то вращение полярной оси станет неравномерным. Для этого я на лазерном принтере распечатал лекала кулачка и гайки. Параметрическое уравнение гайки записывается, как

x=b(sin(t)-t)y=b(cos(t)-1)

а параметрическое уравнение кулачка имеет вид

x=b(sin(t)-t*cos(t))y=b(cos(t)+t*sin(t)-1

b- длина кулачка, которая уже вычислена выше t- изменяется от 0 до 0.5236, что обеспечивает работу механизма в течении 4 часов.

После того, как лекала были готовы и выверены, они были надфилем выточены на плексигласовых заготовках. Гайка состоит из 4 пластин плексигласа. Первая и третья имеют вид прямоугольников, такая же и четвертая. Вторая же имеет форму лекала и зажата между первой и третьей таким образом, что она находится как бы в глубине. Получается паз, в который вставляется кулачек. Три пластины соединяются с зазором с четвертой таким образом, чтобы между ними оказалась обычная гайка, которая навинчивается на уже описанную ось. Кулачек состоит из рабочей пластины, которая соответствует по форме лекалу, и второй, которая вместе с первой зажимает рычаг кулачка. Все соединения укреплены холодной сваркой. Сам рычаг состоит из винта с резьбой, который ввинчивается в автомобильный хомут. Такой хомут мне посчастливилось купить на автомобильном рынке. Соединение также было укреплено холодной сваркой. Следующая задача - собрать все это. На сегодняшний день у меня все собрано на сосновой доске, к которой прикреплен хомутиками двигатель. Двигатель я купил на киевском радиорынке. Он имел три вывода. Я тестером нашел два похожих и соединил их при помощи обычного конденсатора. Для укрепления оси гайки я аккуратно дрелью вырезал отверстия в деревянных пластинках. В этих отверстиях я зажал небольшие подшипники, которые имели внутренний диаметр равный диаметру стержня с резьбой. Затем с тыльной стороны эти пластины были завинчены электроотверткой. Стержень был продет так, чтобы шестеренки сцепились и происходило вращение оси при помощи двигателя. Механизм Гомона был закреплен на телескопе в двух местах. В нижней части он был прикреплен при помощи хомутика к колонне, а к полярной оси он был присоединен при помощи еще одного подшипника.

И вот долгожданный момент. Все собрано. Вилка вставлена в розетку, полярная ось выставлена. Тихое жужжание мотора. А телескоп аккуратно поворачивается вслед за Венерой. Прошло 30 минут. Венера по-прежнему примерно в центре поля зрения окуляра. Значит все получилось.


Обсуждение материала

Материал еще не обсуждался.
Вы можете создать первую тему обсуждения
Создать новую тему

Астрономия и телескопостроение - Copyright © 1999-2006 Коллектив авторов