| V předešlém článku mimo jiné bylo uvedeno, že anténový rotátor je vhodné vybavit momentovou spojkou. To platí ve zvýšené míře pro rotátory vyrobené svépomocí, kdy obvykle se jedná o úpravy dostupných převodovek. Nejčastěji je v takovém případě k výrobě rotátoru použito upravených převodových mechanizmů původně určených pro pohon např. stěračů automobilů ap. Takové mechanizmy obvykle nevyžadují výraznějších mechanických úprav, protože na výstupní hřídeli je k dispozici poměrně značný kroutící moment i dostatečný počet otáček za minutu. Nutnou úpravou je vložení přenosového mechanizmu pro připojení ke stožáru, který bude otáčen. Nezřídka bývá použitý článkový řetěz, ozubený řemen případně ozubené kola. Takovým postupem lze poměrně snadno sestavit funkční rotátor, který postupně je možno dovybavit doplňky: - automatické přepínání v koncové poloze - indikace natočení stožáru v azimutu - zpětnovazební proporcionální ovládání (přímé nebo dálkové) Uvedené doplňky významně přispívají ke zvýšení pohodlí při ovládání anténového vybavení, což nelze opominout. Co se ovšem nezřídka opomíjí - je ochrana proti přetížení otáčecího mechanizmu. Nezanedbatelný je vliv větru a setrvačné síly od antén při rozběhu či doběhu otáčení. Z toho odvozené síly působící na převodové ústrojí rotátorů jsou značné a mohou být příčinou poruchy. Není žádnou vyjímkou, že podstatná část z celkového počtu ozubených převodových kol použitých převodovek, je vyrobena z plastu. Mez únosnosti ozubení není neomezená, při jejím překročení dojde obvykle k poškození některého ozubeného kola. K zamezení vzniku poškození ozubených kol rotátoru je vhodné použít tzv. momentové spojky vřazené mezi otáčený stožár a rotátor. Momentová spojka je významným technickým doplňkem rotátorů. Funkce spočívá zejména v ochraně ozubených převodů rotátoru před možným přetížením a následným poškozením. Momentové spojky rotátorů dělíme do skupin: - se střižným trnem - s třecím elementem - s kuličkovým zámkem - elektronicky řízené Spojky se střižným trnem jsou založeny na principu přestřižení trnu při překročení torzní síly mezi dvěma hřídeli. Praktické provedení spočívá v tom, že hnaná hřídel je opatřena volně nasunutým kroužkem spojeným s hnací hřídelí. Sestava hřídel - kroužek je v jednom místě svrtán. Do otvoru hřídele a kroužku vložíme trn, který je vyroben z vhodného materiálu. Při překročení přenášené síly mezi kroužkem a hřídelí - dojde k přestřižení trnu s následným přerušením přenosu sil. Nespornou výhodou je velmi nízká cena, nenáročnost při výrobě a snadná montáž. Nevýhoda uvedeného řešení spočívá v tom, že při přestřižení trnu je potřebné jej vyměnit za nový. Třecí momentové spojky využívají adhezních sil vznikající při tření dvou materiálů při daném zatížení. Tato skupina patří mezi jednoduché typy spojek používaných u rotátorů. Výhoda třecích spojek je v tzv. měkkém nástupu prokluzu spojky a malá výrobní náročnost. Nevýhoda uvedeného řešení spočívá v poměrně nepřesném nastavení prokluzové síly, která je ovlivněna opotřebením třecího elementu spojky. Spojka s kuličkovým zámkem je založena na principu odemknutí kuličkového zámku při dosažení přednastavené síly. Výhoda tohoto řešení spočívá v přesném nastavení síly potřebné k vyvození prokluzu spojky, kdy je zajištěna dlouhodobá stabilita nastavení. Za určitou nevýhodu lze v některých případech považovat u tohoto řešení tzv. skokový nástup prokluzu spojky. Elektronické spojky jsou poměrně složité programované systémy. Obvykle využívají několik vstupních informací sejmutých snímači, které jsou dále zpracovány a vyhodnoceny v řídící jednotce elektronické spojky. Nespornou výhodou je velice přesné dlouhodobé nastavení, možnost nastavení individuálních požadavků sledovaných parametrú a jejich vyhodnocení s příslušnou odezvou. Nezanedbatelný význam má tento systém i v tom, že elektronická spojka si po tzv. prokluzu pamatuje výchozí polohu a je schopna ji obnovit. Nevýhodou je poměrně vysoká pořizovací cena. Elektronické spojky jsou obvykle součástí rotátorů určených pro velmi náročné aplikace. Pro rozhodnutí, který typ momentové spojky stavitel rotátoru použije, bude záležet zejména od toho, jaké má možnosti a strojové vybavení. Čtenářům nabízím, jako inspiraci pro vlastní návrh - řešení momentové spojky s kuličkovým zámkem. |
|
Navrhované řešení momentové spojky s kuličkovým zámkem vychází z požadavku, který zohledňuje obvyklý problém. Spojku nelze umístit do tělasa uvažovaného rotátoru, který je se stožárem spojen pomocí předlohového ozubenémho kola, jak bylo popsáno v předchozím článku. |
|
popis otáčecího mechanizmu stožáru
|
| Čelní pohled na část stožáru popisovaném v předešlém článku. Na obrázku je zobrazen vyjmutý detail ozubeného kola otočné části stožáru s namontovanou momentovou spojkou s kuličkovým zámkem ve spodní části ozubeného kola. |
| Jiný pohled na sestavenou momentovou spojku s kuličkovým zámkem. |
| Namontovaný stavěcí kroužek, zabraňující posuvu ozubeného kola, které je na trubce s osazením uloženo otočně. |
| Vyjmutá otočná trubka stožáru. Vnitřní těleso momentové spojky a jeho zajištění proti otáčení pomocí šroubů, které prochází stavěcím kroužkem, otočnou trubkou a jsou zašroubovány do závitu tělesa momentové spojky, kde zajišťují vodicí trny. |
| Obrázek ukazuje setavu s odejmutým stavěcím kroužkem. |
| Sestava vlastní momentové spojky. |
| Vodící trny jsou v tělese spojky zajištěny šrouby. Mimo stabilizaci polohy tělesa kuličkového zámku, slouží k přenosu všech torzních sil v případě, kdy je spojka spojena. |
| Deska kuličkového zámku je opatřena otvory pro vodící trny. Pro uložení kuliček zámku jsou v tělese vyvrtány otvory, do kterých vložíme ocelové kuličky. Hloubka otvoru pro kuličky by neměla být menší, než 70% průměru použité kuličky a větší, než 80% průměru kuličky. Tím je zajištěno, že kulička při rozpojení spojky a odvalování po spodní stěně ozubeného kola na své dráze mezi zahloubením v ozubeném kole nyvypadne. Hloubka zahloubení ve spodní stěně ozubeného kola pro kuličku nemá být větší, než 8% a menší než 5% z prúměru použité kuličky. Optimální hloubku zahloubení zvolíme s ohledem na potřebnou bezpečnou přenášenou sílu a to ve vazbě na předpětí pružiny. Je vhodnější použít raději většího průměru kuličky a větší hloubky zahloubení, než neúměrně zvyšovat předpětí pružiny. |
| Nastavení přítlačné síly odemknutí kuličkového zámku je provedeno pomocí pružiny. Ta je na potřebné předpětí nastavena průchozím šroubem. |
| Sestava momentové spojky. Kuličky zapadají do zahloubení v ozubeném kole - spojka je tzv. sepnutá. Vždy, když kuličky se přesouvají mezi čtveřicí zahloubení - spojka je rozpojena. |
| Ocelové kuličky zámku momentové spojky. |
| Na spodní straně ozubeného kola je vyvrtáno 8 půlkulatých otvorů do kterých zapadnou kuličky zámku. Jejich hloubka je 0.5 mm a jsou přesně rozmístěny ve vztahu k ose. Je potřebné si uvědomit, že při uvolnění kuličového zámku dojde k přesunutí kuliček o 45st. a ty poté zapadnou do půlkulatých otvorů v ozubeném kole. |
| Sejmuté ozubené kolo. |
| Stavěcí kroužek ozubeného kola. Otočná trubka je opatřena osazením pro volné otáčení ozubeného kola. |
| Těleso momentové spojky je opatřeno otvory pro vodící trny a příčnými otvory se závitem pro zašroubování zajišťovacích šroubů. Ve střední části v ose tělesa je otvor (prostor) pro vložení pružiny. |
| Pružina momentové spojky se šroubem pro nastavení předpětí pružiny. |
| Pružinu vybereme s ohledem na potřebou přítlačnou sílu kuličkového zámku. Jemné nastavení lze provést změnou předpětí pružiny pomocá šroubu. |
| Detail pružinové sestavy. |
| Po sestavení podkompletu ověříme funkci a to tak, že uvolníme šroub pro nastavení předpětí pružiny tak, aby kuličky zlehka zapadaly do zahloubení ve spodní straně ozubeného kola. Pokusíme se pootočit rukou ozubeným kolem, přičemž druhou rukou držíme pevně trubku. Při určité síle pootáčení pocítíme (uslyšíme) přeskočení kuliček ze zahloubení v ozubením kole a poté jejich zaskočení do nové polohy (pootočení o 45st.), kdy zapadnou do zahloubení. Pokud vše proběhne bezproblémově, lze zvýšit předpětí pružiny pomocí šroubu a pokus o pootočení zopakovat. Nastavením předpětí prižiny lze dosáhnout požadované síly k odemčení kuličkového zámku momentové spojky. Síla potřebná k odemčení (pootočení) zámku musí být bezpečná, aby nedošlo k poškození ozubených kol použitých v rotátoru. V praktickém provozu to znamená, že pokud budou síly vyvozované na ozubení rotátoru větší, než je nastavená síla pro otevření kuličkového zámku - dojde k pootočení stožáru aniž by tyto síly poškodily rotátor. Uvedené řešení - připomínám, že slouží jako inspirace a možné vodítko pro vlastní návrh momentové spojky s kuličkovým zámkem. Modifikací tohoto řešení (axiální) může být odlehčená varianta, kdy je možno použít jen jednu či dvě kuličku s radiální orientací. V případě zájmu mohu zpracovat článek s popisem zjednodušené verze sestavy. |
| ano, přináší mi inspiraci | 138 |  |
| ne, mám svá vlastní řešení | 128 | |
| nic z uvedeného mne nezajímá | 104 | |
Autor: Láďa Fórum
Fousáč Plzeň CL-51