Конструкция вертушки с прямым приводом. А оно надо?

[Valentinych]

Ну вот, хоть один человек высказал сколь-нибудь обоснованные замечания.

Сообщение от DVM99

В динамике- значит дырки с обоих сторон диска будете сверлить?

Если понадобится, буду. А что в этом криминального? Композитные технологии тем и хороши, что из всех современных являются наиболее ремонтопригодными. Заделать отверстия от балансировочной сверловки не составит труда.

Хотелось бы заострить вот такой чисто инженерный момент: чего Вы можете добиться идеальной балансировкой. Каким бы точным не было изготовление подшипника, он всё равно имеет зазоры.

Зазоры в моих сопряженных парах - единицы микрон. При соответствующем классе чистоты. Могу сделать вообще гидродинамический подшипник, правда на таких малых угловых (и линейных) скоростях он будет не очень эффективным. Проверялось.

Если балансировка диска будет неидеальной...

Не будет. Стенд имеет чувствительность 0,1-0,5 гамм по каждой координате.

Всегда найдутся внешние силы, способствующие этому.

Назовите эти силы, а главное - их величину. Затем продолжим обсуждение.

Вы закладываете в свою систему неопределённость. Причём, чем больше вы симметрируете свою систему, тем эта неопределённость выше.

Внимательно посмотрите на кинематическую схему моего привода. Центр масс (~16 кг) диска находится примерно на 35 мм ниже точки опоры (верхний шар). Система самобалансирующаяся, соответственно, всегда будет стремиться к точке равновесия, следовательно, говорить о ее неопределенности без конкретных цифр (массы, моменты, силы), не корректно.

Кстати сказать, простой привод с роликом такой неопределённости не имеет по умолчанию- зазор всегда выбран в одном строго-определённом месте.

Здесь заведомая и завышенная "определенность". Которая, к тому же, по умолчанию имеет и чисто акустические недостатки - лишние пары трения (ось ролика/втулка и его беговая поверхность/реборда диска. Предлагаю, опять же, оперировать цифрами, а не абстрагированными предположениями.

[ИГВИН]

Сообщение от Valentinych

Видимо, Александр Малиновский был прав, когда говорил, что на этом форуме никто ничего не скажет по существу.
Похоже, я опять ошибся дверью...

Так грустно сказано... Вопрос - где ТА дверь?
Нужен ли скульптору, отсекающему всё лишнее, совет по существу?
Вы делаете изделие как можно лучше. Я бы назвал это девизом "делай хорошо, плохо само получится".
Как оно будет играть (крутить) пластинки - пока не сделаешь, не узнаешь.
Вообще-то я думаю, что совершенствовать до (почти) идеала отдельный элемент системы неразумно. Более разумным кажется мне подход, когда совершенствуется наиболее слабое звено. Так, чтобы в итоге вся система состояла из звеньев ДОСТАТОЧНО высокого качества, а итоговый звук определялся погрешностями лучшего экземпляра НОСИТЕЛЯ.

Тут определенный тупик: один человек ограничен в своих возможностях, чтобы в реальные сроки достичь значимых результатов, нужно разделение труда. Иначе будет слишком долго.

То есть кто-то должен заниматься акустикой (комнаты в т.ч.), другие проводами, усилителем, корректором, головкой. Тонармом, наконец.

Без всего этого вы рискуете не понять разницу между серийным изделием достаточно высокого качества и своим (которое по идее лучше).

Еще одно соображение. Проигрывание грампластинок достаточно нишевая область, и многие умы давно отвернулись от этой темы. Это простая констатация факта.
Такие дела.

Чем закончить? Наверно пожеланием не бросать, если есть возможность, довести до конца. Может быть (может быть!) оно кому-то понадобится. Но только как полностью законченное изделие.

В конечном счёте наша жизнь построена так, что высшая оценка оказывается материальной. Когда не хвалят взахлеб, а молча покупают. Поэтому если знания и умения человека не оценены материально, что-то не так. Должны быть оценены. Пусть не сразу.
Вот тогда вы почувствуете, что сделали что-то полезное не только для себя.

[Valentinych]

Сообщение от ИГВИН

Так грустно сказано... Вопрос - где ТА дверь?

Вопрос в другом - а ЕСТЬ ЛИ эта дверь вообще?

Нужен ли скульптору, отсекающему всё лишнее, совет по существу?

Поверьте, нужен... Но скорее не совет, а мнение, взгляд со стороны.

Вообще-то я думаю, что совершенствовать до (почти) идеала отдельный элемент системы неразумно. Более разумным кажется мне подход, когда совершенствуется наиболее слабое звено.

Полностью с Вами согласен. Считаю, что самое слабое звено вертушки - это диск вместе с приводом, а потому пытаюсь комплексно усовершенствовать хотя бы этот узел, интергируя одну его составляющую (мотор) в другую (диск). Но при этом не хочу тупо повторять известные конструкции, зарекомендовавшие себя не лучшим образом, а ищу свои варианты. Существенные отличия от известных западно-восточных прообразов озвучены выше. Желающий услышать, да услышит.

...один человек ограничен в своих возможностях, чтобы в реальные сроки достичь значимых результатов, нужно разделение труда. Иначе будет слишком долго.

Довольно адекватно оцениваю свои возможности, ресурсы и потенции в целом. Берусь только за то, что могу сделать. Что же касается сроков - мы предполагаем, а Он располагает...

Чем закончить? Наверно пожеланием не бросать, если есть возможность, довести до конца. Может быть (может быть!) оно кому-то понадобится. Но только как полностью законченное изделие.В конечном счёте наша жизнь построена так, что высшая оценка оказывается материальной. Когда не хвалят взахлеб, а молча покупают. Поэтому если знания и умения человека не оценены материально, что-то не так. Должны быть оценены. Пусть не сразу.
Вот тогда вы почувствуете, что сделали что-то полезное не только для себя.

Спасибо за пожелание. Вдвойне спасибо за то, что оно прозвучало довольно искренне.
Что же касается денег... Да, они безусловно лишними не бывают.
Но порой восхищенный взгляд проходящей незнакомки для художника гораздо важнее тугого кошелька нувориша.
Увы, вариант незнакомки с тугим кошельком - из другой жизни...

[DVM99]

Стенд имеет чувствительность 0,1-0,5 гамм по каждой координате.

Мне не очень понятно (лишь догадываюсь ), о каких граммах Вы пишете, поскольку при балансировке ещё всё зависит не только самой корректирующей массы, но и от места устновки/снятия этой массы в зависимости от радиуса. Поэтому желательно выражать в грамм-миллиметрах.
Второй момент- до каких оборотов ваше оборудование раскручивает изделие? Подозреваю, что не до очень низких, намного превышающие 33 , т.к. станок должен выйти на уровень чувствительности датчиков. Вы уверены, что Ваш диск сохранит при этом свою геометрию в допустимых пределах? Ведь ценробежные силы находятся в квадротичной зависимости от оборотов. Конечно, если по Вашим рассчётам диск имеет абсолютную жёсткость, то вопрос снимается.

Назовите эти силы, а главное - их величину.

тепловые- как минимум, влияющие на геометрию как самого диска, так и всех его узлов. Даже незначительное изменение в электромагнитных силах двигателя, вызывающие асимметрию сил (т.е. вызывающие асимметрию воздушного зазора на противоположных парах полюсов)...
К тому же факторы воздействия могут как складываться, таки вычитаться. Всё ли Вы учитываете, когда счёт идёт на микроны?
Я не собираюсь апеллировать к конкретным цифрам, поскольку это не моя задача, а, наверно, больше Ваша. Просто пытался обратить внмание на некоторые моменты. Если Вы увлекаетесь сверхточностью, то должны учесть всё по максимуму, не так ли?

Внимательно посмотрите на кинематическую схему моего привода. Центр масс (~16 кг) диска находится примерно на 35 мм ниже точки опоры (верхний шар).

Я понял, это ещё, когда Вы только запостились первый раз. Это не очень сильно меняет ситуацию. Силы инерции (16 кг) не всегда всё решают, а могут и усугубить. Допустим, если взять паразитную низкочастотную резонансную вибрацию.

[Valentinych]

Сообщение от DVM99

Мне не очень понятно..., о каких граммах Вы пишете... Поэтому желательно выражать в грамм-миллиметрах.

Наиболее корректным было бы указывать достижимый минимальный уровень вибрации после балансировки.
В моем же случае - 0,5 грамм на 175 мм (средний радиус кольца маховика).

Второй момент- до каких оборотов ваше оборудование раскручивает изделие? Подозреваю, что не до очень низких, намного превышающие 33 , т.к. станок должен выйти на уровень чувствительности датчиков.

Балансировка ведется на реальных рабочих оборотах - 33,3 и 45 об/мин. Затем находится средняя точка, и окончательная подбалансировка. Второй вариант - балансировка только на 39 об/мин. Именно на эти обороты, как правило, приходится средняя точка графиков балансировки. С учетом того, что использование режима 33,3 об/мин гораздо вероятнее, чем режима 45 об/мин, можно балансировку проводить на 36-37 об/мин.
Балансировать по сути однорежимный маховик на высоких оборотах бессмысленно.

Конечно, если по Вашим рассчётам диск имеет абсолютную жёсткость, то вопрос снимается.

Мне не известно в этом мире ничего абсолютного. Уверен, как и Вам.

...тепловые- как минимум, влияющие на геометрию как самого диска, так и всех его узлов. Даже незначительное изменение в электромагнитных силах двигателя, вызывающие асимметрию сил (т.е. вызывающие асимметрию воздушного зазора на противоположных парах полюсов)...

1) Устройство не предназначено для эксплуатации в экстремальных климатических условиях.
У меня в квартире среднегодовая температура ~295К.
Влажность гуляет в гораздо большем диапазоне, но в конструкции устройства отсутствуют гигроскопические материалы, а элементы, подверженные воздействию влаги можно, и должно защищать дополнительно.
Вы живете в 40 км от меня, думаю, у Вас дома такая же температура и влажность.

2) Изначально заложенная в конструкцию геометрическая симметрия в значительной степени исключает вероятность возникновения вторичных асимметрий, вызванных, в том числе, электромагнитными силами, и температурной нестабильностью зазоров магнитной системы.

Если Вы увлекаетесь сверхточностью, то должны учесть всё по максимуму, не так ли?

Думаю, аргументированность моих ответов подтверждает уровень предварительной подготовки к проектированию.

Допустим, если взять паразитную низкочастотную резонансную вибрацию.

Допущу, если Вы назовете источники (а заодно - потенциальные частоты и амплитуды) такой вибрации в рассматриваемой конструкции.
Извините, но я таковых не вижу.

[DVM99]

Балансировать по сути однорежимный маховик на высоких оборотах бессмысленно.

Вы не поняли. Речь шла о возможностях балансировочного станка. Может конечно я не в курсе, но у меня есть сомнения, что ваш станок может производить замеры на таких низких оборотах с достаточной точностью, ведь динамические силы при этом очень низкие, всвязи с чем снижается чувствительность измерений, и наоборот повышается восприимчивость к помехам. Но если оно так, как Вы написали, и Вы имеете под рукой таке крутое оборудование, то вопрос отпадает. Просто те небольшие станки, которые попадались мне на глаза раскручивали деталь до 100 об/мин и выше.

Мне не известно в этом мире ничего абсолютного. Уверен, как и Вам.

заложенная в конструкцию геометрическая симметрия в значительной степени исключает вероятность возникновения вторичных асимметрий

Вы не замечаете противоречий в Ваших словах?

Устройство не предназначено для эксплуатации в экстремальных климатических условиях.

Об экстриме никто не говорит, речь о небольших колебаниях темературы, которые могут в свою очередь вызвать микроскопический эксцентриситет сил, и этого может оказаться достаточно.
Попытаюсь немного расшифровать сказанное:
Вот смотрите, Ваш условно- идеально-отбалансированный диск всем весом висит на идеальном шарике. Подшипниковая втулка и ось вертикальной нагрузки не несут. В горизонтальной плоскости, если рассматривать статический режим, то тоже, и получается, что втулка в принципе вообще ни какой нагрузки не несёт (давление тонарма в учёт пока не берём). Но она есть, и между ней и валом есть зазор. Если рассмотреть момент , что втулка имеет упругость, то колебание может произойти между стенками втулки и валом, большой энергии для этого не потребуется, несмотря на массивность диска. А если частота возмущения ещё и совпадёт с его собственной частотой резонанса, то сами представляете, что будет.

потенциальные частоты и амплитуды

Подвесьте диск на шарике без втулки и качните с одного края- это и будет его частота, амплитуду, извините, не скажу.

аргументированность моих ответов подтверждает уровень предварительной подготовки к проектированию.

Это и не обсуждается...

Вы живете в 40 км от меня

Похоже, что Вы из Тагила? Ну что, привет землякам!

[ING]

Цитата:
аргументированность моих ответов подтверждает уровень предварительной подготовки к проектированию.

Но если Вы предварительно готовились, то Вам и флаг в руки в части расчётов.
Не делать же нам их по-новой за Вас.
Полагаю, что главный вопрос заложен в названии ветки - А оно надо?
Вот тут как раз большие сомнения. Здоровенный диск затрудняет эксплуатацию,
а что он даёт? Где главные расчёты - влияние на качество звучания не каких-то
идеальных, а реальных пластинок? Не утонет ли выигрыш в недостатках
формата настолько, что его просто будет не видно и не слышно?
Например, я полагаю, что интереснее изобрести какое-либо устройство для
автоматического устранения эксцентриситета пластинок, или, как Вы
предлагали, установки VTA. Это сложно, однако хоть понятно, за что боремся.
А ведь есть ещё эллипсность, влияние заводского оборудования и проч.
Покажите в цифрах достигаемый выигрыш в реальных условиях.

[Valentinych]

Сообщение от DVM99

Вы не замечаете противоречий в Ваших словах?

Какое противоречие Вы обнаружили в утверждениях "нет ничего абсолютного", и "в значительной степени исключает"?

Об экстриме никто не говорит, речь о небольших колебаниях темературы, которые могут в свою очередь вызвать микроскопический эксцентриситет сил...

В любом случае, температурные деформации (Вы о них говорите?) конструктива мотора будут симметричны относительно оси вращения и одинаковы для каждой половины. Следовательно, они будут взаимокомпенсироваться, не внося существенных кинематических разбалансов.

Вот смотрите, Ваш условно- идеально-отбалансированный диск всем весом висит на идеальном шарике. ...Если рассмотреть момент , что втулка имеет упругость, то колебание может произойти между стенками втулки и валом, большой энергии для этого не потребуется, несмотря на массивность диска. А если частота возмущения ещё и совпадёт с его собственной частотой резонанса, то сами представляете, что будет.

Слишком много допущений. Если..., если..., предположим...
Вы говорите, что большой энергии не потребуется. А что в Вашем понимании большая или не большая энергия (сила, масса, момент, и т.д.)?
Да, любая реальная втулка, так же, как и любая реальная ось имеют упругость. Так давайте перед тем, как предполагать, откроем справочник, и посмотрим-посчитаем конкретные физические параметры и условия. Простите, можно понять (а зачастую - даже принять!) эзотерические изыски в столь субъективном (и сугубо индивидуальном) процессе, как психоакустика, но физические параметры нужно анализировать не на зуб, не на ощупь, и не на вкус, а на цифру.

Подвесьте диск на шарике без втулки и качните с одного края- это и будет его частота, амплитуду, извините, не скажу.

Зачем? Проще вспомнить общеизвестную формулу периода/частоты математического маятника, и посчитать. Для описываемых условий (длина маятника 35 мм), частота свободных колебаний будет 2,666... Гц.
Но что нам это дает, ведь маятник-то не математический? Подозреваю даже, что его и линейным назвать нельзя, в таких "защемленных" условиях.
Так что мы пока говорим ни о чем...

Ну что, привет землякам!

Привет.

Сообщение от ING

Но если Вы предварительно готовились, то Вам и флаг в руки в части расчётов.
Не делать же нам их по-новой за Вас.

Мне кажется, я все свои доводы стараюсь подтверждать рассчетами и цифрами. Там, где это требуется.
Но если Вы, или кто-то другой, высказываете предположение (или сомнение) по поводу технической нецелесообразности конструкции, то будьте добры не фантазировать, а инженерно обосновать свою точку зрения.
Или мы все здесь собираемся только для того, чтобы восторгаться немецкой гениальностью первой половины ХХ века?
Поверьте, если эта гениальность и имеет место быть, то только благодаря хорошему знанию теоретических основ той работы, которую каждый немецкий инженер работал, и работает до настоящего времени.
Именно по этому Мерседес, а не Лада-Калина считается лучшим национальным российским автомобилем.

Где главные расчёты - влияние на качество звучания...
Покажите в цифрах достигаемый выигрыш в реальных условиях.

Простите, я не умею качество описывать количеством. Боюсь, что Вы тоже не сможете рассчитать качество своего тонарма. Но это не мешает Вам видеть в нем патентоспособную новизну!

[DVM99]

Так что мы пока говорим ни о чем...

Дык понятное дело... Но выкладок с Вашей стороны не было, поэтому и разговоры на пальцах...

Так давайте перед тем, как предполагать, откроем справочник, и посмотрим-посчитаем конкретные физические параметры и условия.

Вы сам-то обсчитывали этот момент? Вы же хотели, как я понял, услышать здоровую критику. Я Вам указал на момент, который по моему скромному мнению заслуживает внимание. Расчёты, уж извините, дело Ваше! Я так понял, что Вам этот момент не интересен, заострять на нём внимание Вы не хотите. О чём дальше разговор?

параметры нужно анализировать не на зуб, не на ощупь, и не на вкус, а на цифру

В колебаниях не всё можно просчитать... Вернее просчитать можно, учтя абсолютно все моменты (т.е. формы колебаний и изгибных мод), но это очень сложно. Я же указал на момент, который говорит о неустойчивости системы, а значит и склонности к колебательным процессам.

Подозреваю даже, что его и линейным-то назвать нельзя, в таких "защемленных" условиях.

А никто и не говорил, что будет только такая форма колебания, но и утверждать, что её не будет, нельзя . Прсто Вы просили показать частоты, я и привёл пример.
Линейна система или нет, я вам не скажу... Но вообще это частный случай - система с жёсткими ограничительными упорами.

[Valentinych]

Сообщение от DVM99

Дык понятное дело... Но выкладок с Вашей стороны не было, поэтому и разговоры на пальцах...

Пардон, а какие выкладки Вы хотели бы увидеть/услышать с моей стороны?
Предложено рассмотреть концепцию интегрированного в диск привода. Аналоги именно такой конструкции мне не известны.
Все основные данные по приводу и диску я многократно просчитал, и сообщил только конечные результаты, полагая, что этого будет достаточно для дальнейшего конструктивного обсуждения.

Вы же делаете упор на проблемы подшипника. Но подшипники - это неотъемлемая часть любой системы, где что-либо крутится-вертится.
И чем больше вращающихся элементов с системе, тем она однозначно хуже с точки зрения ее звуковых качеств. То же самое можно сказать и о сопряженных парах трения (пассики-ролики).
Надеюсь, Вы это не станете опровергать?

В моей системе всего одна вращающаяся деталь (и подшипник всего один!) - сам диск, по совместимости выполняющий и роль ротора.
И никаких пар трения.
И у меня есть возможность сделать этот единственный подшипник с очень высокой точностью.
И есть уверенность, что качество этого подшипника будет если не лучше, то уж точно не хуже, чем у любого серийного западного образца (о наших даже говорить не хочется).
Это хорошо или плохо?

Расчёты, уж извините, дело Ваше! Я так понял, что Вам этот момент не интересен, заострять на нём внимание Вы не хотите. О чём дальше разговор?

Мне не интересен разговор ради разговора.
Если Вы покажете, что (допустим) проблема конструкции в малых размерах оси, или в недостатке мощности мотора в рабочем режиме, я включу мозг (надеюсь, он есть у меня! ) и стану искать пути устранения этого конкретного недостатка. В том числе, и математическим путем.
А напрягаться по поводу мнимых, возможных или гипотетических вибраций на неизвестно какой частоте, и неизвестно какими причинами вызванных, увольте... Это не инженерный подход.
Вы же сами утверждаете:

В колебаниях не всё можно просчитать... Вернее просчитать можно, учтя абсолютно все моменты (т.е. формы колебаний и изгибных мод), но это очень сложно.

Так зачем пытаться решать задачу, при неполноте исходных данных?

Я же указал на момент, который говорит о неустойчивости системы, а значит и склонности к колебательным процессам.

Для возникновения любого колебательного механического процесса необходимо, как минимум, два условия - наличие массы и упругости. Это как емкость и индуктивность в электротехнике. И еще - путь (связь), по которому будет происходить обмен энергией между этими двумя "реактивностями".
Одна (масса) способна накопить кинетическую энергию, вторая (упругость) - потенциальную. Убери один (любой) элемент такого контура, или прегради путь (разорви связь) обмена энергией, и колебательный процесс станет невозможным.

У меня только один значимый реактивный элемент - масса маховика (и ее производная - момент инерции).
Не буду говорить, что в системе вообще отсутствуют "упругие" места. Они конечно есть. Это и эластичность втулки подшипника и не абсолютная жесткость его оси, и упругость магнитного поля мотора, и пластичность тела самого диска, и гравитационное поле в конце концов...
Но все эти реактивности (кстати - наряду со многими другими!) присутствуют в любой вертушке! И при этом ни у кого не вызывают нареканий.
Но даже эти, общие для всех конструкций, реактивности, здесь минимизированы, что называется, по полной программе.

А Вы говорите, "О чем дальше разговор?".