Telescopio equilibrado dinámico Práctica, con muelles

Llevar a mi experimento positivo práctico equilibrar el telescopio Dobson, con el uso de resortes de tensión en sustitución de contrapesos pesados.

Un telescopio Dobson se comporta en la práctica como una palanca de primera clase, es decir, como un equilibrio clásico con dos brazos y eje central: el brazo, A decir (ver figura); va desde la celda del espejo primario en el fulcro de la palanca coincide con el centro de los cojinetes ” a media Luna” altitud; y el brazo, decir B, que va desde este centro al extremo opuesto superior, constituido por el enrejado que termina con el caso del espejo secundario.

coseno

La fuerza de equilibrio requerido, Se aumenta con el coseno del ángulo de inclinación del telescopio, y es cero con el telescopio apuntando en el cenit

mi’ esto en la práctica la palanca de primera clase que tiene su punto de apoyo situado entre los dos extremos opuestos de los cuales representan el poder y la resistencia, que debe ser equilibrada con el fin de lograr un equilibrio mutuo deseado, que permite que el telescopio para se mueve desde la posición en la que se señaló.

La precisión equilibrio que generalmente no es crítica, ya que hay, para los telescopios bien hechos, cruz de tolerancia, Siempre proporcionada por acoplamiento de fricción de los rodamientos de altitud hechas con materiales de tipo Formica teflón "estrella de ébano" ... (o teflón y otros laminados "HPL" alias la versión italiana hormiga con la superficie necesaria "arena" escriba la impresión ABET LAMINATI HPL "decoraciones mínimas n ° 236" o 563 catálogo, y similares).

La reciente escalada de los proyectos hacia Dobsonian vez más claro para aumentar la facilidad de transporte, Se trata de la dificultad progresiva de su saldo, porque, para aligerar favorece un primario de caja muy baja, a continuación, con la palanca de armar A muy corto, que es probable que determinar un momento resistente ya no es capaz de equilibrar el momento de gran alcance del lado opuesto de la balanza B, que se sabe que ser propuesta por el momento total generada por la suma de los momentos de cada componente presente en el lado B de la palanca. Por ejemplo,: enrejado + caso secundario + espejo secundario y su soporte + enfocador + ojo + visor óptico + dot-tipo buscador de Red o Telrad.

hoy, no para ayudar a equilibrar la competencia así oculares de campo amplio, espectacular, cómoda y de alto rendimiento ... pero mucho más pesado que el anterior del ojo.

Para una palanca mecánica como el telescopio Dobsonian siempre es la regla de que para equilibrar el peso de un ojo por un ettogrammo añadido a la enfocador de un telescopio con una relación focal (por ejemplo) F = 5, que tenga que añadir “F veces”, es decir, la mitad de un kilogramo de peso detrás del espejo primario.

(en la óptica, la letra F representa la relación entre la longitud focal de la lente, dividido por su diámetro. por ejemplo, una lente de telescopio con diámetro del espejo de 300 mm y 1500 mm de longitud focal tiene una relación focal de F 1500/300 = 5).

Cada aligeramiento de la estructura Dobson termina entonces para determinar la necesidad de incrementar la asignación de los contrapesos.

Y necesitamos esto pronto lleva al frente de la “estancamiento” desde el punto de vista práctico, consistentes para ayudar a aliviar la estructura ….para todavía tener que llevar consigo una gran cantidad de pesos de equilibrio ya que es el trabajo de ayuda.

Tal vez la única solución técnica que no puede borrar el beneficio de aligeramiento, Consiste en la transformación de los contrapesos (que están en las cargas estáticas informativas), en cargas dinámicas proporcionadas por los resortes de tracción, o caucho elástico (para este último ver aquí un ejemplo de equilibrio de peso ligero telescopio: https://www.grattavetro.it/ri-bilanciamento-dinamico-con-elastici-di-telescopio-dobson-light/), y en casos extremos a la instalación en el telescopio de un freno de estacionamiento https://www.grattavetro.it/costruzione-dobson-light-300f6-con-freno-a-disco-fase-1-realizzazione/.

E'pur cierto que algunos contrapesos "extemporáneas" se encuentran con facilidad (En el oasis del Sahara para esto he utilizado mis botas de montaña, que con sus largos cordones les permite ser colgado en el marco de tijera para el trípode binocular). Pero se puede hacer mucho mejor mediante la transformación de cargas estáticas en dinámicas, igualmente para lograr el equilibrio de un instrumento para llevar en la mano, o el hombro en una mochila.

Muchos "expertos" de ultramar, por esa razón, Ellos han sustituido los pesos al espejo primario con un par de resortes de tracción, uno para el telescopio. Principio mecánica vi también se aplica a la sumeria Alkaid Europea, aunque no la tracción adecuada hace que la elasticidad de un resorte, pero la de una goma elástica.

Los dos resortes de tracción actúan sobre cada uno de los dos medio-moon cojinete altitudinal de Dobson, para que juntos proporcionan un equilibrio de fuerza dinámica, que debe crecer con el aumento del ángulo de inclinación del instrumento.

CÓMO LOGRAR EL prácticas de tiro en el balance

muelles elegibles son aquellos de la tracción tipo (es decir, con la espiral cerrada que los hace "pre-cargado" y extensible de manera más eficiente que los resortes de compresión clásicos con vueltas espaciadas (no es adecuado para este uso).

Los resortes requieren una fuerza directamente proporcional a su alargamiento relativo.
Mientras que por otro lado para equilibrar un Dobsonian es necesario que el equilibrio de la fuerza del resorte es mínima cuando el instrumento puntiagudo en el cenit, e ir aumentando hasta el máximo que tendrá que tener en correspondencia con la posición horizontal del telescopio.

Y esta tendencia creciente refleja fielmente el aumento del coseno del ángulo de puntería ... Como, en términos sencillos, reconocemos que nuestro ángulo de coseno está representado por la proyección del eje horizontal de su portador, que crece en longitud (es decir, bajo) ya que se inclina la herramienta, como se muestra por la imagen anterior.

Cada resorte está conectado con un extremo fijado a la parte inferior de la "caja de balancines", mientras que el cabezal móvil está conectado a un cable de acero que alcanza el extremo de la media luna vecina / cojinete de altura a través de la postergación de una polea de desviación.

La polea interpuesta, y su diámetro (que es más pequeño y más aumentos de la resistencia efectiva) Se pretende específicamente para posponer la toma de modo que la fuerza crecerá con el aumento del coseno del ángulo de inclinación del instrumento.

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La fuerza de tracción de los resortes a ambos lados de la telescopio, es cero en la imagen de la derecha cuando el telescopio apunta al cenit, y el aumento de las imágenes hacia la izquierda, con el aumento de la inclinación, de acuerdo con el aumento del coseno de su ángulo

 

Cada uno de los dos muelles (verde en la imagen) instalado en ambos lados del telescopio, Se hará cargo de la mitad del peso total de reequilibrar.

Para facilitar la lectura, creo que es útil que establece el ejemplo práctico de una de mis Dobsonian tras el cambio de un espejo pesado Hubble, con un encendedor.

En el primer caso, es necesario montar el instrumento completo con toda observación hardware que afecta el equilibrio. Y luego lo hizo, debe observarse mediante la colocación de pesos en la práctica, Se necesita el número de kg de contrapeso para agregar detrás de la casa principal para recuperar el equilibrio general.

En mis pruebas, he encontrado que sirvió 2,3 kg.
Por lo tanto, cada uno de mis dos muelles deben tener para contrastar un "pull" Máxima (2,3/2=) 1,15 kg

Tomando ahora examinar la gama de rodamientos de altitud, que en mi caso eran 260mm, Decidí que podría explotar en una forma útil de 240 mm de una longitud tal para enganchar el extremo del cable conectado al resorte de tensión.
(sin embargo, a lo largo de ese tramo de 240 mm que habría tenido la oportunidad de moverse libremente fijar la tracción, siendo por ello capaz de variar la longitud de la fuerza de "brazo", y asegurar el logro después del trabajo, de un ajuste muy fino del balance de fuerza deseada).

entonces, la fuerza de 1,15kg dividido por su "brazo" de 240mm, Me dio la rigidez que tenía que tener una adecuada primavera (La relación entre el estrés y el alargamiento es de hecho técnicamente llamada rigidez del muelle) es decir, más o menos (1150g / 240 mm = ) 4,8 gramos por milímetro de alargamiento.

Esto significaba que el resorte apropiado, cargado con un peso de 100 gramos, sería debido a estirar de aproximadamente 20,8mm ... o cargado con un kilogramo haría 20.8cm alargado:

El segundo y último parámetro práctico para detectar, fue la extensión máxima medida apropiada que el muelle tendría que alcanzar (Lmax), sin deterioro cuando el instrumento se cambió a centrarse en el horizonte desde el cenit.
El alargamiento necesaria se obtiene mediante la medición de la excursión de la distancia entre el centro de la polea loca, y el terminal de anclar el cable al cojinete de la altitud, durante la inclinación del instrumento desde el cenit hasta el horizonte.

Estas tres figuras son el mínimo necesario para ejecutar con éxito un equilibrio.

Con los dos últimos, los constructores de los muelles (así como proporcionar los terminales de ellos a hechos anillo enteras, centrada ya que es conveniente para este uso), Son capaces de dimensionar con precisión el último.
de hecho: Coll'allungamento proveedor deseado es capaz de determinar el diámetro óptimo de las espiras del muelle (cuyo diámetro es el más pequeño y el muelle tendría una vida corta demasiado fuerte para el giro) ; y con la unidad de carga, puede determinar el diámetro del alambre de acero que va a utilizar, teniendo en cuenta el módulo de cizalla G acero armónico en uso.

Si los muelles no son suministrados por un fabricante, pero por ejemplo se compra en un "hágalo usted mismo", las cosas son un poco más complicado por compromisos empíricos que usted tiene que encontrar el camino, tal vez poniendo en serie (con el fin de alcanzar alargamientos sustanciales) o en paralelo (para aumentar la fuerza).

En estos casos, a vagar por el medio ambiente debe ser el "ojo", y por lo tanto se necesita conocer las reglas generales de construcción que afectan a los muelles, que son los siguientes:

Típicamente, el diámetro del alambre de los muelles que hacen al caso de equilibrio entidad Dobsonian de unas pocas libras, Se encuentra entre 1 mm y 1,5 mm.
En consecuencia, una segunda regla de expertos técnicos determina el diámetro del alambre de resorte helicoidal tomó centro, igual a diez veces el diámetro del alambre.

Sin embargo, el fabricante puede variar el diámetro de la bobina, en función de alargamiento máximo alcanzable.

De hecho, cuanto mayor es el diámetro de la espiral y la más baja es la tensión de torsión en el alambre de resorte, no ir demasiado cerca de la torsión límite elástico, y afectar negativamente a la vida de la primavera.

Normalmente, un muelle de tensión está diseñado para estar sesgados en extensión hasta 2,5 o máximo de una 3 veces su longitud en reposo.

En mi telescopio que quería de resortes capaces de poder alargar 380mm para explotar el brazo de palanca máximo de mi 240mm (en 260 radio de los rodamientos de altitud) y tenían una rigidez 4.8 gramos / mm.

Con estos proveedor de datos de entrada calcula I y proporcionó los resortes en 1,2mm alambre de diámetro, cada uno de 150 mm de largo y con un diámetro de 12 mm exterior.

Todo lo que se puede trabajar de una manera práctica, no hay necesidad de hacer cálculos estimados.

sin embargo, para aquellos que no quieren privarse del placer que se deriva de datos, fórmulas rigidez y extensión del resorte en espiral, son los siguientes, paloma:
sol Es el módulo de elasticidad en torsión (Depende de la calidad del hilo, pero es típicamente alrededor 8000);
re Es el diámetro del alambre;
r Es el radio del centro de cable de la bobina

Rigidez = π • D • alambre G ^ 4

extensión  = rigidez / (32• Spira raggio ^ 2 • Lunghezza Molla mm)

La’extensión indica Kg necesita para comprimir o tramo de 1 mm un resorte

Cualquier persona que desee explorar puede encontrar un buen artículo de Tom Krajči de Sky and Telescope noviembre 1999 página 130 “Un acto de equilibrio para los telescopios dosbsonian”

 

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