自制 AE16 叉式經緯儀 AE16 fork altazimuth mount ---(13) 地平軸組合

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自制 AE16 叉式經緯儀 AE16 fork altazimuth mount ---(13) 地平軸組合

文章 Wongsir » 週日 13 11月, 2011 17:46

叉臂制造差不多, 又要仔細地設計叉式經緯儀的地平軸.
地平軸系統由三部份組成:
1) 地平主軸, 軸承和固定環
2) 地平軸軸套和脹緊套
3) 伺服驅動系統, 包括蝸輪齒, 伺服電機和編碼器
第三部份伺服驅動系統, 已分別論述, 可參考前期文章, 現討論第一和第二部份.

1) 地平主軸、軸承和固定環
地平主軸將會用堅硬的不鏽鋼車制成, 鋼材合金有很多類, 先看看不同型号的鋼材料特性才決定用那種.

不銹鋼是鋼的一個種類,鋼是指含有碳量在2%以下的稱之為鋼,大於2%是鐵;鐵、鉻、鎳是不鏽鋼主要成分。鋼在冶煉過程中加入鉻、鎳、錳、矽、鈦、鉬等合金元素。
改善了鋼的性能使鋼具有了耐腐性,就是我們常說的不銹鋼。不銹鋼在冶煉過程當中,由於加入合金元素品種不同,不同品種加入量的不同。其特性也是不同的,為了加以區別則冠上了不同的鋼號。
不銹鋼型號 : 200, 300, 400, 500, 600 系列

200 系列
201—具磁性,用於鐵路車輛,通常用來做螺絲上面所要用的墊片。
202—不含磁性,廚房用具。

300 系列
301—延展性好,用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好
302—耐腐蝕性同304,由於含碳相對要高因而強度更好。
303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工
304—通用型號;即18/8不鏽鋼。
309—較之304有更好的耐溫性。
316—用於食品工業和外科手術器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。抗氯化物腐蝕能力因而也作「船用鋼」來使用。
321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫鏽蝕的風險之外其他性能類似304。

400 系列
430—有磁性,會生鏽,單然也不會哪麼快生鏽,只是跟一般白鐵來比較的話,通常用來作廚房置物櫃。
440—含碳稍高,較高屈服強度,屬於最硬的不鏽鋼之列。最常見應用例子就是「剃鬚刀片」。

500 系列
耐熱鉻合金鋼。

600 系列
630—有鋼性,不會生鏽,通常用來製作不鏽鋼刀具,像不鏽鋼剪刀。

不銹鋼帶不帶磁是組織結構決定的,鋼水在凝固過程當中由於凝固的溫度不同會形成“鐵素體”、“奧氏體”、“馬氏體”等不同組織結構的不銹鋼,
其中“鐵素體”“馬氏體”不銹鋼都會微帶磁的。
不銹鋼在一定條件下也會生銹的。如304材料,在乾燥清潔的大氣中,有絕對優良的抗腐蝕能力,但將它移到海濱地區,在含有大量鹽分的海霧中,
很快就會生銹的。因此,不是任何一種不銹鋼,在任何時候都能耐腐蝕,不生銹的。

雖然上述資料顯示 316型号抗酸性強, 但我會選取303. 因為它方便切削, 加工容易, 而且經緯儀主軸包在底座內, 不會外露, 生鏽機會低.
AE16經緯儀擁有特大直徑150mm的地平軸, 配合外徑250mm的止推滾子軸承, 大大增加它的穩定性和承托能力. 在軸的尾部位加上固定環 (collar),
又配合止推針狀軸承減低摩擦力, 主軸轉動時便自然流暢. 這樣除了可以固定主軸位置, 防止主軸有機會上下移動, 又可以避免經緯儀傾斜時叉臂飛脫出來.

2) 地平軸軸套和脹緊套

軸套目的是加大主軸的承托面積和提供適當空間連接蝸輪齒.
因為軸套要和主軸分別承擔整個叉臂和鏡筒的重量, 所以採用硬度高的7075鋁合金 ( 資料見文章系列(12)叉臂的制造 ).
軸套最特別就是和主軸不是緊緊的接在一起, 而是可隨時和主軸分離.
這樣就要靠配件脹緊套( 資料見文章系列(5) 緯軸對中) , 它置於主軸和軸套之間, 由收緊脹緊套上的螺絲, 脹緊套膨脹逼緊兩邊便可以非常堅實地把兩者連接一齊.
衹要再放鬆頂上螺絲便可輕易拆銜軸套, 大大方便安裝其他部件. 和試想想維修時不再要用大槌大力的把軸逼出軸套, 真是可大幅度降低未來維修的難度和減少對主軸的損壞.

參考資料:
1) 百度百科

Wongsir
2011-11-13
附加檔案
base shaft shoulder aa6b.jpg
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