gramplastinki.com

Системы привода

Фрикционная передача. Чрезвычайно распространенным и надежным способом приведения диска во вращение является фрикционная передача. Она применяется как в самых дешевых проигрывателях, так и в студийных устройствах больших радиостанций.
При фрикционной передаче связь между двигателем и диском проигрывателя осуществляется с помощью резинового ролика, который называется промежуточным. Этот ролик касается быстро вращающегося вала двигателя, имеющего небольшой радиус, и медленно вращающегося диска с большим радиусом. Если смотреть сверху, то при расположении промежуточного ролика внутри диска направление вращения двигателя противоположно направлению вращения диска, а при расположении его вне диска направления вращений пала двигателя и диска совпадают.
Фрикционная передача наиболее часто используется с быстроходными асинхронными или синхронными двигателями. Число синхронных оборотов при сети частотой 50 Гц в зависимости от числа полюсов (2—4) равно 3000 или 1500 в минуту. Так как при частоте вращения ЗЗ Мин внутренний край диска проигрывателя с диаметром 300 мм проходит за минуту 31 415 мм, вал двигателя при частоте вращения 1500 мин 1 должен иметь диаметр 6,67 мм, а при частоте вращения 3000 мин-1 —3,33 мм. Заслуживает внимания, что при этом расчете диаметр промежуточного ролика не имеет значения.

Однако частота вращения этого ролика не является безразличной. При диаметре ролика 40 мм она составляет около 250 мин-1, что при пересчете на секунды дает частоту 4,1 Гц. Можно напомнить, что слух обладает наибольшей чувствительностью к колебаниям тональности именно с такой частотой. Следовательно, необходимо следить за тем, чтобы промежуточный ролик при вращении постоянно касался вала двигателя и диска. Для этого резиновое покрытие ролика должно быть абсолютно равномерным. Передача усилия промежуточным роликом приводит к стиранию резиновой поверхности, поэтому эти ролики, по мере возможности, изготовляются из твердой резины. Однако при этом колебания вала двигателя передаются диску проигрывателя почти без демпфирования.
При остановке резиновый ролик не должен прижиматься к валу двигателя, так как, касаясь его нагревшейся поверхности одной точкой, он может необратимо деформироваться. Поэтому целесообразно иметь в запасе еще один резиновый ролик и по мере возможности держать его изолированным от воздуха. Интересно отметить, что неровности поверхности в 25 мкм резинового ролика диаметром 50 мм вызывают колебания высоты звука на 0,1%, а изготовлять резиновые детали с большей точностью едва ли возможно.
Характерным недостатком фрикционной передачи с промежуточными роликами являются колебания тональности воспроизводимого звука с частотой 4—100 Гц, а также рокот. Для передачи этого типа необходимы тихоходные двигатели, как правило, с малыми размерами. Пусковой момент двигателя должен быть относительно большим, чтобы диск проигрывателя быстро набирал номинальную частоту вращения.
Изменение частоты вращения диска достигается относительно просто. Наиболее часто применяемая конструкция — вал двигателя ступенчатой формы. Участки с различными диаметрами соответствуют требуемым частотам вращения. Точность частоты вращения зависит от диаметра вала двигателя. Если выполнить вал конической формы и изменять высоту касания промежуточного ролика, можно простым способом осуществлять точную регулировку частоты вращения. Этим способом можно осуществить также и преднамеренное изменение номинального числа оборотов. Необходимость в этом возникает в том случае, если проигрывание музыкального произведения сопровождается игрой на каком-либо музыкальном инструменте. Если, например, фортепьяно исполнителя настроено на полтона ниже эталонной частоты 440 Гц, что случается часто, то частоту вращения проигрывателя следует снизить на 6%. Уникально решен механизм изменения частоты вращения в проигрывателе типа L75 фирмы «Ленко». Четырехполюсный асинхронный двигатель с горизонтально расположенным валом соединен с коническим валом, на обоих концах которого имеются подшипники. Промежуточный ролик касается этого вала. Сдвигая промежуточный ролик в продольном направлении вдоль конического вала, частоту вращения диска можно плавно изменять в интервалах 15—18 и 30—86 мин-1. Рычаг выбора частоты вращения может быть в любой момент установлен на точно определенное место, соответствующее одной из стандартных частот вращения: 162/3, 33 7з, 45 и 78 мин-1.

В меньшей степени распространена улучшенная фрикционная передача, обладающая хорошими показателями. Из проигрывателей с такой передачей наиболее известен TD124 фирмы «Торенс». В нем стремились сохранить преимущества и устранить недостатки фрикционной передачи. Источником ошибок при обычной фрикционной передаче является одноступенчатая жесткая связь между быстроходным двигателем и диском. Из-за этой связи вал двигателя приходится изготовлять с малым диаметром, что определяет достаточно жесткие требования к механическим воздействиям и допускам в процессе производства. Улучшенная фрикционная передача работает с двухступенчатой связью. Вал двигателя через резиновый пассик вращает шкив, частота вращения которого составляет несколько сот раз в минуту. Установленная на нем ступенчатая насадка вращает промежуточный ролик без опасности его деформации. Вибрация двигателя через резиновый пассик на диск не передается. При перевороте насадки двигателя на 180° привод может работать при частоте сети 60 Гц.
Так как из-за колебания напряжения питания и изменения нагрузки следует использовать асинхронные двигатели большой мощности, то проблема точной регулировки (подстройки) частоты вращения решается путем торможения. Естественно, можно использовать только торможение без трения. По такому принципу работает тормоз с использованием токов Фуко. На ступенчатом шкиве укреплен медный (или алюминиевый) диск большого диаметра, обладающий хорошей проводимостью. Вокруг диска располагаются постоянные магниты. Изменением положения магнита или шунтированием магнитной цепи регулируется эффект торможения от вихревых токов. Применяя этот способ, частоту вращения асинхронного двигателя можно изменять в небольших пределах. Для равномерности торможения диск, в котором возникают токи Фуко, не должен содержать ферромагнитных включений.
Ременная передача. Заветной мечтой большинства любителей грамзаписи — собрать в домашних условиях или приобрести проигрыватель с ременной передачей какой-либо известной фирмы. Прямую ременную передачу между быстроходным двигателем и диском проигрывателя без проскальзывания изготовить трудно. Поэтому на ведущей стороне частота вращения вала двигателя не должна превышать 375 мин-1. До внедрения двигателей с такой небольшой частотой вращения получили применение двухступенчатые передачи, в которых высокая частота вращения вала асинхронного двигателя снижалась до требуемого значения с помощью промежуточного ролика. Такую передачу можно встретить, например, в проигрывателе «Београм 1202».
В настоящее время выпуск тихоходных двигателей уже не является проблемой и они получили широкое распространение в современных проигрывателях. В современных конструкциях ремень огибает вал двигателя и внешний край диска. В других вариантах ремень ведет внутренний шкив, имеющий меньший диаметр, чем диск проигрывателя.

Ремень изготавливается из резины или более современного материала — полиуретана. Последний теплостоек, влагостоек и масло-стоек. Поперечное сечение ремня может быть прямоугольным, плоским, реже оно бывает круглым. Гибкость таких ремней существенно выше, чем у промежуточных роликов, и, таким образом, вибрации двигателя передаются на диск со значительно большим затуханием. Поэтому ремень между двигателем и диском должен идти свободно и огибать как можно больший участок.
Передача, снижающая число оборотов двигателя, на основе соотношений диаметров ведущего и ведомого вала может быть рассчитана только приближенно. Это объясняется тем, что ремень ведет диск не поверхностью внутреннего радиуса, а по нейтральной линии с большим диаметром, положение которой зависит от гибкости ремня.
Изменение частоты вращения диска наиболее часто осуществляется методом перемещения ремня на больший или меньший диаметр вала двигателя. Гибкий ремень легко выдерживает смену диаметров, но его перемещение следует проводить только при вращающемся двигателе, иначе на небольшом отрезке ремня длительное время может сохраняться растянутое состояние, что может послужить причиной увеличения детонации.
Такие ременные передачи применены в проигрывателях «Дюал 601», «TD160» фирмы «Торенс». Идеальным решением было бы изменение частоты вращения не при помощи диаметра вала двигателя, по которому движется ремень, а изменением числа оборотов двигателя электронным путем. Схема такого регулятора подробно будет рассмотрена позже.
Характерным свойством ременной передачи является относительно ограниченный коэффициент передачи усилия. Это ограничение, как правило, проявляется в длительном разгоне диска. При работе малый коэффициент передачи усилия несомненно желателен, ибо в этом случае кинетическая энергия диска позволяет обеспечить равномерность вращения. Каждая ременная передача, в зависимости от передаваемого усилия и состояния ведущей поверхности, более или менее склонна к проскальзыванию. При дисках с небольшой инерцией это может вызвать детонацию. Поэтому поверхность ремня ни в коем случае нельзя трогать пальцами. Возможные отпечатки пальцев необходимо стереть ватой, смоченной спиртом. Более сильными очищающими средствами следует пользоваться осторожно, чтобы не растворить материал ремня. Со временем ремни теряют гибкость, поэтому их следует менять по мере использования.
Проигрыватели с ременной передачей обладают малым рокотом, например венгерский проигрыватель «СВО-21» Будапештского электроакустического завода, проигрыватели «NC440» фирмы «Тесла», «СА308» фирмы «Филипс», «L851C» фирмы «Ленко», «ТЕ) 125» и «TD160» фирмы «Торенс» и т. д.
Однако вернемся к небольшому коэффициенту передачи усилия при ременном приводе. Это обстоятельство затрудняет применение ременного привода в полуавтоматах или проигрывателях со сменой пластинок. Поскольку среди американских покупателей автоматические устройства всегда пользовались спросом, родился комбинированный вариант проигрывателя повышенного класса с ременной передачей (типа РС830 фирмы «Элак»). В нем увеличение усилия, не обходимое на время разгона диска, срабатывания механизма смены пластинок или движения тонарма обеспечивается фрикционной передачей по краю диска. При прослушивании пластинок фрикционный ролик не касается диска. В это время работает только ременная передача.
Особую конструкцию имеет привод студийного проигрывателя ЕМТ928, диск которого вращается двумя параллельными ремнями с одинаковыми размерами. Такое удвоение снижает проскальзывание ремня (меньше детонация звука) и повышает надежность работы, так как проигрыватель не останавливается при обрыве одного ремня.
Прямой привод. Логичным представляется вывод, что рокот проигрывателя тогда будет наименьшим, когда в устройстве отсутствуют детали, вращающиеся быстрее диска. Поэтому любители часто пытались изготовить проигрыватель, приводимый в движение силой пружины или земного притяжения, а также используемый энергию воздуха или воды. Сегодня все эти попытки ушли в прошлое, так как с помощью современной электроники удалось создать двигатели с частотой вращения ЗЗ мин-1. Конструкция привода проигрывателя с таким двигателем очень проста: диск помещается на вал двигателя и это все.

На валу двигателя также укрепляется датчик частоты вращения. Постоянная обратная связь обеспечивает постоянство частоты вращения независимо от нагрузки. Изменение частоты вращения может осуществляться простым переключением в электронном устройстве управления, вмонтированном в корпус двигателя.
Перечислим качественные показатели прямого привода. Детонация звука практически отсутствует, так как электронное устройство реагирует даже на небольшие изменения частоты. Измерить детонацию звука у проигрывателей с прямым приводом можно только с использованием измерительной пластинки, тщательно отцентрированной под микроскопом. Но у прямого привода есть и присущие ему недостатки. Диск, расположенный непосредственно на двигателе, воспринимает все его вибрации. Последние возникают из-за указанной выше мгновенной реакции управляющего устройства на любые изменения частоты вращения. Можно ожидать, что колебания частоты вращающейся массы двигатель компенсирует только при относительно больших импульсах тока, но они вызывают механические толчки. Поэтому рокот проигрывателей с прямым приводом в диапазоне 8—22 Гц может быть значительным. При двигателях с большим числом полюсов он заметен и на более высоких частотах.
Теоретически этот дефект полностью устраним только при безынерционном диске.
Не подлежит сомнению, что в прямом приводе отсутствуют стареющие со временем резиновые детали и качество привода не изменяется без систематического обслуживания. Можно ожидать все более широкого распространения этого типа привода как в самых простых, так и в более сложных устройствах.
Ласло Дегрелл
Также стоит посмотреть:
Copyright © 2010 Gramplastinki.Com All Rights Reserved.
Записано на виниле © 2010-2021