Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Мельников А.А. Теория и расчет фотозатворов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

10.5 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2620 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

при N =	2
	Fn=2	=	F\ +	2F2 ,
при N =	3
	F'n-3	=	F[+3F'3,
при N =	4
	/г л_4 =	f	l +4F.i	и т.	д.
Здесь мы уже не можем		сказать, что сумма				дополнительных
площадок 2Fo ; 3F3 ; 4F4 и т. д. с увеличением						числа JV убыва
ет. Наоборот, исследования		показывают,			что она возрастает.

Рис. 107. Схема открывания отверстий объективов

Из изложенного выше можно сделать следующие выводы: центральный затвор с ребрами входа и выхода в виде пря

мых следует делать только с двумя дисками; затвор с ребрами входа и выхода в виде ломаных линий мож

но делать с числом дисков не менее трех, ибо при двух дисках он сводится к затвору с г3 = оо; увеличивать число дисков свы ше 5 также не следует, ибо, с одной стороны, они будут пересе кать оси соседних дисков, а, с другой стороны, дальнейшее по вышение их числа не дает заметного эффекта (см. табл. 20).

6. ВЗАИМОВЛИЯНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ШИРИНЫ ВЫРЕЗОВ

И ЧИСЛА д и с к о в

Врассмотренных выше типах центральных затворов анали

тически [уравнения (197) и (200)] показано влияние числа дис ков N на к. п. д. для вырезов, относительная ширина которых равна единице.

190

Если же относительная ширина вырезов							в дисках			не равна
единице, то к. п. д. находится по формуле (192).
Для рассмотренных затворов Дт) определяется по уравнениям
(199)	и (201). В табл.			19 и 20 приведены			числовые			значения
величин Дт} в функции				числа дисков		(ламелей).			Величина		т
определяется по формуле (189).
По данным табл. 21 построен график (рис. 108).
			Таблица		21	ц
			Таблица		21	7 г
										-т=3
lit	2		1 «	5	6					-	2
	2			5	6					-	2
						075,				-	IS
										-	IS
1	0,576	0,632	0,645	0,660	0,662
1	0,576	0,632	0,645	0,660	0,662
1,5	0,717	0,755	0,763	0,773	0,774					-т-1
2	0,788	0,816	0,823	0,830	0,830
3	0,858	0,878	0,882	0,887	0,887
4	0,893	0,903	0,912	0,915	0,915	05-
5	0,915	0,926	0,929	0,932	0,932	05-				70 N
5	0,915	0,926	0,929	0,932	0,932	0
						0
						Рис. 108. Графики				зависимости
						к. п. д. от m и N у				затвора
						с формой		ребра	в виде ломаной
Этот график удобен для быстрого нахождения к. п. д. по чис
лу N дисков и относительной ширине выреза.
На	основании		табл. 21 и графиков			(рис. 108) можно сделать
вывод,	что в центральном затворе с ребрами,							ограниченными

ломаной линией, влияние относительно ширины значительно бо лее эффективно, чем влияние числа дисков.

Этот вывод, очевидно, справедлив и для других типов цент ральных затворов с другой формой ребер входа и выхода.

7.ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ЗАТВОР С РЕБРАМИ ВХОДА И ВЫХОДА, ОГРАНИЧЕННЫМИ ДУГАМИ ОКРУЖНОСТЕЙ

Затвор	с ребрами, ограниченными ломаной линией, при отно
сительной	ширине выреза, равной	единице, хотя может поднять
к. п. д. до 66% за счет увеличения		числа дисков,	но он имеет
существенный недостаток, состоящий в том, что			диски имеют

значительные диаметры, что во-первых, увеличивает габаритные размеры, а, во-вторых, требует большого усилия пружины, так как моменты инерции дисков возрастают.


Конечно, этим недостатком				обладает	и двухдисковый		цент
ральный затвор с ребрами, ограниченными					прямыми.
Свободными		от отмеченного недостатка, т. е. с одной					сторо
ны, имеющими		увеличение к. п. д. с возрастанием числа				дисков,
а с другой	стороны,		не требующими больших габаритных раз
меров и	больших		усилий,	являются	центральные	затворы

191

с ребрами входа и выхода, ограниченными дугами окружностей. На рис. 109 представлена схема такого затвора с четырьмя

дисками.

По характеру открывания действующего отверстия этот за твор похож на затвор с ребрами, ограниченными ломаными ли


ниями,	поэтому, очевидно, у него с увеличением числа		дисков
должен	возрастать к. п. д. при постоянной относительной шири
не отверстия,.
Радиус окружностей ребер входа и выхода		равен	радиусу
диска га относительно главной точки снимка.		Внешний	же ра

диус диска, чтобы затвор не пропускал света в закрытом состоя нии, должен быть несколько больше, чем изображено на рис. 109, т. е. несколько больше рас стояния между осью диска и цен тром отверстия затвора.

	Например,		внешний		радиус
	дисков равен 1,05 rd.				сделать
	Если	число	дисков
	равным	двум, то радиус			окруж
	ностей ребер входа и выхода (по
	следние	всегда	равны)	получится
	равным	бесконечности		и	затвор
	превратится в такой, у которого
	ребра	входа и выхода			прямые.
	Следовательно,		его к. п. д. соста
	вит 0,576 при относительной ши-
Рис. 109. Схема к расчету диска	рине выреза, равной единице.
	Если же число дисков				принять

равным шести, то плоскость каждого диска при вращении будет перекрывать оси обеих соседних, что затрудняет осуществление конструкции.

Следовательно, такого типа затворы могут быть только трех-, четырех- и пятидисковые.

8. РАСЧЕТ ДИСКА

Для расчета размеров диска центрального затвора прямого действия, с ребрами входа и выхода, ограниченными окружно стью радиуса rd, задается только радиус г0.

Диск (рис. 109) симметричен относительно некоторой линии

NN, проходящей через ось 0\		его вращения. Если соединить оси
0\, 02...	прямыми, то получим	правильный многоугольник, впи
санный	в окружность радиуса	rd. Линия 0\02	является хордой
х, стягивающей дугу с центральным углом 0\002			= у.
Из рассмотрения рис. 109 следует система			трех уравнений

х = 2rd sin-£-;

192

	x = rd + r,
	r = rd—r0.	(202)
Введем обозначение
	I
	1 — sin —
Тогда, решая систему уравнений, получим
	rd = Ar0;	(203)
	г = г 0 И - 1 ] ;
Из формулы	(203) следует, что Л =	— q.
Величина rd		га
Величина rd	является теоретически	необходимым радиусом

диска. Для обеспечения светонепроницаемости затвора наруж ный радиус гн диска должен быть больше радиуса rd, т. е. сле

дует соблюдать условие rH > rd,	например г„ = 1,05					rd.	вхо
Если центром вращения диска будет точка 0\,					то ребро
да очерчиваем радиусом rd из центра		соседнего диска, т. е. из
точки 02 в пределах от точки О (след		оптической			оси объекти
ва) до точки С, где эта линия сопрягается			с дугой радиуса				г.
Участок ламели с радиусом	О^С = г		не	должен		заходить
в поле отверстия затвора.
Линия симметрии NN делит	угол	РО\0		= ао	пополам		(на

рис. 109 угол сю = 180°).

Вопрос о числе дисков решается не только в зависимости от к. п. д. затвора, но и от его габаритных размеров. Габаритные размеры затвора прямого действия с плоскими дисками должны

быть больше, чем 4rd			+ 0,1 rd	на величину		зазора	между диска
ми и стенкой корпуса и на толщину самих стенок							корпуса.
Для расчетов можно пользоваться табл. 22.
								Таблица 22
			П р и	rQ =	20 мм	При	г 0	= 12,5 мм
N		го
		го	в мм		г в мм	в мм		г в мм
3	120	3,73134	74,63		54,63	46,64		34,14
4	90	1,70707	34,14		14,14	21,34		8,84
5	72	1,21300	24,26		4,26	15,16		2,66

13 З а к а з 1069

193

Из этой таблицы следует, что габаритные размеры затвора зависят от числа дисков. Как с точки зрения повышения к. п. д.,

так особенно и с точки зрения уменьшения габаритных							размеров
целесообразнее всего делать затвор				с пятью	дисками			(ламе-
лями).
На рис. 110 показаны		сравнительные размеры				(в одном			мас
		штабе) ламелей			(дисков)		при N =
		= 3; 4 и 5, а также изображено дей
		ствующее		отверстие		затвора,			для
		которого		эти ламели		рассчитаны.
		Материалом			ламелей			может
		быть листовая сталь, дюраль, элек
		трон и т. п. Толщина				ламелей			со
		ставляет 0,1—0,2 мм.
		Теперь остается решить						вопрос
		об угловой ширине выреза					(угол ао).
		Здесь необходимо учитывать и увя
		зывать два фактора: 1) относитель
		ную ширину выреза т; 2) исключе
N=4	№5	ние	возможности		засечки		ламелей.
		Из таблицы 21 и формулы							(191)
Рис. 110.	Сравнительные
		следует, что для			повышения			к. п. д.
размеры	дисков при разном
их числе		надо	увеличивать			относительную
		ширину т.
Увеличение же величины т требует увеличения угла аоИс
пользуя формулы (189) и (191), находим
	а0	— пф ••	0,5 —Ail
			1 - 11

Если не принять необходимых конструктивных мер, то диски центрального затвора могут засечься. Поэтому необходимо применять такую конструкцию, которая бы полностью исключа ла засечку ламелей. Одна из возможных конструкций представ лена на рис. 62.

9.РОТАТИВНЫЕ ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ЗАТВОРЫ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ДИСКАМИ

Ротативный центральный затвор с плоскими дисками может иметь на каждой оси, кроме основного, экспонирующего, еще один или несколько дополнительных дисков, т. е. затвор состоит из нескольких групп дисков с общей осью вращения для каждой группы.

За счет постоянной скорости вращения основных дисков удается уменьшить выдержку с сохранением хорошего оптичес кого к. п. д. затвора. Условия работы затвора улучшаются, так как отсутствует действие ускорений.

194

На рис. I l l показана схема ротативного затвора АФА MRB 21/1818. Отверстие затвора перекрывается двумя группами дис ков. Первая группа из четырех дисков /, вращающихся с наи

большей	угловой скоростью 9000 об/мин. Эта группа				открывает
действующее		отверстие объектива	150 раз в 1 с. Вторая группа
состоит	из четырех двухсекторных		ламелей	2. В положении А
ламели	этой	группы перекрыли отверстие		затвора	независимо
от положения		дисков 1 первой группы. Положение Б			иллюстри-
	Положение А			Положение Б

Рис. 111. Схема	центрального затвора		с дополнительными		дис
ками
рует момент, когда	ламели	2 второй	группы	не препятствуют
ходу лучей при открытии отверстия первой группой.
Наличие восьми «слоев»		дисков в данном		случае	не являет
ся серьезным недостатком		при условии достаточно			большого

расстояния между компонентами объектива в месте расположе ния дисков.

Народное предприятие Цейсе (ГДР) выпускает два варианта

	1		1
данного затвора: с диапазоном выдержек от		до	с и
^	50		500
к. п. д. до 0,9, а также с диапазоном выдержек от		—— до —^—
с и к. п. д. 0,8.		100	1000
с и к. п. д. 0,8.

Диски затвора приводятся во вращение электродвигателем. Изменение выдержки обеспечивается изменением числа оборо тов этого двигателя.

10.РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ ПРУЖИНЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЗАТВОРА ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Приводом	центрального затвора прямого действия	может
быть как пружина, так и электродвигатель. Во многих		случаях
применяются	пружины спиральные, винтовые или консольные.

13*

195

Рис. 112. Схема к рас чету главной пружины центрального затвора

На рис. 112 показана простейшая схема центрального затво ра прямого действия. Зубчатый барабан 3 находится в зацепле

нии с зубчатым	венцом	2, а последний	с	трпбками	дисков /.
Конструктивная	схема	затвора получается		довольно	простой.
Все подвижные детали		совершают только вращательное движе
		ние и поэтому приведенный момент инер
		ции является постоянным. На схеме изо
		бражен только один диск J с осью враще
		ния 0\. Трибкп	ламелей имеют z, зубьев.
		Они все соединены с внутренними зубья
		ми z2 зубчатого венца 2 с осью			вращения
		02 . Внешние зубья		веица 2 соединены с
		зубьями zz пружинного привода			3 с осью
		вращения 0 3 .

Расчет главной пружины затвора мо жно вести графоаналитическим способом, изложенным в гл. П. Но благодаря посто янству приведенного момента инерции расчет проще делать аналитически.

Рассмотрим простой приближенный аналитический метод расчета, предполо жив, что диски вращаются равноуско ренно.

Крутящий момент М\ (вокруг оси 0\) для получения задан ной выдержки t с учетом потерь на трение в опорах диска

	М , = —	в,/,,	(204)
	ill
где Tii — к. п. д. подшипников оси диска;
ei — угловое ускорение диска;
j l — е Г	о момент инерции относительно оси		вращения.
Момент	М2 относительно оси	0 2 (только от	вращения дета
лей с осью	02 )
	M 2 = e2 J2 ,
но
	е2 — е,	— ,

где z — число зубьев с соответствующими индексами. Значит

М2 = е 1 / 2 —

Часть крутящего момента М2 относительно оси 02 щения N дисков, перешедшая с оси 0\,

(205)

для вра

М2	(206)
	Т]12

196

где	N — число дисков,
	T]i2 — к. п. д. зубчатой передачи							между	трибками	дисков / и
	зубчатым венцом 2.
	Полный момент М"2 на оси					0 2 с учетом			к. п. д. подшипников
зубчатого венца
				Мо	1	[ м 2		+ м 2 ] .
					Т)2
	Подставив в это выражение величины								моментов	из	формул
(204), (205) и		(206)	и вынеся за скобки е ь получим
		м 2	= -					N	г2
		м 2	= -	112	г2			11^,2
				112	г2			11^,2
	Момент М5	относительно оси 0 3					(только от вращения				деталей
с осью 0 3 ) М3		= е 3 / 3 .
	Но
			е з	= е г •		8 i	•
Значит
				Af3 =	e i / 3						(207)
						z2
Л1з	— часть момента			относительно				оси	0 3 при	передаче на
нее	У И 2 "

	М 3 =	К.	^ .	^ ,
	М 3 =	-	^ .	^ ,
		1 1 2 ' 3
или
М3	=	/ 2	^ - +	2	2
М3	=	/ 2	^ - +	А
	ЛгЛг'з		2 2	1llTli2
где т ] 2 , 3 — к. п. д. зубчатой		передачи		2—3.
Момент М з	на оси 0 3 с учетом к. п. д. цз опор
барабана
	М"з = Мар	= —	[М3	+ М'з].
		11з

(208)

пружинного

Подставив сюда выражения (207) и					(208) и вынеся за скобки
еь получим
y	, i L . i L +		_ L _ . ^ . ( ,		/ , l L +	/ 1 _ J	! L . i
Лз	2 2	2 3	'Пг'Пг'з	2 2 \	z 2	"nx-*! 12	Zi
							(209)

197

Такой вращающий момент должен быть на оси пружинного барабана. Учитывая к. п. д. пружины в барабане г)щ,, момент пружины должен быть соответственно увеличен:

1]П[

Рассчитаем ускорения дисков еь Введем обозначения по табл. 23.

			Таблица 23
Н а з в а н и е -	Начало	Н а ч а л о	К о н е ц
Н а з в а н и е -	д в и ж е н и я д и с к о в э к с п о н и р о в а н и я		э к с п о н и р о в а н и я
	д в и ж е н и я д и с к о в э к с п о н и р о в а н и я		э к с п о н и р о в а н и я
Угол поворота дисков . . .	0	<*\|'	0-2
Угловая скорость дисков . .	0	СО,
Угловое ускорение дисков .	0	' l
		' l
	61	8 l	E l

Кроме того, ао — угловая ширина выреза диска; р — угловая ширина действующего отверстия затвора. За выдержку I диски повернутся на угол ао = а г — аь

Так как а, = • 1 м , а а 2	Р	t2
Так как а, = • 1 м , а а 2	ь 1	2 -, ТО

2а,

Ё 1

Учитывая, что аг = ао + aj, найдем из этого выражения ei,

e i = 4 " [°>5 a o + a i — К а ! + а,ао].

(210)

Из формулы (192) находим величину т:

0,5—Дт) т = 1-7!

Воспользовавшись равенством (189), найдем «о в виде

р [0,5-АтД

• « 0 =	:	•
	1—Т)

Подставив эту формулу в выражение (210), окончательно по лучим

Р(0.5—Ат)) + а , — у Г а,

2(1 —Г])

где ai — разгон дисков,

•л — оптический к. п. д. затвора.

Р(0,5—Ат)) (211) l - r .

198

Итак, весь расчет сводится к	подсчету	ei [по формуле	(211)]
и вращающего момента на оси барабана		по формуле (209). По
этому моменту и рассчитывается	пружина.
Кроме изложенного метода	расчета,	центральный	затвор

прямого действия можно рассчитать по уравнению живых сил. Для центрального затвора приведенный момент инерции / ' п р без учета на трения для схемы по рис. 112 определяется по фор муле

(212)

Отношение угловых скоростей можно заменить отношением чисел зубьев

2 i	£ i	Z,	z 2
С02 = СО, — i - И © з = CD2	=	©! — •		.
2г	Z 3	Z 2	Z	3
Подставив эти значения в формулу		(212) , получим

Проведенная подготовка позволяет приступить к расчету пру жины для данного типа затвора '.

Часть энергии упругой деформации пружины превращается в кинетическую энергию механизма движения дисков затвора, другая же часть затрачивается на преодоление сил сопротивле ния (трения).

Обозначим:

А— работа, получаемая от пружины; т]м — к. п. д. механизма движения дисков затвора без учета влияния регулято ров.

Тогда уравнение живых сил имеет вид

T V 4 = £ ,

(213)

где Т — кинетическая энергия

затвора.

Найдем работу, получаемую от пружины. На рис. 113 приве

дена характеристика спиральной заводной пружины затвора.

На этом рисунке имеются обозначения:

cpm — полный

угол

закручивания пружины,

cpi — угол

поворота

заводного

барабана

от

момента

начала

движения

до

момента

начала

выдержки,

ф 2

— угол поворота

заводного

барабана

от момента

начала

движения до момента конца выдержки,

ср — текущее

значение

угла

поворота, Мтах—

момент

пружины

начале

движения,

М — момент

пружины,

соответствующий

углу

поворота

ср,

Mmin

—

момент пружины в конце движения.

Из подобия треугольников на рис. 113 следует

М.max (Фш — ф) .

Расчет написан Н. П. Заказновым.

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2620 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ