2008年8月27日 星期三

20吋唱臂

Aug. 28, 2008


我可能沒有把 示意圖 說明白,再補充一下(紅字部分):


 


 


設計目標及求證點:


1.單臂長20吋是否上限?
2.單點比多點支撐靈活?支撐點能夠靠近水平重心多少mm,還安定?
3.整體重量最底200公克?最高500公克?
4.支撐體跟配重材料的比重要高,重量才容易集中到支撐點,轉動才靈活。
5.材料的比重:黃金=19, 赤銅=9, 黃銅=8.5,採用赤銅?
6.針壓需要的減重法碼(騎碼)採用鋁質,比重低= 2.7, 可以增加調整的精度。
7.零件少、容易加工。


 


 


具體想法:


1.唱臂用Colin的 6mm碳纖維管(黑色),有效長度 20"=500 mm,重 7.5 公克。
2.支撐體連同配重是一體成型(黃色)。採用黃銅型棒,或圓或方或3角6角形。
3.支撐體上半部鑽孔通過6mm碳管,一側底部鑽 6 mm孔,供探針(深藍色)支撐。
3.唱頭(紅色)針壓的設定是採用鋁質騎式法碼,水平調整後,依照針壓,拿下來相當的騎碼 t(藍色)。


 


 


示意圖:


我可能沒有把 示意圖 說明白,再補充一下:


支撐體d跟配重x是一體的(黃色的部分),只是為方便計算才把它一分為二。


設計目的是要把黃色部分作<死的>fixed。


加上藍色部分的騎碼,先調到水平。然後按照需要的針壓,拿掉一片一片的騎碼,例如 1mm厚的鋁質相當0.175 公克。


 




 


 


通用公式:


公式(1):
加上騎碼,調到唱臂水平時,支撐點左右兩邊的力距(重量*距離)相等


g(b + c) + 0.5c*f = 0.85A*x( 0.5d + 0.5x) + 0.27B*y( 0.5d + x + 0.5y)
唱頭        唱臂        配重*厚度  (距離)          騎碼*厚度        (距離)


公式(2):
針壓為 p 時,要減掉騎碼 t


p(a + b + c)   =  0.27B*y( 0.5d + x + 0.5y)


公式(2)代入公式(1), 得到


0.85A*x( 0.5d + 0.5x)   -   0.5c*f   +  p(a + b + c)   -   g(b + c)  = 0    即是


公式(3)


0.425A*x*x  +  0.425A*d*x  -  0.5c*f  +  p(a + b + c)  -  g(b + c) = 0



 


 


解出 x 及 y: 


公式(3)是一元二次方程式,解出 x 後,代入公式(1),即可解出 y。


查  wikipedia 網站,一元二次方程式     a*x*x + b*x + c* = 0 的通解是:


x =  ( -b  +/-[ b*b - 4a*c] 開方 )/2a,      x 要取正值           



 


 



特例解出 x 及 y: 


以Colin唱臂黃銅支撐體圓形估計 35 mm 直徑,A= 9.6,  B = 8,
針壓最大 p= 3g,  唱頭連殼重 g= 10g, 500 mm 有效長碳臂重 f = 7.5g,
a= 10 mm, b= 20 mm, c= 500 mm, d= 20 mm,
代入公式(3),     0.425A*x*x  +  0.425A*d*x  -  0.5c*f  +  p(a + b + c)  -  g(b + c) = 0


4.08x*x  +  81.6x - 1875 + 1590 -  5200 = 0  即  4.08x*x + 81.6x - 5485 = 0
x= ( - 82 +/- [6658 + 8952]square-root )/8= ( -82 +/- 310 )/8= 228/8.16= 28 ,  取正值


x = 28 mm


x= 28,  代入公式(2),  p(a + b + c)   =  0.27B*y( 0.5d + x + 0.5y)
1.08y*y + 82y - 1590 = 0
y= (-82 +/-[6737 + 6869]sq-rt)/2=( - 82 + 117)/2=17.3


y = 17 mm


x=28, y=17, 代入公式(1), (2) 核算無誤。


支撐體總長= d + x  = 20 +28  = 48 mm,


重量= 0.85* 9.6*48= 390  公克




騎式法碼


總長 = y = 17 mm,

重量= 0.27*8*17 = 37  公克 


每1 mm 騎碼相當針壓= 0.175 公克


 


要是改用赤銅,比重9(原黃銅比重8.5), 再把支撐點向中心移動,由d=20 mm,加大為d=40 mm。


結果會是:x=21 mm (原28 mm), y=14 mm (原17 mm),黃色部分(d+x)=61 mm( 原48 mm),重量為525公克(原390公克)。




 

 


實作:



沒有材料,工廠不熟,老眼昏花,就是做好,我的器材也無法判定好壞。
還是<野人獻曝>, 給 Colin。
Colin上週寫了一篇<單支點側撐唱臂>說是給我 stein看的。
我這兩週作客他鄉,借用筆記電腦,第一次用小畫家,寫這篇也算是投桃報李吧?
 


 


 


 


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