ScaleTrainsClub - Модели железных дорог

[Ершов Эдуард]

Лежат у меня с давних времен две старопиковские модели BR120. По нынешним меркам - модели безнадежно устаревшие. Напряжение трогания - 5-6 вольт, напряжение минимальной стабильной скорости - около 5 В. При движении модель шумит, раскачивается... На фоне этих громких звуков теряет смысл любая попытка оцифровать или озвучить этот старенький локомотив. Тяга в принципе неплохая, но контраст с "шелковым" ходом новой рокомашки столь разительный, что использовать тепловоз для покатушек просто не хочется. А выбросить - жалко, особенно если вспомнишь, сколько души и надежд вложил, когда покупал эти модельки 35-40 лет назад в ДЛТ... А если еще и кузов BR120 был неплохо перекрашен в наш М62, то модель становится еще более ценной. Продать - не продашь, хранить без дела надоело, выбросить нельзя, - что же делать ? И у меня созрел план...

Решил модернизировать ходовку. Основные пункты технического задания были такими:

- Использовать по максимуму имеющиеся штатные элементы конструкции: тележки, карданы, стаканы карданов.

- Заменить маленький и малоэффективный шататный двигатель с открытой магнитной системой и 3-полюсным ротором на более современный 5-полюсный (и более крупный) двигатель Mashima.

- Добавить в систему маховик.

- Наклонную установку карданов исключить в принципе (чтобы не добавлять никаких перекосов в их работу).

- Из-за маленького топливного бака невозможно поставить крупный двигатель по центру модели и низко (с учетом предыдущего условия), отсюда вытекает необходимость поднимать двигатель выше, оставляя под ним место для горизонтальных карданов.

- Монтаж нового двигателя выполнить на специально разработанном металлическом кронштейне (никаких соплей из пластилина, жести, ниток, и прочих подручных материалов).

- Поскольку штатный балласт (крупная силуминовая отливка) адаптирован под штатный двигатель, и никак не совместим с новой механикой, то отливку приходится почти полностью упразднить. Вместо него на раму монтируется новый "кессон": коробчатая герметичная конструкция из травленки, имеющая максимально возможный объем и наполняемая позже свинцовой дробью с клеем ПВА (для балластировки). Кессон имеет нишу для размещения двигателя и маховика, и направляющие для монтажа кронштейна с двигателем и шестернями.

- Поскольку в связи с новой компоновкой трансмиссии приходится добавлять шестерни, то я сразу задался целью использовать в конструкции только шестерни с наклонным зубом. Подробнее об этих исследованиях я писал тут.

- Обновленная ходовка должна предусматривать место для декодера и динамика, а также каналы для беспрепятственной прокладки проводов внутри корпуса модели.

- Конструкция должна допускать беспроблемную установку головного света и буферных фонарей (хоть со штатными световодами, хоть с индивидуальными светодиодами в каждом.

- Конструкция не должна "колоть глаз" своим видом сквозь боковые окна машинного отделения. На роковской машке это сделано изящно - аж завидно...

Замысел был начерчен в трехмерном Турбокаде (мой первый проект, с начала и до конца выполненный в трехмерке ! Я столько лет чертил обычные три проекции в 2-D, что уже сам себе казался динозавром...). Результатом стала протравленная пластина латуни (травленку заказывал в Чехии на специализированной фирме).

Исходная пластина из латуни Т=0,3мм с травлеными деталями

Продолжение следует...

[Ершов Эдуард]

Лишние подробности опускаю, скажу лишь, что кессон собирается на деревянной пластине (для соблюдения плоскостности), будучи временно прикрученным шурупами за нижнюю пластину.

Частично спаянный кессон, привинченный к деревянному "постаменту"

Никаких особых требований к пайке не предъявляется. Следы пайки можно оставлять "как есть", но я всегда предпочитаю зачищать места пайки начисто.

Вид снизу. Отчетливо видно два трапецеидальных "туннеля" для прохода карданов от центрального вала. Также видно два продольных ребра жесткости. Их положение позволяет четко позиционировать кессон в пластиковой штатной раме тепловоза, и защищает конструкцию от прогибов и деформаций.

Здесь видно выемку в кессоне для будущего двигателя и маховика

Это съемный кронштейн и новый двигатель. Усиленные "ушки" со стальными гайками позволяют плотно притянуть кронштейн к кессону, не опасаясь прогиба деталей (не забываем, что толщина латуни всего 0,3 мм, и обычным "уголком с дырочкой" обойтись не получится)

[Ершов Эдуард]

Главный вал с шестерней и в подшипниках качения.

Самодельный маховик посажен на вал двигателя с каплей канифольного раствора. Кронштейн с мотором вдвигается в салазки кессона, и притягивается снизу винтами. При этом 2-я и 3-я шестерни естественным образом приходят в должное зацепление (спасибо точности травленки - никакой подгонки не требуется, и все зазоры в зубчатых зацеплениях устанавливаются безошибочно.

Пробная сборка и примерка кессона на штатную раму. Обратите внимание на черную деталь посередине: это штатные стальные скобы-защелки. На старой модели эти скобы удерживают вместе раму, балластную чушку, рамку освещения. Я пошел по этому же пути, только теперь скобы удерживают вместе кессон и штатную раму. Плотность удержания - хорошая, точность совмещения отверстий, выступов и пазов - отличная.

Штатная силуминовая балластная чушка зачищена от облоя (он был). От нее отпилены концевые части длиной по 41 мм.

На фрезерном станке длина каждого обрезка доведена до 40 мм, и на одном обрезке выбрана середина, чтобы освободить место для маховика.

[Ершов Эдуард]

В большое отделение кессона отмеряется точное количество свинцовой дроби (сначала грубо, а последние дробинки добавляются при закрытой крышке, - через торцевые два круглых отверстия (они на фото сейчас заклеены скотчем), и после тщательной укладки - чтобы уместить как можно больше...). Крышка снята сейчас только для наглядности.

Отмеренная дробь высыпается в коробочку. Крышка кессона теперь герметично запаивается. После этого вся дробь аккуратно порциями возвращается через две дырочки в кессон, вперемешку с жидким клеем ПВА. Операция грязная, клей норовит вытечь и пузыриться. На это время снял с кессона все чувствительные детали: мотор, валы, подшипники... Аналогично балластируется вторая половинка кессона (но там объем меньше, и делал сразу через дырочки, без предварительного отмера количества)

После заполнения кессона дробью поставил на место обрезок силумина, закрепил винтами М2 через соответствующий кронштейн из травленки.

Аналогично поступил с другой стороны.

Промежуточная готовность в данный момент.

Впереди - сборка электронной части и ходовые испытания. Буду информировать о результатах. Спасибо за внимание...

[S.T.A.L.K.E.R.]

Эдуард, как всегда, супер! У Вас все очень технологично. С нетерпением жду продолжения!

[ivan]

Эдуард, отлично получается - есть чему нам учиться!
Хотел спросить, а напряжение подавать пробовали - как ведут себя старые карданы и шестерни в телегах, есть ли шум?
С уважением,
Иван

[Ершов Эдуард]

На весу и в холостом режиме - пробовал. Но шасси лежало вверх колесами. Шума явно меньше, если сравнивать со штатной ходовой. Если говорить точнее, то изменился СПЕКТР шума. Исчез рокот трехполюсного мотора. Стало глуше бренчание карданов. Видимо, из-за плотного прилегания кессона к раме и наличия туннелей карданов, звук бренчания не так легко выходит из корпуса наружу.

Но вносил искажения тот факт, что тележки болтались в воздухе вверх ногами. Звук воспринимается недостоверно. Достоверно можно будет сказать после испытания на рельсах, при надетом кузове.

Я отдаю себе отчёт, что достичь уровня бесшумности рокомашки мне не удастся. Ведь начинка тележек и карданы остаются прежние. Правда, следующим этапом я планирую доработку и самих тележек, и доработку колёсных пар.

Для сравнения шумности я веду видеосьемку со звуком каждого этапа. Буду выкладывать сравнительные результаты испытаний, и звукозаписи со спектрограммой.

[Василий]

Буду выкладывать сравнительные результаты испытаний, и звукозаписи со спектрограммой.

Надеюсь это была шутка?

[Ершов Эдуард]

Не обязательно шутка. В аудиоредакторе можно вырезать фрагмент, и проанализировать спектр. Это, конечно, может оказаться излишним.

Но иногда может оказаться и полезным: чтобы узнать, какой именно компонент вносит тот или иной шум. Например, 3-полюсный двигатель при вращении с частотой 100 об/сек дает на спектре хорошо видимые гармоники 300 и 600 Гц. Заменяешь двигатель на 5-полюсный, - гармоники теоретически должны просто перенестись в область 500 и 1000 Гц, а на практике - они не просто переносятся, а сильно понижаются в амплитуде. На этом и основано улучшение работы с 5-полюсным двигателем.

[Akitchi]

Очень интересная и своевременная статья. Спасибо! У самого лежит br120 и руки чешутся заменить в нем двигатель и оцифровать. Правда в качестве двигателя буду использовать двухвальный ДПМ20, и карданы будут под наклоном...