維修中大天文台AstroHaven圓頂

自製和廠制天文台
回覆文章
蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

維修中大天文台AstroHaven圓頂

文章 蔡sir » 週五 02 4月, 2010 23:46

去年我和Wong sir為中大科普中心天文台的圓頂(Dome)進行維修,其中Astro Haven的維修工作基本完成,所以應Wong sir的意見,把修理過程整理登出,供各位有興趣的同好參考。
中大科普中心天文台座落中大圖書館頂,共有兩個圓頂,其中Astro Haven圓頂的狀態較差,要盡快修理,以應付科普中心舉辦活動時需要。
這圓頂為超半球型全開合式設計,型如一個頭盔,全開後就好像一個大碗,直徑約3米多,設計非常新穎和漂亮。
圓頂用無線遙控,以兩個小型交流馬達帶動兩邊門獨立開合。可問題就正出在這開合裝置上;開門還勉強可以(活門降下),關門卻需要兩名壯漢協助把門向上推才能關上!有時還沒有反應,最惡劣的時侯更要用一枝棍來頂著不讓滑下,令人哭笑不得。
初步分析發現,天文台一直沒有專人保養,日久失修,但更重要的是,圓頂的開合驅動設計存在缺陷,而且手工非常粗糙,加上最初安裝時,安裝的人沒有認真看待問題,胡亂裝嵌,導致今天百病叢生。似乎單靠修修補補很難切底解決問題。
附加檔案
5.JPG
5.JPG (73.14 KiB) 已瀏覽 13807 次
3.JPG
3.JPG (341.61 KiB) 已瀏覽 13807 次
2.JPG
2.JPG (87.19 KiB) 已瀏覽 13807 次
1.JPG
1.JPG (322.27 KiB) 已瀏覽 13807 次

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

C

文章 蔡sir » 週五 02 4月, 2010 23:51

圓頂每邊門由兩塊活瓣組成,藉著馬達轉動收放一條尼龍帶,經滾軸轉向牽引升降。可是兩個轉向滾軸,馬達的收帶輪竟然不是安裝在一直線上,馬達的位置也不是位於活門的中線上,而且滾軸的手工粗劣,加上磨損,偏向力矩令牽引帶在拉動時偏到一邊,此外滾軸與支架的間隙也很大,很多時尼龍帶會陷入滾軸與支架的隙縫中,導致阻力大增。打開牽引帶的安全護罩後更發現:安裝時還把帶子扭了幾轉,簡直是一團糟。
附加檔案
9.JPG
9.JPG (708.39 KiB) 已瀏覽 13796 次
8.JPG
8.JPG (350.25 KiB) 已瀏覽 13796 次
6.JPG
6.JPG (431.02 KiB) 已瀏覽 13796 次
4.JPG
4.JPG (124.6 KiB) 已瀏覽 13796 次

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

B

文章 蔡sir » 週五 02 4月, 2010 23:54

維修第一步:從新製作第一個轉向滾軸,這個滾軸的位置最受力,它承托著兩瓣活門的重量,因馬達的位置已不能改動,故此把滾軸長度加長,方便牽引帶在其上左右游走也不會滑到邊沿,滾軸用尼龍車製,外徑加大,中軸用6061鋁合金車製(原設計只是一支螺絲),左右支架改用不銹鋼。滾軸安裝在圓頂底座上凸出的凸沿上(其原意只是用來保持底座的形狀,而不是用來做任何承力掛點),基於是材料玻璃纖維,強度不太高,安裝後凸沿因雙向受力,出現變形,因此特別為之墊上一塊6mm厚的6061鋁板,因利成便,一併把轉向軸的位置向外移,加裝後變形和震動的情況大為改善,同時降低了尼龍帶與圓頂底座間的摩擦力(因部份尼龍帶是需要貼著圓頂底座上下移動,這是另一個設計上的缺陷)。
由於第二個轉向滾軸負荷相對小得多,不更換影響不太大,也為了省工省時,待日後才換。尼龍帶邊沿有不少地方破損,雖然可用,最後還是換下來。
經過第一步的修理,效果似乎很理想。
附加檔案
13.JPG
13.JPG (87.47 KiB) 已瀏覽 13786 次
12.JPG
12.JPG (220.49 KiB) 已瀏覽 13786 次
11.JPG
11.JPG (78.73 KiB) 已瀏覽 13786 次
10.JPG
10.JPG (123.83 KiB) 已瀏覽 13786 次

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

A

文章 蔡sir » 週五 02 4月, 2010 23:57

維修第二步:工作好像可以暫停一會,可是過了不久,新問題又來了:
一邊門不受控制,遙控和手動都只是聽到繼電器(relay)和馬達電磁制動器跳動的聲音,量度電壓也正常,因為沒有鉗錶,從表面判斷似是馬違有問題,把兩面門的馬達的控制電路交換,有問題的一方依舊有問題,看樣子很簡單,一定是馬達出了問題?怎料拆下通電一試,馬達完全正常。再詳細檢測控制電路,這下子才知道自己判斷錯誤,主因是繼電器接點老化和接觸不良所致,馬達雖通了電,起動電容卻接不上,所以馬達無法起動。
附加檔案
17.JPG
17.JPG (411.47 KiB) 已瀏覽 13777 次
16.JPG
16.JPG (376.21 KiB) 已瀏覽 13777 次
15.JPG
15.JPG (120.39 KiB) 已瀏覽 13777 次
14.JPG
14.JPG (86.41 KiB) 已瀏覽 13777 次

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

D

文章 蔡sir » 週五 02 4月, 2010 23:59

控制電路雖然可以修理,但遙控模組極不穩定,繼電器接點的額定功率 (rating)太低,而且不能更換,這個問題在維修初期早已領教過了,控制箱也很殘破,倒不如把遙控取消,重新製作一個有線控制器反而來得可靠。
  經過重新設計,收集材料、零件;組裝,重新佈線時還把所有不必要的電線清理掉。我每天都要上班,維修只能請假才有時間進行,前後花了個多月時間才完成,功能根據使用者的使用習慣設計,可以從內或外控制開關。
安裝時盡可能使用不銹鋼材料和防水物料,適當位置用玻璃膠封密,安裝後經測試效果非常理想,科普中心的負責人也很滿意。電路在設計時還預留了加入限位開關裝置和遙控的空間,待其他工作完成後再行加裝。Astro Haven Dome 的維修暫時算告一斷落。另一個圓頂的工作又立即開始了。
  經過這次維修,進一步豐富了我們的經驗!
附加檔案
22.JPG
22.JPG (125.23 KiB) 已瀏覽 13768 次
20.JPG
20.JPG (370.84 KiB) 已瀏覽 13768 次
19.JPG
19.JPG (65.72 KiB) 已瀏覽 13768 次
18.JPG
18.JPG (75.9 KiB) 已瀏覽 13768 次
最後由 蔡sir 於 週六 03 4月, 2010 00:15 編輯,總共編輯了 2 次。

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

E

文章 蔡sir » 週六 03 4月, 2010 00:03

....
附加檔案
25.JPG
25.JPG (507.01 KiB) 已瀏覽 13755 次
24.JPG
24.JPG (513.01 KiB) 已瀏覽 13755 次
23.JPG
23.JPG (512.73 KiB) 已瀏覽 13755 次

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

F

文章 蔡sir » 週六 03 4月, 2010 00:05

..
附加檔案
c.JPG
c.JPG (415.67 KiB) 已瀏覽 13747 次
b.JPG
b.JPG (368.39 KiB) 已瀏覽 13747 次
a.JPG
a.JPG (343.95 KiB) 已瀏覽 13747 次

Chanlunlun
夸克星
文章: 3833
註冊時間: 週四 09 10月, 2003 21:06

文章 Chanlunlun » 週六 03 4月, 2010 07:12

Dear Choi Sir,

Thanks for your detailed report pn therepairing of the AstroHaven Dome.

It seems that the other HomeDome needs repairng too. Wehad beenthere 2 years ago justto discovered thatthe shuitter was completely out of order. The electrical shutter had to be opened and closed by hand. The door into tehdome was also totally useless. It desparately needs a rebuilt, and you are the cure.

I belief that the problem is due to complete absence of basic maintenance. A training on their operators in due course is a must.

Best regards
Chan Yuk Lun

頭像
funoooo
夸克星
文章: 7828
註冊時間: 週五 30 6月, 2006 16:34
聯繫:

文章 funoooo » 週六 03 4月, 2010 08:48

That is a nice experience to share how to fix the problem.
I need to pay high attention to my dome, to avoid the similar problem. :D

頭像
Tarepanda
夸克星
文章: 9315
註冊時間: 週一 08 11月, 2004 13:28
來自: 香港

文章 Tarepanda » 週六 03 4月, 2010 16:22

好詳細的分析和記錄
讓有意建天文台的同好有一個很好的參考資料

頭像
Eddy So
夸克星
文章: 11700
註冊時間: 週四 04 12月, 2008 22:35
來自: 中男海

文章 Eddy So » 週六 03 4月, 2010 17:59

蔡SIR:據經驗所知尼龍帶有很多種,有一類是專用於做安全帶的,其抗拉強度高及變形量小,但一般尼龍帶的變形量比較大,拉力愈大受力方向的變形愈大,如尼龍帶的變形量大,有機會影響到其開合的操控,未知蔡SIR知不知道有這個問題,冒昧提出還請見諒… [跪拜禮]

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

文章 蔡sir » 週六 03 4月, 2010 23:20

感謝各位的關心,事實上AstroHaven Dome還有些瑣碎工作需要跟進,因為無關重要,所以留待日後再做,另一個dome的維修已經開始。
So兄提點的意見,在這裝置中也確實無可避免出現,但可能是這種尼龍帶的編織方式比較緊密且厚,所以伸長量不算太明顯,最重要是因此而帶來的回彈應力,會對操控帶來不利。(這次維修所用的帶,是中心負責人在此之前訂購回來,跟原來的相同。)
這個dome的操作是用肉眼監控開關,活門的重量與帶伸長帶來的應力大概也平衡吧。

蔡sir
白矮星
文章: 614
註冊時間: 週日 27 7月, 2003 22:06

文章 蔡sir » 週六 03 4月, 2010 23:43

希望各位多提題意見,不吝賜教。

回覆文章

回到「天文台 Observatory」

誰在線上

正在瀏覽這個版面的使用者:沒有註冊會員 和 1 位訪客