Custom Teleskooppipylväät ulkokäyttöön?

Räätälöin kerran teleskooppipylvään takapihan kameraani varten. Ensimmäinen rakennelma notkahti tuulessa - ja opetti minulle, että materiaalien, lukitusmekanismien ja viimeistelyjen viisaalla valinnalla on suuri merkitys.

Hyvän teleskooppipylvään on oltava tasapainossa keveyden, lujuuden, turvallisen lukituksen, kantavuuden ja sääsuojan kanssa.

Tutustutaan sopiviin materiaaleihin, lukitusjärjestelmiin, rakenteellisiin yksityiskohtiin, säänkestäviin pinnoitteisiin ja suunnitteluvinkkeihin.

Mitkä materiaalit sopivat teleskooppipylväisiin?

Oikean materiaalin valinta on teleskooppipylväiden lujuuden, korroosionkestävyyden ja helppokäyttöisyyden kannalta avainasemassa.

Yleisiä vaihtoehtoja ovat anodisoidut alumiiniseokset, ruostumaton teräs, lasikuitu ja komposiittiseokset, jotka sopivat erilaisiin kuormituksiin ja ympäristöihin.

Materiaalien vertailu

Rakensin 4 metrin kameratolpan. 6061-alumiini oli helppo suulakepuristaa ja anodisoida. Tuulikokeiden jälkeen vaihdoimme 7075:een pylvään yläsegmenttien osalta, jotta roikkuminen vähenisi.

Miten teleskooppipylväiden lukitusmekanismit suunnitellaan?

Teleskooppipylväs tarvitsee turvalliset ja helpot lukitukset, jotta se pysyy pidennetyssä pituudessa ilman, että se liukuu kuorman alla.

Yleisiä lukitustyyppejä ovat kierrelukot, vipunokkaat, nappilukot sekä ulkokäyttöön soveltuvat teleskooppijärjestelmät.

Lukitusvaihtoehdot

Design Insights

• Kierrelukot riippuvat kitkapinnoitteista ja toleransseista.
• Vipunokkaat lukittuu nopeasti vivulla, mutta voi löystyä ajan myötä.
• Nappilukot ovat nopeimpia mutta heikompia ja alttiita likaantumiselle.
• Kiristyslukot käyttää sisäistä laajennusta - pehmeä ja turvallinen, mutta monimutkainen työstää.
• Ulkoiset kiinnittimet käsittelevät raskaita kuormia, mutta lisäävät painoa ja kustannuksia.

Toisessa prototyypissäni käytettiin holkkilukkoja. Ne pitivät tiukasti kiinni, ja lisäsin muovihylsyjä korroosionkestävyyden ja märkäpidon parantamiseksi.

Mitkä ovat ulkotolppien kantavuusvaatimukset?

Teleskooppipylväiden on kestettävä asennettuja laitteita ja kestettävä tuulta pituudeltaan. Laskelmien on täytettävä dynaamisen kuormituksen turvallisuusvaatimukset.

Kuormitusarvot riippuvat segmentin pituudesta, halkaisijasta, seinämän paksuudesta, materiaalista ja suurimmasta odotettavissa olevasta tuulesta tai painosta kärjessä.

Kuormitusta koskevat näkökohdat

1. Aksiaalinen kuormitus (paino)

   • Sisältää kameran, antennin tai valon.
   • Käytä poikkipinta-alaa × materiaalin myötölujuutta puristusturvallisuuden tarkistamiseen.

2. Taivutus tuulen vaikutuksesta

   • Tuulenpaine ~ 0,6 × wind_speed2 (m/s).
   • Taivutusmomentti = Paine × projisoitu pinta-ala × pituus kuormitukseen nähden.
   • Vertaa momenttikapasiteettia käyttämällä I × myötöraja / etäisyys neutraaliakseliin.

3. Lommahdusvakaus

   • Käytä Eulerin kaavaa: Pcr = π2EI/(KL)2, jossa K = tehollinen pituuskerroin.

4. Turvallisuuskerroin

   • Käytä SF 2-3:a ulko-olosuhteissa puuskien ja vanhenemisen huomioon ottamiseksi.

Esimerkki eritelmätaulukko

Todellinen kuormitus riippuu metalliseoksesta, mutta prototyyppimme kesti 3 kilon painoista kameraa ja kesti 20 m/s tuulenpuuskat ilman taipumisongelmia.

Miten pylväät viimeistellään säänkestäviksi?

Viimeistelyn ansiosta pylväät kestävät korroosiota, UV-säteilyä ja kulumista. Pintakäsittelyt parantavat myös esteettisyyttä ja vähentävät kitkaa liukumisessa.

Viimeistelyvaihtoehtoina ovat anodisointi, pulverimaalaus, märkämaalaus ja muovihylsyt lukkojen kohdalla.

Viimeistelyvaihtoehdot

Lisää viimeistelyvinkkejä:

• Voitele lukot silikonirasvalla liukumisen helpottamiseksi.
• Lisää muoviset päätykappaleet kosteuden tiivistämiseksi.
• Käytä kumi- tai nailonholkkeja metalli-metalli-kosketuksen eristämiseksi.
• Rannikkokäyttöön, siirry tyypin III anodisointiin tai merenkulun jauhemaaliin.

Anodisoin pylväät metallinharmaaksi ja lisäsin PTFE:tä sisäisiin liukupintoihin. Lopputulos liukui sulavasti jopa vuoden suolaisessa ilmassa meren äärellä.

Päätelmä

Ulkona käytettävien teleskooppipylväiden suunnittelussa on löydettävä tasapaino materiaalin, lukituksen luotettavuuden, kuormitusturvallisuuden ja kestävien pintojen välillä. 6061- tai 7075-alumiini tarjoaa hyvän paino-lujuus-suhteen. Valitse lukitustyyppi kuormituksen ja helppouden perusteella, laske tuuli- ja taivutusominaisuudet huolellisesti ja viimeistele anodisoinnilla tai pulverimaalilla. Huolellisella suunnittelulla pylväs kestää vahvana auringon, tuulen ja sateen.

Totta/väärin -kysymykset