Спеціальні телескопічні палиці для зовнішнього використання?
Якось я виготовив телескопічну опору для своєї камери на задньому дворі. Перша конструкція провисла на вітрі, навчивши мене, що розумний вибір матеріалів, замкових механізмів та оздоблення має величезне значення.
Хороша зовнішня телескопічна опора повинна балансувати між легкою вагою, міцністю, надійною фіксацією, вантажопідйомністю та захистом від погодних умов.
Розглянемо відповідні матеріали, системи замків, конструктивні особливості, атмосферостійке оздоблення та поради щодо дизайну.
Які матеріали підходять для вуличних телескопічних пілонів?
Вибір правильного матеріалу є ключем до міцності, корозійної стійкості та простоти використання телескопічних опор.
Найпоширенішими матеріалами є анодовані алюмінієві сплави, нержавіюча сталь, склопластик і композитні суміші, які підходять для різних навантажень і умов експлуатації.
Порівняння матеріалів
Матеріал | Переваги | Недоліки |
---|---|---|
Екструзія алюмінію 6061-T6 | Легка вага, хороша корозійна стійкість | Може вм'ятина під великим навантаженням без товстих стінок |
Алюмінієвий сплав 7075 | Висока міцність | Дорожчий, менш пластичний |
304/316 Нержавіюча сталь | Міцний і стійкий до корозії | Важче, важче обробляти |
Армований склопластик | Неметалевий, стійкий до ультрафіолету, діелектрик | Більш об'ємні профілі, потенційна повзучість з часом |
Композит з алюмінієвою серцевиною | Міцність + корозійна стійкість | Дорожче і важче отримати |
Я побудував 4-метрову стійку для камери. Алюміній 6061 легко піддавався екструзії та анодуванню. Після випробувань на вітер ми перейшли на 7075 для верхніх сегментів, щоб зменшити провисання.
Як спроектувати механізми блокування для телескопічних опор?
Телескопічна палиця потребує надійних, простих замків, щоб утримувати велику довжину без ковзання під навантаженням.
Найпоширеніші типи замків включають поворотні замки, важільні кулачки, кнопкові замки, а також цангові або штифтові системи, які підходять для зовнішнього телескопічного використання.
Параметри блокування
Тип замка | Сила | Простота використання | Довговічність | Варіанти використання |
---|---|---|---|---|
Твіст Лок | Середній | Помірний | Високий | Легкі зовнішні антени |
Кулачок важеля | Високий | Дуже легко | Добре. | Кріплення для сонячних панелей або навіси |
Булавка для ґудзиків | Низький | Швидше. | Помірний | Бюджетні садові флагштоки |
Цанговий замок | Високий | Помірний | Дуже високий | Професійне використання камери |
Зовнішній затискач | Дуже високий | Помірний | Добре. | Використання у важких умовах або для фотозйомки |
Дизайнерські ідеї
- Поворотні замки залежать від тертя - покриття і допуски мають значення.
- Кулачки важеля швидко блокуються важелем, але з часом можуть ослабнути.
- Замки для кнопок найшвидші, але слабші і схильні до заклинювання бруду.
- Цангові замки використовувати внутрішнє розширення - плавне і безпечне, але складне в обробці.
- Зовнішні затискачі витримують великі навантаження, але збільшують вагу і вартість.
Другий прототип використовував цангові замки. Вони міцно тримаються, і я додав пластикові втулки, щоб поліпшити корозійну стійкість і зчеплення з мокрим ґрунтом.
Які вимоги до несучої здатності зовнішніх опор?
Телескопічні опори повинні нести встановлене обладнання і витримувати вітер по всій довжині. Розрахунки повинні відповідати безпеці при динамічних навантаженнях.
Характеристики навантаження залежать від довжини сегмента, діаметра, товщини стінки, матеріалу і максимального очікуваного вітру або ваги на кінці.
Міркування щодо навантаження
-
Осьове навантаження (вага)
- Включає камеру, антену або ліхтар.
- Для перевірки безпеки при роздавлюванні використовуйте відношення площі поперечного перерізу до межі текучості матеріалу.
-
Згинається від вітру
- Тиск вітру ~ 0.6 × wind_speed2 (м/с).
- Згинальний момент = Тиск × прогнозована площа × довжина до навантаження.
- Порівняйте моментну міцність, використовуючи I × границю текучості / відстань до нейтральної осі.
-
Стійкість до згинання
- Використовуйте формулу Ейлера: Pcr = π2EI/(KL)2, де K - ефективний коефіцієнт довжини.
-
Коефіцієнт запасу міцності
- Використовуйте SF 2-3 для зовнішніх умов, щоб врахувати пориви і старіння.
Приклад таблиці специфікацій
Сегмент | Матеріал | Зовнішній діаметр × ширина (мм) | Безпечне консольне навантаження (5 м) | Навантаження на згин (хід 10 м) |
---|---|---|---|---|
Зовнішній | 6061-T6 Al | 40 × 2.0 | ~10 кг | ~150 N |
Середина | 7075-T6 Al | 35 × 1.5 | ~8 кг | ~120 N |
Внутрішній | 7075-T6 Al | 30 × 1.2 | ~6 кг | ~100 N |
Реальне навантаження залежить від сплаву, але наш прототип витримував камеру вагою 3 кг і витримував пориви вітру до 20 м/с без проблем з прогином.
Як обробити стовпи для стійкості до погодних умов?
Фінішна обробка робить стовпи стійкими до корозії, ультрафіолету та зносу. Обробка поверхні також покращує естетику та зменшує тертя при ковзанні.
Варіанти оздоблення включають анодування, порошкове фарбування, мокре фарбування та пластикові вставки на замках.
Варіанти обробки
Тип обробки | Запропонований захист | Примітки |
---|---|---|
Анодування типу II | Оксид 10-20 мкм; стирання та корозія | Зберігає срібло алюмінію; протистоїть зносу |
Тверде анодування типу III | 25-50 мкм; надміцний | Може знадобитися обробка з більшим допуском на товщину |
Порошкове фарбування | Кольорове покриття зі стійкістю до ультрафіолетового випромінювання та стирання | Потребує грунтовки та затвердіння |
Мокра фарба (поліуретанова) | Нестандартні кольори з напиленням | Менш довговічний, ніж порошок, з більш високим вмістом ЛОС |
Фторопластовий або тефлоновий спрей | Низьке тертя, запобігає налипанню | Корисно в розсувних секціях |
Додаткові поради щодо оздоблення:
- Змастіть замки силіконовою змазкою, щоб полегшити ковзання.
- Додайте пластикові заглушки, щоб закрити вологу.
- Використовуйте гумові або нейлонові втулки для ізоляції контакту метал-метал.
- Для використання на узбережжі використовуйте анодування типу III або порошкове покриття морського класу.
Я анодував опори в сірий колір гарматного металу, а на внутрішні полози вклав PTFE. Результат - плавне ковзання навіть після року перебування в солоному повітрі на березі моря.
Висновок
Проектування зовнішніх телескопічних опор означає збалансованість матеріалів, надійність фіксації, безпеку навантаження та довговічність обробки. Алюміній 6061 або 7075 має гарне співвідношення ваги та міцності. Виберіть тип замка, виходячи з навантаження і легкості, ретельно розрахуйте характеристики вітру і вигину, а потім пофарбуйте анодуванням або порошковим покриттям. Завдяки ретельному проектуванню ваша опора буде стійкою до сонця, вітру та дощу.
Питання "Правда/Неправда
Фрикційні цангові замки забезпечують надійну фіксацію телескопічних стійок при помірних вітрових навантаженняхПравда.
Цанга розширюється всередину, щоб щільно захопити і менш схильна до вислизання під навантаженням.
Анодування типу II забезпечує більший захист від корозії, ніж порошкове покриттяНеправда.
Порошкове покриття зазвичай забезпечує кращий загальний захист від корозії та стирання, ніж легке анодування типу II.