Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Lampowy magnetofon szpulowy - Jak działa mechanizm napędowy? cz.1

Mechanizm napędowy jest bardzo ważnym zespołem w magnetofonie, ponieważ musi spełniać szereg warunków.
Article Image

Warunki jakie musi spełniać mechanizm napędowy w magnetofonie:

  1. Zapewnić równomierny przesuw taśmy z dokładnością 0,1–1%, w zależności od klasy magnetofonu.
  2. Dawać możliwość szybkiego przewijania taśmy w obydwóch kierunkach (pomijam przystawki i niektóre konstrukcje amatorskie).
  3. Zapewnić też bezpieczne hamowanie obydwóch szpul, aby nie nastąpiło zerwanie lub splątanie taśmy.
  4. Mechanizm zwijania taśmy musi mieć taki naciąg, aby była nawijana równo na szpule i nie uległa odkształceniu.
  5. Cały mechanizm musi pracować cicho, bez nadmiernych drgań i szumów.

W zespole napędowym najważniejszą funkcję pełni mechanizm przesuwu taśmy. Składa się on z rolki przesuwu osadzonej na wspólnym wałku z kołem zamachowym, rolki dociskowej, sprzęgieł oraz kołków prowadzących taśmę. Sprzęgła mogą być napędzane wspólnym silnikiem wraz z kołem zamachowym albo osobnym silnikiem, a nawet każde sprzęgło może mieć osobny napęd (magnetofony najwyższej klasy). Bardzo ważną rolę odgrywa również koło zamachowe, ponieważ dzięki dużej masie i związanej z tym bezwładności pozwala zachować stałe obroty bez okresowych wahań. To z kolei przekłada się na równy i spokojny przesuw taśmy.

Aby Czytelnicy nieobeznani z kinetyką mogli lepiej zrozumieć znaczenie koła zamachowego, posłużę się przykładem. Dawne fabryki, między innymi przędzalnie i młyny, były napędzane jednym motorem lub lokomobilą (kiedyś każdy silnik spalinowy nazywano motorem, a stacjonarną maszynę parową – lokomobilą). Motory te, z reguły zasilane gazem koksowym, miały niskie obroty rzędu 160–240 obr./min, małą moc: 10–30KM oraz bardzo duży moment obrotowy. Wymagały one stosowania wielkiego i ciężkiego koła zamachowego zdolnego zgromadzić wielką ilość energii kinetycznej.

Moment obrotowy jest iloczynem siły działającej na ramię, więc oprócz masy, koło musi mieć możliwie dużą średnicę. Miałem możliwość poznać dość dobrze trzy różnej wielkości motory niemieckiej firmy Deütz, zasilane gazem koksowym, stosowane do napędu młynów. Niektóre z nich dotrwały do połowy lat 60. ubiegłego wieku. Motor taki, w zależności od mocy, miał koło zamachowe o średnicy 1,5–3m i masie dochodzącej nawet do 10 ton! Mimo małej mocy i niskich obrotów motor taki mógł napędzać nawet średniej wielkości młyn z zachowaniem równomiernej pracy. W filmie „Ziemia obiecana” pokazano lokomobilę z podobnej wielkości kołem zamachowym.

W magnetofonach nawet maleńkie walkmany miały koło zamachowe. Obroty koła zamachowego w magnetofonach muszą być tak dobrane, aby rolce przesuwu zapewnić równomierną prędkość obwodową, wynoszącą w amatorskich magnetofonach szpulowych 19,05cm/s, 9,53cm/s lub 4,76cm/s. Przeciętna masa koła zamachowego w magnetofonie szpulowym starszego typu jest dość duża: wynosi 0,8–1,2kg.

Fot.1 Silnik asynchroniczny z fazą pomocniczą (Szmaragd)

Mechanizm przesuwu może być napędzany jednym płaskim paskiem obiegowo (Szmaragd, KB100, BG23) lub dwoma okrągłymi paskami (Melodia, Sonet). Jeszcze innym rozwiązaniem jest napędzanie koła zamachowego pokrytego na obwodzie gumowym pierścieniem przez bezpośredni docisk do niego rolki napędowej, umieszczonej na wale silnika. Takie rozwiązanie mają magnetofony Sonet.

Do napędu mechanizmu przesuwu używa się silnika asynchronicznego z fazą pomocniczą (Szmaragd – fotografia 1, Sonet, BG23) lub silnika synchronicznego (Melodia, KB100) albo silnika asynchronicznego ze zwartym zwojem (Piosenka, Tonette). Interesujące rozwiązanie silnika asynchronicznego ze zwartym zwojem miały popularne w latach 70. magnetofony typu ZK-120 i ich następcy. Silnik ten miał dodatkowe uzwojenia służące do zasilania obwodów anodowych i żarzenia. Jednocześnie pełnił funkcję silnika oraz transformatora sieciowego. Nazywany był silniko- transformatorem albo trafo-silnikiem – fotografia 2. Takie rozwiązanie pozwoliło uprościć konstrukcję oraz zmniejszyć ciężar magnetofonu.

Fot.2 Silniko-transformator lub trafo-silnik

Przełączenie prędkości obrotowej w silnikach z fazą pomocniczą dokonywane jest przez zmianę połączeń wewnątrz silnika, między (cewkami) biegunami. Najczęściej stosuje się przełączanie gwiazda–podwójny trójkąt, co pozwala podwoić obroty albo zmniejszyć je o połowę. Przełączanie prędkości przesuwu w magnetofonach z silnikiem ze zwartym zwojem (Wilga, Tonette) następuje przez zmianę przełożenia w przekładni mechanicznej.

Magnetofony nie mogłyby prawidłowo pracować, gdyby silnik (z ewentualną przekładnią) był na sztywno połączony ze szpulami z taśmą. Konieczne są sprzęgła. Sprzęgła w magnetofonie służą do prawidłowego nawijania taśmy na szpulę – sprzęgło prawe oraz do hamowania taśmy odwijanej ze szpuli umieszczonej na lewym sprzęgle. Sprzęgła muszą również mieć mechanizm umożliwiający sztywne połączenie talerzyka górnego z dolnym w celu szybkiego przewinięcia taśmy z jednej szpuli na drugą. Stosowane są dwa rodzaje sprzęgieł: mechaniczne i elektryczne (elektromagnetyczne). Zasadę działania sprzęgła mechanicznego obrazuje rysunek 1.

Rys.2 Zasprzęglenie mechanizmu napędowego magnetofonu szpulowego

Na wał ku obracającym się w panewce, umocowane jest koło pasowe oraz talerzyk dolny z naklejonym na nim pierścieniem filcowy. Na wystającej części wałka obraca sie swobodnie talerzyk górny. W górnej części talerzyka znajduje się tulejka z trzema symetrycznie rozmieszczonymi skrzydełkami, które wchodzą w szczeliny znajdujące się w szpuli.

Podczas normalnej pracy magnetofonu taśma ciągnięta przez rolkę przesuwu nawijana jest na szpulę znajdującą się na talerzyku zwijającym (prawym). Tarcie występujące między talerzykiem górnym a filcem na dolnym talerzyku umożliwia równomierne nawijanie taśmy na szpulę. W miarę przybywania taśmy na szpuli, rośnie jej masa i rośnie też siła tarcia. W ten sposób dzięki obecności sprzęgła automatycznie dostosowana zostaje siła potrzebna do napędzania coraz cięższej szpuli.

Sprzęgło lewe zbudowane jest identycznie i służy do hamowania taśmy odwijanej ze szpuli na nim umieszczonej. Sprzęgła mechaniczne zapewniające potrzebny poślizg, stosowane są w większości magnetofonów. Funkcja przewijania jest realizowana za pomocą dźwigni sterowanej pokrętłem albo klawiszem – podczas przewijania poślizgu nie ma (nie powinno być), co pozwala skutecznie i szybko przewinąć taśmę bez jej odtwarzania czy zapisu. Zasprzęglenie może nastąpić przez dociśnięcie talerzyka górnego do dolnego albo przez dociśnięcie rolki z gumy do obydwu części sprzęgła (rysunek 2).

W następnej części opisane będą sprzęgła elektryczne.

Tematyka materiału: magnetofon
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"