Friktionsfråga . . . typ.

[Laila]

Givet samma totaltryck skapat av en typ, skivtallrik . . . typ, blir det någon skillnad i friktion mellan t.ex. en kula* med
diametern 3mm och en kula*(i samma material) med diametern, säg 10mm roterande på samma(för applikationen
prima) släta underlag, typ en polerad stål/nylon-bricka

*Vilande alt. integrerad i en lagertapp.

Frågan avser, som ju alla förstår(?) friktionen i ena skivspelarlager . . . typ.

[Svante]

Givet samma totaltryck skapat av en typ, skivtallrik . . . typ, blir det någon skillnad i friktion mellan t.ex. en kula* med
diametern 3mm och en kula*(i samma material) med diametern, säg 10mm roterande på samma(för applikationen
prima) släta underlag, typ en polerad stål/nylon-bricka

*Vilande alt. integrerad i en lagertapp.

Frågan avser, som ju alla förstår(?) friktionen i ena skivspelarlager . . . typ.

Jag är inte säker, men inbillar mig att friktionen blir lägre och dessutom jämnare med de större kulorna om ojämnheten på de två ytorna är samma, räknat i µm.

Reflexion: Antagligen är jämnheten viktigare än storleken på friktionen.

Tror jag.

[paa]

Jag är inte säker, men inbillar mig att friktionen blir lägre och dessutom jämnare med de större kulorna om ojämnheten på de två ytorna är samma, räknat i µm.

Varför det?
Om kulan är oändligt stor så är ju dess yta nästan plan i anliggningen, och det blir jättemycket friktion, och om den är oändligt liten så har den ingen radie som kan ge något friktionsmoment alls.

[Vinylcalle]

Jag är inte säker, men inbillar mig att friktionen blir lägre och dessutom jämnare med de större kulorna om ojämnheten på de två ytorna är samma, räknat i µm.

Varför det?
Om kulan är oändligt stor så är ju dess yta nästan plan i anliggningen, och det blir jättemycket friktion, och om den är oändligt liten så har den ingen radie som kan ge något friktionsmoment alls.

Samtidigt blir ju belastningen på en lika stor anläggningsyta högre om den totala anläggningsytan är mindre och den totala belastningen samma.

Det bästa vore kanske att skivtallriken vilade på luft.

MvH Micro Seikis vänner

[Max_Headroom]

Jag är inte säker, men inbillar mig att friktionen blir lägre och dessutom jämnare med de större kulorna om ojämnheten på de två ytorna är samma, räknat i µm.

Varför det?
Om kulan är oändligt stor så är ju dess yta nästan plan i anliggningen, och det blir jättemycket friktion, och om den är oändligt liten så har den ingen radie som kan ge något friktionsmoment alls.

Så enkelt är det inte i verkligheten. Alla material är elastiska, mer eller mindre. Teoretiskt blir anläggningsytan noll, oavsett radie på kulan. I verkligheten blir den inte riktigt noll, utan vi får ett yttryck och en friktion. En större kula kommer att deformeras mindre, och kommer inte att ge lika stor "försänkning" i underlaget av geometriska skäl.

Är man fräck, och det är man ju, så tillverkar man lagret av keramik. Hård som *** och det går att få upp löjligt fin yta. Keramikkulor och plattor finns att köpa som standarddetaljer, så just dom bitar behöver inte bli så dyra.

[paa]

När det gäller klockor som måste ha minsta möjliga friktion så har ju axlarna spetsiga ändar som går mot rubiner med "gropar" i.
Men, när det gäller skivspelare så har inte minsta möjliga friktion hos tallrikslagret något speciellt egenvärde.
Jämn friktion utan att kulan och lagringen vobblar är mycket viktigare än låg friktion. Om kulan kan vobbla det minsta, så får man direkt rumble och ojämn gång.
Det går inte att svarva en axelände helt perfekt plan, utan hur fint svarvstål man har, och hur liten matning man kör med, så blir det något "fnur" i centrum på planingen. Därför är det bättre att borra ett hål i axeländen eller göra någon sorts försänkning som kulan kan ligga i, så den entydigt kan vrida sig mot en plan platta i botten på lagringen. Sedan kan ett lagom tjockt smörjmedel (läs tjockare olja än man tror) ta upp och dämpa tendenser till vobbling på ett sätt som tunnast möjliga olja inte kan, även om en sådan skulle kunna ge lite lägre friktion.
Keramiska kulor och plattor är troligen en bra grej i sammanhanget.

[Svante]

Jag är inte säker, men inbillar mig att friktionen blir lägre och dessutom jämnare med de större kulorna om ojämnheten på de två ytorna är samma, räknat i µm.

Varför det?
Om kulan är oändligt stor så är ju dess yta nästan plan i anliggningen, och det blir jättemycket friktion, och om den är oändligt liten så har den ingen radie som kan ge något friktionsmoment alls.

Jag tänker mig nog att kulan rullar. Och om kulorna har samma ojämnhet, räknat i µm, så kommer kulan med stor radie att lyfta mer rakt upp ur ojämnheterna. Jämför en kundvagn mot en cykel (nåja, viss skillnad är det förstås på lagren, men du fattar). Eller bak- och framhjulen på en rullstol.

[DQ-20]

Friktion är inte särskilt viktigt i ett skivspelarlager. Ytjämnhet är däremot det. Ytjämnheten är det som avgör rumble. En ökad friktion kan till och med vara en tillgång om tallriken drivs med en synkronmotor/stegmotor. Jag har sett experiment som visar att svajet minskar om lagret fylls med högviskös silikonolja. Det är då inte materialen som som ger friktionen utan skjuvningen i vätskan. Det kräver dock lager som inte är beroende av smörjning. Friktionen är för övrigt proportionell mot kraften.

/DQ-20

[Svante]

När det gäller klockor som måste ha minsta möjliga friktion så har ju axlarna spetsiga ändar som går mot rubiner med "gropar" i.
Men, när det gäller skivspelare så har inte minsta möjliga friktion hos tallrikslagret något speciellt egenvärde.
Jämn friktion utan att kulan och lagringen vobblar är mycket viktigare än låg friktion. Om kulan kan vobbla det minsta, så får man direkt rumble och ojämn gång.
Det går inte att svarva en axelände helt perfekt plan, utan hur fint svarvstål man har, och hur liten matning man kör med, så blir det något "fnur" i centrum på planingen. Därför är det bättre att borra ett hål i axeländen eller göra någon sorts försänkning som kulan kan ligga i, så den entydigt kan vrida sig mot en plan platta i botten på lagringen. Sedan kan ett lagom tjockt smörjmedel (läs tjockare olja än man tror) ta upp och dämpa tendenser till vobbling på ett sätt som tunnast möjliga olja inte kan, även om en sådan skulle kunna ge lite lägre friktion.
Keramiska kulor och plattor är troligen en bra grej i sammanhanget.

Aha, men i klockor har man väl glidlager, dvs det är en spets som glider i det som spetsen vilar på. Då blir det förstås minst friktionsmoment om spetsen är liten. Jag trodde inte att det var så i skivtallrikar, men jag kanske har fel?

[DQ-20]

Aha, men i klockor har man väl glidlager, dvs det är en spets som glider i det som spetsen vilar på. Då blir det förstås minst friktionsmoment om spetsen är liten. Jag trodde inte att det var så i skivtallrikar, men jag kanske har fel?

I en klocka finns det ju ingen kraft att tala om och därmed knappast något slitage. Det finns det dock i ett skivtallrikslager. Dessutom behöver kulan i botten endast ta upp rörelser i vertikal ledd - de horisontella komponenterna tas upp av ett glidlager där belastningen är låg. Man kan till och med komma undan med plast (delrin, teflon) utan att den plasticerar... "Pivotlager" (t.ex. en kobotnål i en saffirkon) används ju för övrigt i vissa unipivot-tonarmar för att ge artikulation i alla ledder med mycket liten friktion och egenljud. Återigen så är friktionen inte alldeles viktig i ett tallrikslager - den är mycket viktigare för tonarmar och klockor.

/DQ-20

[paa]

När det gäller klockor som måste ha minsta möjliga friktion så har ju axlarna spetsiga ändar som går mot rubiner med "gropar" i.
Men, när det gäller skivspelare så har inte minsta möjliga friktion hos tallrikslagret något speciellt egenvärde.
Jämn friktion utan att kulan och lagringen vobblar är mycket viktigare än låg friktion. Om kulan kan vobbla det minsta, så får man direkt rumble och ojämn gång.
Det går inte att svarva en axelände helt perfekt plan, utan hur fint svarvstål man har, och hur liten matning man kör med, så blir det något "fnur" i centrum på planingen. Därför är det bättre att borra ett hål i axeländen eller göra någon sorts försänkning som kulan kan ligga i, så den entydigt kan vrida sig mot en plan platta i botten på lagringen. Sedan kan ett lagom tjockt smörjmedel (läs tjockare olja än man tror) ta upp och dämpa tendenser till vobbling på ett sätt som tunnast möjliga olja inte kan, även om en sådan skulle kunna ge lite lägre friktion.
Keramiska kulor och plattor är troligen en bra grej i sammanhanget.

Aha, men i klockor har man väl glidlager, dvs det är en spets som glider i det som spetsen vilar på. Då blir det förstås minst friktionsmoment om spetsen är liten. Jag trodde inte att det var så i skivtallrikar, men jag kanske har fel?

Jo, det vanliga är en glidlagerslösning till tallriken.

[Svante]

Aha, man lär sig något nytt varje dag. Jag har nog faktiskt aldrig plockat isär en skivspelare. Se där, en sak till att göra innan man dör...

[Laila]

Tack för alla svar!

Så här skriver man på t.ex. Lenco Heaven:

"Shaky, if you would look up the physical formulas about friction, you would (to your big surprise I think) learn that the frictional force between two moving parts is independent of the contact area of these bodies.

Greetings, Hansrudolf"

och vidare typ:

"It does indeed, but if Hansrudolf writes something like this, i tend to believe him.

Maybe Steve will waste a few minutes on us trying to explain it? ropies_help

Yeah, OK wink

There are two simplified scenarios.

A: small contact area, high force per unit area.
You have irregularities of a few molecules on two (otherwise smooth) surfaces digging into each other with a whole load of force to generate your friction.
B: Large contact area, low force per unit area.
You have irregularities of many more molecules on two (otherwise smooth) surfaces digging int each other with somewhat less force to generate your friction.

The different situations add up to the same thing, a few things digging in hard or lots more things digging in more gently. Both give the same result.

As for being counter intuitive, well I see what you mean but it is actually very simple, the understanding just depends how clearly one thinks about the process. This is what physicists do... well they have to be good at something laugh

Crikey I've surprised myself, after a few conciliatory glasses of cider following the World Cup debacle I'm impressed I can even tpye!!!!

Steve."

Vad jag förstår så menar man att, åtminstone i teorin. så blir det ingen skillnad på friktionen i mitt exempel.
Vad som är "lämpligast friktion" i ett givet skivspelarlager drivet av en given motor i en given skivspelare är
dock en annan fråga . . . typ.

[Kronkan]

Rent spontant känns ju resonemanget som det håller. MEN det torde vara så att hastigheten också bestämmer graden av friktion. Så räknar du med yta och tryck som som faktorer så blir hastigheten en variabel. Så tror jag det är. Här får du ju en axel som snurrar. Desto längre från mittpunkten desto större blir ju hastigheten. Hastigheten är väl en faktor för att behålla kraften. Desto längre ut på tallriken är desto mer energi lagras genom att hastigheten blir högre.

Men som någon sa så kan man säkert räkna med att kontaktytan med en liten stålkula är försumbar. Men ju längre från origo desto större fart när det snurrar. Desto mera energi lagras men friktionen ökar också om det finns kontakt.

En möjlig hypotes?

[Kronkan]

Rent spontant känns ju resonemanget som det håller. MEN det torde vara så att hastigheten också bestämmer graden av friktion. Så räknar du med yta och tryck som som faktorer så blir hastigheten en variabel. Så tror jag det är. Här får du ju en axel som snurrar. Desto längre från mittpunkten desto större blir ju hastigheten. Hastigheten är väl en faktor för att behålla kraften. Desto längre ut på tallriken är desto mer energi lagras genom att hastigheten blir högre.

Men som någon sa så kan man säkert räkna med att kontaktytan med en liten stålkula är försumbar. Men ju längre från origo desto större fart när det snurrar. Desto mera energi lagras men friktionen ökar också om det finns kontakt.

En möjlig hypotes?

Dottern som ju är en hygglig teknisk fysiker skulle aldrig svara på en fråga från mig i ämnet skivspelare. Hon tycker att jag är en nördig audiofil och har för många skivor också. Det är ju åtminstone sant.

[paa]

Tack för alla svar!

Så här skriver man på t.ex. Lenco Heaven:

"Shaky, if you would look up the physical formulas about friction, you would (to your big surprise I think) learn that the frictional force between two moving parts is independent of the contact area of these bodies.

Greetings, Hansrudolf"

och vidare typ:

"It does indeed, but if Hansrudolf writes something like this, i tend to believe him.

Maybe Steve will waste a few minutes on us trying to explain it? ropies_help

Yeah, OK wink

There are two simplified scenarios.

A: small contact area, high force per unit area.
You have irregularities of a few molecules on two (otherwise smooth) surfaces digging into each other with a whole load of force to generate your friction.
B: Large contact area, low force per unit area.
You have irregularities of many more molecules on two (otherwise smooth) surfaces digging int each other with somewhat less force to generate your friction.

The different situations add up to the same thing, a few things digging in hard or lots more things digging in more gently. Both give the same result.

As for being counter intuitive, well I see what you mean but it is actually very simple, the understanding just depends how clearly one thinks about the process. This is what physicists do... well they have to be good at something laugh

Crikey I've surprised myself, after a few conciliatory glasses of cider following the World Cup debacle I'm impressed I can even tpye!!!!

Steve."

Vad jag förstår så menar man att, åtminstone i teorin. så blir det ingen skillnad på friktionen i mitt exempel.
Vad som är "lämpligast friktion" i ett givet skivspelarlager drivet av en given motor i en given skivspelare är
dock en annan fråga . . . typ.

Det som han påstår gäller för linjär rörelse, inte för roterande!

Tänk själv att du har en snurra av något slag, så länge den snurrar på sin spets så bromsas den väldigt lite, men om man försiktigt försöker lyfta den i periferin så bromsas den fort ner trots att det är samma friktionskraft. Längre ut från centrum så bromsar den rotationen kraftigare.

[Svante]

Ja och det gäller torrfriktion, och approximativt. Har man ett smörjmedel mellan ytorna får man dessutom ett hastighetsberoende. Och som sagt en friktionskraft längre ifrån centrum ger ett större friktionsmoment, det är därför som man gärna lagrar småsaker i en spets.

[Laila]

Ok, ponera att vi vill ha ett lager, t.ex. ett skivspelar, med så liten friktion som möjligt,
skall lagertappen då ha en så liten spetsradie som möjligt givet underlagets tålighet.
Tänker mig då ett lager av traditionell typ, typ Thorens TD160 m.fl. . . . typ ?

[Harryup]

Varför inte vända på lagertappen och sätta spetsen i samma plan som remmen ligger an mot skivtallriken? En liten kula överst och ett rubinlager i skivtallriken kanske?

mvh/Harryup

[paa]

Varför inte vända på lagertappen och sätta spetsen i samma plan som remmen ligger an mot skivtallriken? En liten kula överst och ett rubinlager i skivtallriken kanske?

mvh/Harryup

ERA hade lagringen upptill, men den vobblade mer än någon annan jag hört talas om när lagrena blev lite slitna, och det är svårt att få oljan, eller fettet som dom använd att stanna kvar med en sådan konstruktion.

En annan mycket intressant konstruktion har Well Tempered Amadeus, som har axeln lagrad i två lager med trekantiga hål, där remmen spänner upp axeln mot två av sidorna i varje lager. Detta eliminerar allt glapp och vobblande i tallrikslagringen. Man kallar det "zero clearance” bearing system".

[Harryup]

Pink Triangle hade det också.

mvh/Harryup

[Kronkan]

Ok, ponera att vi vill ha ett lager, t.ex. ett skivspelar, med så liten friktion som möjligt,
skall lagertappen då ha en så liten spetsradie som möjligt givet underlagets tålighet.
Tänker mig då ett lager av traditionell typ, typ Thorens TD160 m.fl. . . . typ ?

Spetsradien spelar kanske inte så stor roll.

Om man förutsätter att kulan i viss mån rör sig torde en mindre kula ha mindre yta samt snurrar men en mindre längd från mittpunkten göra att friktionen blir mindre. Detta om det är någon form av smörjning. Men snurrar kulan med? Eller är det så att släppet är mellan kulan och axeln? Eller är det jämt fördelat mellan botten och axeln?

Men snurrar kulan med så skulle jag tro att friktionen genom smorningen blir något större med en större kula. Men blir friktionen större kanske släppet enbart blir mellan axeln och kulan.

Men som sagt var är jag inte teknisk fysiker eller maskiningenjör. Så det är bara spekulationer kring krafter.

Ingen av mina skivspelare har en kula. Så vill jag just nu minnas det. Empire 598 har teflon i botten. Som slits. Men hela konstruktionen är ju sådan att friktionen inte har någon betydelse. Vridstark motor av typ hysterius syncronius. Finns vad jag vet endast en skivspelare att köpa idag med sådan motor. En ombyggd och tweakad Empire 208.
http://www.loddefjordhifi.com/Atma%20208.html

[Svante]

Utan att någonsin ha plockat isär eller byggt en skivspelare skulle jag gissa att storleken på spetsen/kulan i ett glidlager i en skivspelare bestäms av en avvägning mellan slitage och friktion. Spetsigare spets ger mindre friktionsmoment men samtidigt kortare livslängd. En lättare skivtallrik borde möjliggöra en spetsigare spets eftersom slitaget blir mindre, men samtidigt påverkas rotationen mer av ojämnheter friktionen om tallriken är lätt.

Motorn borde rimligen vara så svag som möjligt, så att eventuella ojämnheter inte slår igenom till rotationen. Den behöver i princip bara övervinna friktionen i lager och pickupnål med lite marginal. Marginalen behövs för att starta upp tallriken på rimligt kort tid. Tycker man att det där med svag motor känns orimligt kan man gå i extrem och fundera på hur det skulle bli med en gräsklipparmotor som drivning, skivtallriken skulle knappast snurra jämnt med en sådan.

Skulle jag bygga en skivspelare så skulle jag välja en relativt tung tallrik, en svag motor, remdrift och en långsam varvtalsreglering. Lagret skulle jag nog tjyvkika på hur andra har gjort.

[Harryup]

Finns en aspekt till och det är att det skall hålla att frakta och plocka isär och sättas ihop, över årens lopp.
Skivspelare är inte sådana att typ TD 160 är bra. Vissa TD160 kan vara bra även efter 20 år är snarare sanningen.
Minimal yta i lagret bör nog designas efter att nån kanske släpper ner skivtallriken utan att tänka sig för.

mvh/Harryup

[darkg]

En större höggradigt jämn yta borde (torde) också vara progressivt dyrare att tillverka.

[Kronkan]

Det går att hitta lågt “wow and flutter” med olika lösningar.
Hysterius motorer användes främst bland bandspelare.
Men förekom också på olika skivspelare (vintage).

En Sony med uppgiven wow and flutter less than 0,1 WRMSess than 0.1% WRMS
http://stereonomono.blogspot.se/2010/05 ... -5520.html
En Micro! Rotary irregularity below 0,06

http://homepage3.nifty.com/manabe/engli ... /mr422.htm
En Akai med wow and flutter 0.05% wrms
https://www.flickr.com/photos/saka_matr ... 730746832/
Sansui med uppgiven “Less than 0.07% Wow and Flutter”
http://vintage-turntable.com/sansui-sr-2050c.html

Men Empire med hysterius motor är kända för stor driftsäkerhet. Ingen kula utan en skiva av teflon som i och för sig slits och kan bytas. Min tillverkad 1972. Spelar minst lika bra som min Gyrodec. Bara lite tweakad.




Här en beskrivning av mätmetoden.
http://en.wikipedia.org/wiki/Wow_and_fl ... easurement

En fråga är ju hur skillnaden mellan mätmetod och verklighet ser ut. I ett vanligt skivspår varierar ju motståndet/friktionen. En ren testton mäter ju vad skivspelaren gör när belastningen är jämn. Hur hastigheten de facto varieras i ett skivspår vet jag inte?

Men nu har vi hamnat lite långt från trådfrågan.
Här en som uppger någon w & f på "the Lenco is 0.02%".

http://www.lencoheaven.net/forum/index.php?topic=2138.0

[DQ-20]

Ok, ponera att vi vill ha ett lager, t.ex. ett skivspelar, med så liten friktion som möjligt,
skall lagertappen då ha en så liten spetsradie som möjligt givet underlagets tålighet.
Tänker mig då ett lager av traditionell typ, typ Thorens TD160 m.fl. . . . typ ?

Frågan är varför man skulle ponera det? Friktionen är inte problemet som jag ser det. Vad man inte vill är att lagermaterialen plastiserar, går torra eller ger upphov till rumble. Iallafall i ett tallrikslager. Då behöver man tillräckligt stor kontaktyta i förhållande till lasten med hög ytjämnhet. Rubinlager är bra för lätta laster och används torra, t.ex. i en tonarm eller en klocka. Glidlager används i tallrikslager. Det finns skäl till det.

Jag har sökt på Internet men hittar inte den länk jag sökte. Det var ett experiment som gick ut på att fylla tallrikslagret med högviskös silikonolja. Själva lagret var så beskaffat att det inte krävde smörjning utan oljan var endast där för att skapa "drag" och därmed ge en högre men jämnare last. Resultatet var minskade hastighetsvariationer när tallriken drevs av en 24-polig synkronmotor. Bauer DPS använder en liknande lösning.

/DQ-20

[DQ-20]

Ska väl också tillägga att man inte vill skapa trögheten i lagret genom öka friktion mellan lagerytorna utan genom viskösa krafter i "smörjmedlet". Han man "jättesmå" toleranser kan man använda mineralolja istället för silikonolja.

/DQ-20

[paa]

Ren STP oljetillsats är också jättetjockt, och kan användas på samma sätt för att stabilisera en lagring som har fått en anings stort glapp.

[DQ-20]

Ren STP oljetillsats är också jättetjockt, och kan användas på samma sätt för att stabilisera en lagring som har fått en anings stort glapp.

Har du någon uppgift på den dynamiska viskositeten? Silikonolja finns ju upp till flera hundra tusen cP. Hastigheten i ett tallrikslager är ju inte särskilt hög.

Rega rekommenderar annars EP-olja för sina lager (EP=extreme pressure). En tub från Biltema räcker hela livet... Eller så packar man om den i små flaskor och säljer 2 ml för samma pris som 250 ml.

EDIT (igen, det gäller att passa på...): Jag hittade en angivelse för STP high mileage additive: ca 2800 cST (kinematisk viskositet). Om vi antar en specifik vikt på 1 så borde det väl blir ungefär samma i cP?

/DQ-20