Проигрыватель винила с нуля. Часть 1. Тонарм

Всем датагорцам и гостям привет! Пришла пора поделится с вами моим очередным проектом. Еще во время работ по восстановлению проигрывателя "Вега ЭП-110 Стерео" возникла у меня мысль сделать самодельную вертушку, используя некоторые узлы от заводских аппаратов. С каждым днем эта мысль все крепла, и вот, наконец, я приступил к ее реализации. Эта статья будет посвящена, наверное, самому важному узлу проигрывателя — тонарму.
Чертежи всех изготавливаемых элементов и деталей см. в подвале статьи.

Когда я ремонтировал свою Вегу мне пришлось в качестве доноров приобрести несколько подобных аппаратов в разной степени убитости. Но, удивительно, что в обоих были практически целы тонармы. И я подумал: «не пропадать же добру!». В общем, из деталей этих двух тонармов я буду собирать один, доводить его до идеала, а потом еще ожидается его глубокая модернизация.
Но, обо всем по порядку.

↑ Материалы, которые понадобятся для техобслуживания механики

↑ Разборка тонарма

Итак, для начала, давайте познакомимся с пациентом. Вот он.

Это так называемый «высокий» тонарм. Он ставился на столы Unitra G602. Еще были «низкие» тонармы, которые ставились на Unitra G602С (С1). Такой «низкий» стоит на моей Веге ЭП-110. Хотя на одном из моих доноров на столе G602 С1 стоял именно «высокий». В общем, черт ногу сломит с этими Вегами и Унитрами.

Подвергаем пациента полной разборке до последнего винтика. Разбирать тонарм настоятельно рекомендую над куском белой ткани, потому что шарики из опоры вертикальной оси гарантированно разлетятся. Для справки: их должно быть 12 штук, диаметр 2,4 мм.

В итоге жертва предстает в таком виде:

Отправляем все это добро (кроме трубки и шелла) в банку с уайт-спиритом. Замачиваем на несколько часов для удаления остатков всех возможных смазок и загрязнений. Время от времени потряхиваем банку для лучшего вымывания.

↑ Особенности демонтажа микролифта

Учитывая, что мой тонарм будет подвергнут глубокой модернизации, заранее следовало подумать о реализации микролифта. Тут возможны два варианта. Ох уж эти Унитры…

Более ранний вариант (1) представляет собой вращающийся демпферный диск. На нем имеется выступающая площадка с изменяющейся высотой. При срабатывании магнита проволочная тяга поворачивает диск, и площадка смещается, поднимая шток микролифта.

Поздний вариант (2) имеет более простую конструкцию. Здесь металлическая пластина выполняет роль рычага. При срабатывании магнита пластина действует, как коромысло, и сама непосредственно давит на шток микролифта.

Несмотря на значительную простоту второго варианта, для моей реализации он абсолютно не подходит, а вот первый вариант вполне должен быть работоспособен. К счастью, на одном из моих донорских столов стоит именно такой микролифт. Некоторую трудность будет представлять процесс демонтажа этого демпфера с родного стола, т. к. он к нему приварен. Можно, конечно, просто снять сам демпфер с кронштейна, но мне нужен крепежный кронштейн тоже. Поэтому придется немного побороться с родным столом. Но при помощи ручного гравера и такой-то матери все удалось решить без особых проблем.


Разбираем его и отправляем в банку с уайт-спиритом в компанию к остальным деталям тонарма. Кстати, внутри этого демпфера между двумя металлическими дисками находятся 6 шариков, точно таких же, как и в подшипнике вертикальной оси тонарма. Таким образом, их уже стало 18 шт. Не потеряйте!

Итак, после нескольких часов в уайт-спирите все остатки смазочных материалов и прочих загрязнений растворились и исчезли без следа. Достаем детали и промываем их от уайт-спирита в изопропиловом спирте. Особенно следует уделить внимание чашке, по которой катаются шарики. Берем ватную палочку, смачиваем в спирте и тщательно протираем дорожку.

↑ Прикатывание подшипников

После этого готовим рабочую смесь для прикатывания подшипников. Смешиваем смазку ХАДО с автомобильным синтетическим маслом 5W40 в соотношении 1:1. Признаюсь честно, я не знаю для чего это нужно. Возможно, чтобы снизить вязкость смазки ХАДО, или сделать ее более проникающей, или обеспечить более щадящий режим обработки деталей. Это не мое изобретение, так было описано в статье, откуда я почерпнул идеи по ремонту тонарма.
Итак, приготовленная смесь имеет консистенцию сметаны и выглядит вот так:

Закладываем полученную смесь в чашку не жалея, вкладываем шарики.

Далее аккуратно вставляем вертикальную ось, следя за тем, чтобы шарики не выпали.

Нижний конец оси зажимаем в патроне шуруповерта и начинаем прикатывать подшипник. Вперед-назад, на разных оборотах. Надо давать небольшой натяг при этом, но не сильный. Также необходимо стараться центрировать ось, в качестве ориентира я использовал отрезок бамбуковой шпажки

Делать это все очень желательно над белой тканью, высоко не поднимая. Смотрите, чтобы шарики не вылетели.

Время от времени надо протирать и осматривать конус. Когда на нем станет видна ровная гладкая блестящая полоска необходимо остановиться.

Дальнейшее прикатывание может привести к износу конуса.
Остальные подшипники прикатываем аналогичным образом — каждый конус к своему подшипнику. Конус оборачиваем изолентой в 1 слой, зажимаем в шуруповёрте и прикатываем подшипник. В подшипники, естественно, закладываем нашу смазку.

Результат должен быть примерно таким.

Ну и все три конусных винта после прикатывания.

После этих процедур все детали снова тщательно промываем последовательно в уайт-спирите и спирте. Особое внимание следует уделить очистке малых подшипников, они неразборные, а смазка позабивается во все щели и пустоты.
Поэтому тщательно промойте шарики в этих подшипниках, повращайте их зубочисткой, продуйте.

↑ Сборка подвижной части тонарма

После того, как вся смазка будет вымыта, можно приступить к сборке подвижной части тонарма. Первоначально собираем все без смазок, насухую. Чтобы шарики не вывалились из чашки во время сборки можно вставить снизу что-нибудь цилиндрическое подходящего диаметра или немного вставить саму вертикальную ось и затем заложить в образовавшееся пространство шарики

Винты не затягиваем полностью, пока только наживляем, чтобы конструкция не разваливалась. Затем капаем в каждый подшипник по капле часового масла и затягиваем все винты. Сила затягивания винтов и люфты тонарма выставляются по правилу ¼: винты затягивается до появления первых признаков сопротивления вращению, после чего поворачиваются в обратном направлении на ¼ оборота.
Результат получается вот таким

На этом техобслуживание механики можно считать законченным, переходим к доработкам…

↑ Узел регулировки тонарма по высоте

Как известно, штатная конструкция тонарма Unitra подразумевает жесткое крепление его на шасси ЭПУ и не имеет возможность подстройки по высоте. Я же хотел иметь в своем проигрывателе такую возможность, поскольку далеко не всегда при жестком креплении тонарма удается получить требуемый угол VTA.
Готовых решений для такого функционала я найти не смог, поэтому пришлось придумывать все самостоятельно с нуля. Идею конструкции мне подсказало подобное устройство, которое было разработано компанией JELCO для своих тонармов

Называется эта приблуда Jelco Easy VTA и стоит на eBay более $200. Вот так-то…

Итак, для реализации задумки необходимо изготовить несколько дополнительных деталей


Для лучшего эстетического вида (на мой вкус) основание, а также еще некоторые детали, о которых речь пойдет далее, я отдал на гальваническое покрытие в черный цвет. Алюминиевые детали подверглись анодированию, а стальные — химическому оксидированию.
Конструкция собирается следующим образом: к опоре 4 тремя винтами М3 крепится бронзовая втулка 4, к основанию 1 снизу аналогично крепится шток 2. При монтаже штока следует ориентировать его определенным образом — лыску на опорной шайбе следует располагать в направлении отверстия для микролифта. Чтобы все было по фен-шую, шток следует крепить только черными винтами ?. Вот такими:

Выглядеть должно примерно так:

Далее сверху к основанию крепится поворотный узел тонарма:

Собранное таким образом основание вставляется штоком во втулку. На штоке имеется фрезерованный паз, а во втулке — стопорный винт. Данный паз предотвращает осевое проворачивание основания относительно опоры.
Для регулировки высоты, как и в Jelco Easy VTA, я применил микрометрический винт

Его можно купить, хотя это и не самый продаваемый товар, или достать из старого (или нового) микрометра. В итоге собранная конструкция имеет вот такой вид:

↑ Микролифт

Следующий узел, над которым предстоит поработать, — это микролифт. И если непосредственно шток микролифта и втулка останутся без изменений, то устройство толкателя необходимо немного доработать.
Во-первых, после мойки необходимо собрать демпфер. В разобранном виде он выглядит так:

Здесь же на рисунке показана новая деталь (пластина вверху по центру), которую необходимо изготовить. Она будет служить крепежным элементом для толкателя.
Итак, наносим на нижнюю пластину смазку ПМС 60.000, вставляем в центральное отверстие винт и надеваем на него пластиковый диск. В отверстия диска укладываем шарики. На нижнюю поверхность верхнего диска также наносим ПМС 60.000 и надеваем его на винт:


Сверху надеваем на винт рычаг, причем загнутый флажок на рычаге должен попасть в прорезь на нижнем диске:

Далее устанавливаем пластиковую втулку с наружной пружиной, затем внутреннюю пружину и затягиваем гайку на винте. Усилие затягивания определяем по плавности движения демпфера. При натягивании пружины верхний диск должен плавно без рывков возвращаться в исходное положение. Гайку на винте фиксируем каплей краски.
Собираем шток микролифта:

Вначале надеваем на тонкий конец штока стопорную шайбу, затем наносим на шток смазку ПМС 250.000, вставляем шток во втулку, надеваем на толстый конец пружину и вторую стопорную шайбу. Готово!

При монтаже втулки в поворотном узле располагаем ее тонкой частью штока вверх. Надеваем на шток пластиковый наконечник, вставляем втулку в отверстие и фиксируем ее стопорным винтом на такой высоте, чтобы опорная площадка трубки при поднятом штоке располагалась горизонтально.

Далее закрепляем снизу на основании узла вертикальной регулировки крепежную пластину тремя винтами М3, к ней крепим угловой кронштейн и к нему уже сам поворотный демпфер. Выставляем демпфер таким образом, чтобы нажимная лапка демпфера располагалась точно под штоком микролифта.

↑ Собираем трубку

Едем дальше. Первым делом установим на трубку шелл. От штатного шелла я решил отказаться, потому что он очень тяжелый, да и внешний вид его меня совсем не устраивает. В качестве замены у наших китайских друзей был приобретен шелл Technics.

Как видно, он имеет контактные пины и разъем для стандартного байонетного крепления на современные тонармы. В нашем случае такое крепление совершенно ни к чему, поэтому без сожаления удаляем этот элемент


Вытачиваем новый фланец для установки шелла на штатную трубку:

Закрепляем новый фланец в отверстии шелла при помощи двухкомпонентного эпоксидного клея.


Прежде чем собирать трубку имеет смысл взвесить шелл с фланцем и трубку. Это нам понадобится в будущем при определении комплайенса головки и тонарма. В моем случае шелл весит 12,97 г., а трубка — 8,54 г. Кстати родной шелл с фланцем весит 23,24 г., т. е. более, чем на 10 г. тяжелее нового.

Как бы это не казалось странным, но правильно установить шелл на трубку довольно непросто. В этом нам поможет небольшое приспособление. Закрепим шелл жестко к куску ровной фанеры

Теперь вставим трубку во фланец и измерим расстояние от основания до трубки возле фланца при помощи импровизированного калибра (кусочек цилиндрической палочки). Получить требуемый диаметр можно намотав на палочку несколько слоев изоленты.

Очевидно, что для того, чтобы шелл был закреплен на трубке ровно, и плоскость шелла была параллельна плоскости изгиба тонарма, необходимо, чтобы расстояние от базовой плоскости до трубки на другом конце было равно такому расстоянию возле фланца. Поэтому устанавливаем наш калибр на другом конце шелла и затягиваем стопорный винт на фланце.

Теперь шелл установлен на трубке идеально ровно.

↑ Новая проводка тонарма

Следующим этапом сборки необходимо завести в трубку сигнальные провода. По случаю были приобретены новые провода.

Протягиваем провода через трубку.

Для демпфирования трубки нарезаем небольшие кусочки (примерно 5×10 мм) вот такого материала:

Как он точно называется сказать не могу, вроде бы вспененный полиэтилен. Применяется в качестве упаковочного материала. При помощи тонкой палочки неплотно (8-10 кусочков) равномерно по длине заталкиваем их в трубку.

Далее припаиваем земляной провод к хвостовику.

И окончательно собираем трубку.

↑ Кронштейн горизонтальной оси тонарма

Последним этапом следует правильно закрепить трубку в кронштейне горизонтальной оси. Для этого устанавливаем тонарм на ровную поверхность. Я использовал все тот же кусок фанеры. Под трубку ставим какую-нибудь подставку подходящей высоты, на шелл крепим ровную палочку (или что-то подобное)

Затем отпускаем стопорный винт на кронштейне горизонтальной оси и поворачивая трубку добиваемся такого ее положения, при котором расстояние от опорной плоскости до противоположных концов палочки будет равным

Вот теперь трубка установлена абсолютно ровно. Аккуратно затягиваем крепежный винт.

↑ Хвостовик

В штатном исполнении на хвостовике устанавливается только груз противовеса. В моем исполнении на хвостовик еще будут установлены новый узел антискейтинга и статической балансировки тонарма. Конструктивно они выполнены как единый элемент

↑ О расчете компенсатора скатывающей силы

Подробно методика расчета компенсатора скатывающей силы приведена в [2]. Здесь же я приведу только основные моменты.
Экспериментально установлено, что скатывающая сила равна:
для сферической (конической) иглы

для эллиптической иглы

где Gпр — прижимная сила звукоснимателя, г (конечно, силу необходимо выражать в ньютонах, но для упрощения расчетов все действующие силы будем выражать в граммах).
Таким образом, для прижимной силы 2 г

Для определения массы груза воспользуемся уравнением моментов

где Gк — масса груза, г;
Lэф — расстояние от центральной оси до иглы (эффективная длина тонарма), мм;
l — расстояние от центральной оси до точки приложения компенсирующей силы, мм.
Примем l=30 мм, тогда для эллиптической иглы

Принимаем массу груза 2,2 г. и рассчитываем расстояния от оси до точек приложения компенсирующей силы для разных прижимных сил


Учитывая полученные значения, был изготовлен рычаг с насечками с шагом 7,5 мм.
Для использования данного рычага при применении головки с конической иглой можно воспользоваться грузом с массой 1,47 г. В таком случае требуемая компенсирующая сила будет обеспечена для различных прижимных сил в тех же точках.

Таким образом, при монтаже нового узла антискейтинга необходимо обеспечить расстояние от вертикальной оси до первой засечки равным 15 мм. Устанавливаем узел на хвостовик, поворачиваем его таким образом, чтобы воображаемые оси рычага и вертикальной оси тонарма лежали в одной плоскости и затягиваем стопорный винт.

Последним этапом вкручиваем в боковое отверстие (справа, если смотреть в торец хвостовика сзади тонарма) рычаг статической балансировки.

Тонарм практически готов!

↑ Заключение

Остались еще некоторые мелкие доработки, которые необходимо будет выполнить по месту на этапе монтажа тонарма в корпус:
• удлинить шток микролифта;
• определить достаточно ли регулировки по высоте и, при необходимости, доработать опору узла регулировки высоты;
• изготовить опорный рычаг для лески грузика антискейтинга;
• определить эффективность узла статической балансировки;
• проработать конструкцию узла автостопа.
Все это будет выполнено при дальнейшей сборке проигрывателя, а на этом пока всё.

Спасибо за внимание! Продолжение следует.

↑ Файлы

🎁chertezhi.zip  592.47 Kb ⇣ 57

↑ Источники

1. Аполлонова Л.П., Шумова Н. Д. Механическая звукозапись.
2. Черкунов В. К. Конструирование любительских проигрывателей.
3. Кононович Л.М., Ковалгин Ю. А. Стереофоническое воспроизведение звука.
4. Камрад 314n мучает свой тонарм Unitra G602.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации