יום חמישי, 28 באוקטובר 2010

מכונת מצור לשעות הפנאי


קחו מאה מהנדסים יצירתיים, תנו להם תקציב נדיב לרכישת ציוד ושלושה ימים במקום מנותק משאר העולם, ותנו להם יד חופשית לעשות מה שהם רוצים.

ואני, כפי שהבטחתי, בניתי טרֶבּוּשֶׁה.
הסיפור המלא בהמשך..............


(זה אני בסרטון):
   
שלושה ימים מחוץ לבית, בנחשולים, בחום כבד ותחת התקפות יתושים בנינו את הטרבושה.
אני תכננתי, אבל את רוב העבודה ביצע הצוות המוכשר שהצטרף אלי.
עדכון - קרדיט לסרטון ולחלק מהתמונות המופיעות כאן מגיע למלי מרטון המוכשרת, הצלע הלוגיסטית של הצוות שלנו (נראה אתכם גורמים לכבל מאריך 40 מטר להתגשם משום מקום בדיוק כשצריך).

אזהרה - מכאן זה הולך להיות קצת טכני.

התכנון התבסס על ציור שהכנתי עם מידות שחישבתי. את חישובי הטווח האפקטיבי והמידות הרצויות בשביל להשיג אותו זנחתי בשלב מוקדם. קראתי כמה מאמרים מקצועיים שמצאתי, וניסיתי אפילו לפתח את המתימטיקה בעצמי, אבל כשזה הגיע למשוואות דיפרנציאליות חלקיות ולא-לינאריות החלטתי שזה לא שווה את המאמץ כי ממילא נאלץ לאלתר בשטח, כפי שבאמת קרה.

מה שכן עשיתי מראש, היה לבנות מודל זעיר ממקלות ארטיק, לפי הוראות מהאתר הזה.
לא נצמדתי לגמרי להוראות והשתמשתי במה שהיה לי בבית. החוטים הם חוט דנטלי, למשל.
הטרבושה הננסי הזה מסוגל להעיף אבני דומינו למרחק של מטר, אבל הוא סובל מכמה בעיות שהרווחתי מהגילוי שלהן לפני העבודה על המודל הגדול.

ראשית, כדי שהתנועה של הזרוע תהיה מלאה, אסור שהמשקולת תגיע לרצפה.
שנית, המשטח שעליו מחליק הקלע לפני שהוא מתרומם באויר צריך להיות חלק ונטול מכשולים (פיסת העיתון שבתמונה היתה מונחת מתחת לזרוע בזמן ההפעלה.
שלישית, הקלע שלי היה אבן דומינו כי כדור היה מתגלגל מתוך כף הקלע לפני שהזרוע היתה מתרוממת. צריך ללמוד להכין קלע כמו שצריך.

נחזור למחנה. 
תוך שעות מעטות היה לנו מבנה עומד עם ציר וזרוע הנפה. הוספנו לזרוע חיזוקים באזור הציר ובאזור שעליו נתלה את המשקולות.
בשלב הזה היו לנו כבר שני מקדחי עץ שבורים. האיפאה (העץ החום) לא נכנע בקלות.
עיבוי הקורה בצד שיחזיק את המשקולות
רגע על בטיחות:
טרבושה זו מכונה מסוכנת מאד. כאשר היא דרוכה היא עוצרת אנרגיה אדירה שעלולה לפצוע קשה אם היא משתחררת באופן לא מבוקר. כדי למנוע תאונות הגדרתי שני כללים:

1. מנגנון נעילה/שחרור שיאפשר הפעלה ממרחק בטוח.
2. הדריכה תתבצע ע"י הטענת המשקולות לפני כל ירי (כאשר הזרוע נעולה), ולא ע"י משיכת הזרוע כפי שהיה נהוג במכונות העתיקות.

מנגנון השחרור: התכנון המקורי שלי
מנגנון השחרור דרש אילתור קל מעבר לתכנון המקורי - היה צורך בשתי טבעות קבועות (כשהטבעת שעל הזרוע תהיה בינהן) כדי שפין השחרור לא יחליק כשהקורה תחת עומס.




ה"אצבע" בקצה זרוע ההנפה נועדה כדי לשחרר את הקלע. בפועל תקענו בקצה מסמר וקטמנו את ראשו.


מנגנון השחרור בפועל
בינתיים מצאתי גם מישהו שיודע איך להכין קלע טוב (יש אנשים שלמדו משהו מועיל משירות צבאי בשטחים).

זיהינו בעיה ביציבות של המבנה - התומכות של הציר התנדנדו יותר מדי לצדדים כי לא ניתן לחזק אותן ע"י קורת תמיכה בצד הפנימי (שם הזרוע אמורה לנוע), ורצינו להימנע מהתקנת קורות תמיכה חיצוניות. הפתרון שנמצא היה פשוט למדי - דחיקת התומכות זו אל זו כך שהן תתהדקנה על גבי הציר וכך תנועתן תמנע (קיבענו אותן במצב זה באמצעות קדח בציר שמסמר מושחל דרכו).

הקורות שמחזיקות את הציר מוצבות באלכסון כדי למנוע מהן חופש תנועה
בבוקר למחרת העברנו את המבנה למטווח למדשאה. קיבענו אותו ללוח סנדוויץ' והוספנו יריעת שעוונית דקה (או משהו דומה) כמסלול עבור הקלע. כל מה שנותר הוא להכין את הטרבושה לירי נסיון.

הקלע קשור בצד אחד לבורג שעל הזרוע (הבורג שנועד למנגנון הנעילה), וצידו השני לולאה (תכננתי להשתמש בטבעת של מחזיק מפתחות אבל לולאת תלייה הספיקה). הקליע הוא כדור טניס מהסוג הזול ביותר.

חבל השחרור מושחל דרך קדח בקורה הצידית כדי שהשחרור יהיה במשיכה פשוטה ועם מינימום חיכוך. החבל רפוי כדי שאפשר יהיה לתלות את המשקולות בבטחה.


את המשקולות השאלתי מהמסגריה שבמקום עבודתי. כל משקולת כזו שוקלת 20 קילוגרם. אנחנו תולים שתי משקולות משני הצדדים באותו זמן כדי שהזרוע תישאר מאוזנת (אחרת המשקולות עלולות להחליק ממנה).
כדי למנוע את בעיית החלקת המשקולות מהמוט בזמן הירי רצינו לרתך דיסקיות (שייבות) בצדדים, אבל היתה בעיה עם הרתכת. ניסינו אזיקונים ושיפצורים אחרים שלא ממש האמנו בהם, אבל בסוף פשוט קשרנו אותן זו לזו עם מיתר פשוט. המיתר הרי לא צריך לשאת את המשקל שלהן, אלא רק למנוע מהן להתרחק מהמרכז.

הדבר האחרון שנותר לפני הפעלת המכונה הוא לשכנע את הגולדן-רטריבר המקומי לרדוף אחרי הכדור לאחר הירי ולהחזיר אותו.


לפני שמשכתי את החבל הסתכלתי על הקורה כדי להרגיש אם היא הולכת להחזיק מעמד בעומס שמופעל עליה, והאלסטיות שלה ניכרה - היא בהחלט היתה קמורה מעט בין הציר לבין מנגנון השחרור.

הירי הראשון היה מושלם! מעבר לציפיות שלנו. הכדור נחת במרחק של כמה עשרות מטרים, וכמה שניות אחר כך החל להילעס ע"י כלב שבוודאות היה גולדן, ובאותה וודאות לא היה רטריבר. לא נורא, היו עוד כמעט 20 כדורים.
לרוע המזל פישלנו עם הצילום של הירי הראשון.

הירי השני היה פחות מוצלח, ובנוסף החל להתפרק החיזוק של הזרוע בקצה של המשקולות.

שמנו לב שבזמן התנועה של הזרוע, המשקולות בשיא המהירות שלהן כאשר הזרוע במצב אנכי, והן מושכות אותה לאורכה, ולא בניצב לה כמו כאשר הזרוע דרוכה. לכן שיא המאמץ מופעל דוקא  בכיוון סיבי העץ, ולכן הכשל. לכן טוב שהזמנו מראש גם קורות זהות של עץ בוק, שהוא צפוף וקשה יותר (וגם כבד יותר ולכן העדפנו לא להשתמש בו קודם).


החלפנו את החתיכה הפגומה (טוב שהחלטנו מראש לא לקדוח בזרוע עצמה, אחרת אולי היה צריך להחליף את כולה).


סיימנו את ההחלפה והזמנו את כולם לתצוגת תכלית, שאת רגע השיא שלה ראיתם בתחילת הפוסט.

(למעשה במשיכה הראשונה מול כולם הפין נתקע - חתכתי את הקטע הזה - ראיתי שפין השחרור החל להתעוות תחת העומס, אבל משיכה הגונה הצליחה לחלץ אותו ולבצע ירי לתפארת.)
את פין השחרור תיקנו ע"י הפיכת השרוול שלו. פתרון אלגנטי ובה בעת מתוחכם. מגניב מאד.

הטרבושה ביצע עוד שתי יריות. האחת לא ממש מוצלחת - הכדור קיפץ לכיוון ההפוך - והשניה היתה עם משקל-נגד של 80 קילוגרם (4 משקולות), אבל לא היה שינוי מובהק בטווח. לדעתי זה נבע מזוית השחרור של הקלע שהיתה שטוחה מדי מההתחלה. אפשר היה לשפר זאת ע"י כיול של זוית המסמר שבקצה הזרוע, או אפילו קיצור שלו, אבל בשלב הזה היו לנו כבר בעיות אחרות.

הטרבושה בזמן הירי עם 80 ק"ג מאחור.
הציר התעקם בצורה מפחידה, והזרוע לא הגיעה כבר לנעילה. אפשר היה עקרונית להחליף את הציר בצינור אחר שהבאנו איתנו, אבל זה היה דורש הרחבה של החורים (שמשמעו כנראה פירוק כללי של המבנה). עם זאת, מאחר ואת תצוגת התכלית שלנו כבר עברנו, החלטנו לנטוש בשיא ולהשאיר את הטרבושה שלנו כמו שהיא, ולתצוגה בלבד. בסך הכל המטרה הושגה. 

לפני שעזבנו, ביקש ממני בעל המקום לשמור את הטרבושה בשביל המוזיאון של הקיבוץ, שבין מוצגיו ישנן אבנים ששימשו כקליעים של קטפולטות. אני מקווה שישגיחו עליה היטב.
הטרבושה היא מכונה אלגנטית בתנועתה, מורכבת בפרטיה ולמרות זאת פשוטה מבחינת עיקרון הפעולה שלה. הייתי שמח מאד להזדמנות נוספת לתכנן ולבנות אחת נוספת, שתהיה כמובן הרבה יותר טובה.

7 תגובות:

  1. תודה רבה! זו באמת היתה חוויה מגניבה ביותר.

    השבמחק
  2. נחמד. ראיתי אותה בפעולה..כעת אתם צריכים לבנות כלים גדולים יותר..

    השבמחק
  3. תודה, זה בדיוק מה שאני אמרתי כשסיימנו את המחנה. אבל נשאיר את זה לשנה הבאה (אלא אם יהיה רעיון משוגע אחר).
    אגב, לאו דוקא גדול יותר, אלא משוכלל יותר. ראה דוגמאות בסוף הפוסט הזה: http://nicecriticalmass.blogspot.com/2010/08/blog-post_12.html

    השבמחק
  4. מגניב ביותר, אבל לא הצלחתי להבין באיזה מסגרת נעשה כל הדבר הזה...

    השבמחק
  5. מחנה חדשנות של מקום העבודה שלי.
    בדיוק כמו כינרנט או מחנט.

    השבמחק
  6. איזה גאון! כבשתם את חדר האוכל?

    השבמחק