Статью, конечно, разместить можно, только она на трех страницах, не знаю как получится. Надеюсь Вы оцените ее как просветительскую, а не как рекламную.
Статья « Чтобы не сесть на ежа»
или
« О негативных последствиях натяжки струн теннисных
ракеток на станках с 4-х лучевым поворотным столом»
Эволюция теннисных ракеток за последние десятилетия способствовало и эволюции натяжных устройств от скалок до электронных натяжных машин. Поэтому современный теннисный рынок заполнен разнообразными натяжными устройствами, на которых Вам предложат натянуть струны ракетки.
К сожалению, конструктивные схемы некоторых натяжных станков неприемлемы с точки зрения сохранения прочности обода ракетки, т.е. приводят к его разрушению, о чем свидетельствуют не только исследования автора, но и вопросы отчаяния родителей и тренеров, задаваемые на теннисных форумах: « За последние полгода меняем второй комплект ракеток «Babolat» из-за возникающих трещин в характерных местах обода. Тянем у двух стрингеров. Кто виноват: стрингер - натяжной станок – ракетка – игрок? Но наш сын ракетки не бросает, мы присутствуем на всех его тренировках…».
Кто-то рекомендует покупать ракетки покрепче. Но известные фирмы-производители выпускают легкие ракетки вовсе не для того, чтобы они быстро ломались, предполагая, что их будут тянуть толковые стрингеры. Стрингеры? Некоторые из них и сами не знают о разрушающем воздействии на обод ракетки используемых ими натяжных станков, а некоторые, если и замечают это, то уподобляются одному известному радио в анекдоте, которое на вопрос « Можно ли сесть голым задом на ежа?» отвечало: « Можно! Если зад чужой…».
Так что необходимо знать с точки зрения сохранения прочности обода, чтобы не сесть на ежа, отдавая стрингеру любимую ракетку или покупая натяжной станок?
Не будем нисходить до рассмотрения поворотного стола с двумя или четырьмя опорами – треск обода ракетки, раздающийся во время натяжки струн на таких устройствах, говорит сам за себя.
Тем более, что современное требование к креплению обода ракетки на поворотном столе, которое предъявляют фирмы–производители ракеток, известно и на первый взгляд простое: наличие 6-ти точек опоры обода (два продольных изнутри обода и 4 упора снаружи обода), при этом каждая опора независима, т.е. в процессе натяжки при воздействии нагрузки между ними отсутствуют кинематические связи. Что же предлагает потребителю ряд производителей?
Рассмотрим схему (рис.1) шести опорного поворотного стола некоторых производителей натяжных станков, представляющую собой ротор с 4-мя лучами: двумя продольными, каждый со своим упором А, и двумя поперечными, на каждом из которых расположена подвижная платформа с двумя упорами B и D, каждый из которых прижимает обод к платформе. Производители рекламируют высокую жесткость крепления обода. Действительно, к платформе обод прижимается жестко. А вот сама платформа …
Рис. 1.
Попробуем превзойти в жесткости крепления обода изготовителей таких натяжных станков, воспользовавшись их же схемой поворотного стола, а затем узнаем цену этой жесткости. Приложим к ободу ракетки два стальных стержня, привяжем их к ободу стальной арматурой и забетонируем (рис.2). Вот это жесткость! Я бы даже сказал жестокость, но чего не сделаешь ради эксперимента. Упоры на продольных лучах работают вдоль лучей, поэтому последние обозначим жесткими. А забетонированные фрагменты подвесим к ротору на … велосипедных спицах. Закрепим ось ротора на столе и потянем за рукоятку ракетки, имитируя процесс натяжки струн.
Рис. 2.
Не трудно сообразить, в каких местах будет происходить разрушительная циклическая деформация обода – в точках А, B и D. Да, именно в тех характерных точках разрушения ободьев, на которые указывают в своих вопросах отчаявшиеся тренеры и родители (точки А и B). Так чего же стоит эта сверх жесткость крепления обода? Ровным счетом – ничего!
Резонен вопрос: «Каковы основания для подвешивания забетонированных фрагментов к ротору на велосипедных спицах?». Даже не сведущий в инженерных науках человек в качестве такого основания отметит явную гибкость поперечных лучей поворотного стола. И будет прав, частично. А более полный ответ на поставленный вопрос звучал бы так: гибкость поперечных лучей и конструктивный зазор в месте сопряжения подвижной платформы и луча придают платформе с двумя упорами эффект балансира (рис.3).
Рис. 3.
Напомню: балансир – это рычажная система с одной точкой опоры (С) и расположенными по обе стороны от нее двумя точками подвеса (для нашего случая двумя точками упоров B и D). Особенностью балансира является то, что одна точка упора D лишь тогда является упором, когда и вторая точка упора B во что-то уперта, т.е. в рассматриваемой схеме два упора B и D являются кинематически зависимыми (зависимая подвеска ракетки). В процессе натяжки, например, продольных струн создается первичная деформация обода: дуга обода L1 отходит от упора B, а дуга обода L2 давит на упор D и смещает его, платформа-балансир поворачивается до соприкосновения упора B с дугой L1. Таким образом, упоры D раскрываются и не сдерживают деформацию обода, то есть не работают, а платформы-балансиры со своими упорами лишь копируют деформированный обод. Деформацию обода в этой схеме ограничивает лишь продольный упор А, в районе которого и возникает разрушительный изгиб. Разрушительный цикл многократно повторяется (и при натяжке поперечных струн), почти сорок раз за время одной натяжки или 400 – 1000 раз в месяц с ракетками спортсменов-профессионалов. У легких ракеток трещины появляются через 1,5 – 2 месяца после начала эксплуатации.
Какова же действительная роль прижимов? В действительности упоры в виде прижимов на подвижных платформах служат для исключения консольной заделки поперечных лучей: с одной стороны поперечные лучи закреплены в роторе, а с другой посредством подвижных платформ и прижимов прикреплены к ободу ракетки, который в свою очередь зафиксирован двумя продольными упорами. Это необходимо для применяемого зажима струн, который упирается в поперечный луч. Попробуйте воспользоваться зажимом струн без крепления прижимов подвижной платформы к ободу ракетки: поперечный луч будет значительно деформирован вплоть до поломки. Ясно, что не упоры платформы удерживают обод ракетки, а обод в меру своей жесткости фиксирует упоры платформы на поворотном столе.
Таким образом, создается иллюзия 6-ти опорного крепления обода ракетки, а практически оно является деструктивным 2-х опорным.
Владельцам ракеток покрепче обольщаться не стоит: видимые трещины пока отсутствуют, однако, по мере накопления разрушительных циклов происходит ухудшение упругих характеристик обода. И когда ваш спортсмен досадно кричит на корте: «Я не чувствую ракетку!...», добавьте к возможным причинам, как то: «не доспал – переспал», «не доел – переел», «не догулял – перегулял», … еще одну: регулярное использование натяжного станка с 4-х лучевым поворотным столом возможно уже привело к потере упругих характеристик обода. Вам нужна еще одна головная боль?!
Удачи вам на корте!
Шамайко В.Н., к.т.н.
