Если вы откроете книгу Карла Ротхаммеля «Антенны» выпуска 1998 г. на стр. 601, п. 1-3, то прочтете, что «на мягких кровлях устанавливать антенное хозяйство недопустимо» ввиду легкости повреждения кровли. Смею с этим не согласиться, т.к. уже более 15 лет назад успешно преодолел этот запрет в ЖЭКе, и до сих пор никаких проблем с крышей и ее ремонтом не возникало. Думаю, мой опыт кое-кому может пригодиться.
Когда я решил заняться УКВ-спортом, встал вопрос: куда ставить антенны 2 м и 70 см. Они должны быть вращающимися, значит, нужна мачта. Пошел в свой ЖЭК за разрешением на установку мачты на крышу. Дом пятиэтажный, имеющий мягкую кровлю, т.е. толевое покрытие. Инженер ЖЭКа мне объяснил, что на такой кровле нельзя забивать, сверлить, т.е. никаких механических повреждений совершенно не допускается. И добавил, что, в случае повреждения кровли, мачта моя будет немедленно сброшена на землю. Я обещал, что постараюсь не выходить за рамки этих требований.
Дома стал прикидывать, какой должна быть мачта? Выходило, что она должна свободно стоять на широких опорах. Материала под рукой не было, пришлось думать и об экономной конструкции. На бумаге выходило так: мачта должна быть трехгранной, стоящей на опоре в форме равностороннего треугольника; быть крепкой и легкой конструкцией, которую мог бы поднять и смонтировать даже один человек. Стал осматривать свалки и подбирать подходящие железки. Для опоры подобрал три швеллера N8 (80 мм — широкая сторона) от строительных лесов, длиной по 3 м. Концы швеллеров соединил треугольными косынками размером 505×395 мм (толщиной 4 мм). Одну сторону косынок (две штуки на одном конце каждого швеллера), приварил, а другую прикрепил к другому швеллеру тремя болтами М10. Получилась жесткая опорная конструкция с тремя широкими опорами (рис.1).
В середине каждого швеллера на широкой стороне, внутри треугольника, приварил куски такого же швеллера длиной 100 мм с отверстиями даметром 21 мм. В эти отверстия вставляются опорные болты мачты с проушинами М20х200 мм с двумя гайками. Этими болтами при небольшом скате крыши можно всегда выставить несущую поворотную трубу мачты строго вертикально.
Сама трехгранная мачта (рис.2) сварена из простых водопроводных труб диаметром 27…28 мм и длиной около 4 м, длиннее труб я не нашел. Отступая 200 мм от нижних концов труб, сварен первый ярус (треугольник), и отступая от верхних концов труб мачты 750 мм, сварен второй ярус. Между ними сварен посредине еще один ярус, всего — 3. Для жесткости конструкции мачты и удобства сварочных работ, в каждом углу каждого треугольного яруса я вставил и хорошо проварил треугольные обрезки листового металла (толщиной 5…8 мм), собранные под гильотинными ножницами. Такого добра там всегда много. Для большей жесткости между ярусами я поставил трубчатые раскосы из труб диаметром 18 мм. Получилась очень жесткая и легкая конструкция.
Теперь о поворотном узле.
Поворотная труба для крепления на ней антенны у меня имеет диаметр 46 мм и длину 2,5 м. На верхнем конце трубы сделаны два стопора М10 для крепления антенны на 70 см. На расстоянии 50 мм в нижний конец поворотной трубы (внутрь) вставлен отрезок длиной 1 м. Это наиболее нагруженная на изгиб при сильных ветрах часть трубы. Вращается поворотная труба в двух скользящих подшипниках, выточенных на станке. Наружная обойма приварена (не сплошным швом — поведет!) к опорному треугольному листу толщиной 4…5 мм, а внутренняя обойма подшипника крепится двумя стопорными винтами М8 с контргайками на вращающейся трубе.
Чтобы не было «задиров» при вращении (однородный металл) в этом узле, и чтобы обеспечить легкость вращения, между обоймами вставлена полоска медной фольги толщиной 0,5 мм в виде кольца. А чтобы кольцо это не выпадало, оно вверху имеет «юбочку» в виде ромашки. Собранный подшипник должен быть хорошо смазан, легко вращаться и не иметь люфта. Обязателен (у меня он совмещен с верхним скользящим подшипником) радиальный упорный шариковый подшипник. Без него добиться легкости вращения при смонтированных антеннах невозможно. Сюда подойдет любой пригодный по диаметру подшипник.
Верхний опорный лист с подшипниками — равносторонний треугольник со стороной 330 мм — крепится на трех шпильках с резьбой М14х150 мм. Они введены в верхние концы труб и выступают на 60 мм. Приваривать шпильки к трубам можно только через боковые отверстия в трубке (2 шт), а не по торцу трубы. При сварке можно «подрезать» шпильку, и поломка при сильном ветре неизбежна. Верхняя опорная плита с подшипниками крепится на шпильках с помощью 6 гаек — трех снизу и трех сверху.
Чтобы зажим плиты между гайками был плотным, качественным, все концы у плиты нужно немного отогнуть вверх. Нижняя опорная плита тоже треугольная, с размером стороны около 400 мм. Чтобы плиту можно было поставить внутрь верхнего яруса на три шпильки, концы ее обрезают до 360 мм по стороне. В углах верхнего яруса на треугольных отрезках приварены вертикально три болта М14х100 мм. С помощью 6 гаек на этих болтах закрепляется и вторая плита с подшипником. Вот такая несколько необычная конструкция скользящих подшипников с гибкой регулировкой легкости вращения позволила точно и мягко отрегулировать вертикальное вращение поворотной трубы. Но повторю — при наличии радиального упорного шарикового подшипника. Использовать шариковые подшипники вместо скользящих считаю совершенно не обязательным ввиду сложности изготовления их корпусов.
К нижней опорной плите у меня крепится и механизм поворота. Использую исполнительный механизм ПР-1м (ДР-1м). Он крепится к пластине 220×300 мм; для жесткости по краям приварены пластины (полоски). От атмосферных осадков редуктор закрыт кожухом, спаянным из жести и покрашенным. Сам исполнительный механизм несколько переделан. Концевые выключатели доработаны, и позволяют поворачиваться выходному валу почти на 360°.
Заводской указатель поворота выходного вала демонтирован. На выходной вал внутри редуктора одета шестерня, а на боковой стенке внутри на кронштейне поставлен проволочный переменный резистор. Для резистора подобрана шестерня, поворачивающая его градусов на 200…210. Для аварийной ситуации (отказал концевик), шестерню резистора лучше подобрать с муфтой скольжения. Такие шестерни часто бывают на приборах. Индикатор с батарейкой является простейшим указателем поворота антенны. Вращение от редуктора передается через фланцы с двумя пальцами.
Еще о механизме ПР.
Редуктор состоит из набора цилиндрических шестерен, и с небольшим усилием выходной вал можно повернуть руками. При установке ПР на мачте есть опасность поворота антенны сильным ветром и обрыва ВЧ-кабеля. Чтобы этого избежать, я поставил простейший стопор поворотной трубы. За фланцем гибкой муфты поворотной трубы поставил на шпонке шестерню диаметром примерно 100 мм. В зубья этой шестерни входит клин, управляемый электромагнитом на 220 В. В обесточенном положении клин входит между зубьями шестерни под действием двух пружин и стопорит поворотный вал. Так как электромагнит включается параллельно ПР-1м, то, при включении электродвигателя на поворот, электромагнит, обладающий большим быстродействием, успевает выйти из зацепления. Вся конструкция получилась разборной: три опорных швеллера, сама мачта, поворотная труба с опорными плитами и редуктор ПР с кабелем. На крыше на выбранном месте собрал опорную раму (равносторонний треугольник). Под опорные треугольные лапы подложил куски толстой транспортерной ленты. Дальнейшая эксплуатация мачты показала необходимость этих подкладок. В летний зной, когда крыша разогрета и более всего уязвима, они не дают опорам под собственным весом мачты «уйти» в толь, т.е. нарушить его целостность. Мачта двумя своими концами ложится на два опорных болта с проушинами — вставляется по болту с гайками. Для практических работ, если придется класть мачту на крышу вместе с антеннами, у верхнего яруса на двух петлях смонтирована откидная V-образная стойка (рис.3).
В таком положении — на двух опорных болтах и стойке — на мачте устанавливается поворотная труба с опорными пластинами. Вращая гайки на каждой опорной пластине, добиваемся плавного вращения поворотной трубы. Осевое перемещение трубы в одну сторону (вниз) ограничено опорным подшипником, а в другую — двумя стопорными кольцами на каждом скользящем подшипнике со стопорами М6х2 шт. Монтируется редуктор и антенна на 2 м — в вертикальной плоскости, чтобы не погнуть элементы. Проверив все, можно поднимать мачту. Гайками опорных болтов мачты выставляем вертикально, по отвесу, поворотную трубу. От верхней опорной пластины к карнизу крыши нужно протянуть провод, и к нему привязать силовой и ВЧ-кабели — ветер их не оборвет. После установки антенну на 2 м можно перевести в горизонтальное положение.
Что еще можно добавить, после многих лет эксплуатации мачты?
Все гайки и болты перед заворачиванием надо обильно смазать солидол-графитовой смазкой. Графит можно натереть из щетки электродвигателя драчевым напильником. Солидол летом вытекает — графит в резьбе остается. Это позволяет в любое время года отвернуть болты и гайки.
Опорную раму на крыше нужно ставить так, чтобы опрокидывающий момент мачты приходился на одну из вершин. Так мачта наиболее устойчива.
Для подстраховки, особенно при длинных траверсах антенн, я на каждый угол опорной рамы поставил по 6 силикатных кирпичей на растворе. Получилось что-то вроде тумбы- противовеса, устойчивость повысилась.
Во время ремонта крыши (у меня их было два) мачта в сборе переносится в сторону (немножко тяжеловата). Конечно, снимаются все тумбы-противовесы. Для этого «маневра» кабели нужно вытащить на крышу.
Вся конструкция была сделана «на глазок», но успешная эксплуатация показала ее надежность и жизнеспособность.
RA6EAG