Расчет и изготовление воздушного винта. Как сделать пропеллер в домашних условиях Как сделать пропеллер из дерева
Наверняка многим известна такая игрушка как летающий пропеллер. Она представляет собой винт, который закреплен на оси. Для запуска такого винта его ось зажималась в ладошках, и затем параллельным движением ладоней винт раскручивался и взлетал. У более продвинутых винтов был специальный пусковой механизм, в котором для раскручивания винта нужно дергать за веревочку. В этой статье будет рассмотрен пример пускового устройства, в котором используется электродвигатель. Такая самоделка не только будет интересна ребенку, но и откроет для него чудеса мира самоделок.
Материалы и инструменты для изготовления:
- моторчик на 3В (можно найти в игрушках электробритвах и пр.);
- кнопка;
- провода;
- источник питания (две пальчиковых батарейки);
- держатель для батареек;
- винт и ось для него (если собирать пропеллер вручную);
- дрель;
- паяльник с припоем;
- ножницы;
- муфта из ПВХ;
- редуктор ПВХ;
- шариковая ручка;
- изолента;
- горячий клей и другое.
Процесс изготовления самоделки:
Шаг первый. Установка двигателя
Сборка самоделки начинается с установки двигателя. Его нужно поместить в ПВХ редуктор и закрепить там горячим клеем. При этом нужно быть осторожным и не допустить того, чтобы клей попал на вал или внутрь двигателя. Клей наносится по периметру, как можно увидеть не фото. После установки двигателя на верхнюю часть приклеивается шайба, она не влияет на конструктивные свойства устройства, а просто придает ему более приятный внешний вид. Провода двигателя должны выходить с обратной стороны трубы и быть достаточной длины для их подключения.
Шаг второй. Устанавливаем кнопку
В муфте ПВХ нужно просверлить отверстие под кнопку. Оно должно быть немного больше диаметра кнопки. Кнопка должна быть размещена таким образом, чтобы она не мешала установке редуктора в трубу. Кнопка крепится с помощью гайки, которая на ней присутствует. Если гайки нет, кнопку можно приклеить горячим клеем.
После этого можно устанавливать редуктор в муфту. Вполне возможно, редуктор будет туго заходить в муфту и понадобится сделать несколько легких ударов молотком. Важно при этом не попасть по валу двигателя.
Шаг третий. Спаиваем цепь
Теперь понадобится паяльник. Нужно соединить провод от двигателя или переключателя с батареей. Здесь важно не перепутать полярность, иначе моторчик будет раскручивать винт в другую сторону, он попросту не взлетит. Кнопка устанавливается на разрыв между батареей и контактом моторчика. Впрочем, без паяльника можно и обойтись, провода достаточно скрутить. Впоследствии провода в местах подключения нужно хорошо заизолировать.
Шаг четвертый. Собираем корпус устройства
Для установки батарейного блока используется переходник, его можно сделать также из куска ПВХ трубы или другой детали. Держатель с батарейками устанавливается в трубу, а затем эта труба крепится к муфте с помощью широкого скотча. В будущем для замены батареек будет достаточно просто отмотать скотч.
Шаг пятый. Изготавливаем вал для передачи крутящего момента винту
Для того чтобы подключать пропеллер к устройству, понадобится сделать специальный переходник. Автор делает его из наконечника шариковой ручки. Он надевается острым концом на вал двигателя и затем внутрь его наливается горячий клей. Самое важное при этом, чтобы наконечник находился точно по центру вала моторчика. В противном случае будут образовываться вибрации, а это будет мешать раскрутить винт до нужных оборотов, и будет приводить к быстрому разряду батареи.
Шаг шестой. Делаем ось винта
Ось винта изготавливается из куска пластиковой соломинки. Нужно просто отрезать кусок нужной длины и затем прикрепить ее к пропеллеру с помощью горячего клея. Здесь также очень важно, чтобы соломинка находилась по центру винта.
Шаг седьмой. Испытания самоделки
Чтобы запустить пропеллер, нужно выполнить несколько действий. Сперва пропеллер нужно установить на вал двигателя, в нашем случае это колпачок от ручки. Затем нужно взять линейку или прочий подобный предмет и немного прижать винт к устройству. После этого можно нажимать на кнопку и ждать момента, пока винт раскрутится до максимальных оборотов. Затем, как только линейка будет отведена в сторону, винт сразу же взлетит вверх. Таким образом, можно запускать винт не только вверх, но и вбок. Также можно запустить его на столе вверх ногами, чтобы он крутился как волчок.
Найдите конструктивный шаблон. Постарайтесь найти подходящий конструктивный шаблон для пропеллера. Важно знать мощность двигателя, диаметр пропеллера и частоту вращения, чтобы подобрать чертежи и шаблоны деревянного пропеллера для таких технических условий. Найдите шаблон в интернете или возьмите специальную книгу в библиотеке. В некоторых книгах есть чертежи образцов, что вполне сгодится.
Определите количество лопастей. Чаще всего пропеллер имеет две, три или четыре лопасти. На крупных воздушных судах могут использовать пропеллеры с еще большим количеством лопастей. Чем мощнее приводной двигатель, тем больше нужно лопастей для равномерного распределения мощности. Хотя при большом желании вы можете сделать пропеллер на три или четыре лопасти, все же, если это первый подобный опыт, лучше начинать с простого пропеллера на две лопасти. Чем больше лопастей, тем выше стоимость, масса готового изделия и временные затраты.
Определите длину лопастей. Как и в случае с количеством, увеличение длины лопасти позволяет использовать более мощный двигатель. Также обратите внимание, что максимальная длина лопасти всегда ограничена расстоянием до земли. Измерьте расстояние от носа самолета до поверхности, чтобы иметь представление об ограничениях.
Аэродинамический профиль. Лопасть пропеллера утолщается возле ступицы вала двигателя под большим углом наклона, тогда как кончик лопасти всегда тонкий с небольшим углом наклона. Определите ширину лопасти и угол атаки. Лопасти пропеллера крепятся к ступице под углом аналогично резьбе на винтах и шурупах.
Правильный изгиб лопастей пропеллера. Лопасть воздушного винта напоминает изогнутое крыло. Благодаря изгибу пропеллер эффективнее проталкивает воздух или воду. Концы лопастей всегда движутся намного быстрее, чем ступица на валу. Лопастям необходимо придать изгиб, чтобы винт сохранял одинаковый угол атаки по всей длине лопасти. Используйте специальный калькулятор , чтобы рассчитать необходимый наклон.
Выберите материал для лопастей. Чем надежнее сделан деревянный пропеллер, тем лучше он справляется с вибрациями воздушного судна, Используйте прочную, но легкую древесину вроде клена или березы. При выборе древесины обращайте внимание на текстуру волокон. Прямые и равномерно распределенные волокна позволят сбалансировать пропеллер.
- Используйте 6–8 досок толщиной от 2 до 2,5 сантиметров и длиной около 2 метров. Запасные доски также не помешают. Чем больше слоев, тем прочнее будет пропеллер, даже если каждый слой будет очень тонким. Для экономии времени можно обратиться к поставщикам материалов, которые производят многослойную фанеру.
Статья из журнала Моделист-Конструктор №1 за 1974 год.
Scan: Петрович.
Аэросани, аэроглиссеры, всевозможные аппараты на воздушной подушке, акранопланы, микросамолеты и микроавтожиры, различные вентиляторные установки и другие машины не могут действовать без воздушного винта (пропеллера).
Поэтому каждый энтузиаст технического творчества, задумавший построить одну из перечисленных машин, должен научиться изготовлять хорошие воздушные винты. А поскольку в любительских условиях их проще всего делать из дерева, речь пойдет только о деревянных пропеллерах.
Однако следует учесть, что по деревянному (если он окажется удачным) можно изготовить совершенно аналогичные винты из стеклопластика (методом формования в матрицу) или металла (отливкой).
Наибольшее распространение благодаря своей доступности получили двухлопастные винты из целого куска древесины (рис. 1).
Трех- и четырехлопастные воздушные винты сложнее в изготовлении.
..
Рис. 1
. Двухлопастные деревянные винты из целого куска дерева: 1 — лопасть, 2 — ступица, 3 — фланец передний, 4 — гайки шпилек ступицы, 5 — корончатая гайка носка вала, 6 — вал, 7 — фланец задний, 8 — шпильки.
ВЫБОР МАТЕРИАЛА
Из какого дерева лучше всего сделать винт? Такой вопрос часто задают читатели. Отвечаем: выбор дерева прежде всего зависит от назначения и размеров винта.Винты, предназначенные для двигателей большей мощности (порядка 15-30 л. с.), также можно изготовлять из монолитных брусков твердой породы, но требования к качеству древесины в этом случае повышаются. При выборе заготовки следует обращать внимание на расположение годичных колец в толще бруска (оно хорошо просматривается по торцу, рис. 2-А), отдавая предпочтение брускам с горизонтальным или наклонным расположением слоев, выпиленным из той части ствола, которая ближе к коре. Естественно, что заготовка не должна иметь сучков, кривослоя и других пороков.
Если подходящего по качеству монолитного бруска найти не удалось, придется склеить заготовку из нескольких более тонких дощечек, толщиной 12-15 мм каждая. Такой способ изготовления винтов был широко распространен на заре развития авиации, и его можно назвать «классическим». По соображениям прочности рекомендуется применять дощечки из древесины разных пород (например, береза и красное дерево, береза и красный бук, береза и ясень), имеющие взаимно пересекающиеся слои (рис. 2-Б). Винты, изготовленные из клееных заготовок, после окончательной обработки имеют очень красивый внешний вид.
.
.
Рис. 2.
Заготовки воздушного винта: А — из целого куска дерева: 1 — заболонная часть ствола, 2 — расположение заготовки; Б — заготовка, склеенная из нескольких дощечек в прямоугольный пакет: 1 — красное дерево или красный бук; 2 — береза или клен.
Некоторые опытные специалисты клеят заготовки из многослойной авиафанеры марки БС-1, толщиной 10-12 мм, собирая из нее пакет нужных размеров. Однако рекомендовать этот способ широкому кругу любителей мы не можем: слои шпона, расположенные поперек винта, при обработке могут образовать трудноустранимые неровности и ухудшить качество изделия. Концы лопастей винтов, изготовленных из фанеры, получаются весьма хрупкими. Кроме того, у высокооборотного винта в корне лопастей действует очень большая центробежная сила, доходящая в некоторых случаях до тонны и более, а в фанере поперечные слои на разрыв не работают. Поэтому фанеру можно применять только после расчета площади корневого сечения лопасти (1 см2 фанеры выдерживает на разрыв около 100 кг, а 1 см2 сосны — 320 кг.) Винты приходится утолщать, а это ухудшает аэродинамическое качество.
В ряде случаев ребро атаки воздушного винта закрывают полоской тонкой латуни, так называемой оковкой. Она крепится к кромке мелкими шурупами, головки которых после зачистки опаиваются оловом, чтобы предотвратить самоотворачивание.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
По чертежу воздушного винта прежде всего необходимо изготовить металлические или фанерные шаблоны — один шаблон вида сверху (рис. 3-А), один шаблон вида сбоку и двенадцать шаблонов профиля лопасти, которые будут нужны для проверки винта на стапеле.Заготовку винта (брусок) нужно тщательно отфуговать, соблюдая размер со всех четырех сторон. Затем наносят осевые линии, контуры шаблона вида сбоку (рис. 3-Б) и удаляют лишнюю древесину, сначала маленьким топором, потом рубанком и рашпилем. Следующая операция — обработка по контуру вида сверху. Наложив шаблон лопасти на заготовку (рис. 3-В) и укрепив его временно гвоздиком по центру втулки, обводят шаблон карандашом. Затем поворачивают шаблон строго на 180° и обводят вторую лопасть. Лишняя древесина удаляется на ленточной пиле, если ее нет — ручной выкружной мелкозубой пилой. Эта работа должна быть выполнена очень точно, поэтому торопиться не следует.
Изделие приобрело очертания винта (рис. 3-Г). Теперь начинается самая ответственная часть работы — придание лопастям нужного аэродинамического профиля. При этом следует помнить, что одна сторона лопасти плоская, другая выпуклая.
Главный инструмент для придания лопастям нужного профиля — остро отточенный, хорошо, присаженный топор. Это отнюдь не значит, что выполняемая работа — «топорная»: топором можно делать чудеса Достаточно вспомнить знаменитые Кижи!
Древесину удаляют последовательно и не спеша, сначала делая мелкие короткие натесы во избежание отщепления по слою (рис. 3-Г). Полезно иметь также небольшой двухручный стружок. На рисунке показано, как можно ускорить и облегчить работу по обтесыванию профильной части лопасти, сделав несколько пропилов мелкозубой ножовкой. Выполняя эту операцию, надо быть очень осторожным и не пропилить глубже, чем требуется.
.
.
Рис. 3.
Последовательность изготовления винта: А — шаблоны (вид сверху и вид сбоку); Б — разметка бруска-заготовки по шаблону вида сбоку; В — разметка заготовки по шаблону вида сверху; Г — заготовка после обработки по шаблонам; Д — обработка лопастей по профилю (нижняя, плоская часть); Е — обработка верхней, выпуклой части лопасти.
После грубой обработки лопастей винт доводится до кондиции рубанками и рашпилями с проверкой в стапеле (рис. 4-А).
Для изготовления стапеля (рис. 4) надо найти доску, равную по длине винту и достаточно толстую для того, чтобы в ней можно было сделать поперечные пропилы глубиной 20 мм для установки шаблонов. Центральный стержень стапеля изготовляется из твердого дерева, его диаметр должен соответствовать диаметру отверстия в ступице винта. Стержень вклеивается строго перпендикулярно к поверхности стапеля. Надев на него винт, определяют количество древесины, которое предстоит удалить для соответствия лопасти шаблонам профиля. Выполняя эту работу в первый раз, нужно быть очень терпеливым и осторожным. Умение приобретается не сразу.
.
.
Рис. 4.
Стапель и шаблоны профилей лопасти: А — установка шаблонов в стапель; Б — проверка обрабатываемой лопасти шаблонами и контршаблонами.
После того как нижняя (плоская) поверхность лопасти будет окончательно доведена по шаблонам, начинается доводка верхней (выпуклой) поверхности. Проверка ведется с помощью контршаблонов, как показано на рисунке 4-Б. От тщательности выполнения этой операции зависит качество винта. Если неожиданно выяснится, что одна лопасть получилась немного тоньше другой — а это часто бывает у неопытных мастеров, — придется соответственно уменьшить толщину противоположной лопасти, в противном случае и весовая и аэродинамическая балансировки винта будут нарушены. Мелкие изъяны можно исправить наклейкой кусочков стеклоткани («заплаток») или подмазкой мелкими древесными опилками, замешенными на эпоксидной смоле (эту мастику в просторечии называют хлебом).
При зачистке поверхности деревянного винта следует учитывать направление волокон древесины; строгание, циклевку и ошкуривание можно вести только «по слою» во избежание задиров и образования шероховатых участков. В некоторых случаях, помимо цикли, хорошую помощь при отделке винта могут оказать стеклянные осколки.
Опытные столяры после ошкуривания натирают поверхность гладким, хорошо отполированным металлическим предметом, сильно нажимая на него. Этим они уплотняют поверхностный слой и «заглаживают» оставшиеся на нем мельчайшие царапины.
БАЛАНСИРОВКА
Изготовленный винт должен быть тщательно отбалансирован, то есть приведен в такое состояние, когда вес его лопастей совершенно одинаков. В противном случае при вращении винта возникает тряска, которая может повлечь за собой разрушение жизненно важных узлов всей машины.На рисунке 5 изображено простейшее приспособление для балансировки винтов. Оно позволяет выполнить балансировку с точностью до 1 г — этого практически достаточно в любительских условиях.
Практика показала, что даже при очень тщательном изготовлении винта вес лопастей получается неодинаковым. Это происходит по разным причинам: иногда вследствие разного удельного веса комлевой и верхней частей бруска, из которого изготовлен винт, или разной плотности слоев, местной узловатости и т. п.
Как быть в этом случае? Подгонять лопасти по весу, сострагивая с более тяжелой какое-то количество древесины, нельзя. Надо утяжелять более легкую лопасть, вклепывая в нее кусочки свинца (рис. 6). Балансировку можно считать законченной, когда винт будет оставаться неподвижным в любом положении лопастей относительно балансировочного приспособления.
Не менее опасно биение винта. Схема проверки пропеллера на биение показана на рисунке 7. При вращении на оси каждая лопасть должна проходить на одинаковом расстоянии от контрольной плоскости или угла.
.
.
Рис. 5.
Простейшее приспособление для проверки балансировки винта — с помощью двух тщательно выровненных досок и осевого вкладыша.
Рис. 6. Балансировка винта путем вклепывания кусочков свинца в более легкую лопасть: А — определение дисбаланса с помощью монет; Б — заделка кусочка свинца равного веса на равном плече (отверстие слегка раззенковать с обеих сторон); В — вид свинцового стержня после расклепки.
Рис. 7 . Схема проверки винта на биение.
ОТДЕЛКА И ОКРАСКА ВИНТА
Готовый и тщательно отбалансированный винт должен быть окрашен или отлакирован для предохранения его от атмосферных воздействий, а также для защиты от горюче-смазочных материалов.Для нанесения краски или лака лучше всего применять пульверизатор, работающий от компрессора при минимальном давлении в 3-4 атм. Это даст возможность получить ровное и плотное покрытие, недостижимое при кистевой окраске.
Лучшие краски — эпоксидные. Можно также применять глифталевые, нитро- и нитроглифталевые или появившиеся в последнее время алкидные покрытия. Они наносятся на предварительно загрунтованную, тщательно отшпаклеванную и ошкуренную поверхность. Обязательна междуслойная сушка, соответствующая той или иной краске.
Лучшее лаковое покрытие — так называемый «химотвердительный» паркетный лак. Он отлично держится и на чистом дереве, и на окрашенной поверхности, придавая ей нарядный вид и высокую механическую прочность.
Владельцы загородных домов имеют желание сделать свои строения уникальными, с изюминкой и запоминающимся дизайном фасада. Есть много способов достижения цели, они отличаются как по сложности инженерных решений, так и по стоимости.
Самолёт — флюгер
В этой статье мы остановится на одном из наиболее дешевых, но очень эффективных методов улучшения внешнего вида строения – установке флюгера с пропеллером.
Флюгеры внешне могут напоминать модели самолетов, животных, иметь оригинальную форму и т. д. Это дизайнерские характеристики, они не оказывают влияния на функциональные параметры изделий. Главные различия между ними в материалах изготовления.
Что можно использовать в этих целях?
| Материал изготовления | Описание технических и эксплуатационных характеристик |
|---|---|
| Не очень распространенный вариант изготовления, в настоящее время встречается довольно редко. Причина – фактические эксплуатационные характеристики не отвечают современным требованиям. Пропитки материала составами лишь немного увеличивают время пользования изделиями. Кроме того, у флюгера есть некоторые элементы, пребывающие в постоянном движении. Дерево не отличается высокими показателями износостойкости, для увеличения срока эксплуатации необходимо предпринимать специальные технические мероприятия. Это может делать только профессиональный мастер. |
| Довольно распространенный вариант изготовления, существенный эксплуатационный недостаток – поверхности приходится надежно защищать от появления ржавчины. Еще одна проблема – для изготовления металлической конструкции надо иметь специальное оборудование и инструменты. Отличные показатели имеют флюгеры из легированной нержавеющей стали. |
| Красивый, прочный и долговечный материал. Купить листовую медь можно в обыкновенных магазинах строительных материалов. Медные пластинки тонкие, их можно резать обыкновенными ножницами, что намного облегчает процесс изготовления. Медный флюгер со временем стареет и приобретает очень престижный вид. |
| Оригинальный современный материал, пользуется довольно большой популярностью. Пластик очень технологичен, его легко пилить и резать, при нагревании он приобретает различные формы и после остывания сохраняет их. Недостаток – низкие показатели прочности уменьшают срок использования таких изделий. |
| Самый неудачный выбор, по всем эксплуатационным и физическим характеристикам уступает вышеперечисленным материалам. Такой флюгер не рекомендуется устанавливать на коньке крыши, слишком сложен демонтаж, а этим придется заниматься уже через несколько месяцев. |
Основным критерием выбора материала должна быть конечная цель изготовления флюгера и место его установки. Если он будет размещен на крыше, то следует выбирать прочные, красивые и устойчивые к атмосферным осадкам материалы. Все подвижные элементы надо делать с большим запасом прочности, подниматься ежемесячно на кровлю для ремонта устройства никому не хочется.
Цены на различные виды флюгеров
Изготовление медного флюгера
Размер флюгера 18×29 см, материал изготовления – медь и латунь. Большой флюгер делать нет смысла, тяжелые конструкции только усложняют процесс производства и уменьшают надежность. Что касается дизайнерского вида, то и здесь существуют свои жесткие ограничения по габаритам элементов, установленных на коньке кровли. И последнее. Не надо забывать, что флюгер придется еще фиксировать, а это лишние отверстия в крыше, которые не идут ей на пользу.
Для изготовления флюгера можно использовать подручные материалы, оставшиеся от других работ и старые предметы. В нашем случае применяется кусок фторопласта, медный стержень Ø 6 мм, ненужный старый подсвечник из латуни и плунжер масляного насоса. Фторопласт используется в качестве подшипника – он не боится влаги, отличается большой износостойкостью и вполне достаточной физической прочностью.
Шаг 1. Найдите в интернете и распечатайте рисунок или орнамент для флюгера.
Практический совет. Не надо выбирать сложные или мелкие рисунки, они незаметны с большого расстояния. Кроме того, такие контуры очень тяжело вырезать, не стоит создавать себе дополнительные проблемы. Тем более что никакого положительного эффекта в результате не получится.
Шаг 2. Приклейте бумагу с рисунком на медную пластинку. Для этого можно пользоваться специальными лентами. Они приклеиваются на бумагу, а потом с них удаляются защитные покрытия с обратной стороны. После удаления клеящее вещество остается на бумаге, ее можно фиксировать на любом предмете.
Шаг 3. Специальными или обыкновенными ножницами вырежьте контур флюгера. Тонкая медная пластинка режется легко.
Шаг 4. Закрепите заготовку флюгера между двумя отрезками ровных досок, прочно сожмите их струбцинами. Загните киянкой один край под прямым углом. Длина подгиба примерно 2–3 мм. Он нужен для того, чтобы по время дальнейшего вырезания контура токая медная пластинка не деформировалась. В дальнейшем к подгибу припаяется трубка.
Шаг 5. Начинайте вырезать мелкие детали узора. Делать это надо надфилями, предварительно высверлив отверстия соответствующего диаметра.
Не спешите, работайте очень аккуратно. Не проблема, если немного нарушится и изменится узор, это эксклюзивное и индивидуальное решение. Главное чтобы плоскость пластины не имела критических деформаций.
Шаг 6. Снимите с поверхности пластины бумагу и мелкой шлифовальной шкуркой тщательно очистите ее.
Шаг 7. Увеличьте жесткость платины, она очень тонкая и не может выдерживать сильные порывы ветра. Для этого лучше воспользоваться латунной проволокой диметром 2–4 мм. Лина должна примерно отвечать двум длинам флюгера. Согните проволоку дугой по центру, в качестве шаблона лучше пользоваться кругом соответствующего диаметра.
Положите заготовку на пластинку, при необходимости поправьте форму проволоки. Прижмите детали любым тяжелым предметом, обработайте место пайки специальным флюсом и соедините два элемента. Паять можно как обыкновенным электрическим, так и современным газовым паяльником. Вторым инструментом работать намного проще и быстрее.
На этом сам парус флюгера готов, надо приступать к изготовлению других деталей. Сразу скажем, что эти процессы намного сложнее первого.
Изготовление направляющих конструкций
Потребуется принимать собственные решения с учетом того, какие изделия у вас есть, что можно из них использовать и в каком качестве. Мы уже упоминали, что в нашем случае некоторые детали флюгера изготавливаются из старых подсвечников.
Шаг 1. Открутите от подставки подсвечника верхнюю его часть, зажмите в тисках и припаяйте к ней кусочек медной трубки.
Ее длина должна быть на 1–2 см больше ширины паруса, в нашем случае 20 см. Процесс пайки стандартный, постоянно соблюдайте правила техники безопасности. Дело в том, что для пайки меди применяется довольного агрессивный флюс, он должен растворить верхнюю пленку окисла металла. В противном случае припой не будет соединяться с медью.
Шаг 2. Наденьте на торец декоративный наконечник. Желательно его выточить отдельно из подходящего сплава. Если такой возможности нет, то используйте имеющиеся под руками детали от других изделий.
Шаг 3. С одной стороны медной трубки припаяйте парус флюгера, а с другой стороны специально согнутые медные проволоки. Парус фиксируется к ранее согнутому бортику, а кусочки проволоки располагаются точно по линии симметрии с противоположной стороны. В конечном виде все элементы располагаются строго в одной плоскости, они должны смотреться симметрично и красиво. При желании создавайте различные узоры, гните проволоку спиральками, создавайте дополнительные декоративные элементы.
Шаг 4. Развальцуйте один конец медной трубки. Делается это при помощи молотка и стального конуса. Установите трубку в вертикальном положении на конусе и ударами молотка с противоположной стороны выполняйте развальцовку. Старайтесь, чтобы все смотрелось красиво, не слишком увеличивайте диаметр. В противном случае медь может треснуть, придется испорченный конец отрезать и работы начинать сначала.
Шаг 5. Противоположный от развальцовки конец трубки аккуратно отрежьте. Лучше применять специальный резак, он оставляет идеально ровный и перпендикулярный к оси срез. Но такой инструмент имеется не у каждого, он нужен только профессионалам. Удалить конец трубки можно обыкновенной ножовкой по металлу, а потом торцы поправить напильниками. Дело в том, что добиться идеального среза только полотном очень трудно, в большинстве случаев придется работать и напильниками.
Шаг 6. Вставьте муфту в развальцованную трубку, загоните ее плотно вовнутрь. Далее следует припаять еще один кусок, его длина уже намного больше. Эта трубка служит корпусом для внутренней оси и втулки из фторопласта. Работайте очень внимательно, оси всех трубок должны располагаться строго на одной линии. Во время пайки постоянно проверяйте положение элементов, при необходимости поправляете их.
Шаг 7. В нижний торец вставьте специально подготовленный кусок фторопласта. Он должен плотно входить в трубку, не шататься и не выпадать. Фторопласт должен иметь отверстие, в которое вставляется плунжер масляного насоса.
Соединение фторопласта и трубки, а также плунжера (на фото справа)
Отверстие делайте на 0,1 мм меньше диаметра плунжера, надо добиться соединения с небольшим натягом. Плунжер изготавливается из очень прочной легированной нержавеющей стали, что обеспечивают длительную и надежную работу этого элемента. Еще раз напоминаем, что все отдельные детали должны лежать на одной прямой, от этого зависит работоспособность флюгера.
Шаг 8. Соберите флюгер, вставьте все детали на место и проверьте его вращение. Оно должно быть свободным и максимально легким.
При желании медь можно искусственно состарить, для этого применяется серная печень. Процесс патинирования сопровождается выделением вредных химических соединений, работать нужно в респираторе и резиновых перчатках.
«Серная печень» - это бурая масса, получающаяся от спекания 1 г серы с 2 г поташа или едкого натра. Спекают смесь в железной ложке на тихом огне
Поставьте на флюгер пропеллер, как он делается мы расскажем немного ниже.
Теперь можно устанавливать готовый флюгер на конек крыши. Определитесь с местом, высверлите отверстия подходящего диаметра. Если у вас на коньке металлическая планка, то работы намного упрощаются. Для керамических покрытий придется придумывать иные варианты безопасных для кровли и надежных креплений. Высверленное отверстие герметизируется полоской ленты с битумной пропиткой, а только потом в него плотно вставляется флюгер.
Важно. Конструкция флюгера не может надежно удерживаться только за счет отверстия в металлическом листе толщиной примерно 0,45 мм. Если кровля неутепленная, то со стороны чердачного помещения следует установить дополнительные элементы для фиксации. Если чердачное помещение мансардного типа, то подобраться к основанию флюгера с обратной стороны крыши невозможно, надо изготавливать специальные площадки для надежной фиксации изделия на металлической кровле.
Цены на различные виды паяльников
Паяльник
Изготовление флюгера из листовой стали
Особых отличий от вышеописанных процесс изготовления флюгера из листовой стали не имеет, разница только в применяемых технологиях.
Листовая сталь значительно прочнее меди, что вызывает проблемы во время вырезания узора на парусе флюгера.
Лучше всего пользоваться ручным плазменным резаком, с таким аппаратом просто работать, он дает ровные кромки. Но рисунок нужно перевести с бумаги на металлическую пластину, сделать это можно при помощи фломастера.
Соответственно, все работы по сборке делаются сваркой, потом швы очищаются, металлический флюгер покрывается защитными антикоррозионными покрытиями.
Как уже выше упоминалось, лучше для таких изделий использовать листы нержавейки. После вырезания узора с обратной стороны листа появляются потеки металла, их обязательно надо убирать. Пользуйтесь обыкновенной болгаркой с толстым абразивным диском. Не тонким для резки металла, а именно толстым. Тонкий может треснуть, что станет причиной очень серьезных травм.
На переднюю часть флюгеров надеваются металлические, пластиковые или деревянные пропеллеры.
Как сделать пропеллер
Деревянный винт пропеллера делается из граба, березы или груши. Можно использовать и хвойные породы древесины, но они довольно мягкие и быстро изнашиваются. Пропеллер делается в несколько этапов.
Шаг 1. Нарисуйте на заготовке вид сверху, для этого пользуйтесь предварительно изготовленным шаблоном. В центре высверлите отверстие под вал, диаметры должны обеспечивать свободное вращение.
Шаг 2. Электрическим лобзиком вырежьте заготовку, отметьте на ней углы закрученности лопастей. Они оказывают влияние на силу тяги, при увеличении значений пропеллер будет вращаться от малейших движений воздуха.
Шаг 3. Нарисуйте вид сбоку, снимите лишнюю толщину дерева ножом или рубанком. Обработайте место перехода лопастей в центр сердечника.
Профиль должен быть плоско-выпуклым
Шаг 4. После вырезания выровняйте поверхности наждачной бумагой. На горизонтальной проволоке проведите балансировку.
Теперь осталось покрыть поверхности пропеллера прочным лаком для наружных работ и установить его на флюгер.
Цены на популярные модели электролобзиков
Электролобзик
Видео – Как сделать флюгер
Украшением крыши может стать не только фигурный флюгер, но и простой колпак, венчающий дымоходную трубу. Такие изделия необходимы для того чтобы внутрь дымоходного канала не попадала грязь, мусор, влага, а птицы не строили гнезда на трубе. О том,
Наверное каждый сталкивался с ситуацией, когда требуемого винта или нет в продаже, или винты нужны уже завтра, а посылка где-то застряла... Тогда в голову приходит совершенно разумный выход - а не сделать ли мне винт самому?
Обычно в этом случае есть только одна причина, которая останавливает здоровую идею: как получить винт с заданными характеристиками?
На самом деле все достаточно просто - для этого не требуется ни сложных расчетов, ни сверхсложного оборудования. Как обычно достаточно немного здравого смысла, карандаша, линейки, знания школьной геометрии и немного прямых рук.
В данной статье пойдет речь именно об этом: как правильно рассчитать геометрию винта с заданными параметрами и как его изготовить. Времени обычно надо не так уж и много - 1-2 часа на графический расчет + 2-3 часа на изготовление самого винта.
Рис 1. Теория винта. Шаг винта.
Аналогичная ситуация возникает, если нужны два винта разного направления вращения, или если нам понадобились 3-4 лопастные винты. Все это решаемо при наличии разумного подхода и простейших инструментов.
Посмотрим внимательно на рис 1. Что мы там видим? А вот что:
- Винт радиусом R, за один оборот проходит в воздухе расстояние H. R - это радиус винта (от оси вращения до его окончания), Н - это шаг винта, если он не проскальзывает в воздухе, а ввинчивается в него подобно шурупу в дереве. Это собственно два основных параметра вина. D = 2хR и H- шаг винта.
Обычно человек хорошо знает, какой именно винт ему нужен для модели... Если нет - то это тема для отдельного разговора. Пока будем предполагать, что мы хорошо представляем какой винт нам нужен: т.е. мы знаем параметры D и Н, или R и Н...
Поучить геометрические размеры требуемого винта, если мы знаем R и Н винта - проще всего геометрическим расчетом. Смотрим на рис 2. По горизонтали - откладываем в каком-то масштабе (у меня (2:1 для большей точности) радиус винта. По вертикали - расстояние, которое пройдет винт за один оборот без проскальзывания - Н/2хPi, где Pi - это известное еще со школьных лет число 3.14....
Рис 2. Определение угла наклона профиля винта.
Почему именно так а никак иначе - я доказывать здесь не стану. Те кто хорошо учил геометрию в школе - те сразу поймут, а остальным надо или заново перечитать учебники школы или задать свои вопросы в процессе обсуждения. Немного ниже нарисован боковой профиль винта. Он собственно выбран исключительно из моего опыта изготовления простых винтов. Каждый имеет право выбрать его достаточно произвольно. Я выбрал толщину винта в комеле (около ступицы - 10 мм) и в конце - на масимальном радиусе - 2 мм. Цель данного геометрического расчета - получит правильные ширины винты на виде сверху. Т.е. получить геометрические размеры винта диаметром 150 мм и с шагом 100 мм... Это и записано справа вверху листа..
См. Рис 2. Для достижения поставленной цели мы проводим прямую от точки шага на вертикальной координате к требуемому сечению (линия 1). Я для начала выбрал сечение отстоящее от оси вращения на 37.5 мм = т.е. ровно на середине проектируемого винта. Согласно боковой проекции, толщина винта в этом месте - 6.5 мм. Переносим этот размер вверх(операция 2) и рисуем прямоугольник вокруг наклонной линии. Он (прямоугольник) дает нам ширину лопасти винта на виде сверху - 14 мм. Этот размет мы переносим вниз (операция 3) и получаем ширину винта в этом сечении...
Рис 2. Определение всех углов наклона во всех расчетных точках
Выполнив аналогичные построения для всех 6-ти сечений винта мы получим ширины винта на расстоянии 12.5, 25.0, 37.5, 50, 62.5 и 75 мм. Строить большее количество сечений можно, но особой точности это не добавит. В итоге на рис 2., обведя полученные ширины винта в шести точках, мы получим профиль винта на виде сверху.
Берем заготовку из подходящей древесины и размечаем ее. Прежде всего придаем ей толщину и длину требуемого винта - 10 мм х 150 мм. Ширина заготовки должна быть чуть больше чем ширина винта в самом широком месте - 15 мм.
Рис 3. Шаблон и размеченная заготовка винта
Наносим разметку на боковой вид (толщина в комле - 10 мм и 2 мм на конце лопасти) и на виды сверху и снизу с помощью изготовленного шаблона.
Рис 4 Вид на размеченную заготовку сверху.
Рис 5 Вид заготовки сбоку и сверху
На рис 4-5 Вы видите размеченную заготовку. Первым делом с помощью напильника или ножа убираем лишнюю древесину на виде сбоку. То что должно получиться вы видите на рис 6. Если вы делаете винт из достаточно мягкой древесины(липа, бальса) то достаточно использовать модельный нож и шкурку, если же вам нужен винт из твердых пород вроде березы или бука, то лучше использовать драчевый напильник (с крупной насечкой) или мелкозубый рашпиль.
Рис 6. Балансирова заготовки
Сразу после придания заготовке правильного бокового профиля надо проделать балансировку заготовки. Я обычно делаю это так: ввинчиваю в центр вращения тонкое сверло (0.5-1.0 мм) и кладу сверлом на две вертикально стоящие опоры. В данном случае - это два одинковых стакана. (рис 6.).
Затем - сошкуриванием - добиваюсь одиакового веса обеих будующих лопастей.
Рис 7. Разметка выборки передней части
После того как вид сбоку отпрофилирован переходим к разметке выброк для получения нужного профиля ловастей. На виде сверху - спереди (мы делаем винт нормального вращения - против часовой стрелки) намечаем линию проходящую через 2/3 ширины винта. См. рис 7.
Рис 8. Разметка выборки задней части...
На виде снизу(сзади) проводим линии отстоящие от края винта примерно на 1 мм. Нижняя часть винта как раз задает шаг (или угол наклона сечения)...
Рис 9 Выбранная задняя часть винта.
Затем начинаем убирать лишнюю дрвесину ножом или напильником начиная с нижней (задней) части винта согласно сделанной разметке. Убрав все сзади (снизу), отшкуриваем сначала крупной(120-160), а потом мелкой шкуркой заднюю часть винта...
Рис 10. Выбранная передняя часть винта
Затем то же самое повторяем для передней части винта. См. рис 10...
Убедившись, что вся лишняя древесина убрана, тщательно отшкуриваем весь винт для придания ему требуемого профиля - аналогичного профилю крыла, т.е. скругленная передняя кромка, максимальная толщина примерно 30% от ширины сечения и острая задняя кромка. Неполохо в процессе придания этого профиля все время контролировать балансировку обрабатываемого винта как было показано на рис 6.
После того как обе лопасти приобрели нужную форму и профиль, а также балансировку, можно переходить к заключительному этапу - покраске и лакировке. См. рис 11.
Рис 11. Балансировка отлакированного винта.
Обычно я окрашиваю изготовленный винт в традиционный черный цвет, а затем покрываю 2-4 слоями лака. Как правило я использую классический эмалит. Быстро сохнет и легко шлифуется. Во время окрвшивания и лакировки не стоит забывать о балансировке. См. рис 11.
Полученные таким образов винты, по моему мнению ничуть не хуже покупных пластиковых винтов, которые обычно тоже нуждаются в дополнительной балансировке. Если же вас больше устраивают винты из угле- или стекло- пластика, то используя изготовленный по описанной выше методе винт в качестве мастер-модели, вы можете изготовить формы для винтов из стекло- углепластика....
Совершенно аналогичным способом вы легко сможете сделать винт любого, нужного Вам диаметра и шага, а также винт обратного вращения - по часовой стрелке.
Более того, рассчитав и изготовив одну лопасть двухлопастного винта, вы сможете изготовить по ней формы для трех или 4-х лопастных винтов из стекло-угле-пластика, но это уже тема для отдельной статьи...
