Author: Александров А.Н. Волов Ю.А. Крапивин Б.Г.
Tags: детское развитие детская литература конструирование
Year: 1960
Text
ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО
ПИОНЕРОВ И ШКОЛЬНИКОВ
СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
СВЕРДЛОВСК
1960
Технические редакторы:
Ю. П. Сакнынь, Я. И. Чернихов.
Корректор Т. В. Меньшикова
Подписано к печати 16/V 1960 г. Бумага 60X92V8=10,5
бумажного— 21 печ. лист. Уч.-изд. л. 20,7.
НС11662 Тираж 10000 Заказ N* 13. Цена 10 руб.
Типография издательства «Уральский рабочий», Свердловск,
ул. Ленина, 49.
ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЫ
ПО ТЕХНИКЕ—ПОДГОТОВКА К ЖИЗНИ,
К ПОЛЕЗНОМУ ТРУДУ
А. Н. АЛЕКСАНДРОВ
Методист Свердловского областного института усовершенствования учителей
Д. В. ПЕРНИК
Директор средней школы № 1 г. Кировграда
Советский народ под руководством КПСС
добился огромных успехов в развитии народного
хозяйства, науки и культуры и уверенно идет к
заветной цели трудящихся всего мира —
коммунистическому обществу.
Построение социализма в нашей стране открыло
широкие просторы для роста материальных и
духовных богатств нашего народа. В результате
культурной революции наша страна превратилась в страну
сплошной грамотности, а затем опередила все
страны мира по размаху просвещения. У нас всеми
видами обучения охвачено 50 миллионов человек. Это
означает, что каждый четвертый гражданин
Советского Союза учится.
У нас создана новая, подлинно народная
интеллигенция, которая самоотверженно работает во всех
областях хозяйственного и культурного
строительства.
Запуск советских искусственных спутников
Земли, открывший человечеству путь в космос, и запуск
советских космических ракет в просторы
вселенной, положивший начало практическому освоению
космического пространства, являются подлинным
триумфом советской науки и техники.
Наши успехи в развитии народного образования
признаны во всех странах мира.
Но советский народ никогда не успокаивался на
достигнутом. Грандиозные задачи построения
коммунистического общества требуют еще более
мощного развития всех отраслей народного хозяйства, в
первую очередь тяжелой индустрии.
Величественные перспективы открываются перед
нами в текущем семилетии 1959—1965 гг.
Советский народ с энтузиазмом выполняет исторические
решения XXI съезда КПСС о семилетием плане
развития народного хозяйства страны. Это годы
дальнейшего движения советского общества к
коммунизму.
В период непрерывного технического прогресса,
все более широкого использования атомной энергии
в мирных целях, быстрого развития электроники и
автоматизации процессов производства, ускоренного
развития химической промышленности, крутого
подъема сельского хозяйства нужны не только
высокообразованные специалисты, но и
высококвалифицированные, хорошо грамотные рабочие,
люди творческой инициативы, умеющие
эффективно использовать свои знания в повседневной
работе.
Для перехода от социализма к коммунизму
необходим не только гигантский рост социалистического
производства на базе высшей техники, но и
колоссальный духовный рост советских людей, еще
больший подъем их культурного уровня и
коммунистической сознательности. А для этого необходимо
решительное улучшение всей работы по воспитанию
подрастающего поколения.
Вот почему партия и правительство приняли ряд
решений, направленных на улучшение всей системы
народного образования в соответствии с
перспективами нового этапа коммунистического
строительства.
«Закон об укреплении связи школы с жизнью
и о дальнейшем развитии системы народного
образования в СССР», принятый Верховным Советом
СССР, определил пути дальнейшего развития
средней школы, профессионально-технического
образования, среднего специального образования и
высшей школы. В СССР введено вместо всеобщеобяза-
тельного семилетнего образования всеобщеобяза-
тельное восьмилетнее образование. В Законе
сказано:
«Главной задачей советской школы является
подготовка учащихся к жизни, общественно полезному
труду, дальнейшее повышение уровня общего и
политехнического образования, подготовка
образованных людей, хорошо знающих основы наук,
воспитание молодежи в духе глубокого уважения к
принципам социалистического общества, в духе идей
коммунизма.
5
Ведущим началом обучения и воспитания в
средней школе должна стать тесная связь обучения с
трудом, с практикой коммунистического
строительства» (статья 1).
Осуществление Закона «Об укреплении связи
школы с жизнью и о дальнейшем развитии
народного образования в СССР> требует напряженной
работы всех органов народного образования,
партийных, советских и профсоюзных организаций, всей
советской общественности. Велика роль в этом деле
школьных педагогических и ученических
коллективов.
Одной из задач перестройки школы является
более широкое развитие и улучшение внеклассной и
внешкольной работы по технике, развитие у
учащихся технического изобретательства, творческой
инициативы. Эта задача четко определена в тезисах ЦК
КПСС и Совета Министров СССР «Об укреплении
связи школы с жизнью и о дальнейшем развитии
системы народного образования в стране»:
«Перестройка школьного образования потребует
изменения не только содержания, но и методов
обучения в сторону всемерного развития
самостоятельности и инициативы учащихся. Следует повысить
наглядность обучения, широко использовать кино,
телевидение и т. п., преодолеть абстрактность в
преподавании основ наук и производства. Особенно
важно широко развить в школах техническое
изобретательство, работу учащихся по созданию новых
приборов и моделей, технических устройств,
сельскохозяйственное опытничество».
Для развития детского технического творчества
большое значение имеют решения июньского
Пленума ЦК КПСС, в которых намечена развернутая
программа ускоренного технического прогресса в
нашей стране.
У нас, в Свердловской области, достигнуты
некоторые успехи в развитии детского технического
творчества.
По всей области работает около 2500
технических кружков, объединяющих 40 тысяч учащихся.
Юные техники создали большое количество
приборов, моделей, макетов. В традицию вошло
ежегодное проведение районных и областной
выставок технического творчества пионеров и
школьников.
Проведены 3 областные политехнические
олимпиады, причем в последней олимпиаде приняло
участие свыше 14 тысяч школьников.
Получили широкое распространение и
пользуются большой популярностью такие формы
внеклассной и внешкольной работы по технике, как
школьные выставки и смотры работ юных техников,
конкурсы на лучшие экспонаты и наглядные пособия,
изготовленные в технических кружках, тематические
вечера и творческие конференции на технические
темы, массовые игры и решения задач по технике,
выпуск технических бюллетеней, демонстрация
учебно-технических фильмов и т. д.
О росте технического творчества учащихся
говорят такие сложные экспонаты, как действующая
модель тепловой электростанции, построенная в
техническом кружке тавдинской школы № 3, макет
атомной электростанции, построенный юными
техниками облСЮТ, модель полуавтомата для намотки
катушек, изготовленная учащимися свердловской
школы № 36, и многие другие.
Хорошие примеры развития детского
технического творчества показывают технические кружки
Свердловского Дворца пионеров, Нижне-Тагильско-
го дома пионеров и целого ряда школ нашей
области.
Машиностроительный кружок Свердловского
Дворца пионеров проводит работу по техническому
экспериментированию, разрабатывает и изготовляет
действующие модели поточных линий,
полуавтоматов по изготовлению винтов, по наметке катушек
и т. д.
Радиотехнический кружок Нижне-Тагильского
дома пионеров сконструировал и построил
радиокомбайн, изготовил УКВ-радиостанцию. Сейчас
кружок два раза в неделю передает «Пионерскую
зорьку» и музыку по 15-минутной программе.
Кружковцы не ограничиваются работой в стенах дома
пионеров. Они радиофицировали 32 школы города.
Следует остановиться на ценном и
разнообразном опыте технических кружков в некоторых
школах.
Средняя школа № 5 г. Нижнего Тагила
установила тесную связь с шефствующим над нею
транспортным цехом Нижне-Тагильского
металлургического комбината. Шефы оказывают большую
помощь школе и ее техническим кружкам. Они
помогли создать при школе образцовую мастерскую, для
которой комсомольцы завода изготовили инструмент
и произвели монтаж станочного оборудования.
Для руководства техническими кружками
шефствующий цех выделил инженера тов. Кошурина и
технолога тов. Тихонова. Эти товарищи очень
добросовестно отнеслись к порученной работе. Они помогли
составить содержательный план занятий для
кружков технического моделирования и электротехники,
разработали технологические карты и чертежи для
изготовления моделей шагающего экскаватора,
доменной печи.
Такая помощь шефов имеет большое
воспитательное значение. Школьники и кружковцы
воспринимают лучшие традиции опытных рабочих,
приучаются глубоко уважать их труд и сами работают с
большим прилежанием, стараясь проявить
творческую инициативу, деловую сноровку.
Технический кружок средней школы № 30
г. Каменска-Уральского проводит содержательную
работу по привитию юным техникам
конструкторских навыков. Кружковцы разработали
оригинальную конструкцию электросварочного агрегата. Им
приходилось производить технические расчеты,
составлять технологические карты, разрабатывать
рабочие чертежи. Благодаря этому юные техники
более глубоко ознакомились на практике с законами
электрического тока, известными им из школьного
курса физики.
Юные техники средней школы № 1 г. Кировграда
решили построить действующую модель участка
электрифицированной железной дороги. С этой
целью учащиеся во главе с учительницей физики
Одинцовой совершили экскурсию на станцию
железной дороги, ознакомились с действием
автоблокировки и диспетчерским управлением. В итоге была
изготовлена интересная модель участка железной
в
дороги, оборудованная всеми современными
установками сигнализации и связи.
В средней школе № 1 г. Верхней Салды большое
внимание уделяется работе технических кружков с
профессиональным уклоном. В слесарном кружке
учащиеся совершенствуют навыки слесарных работ,
полученные на уроках труда, и готовятся стать
квалифицированными рабочими. Они изготовили ряд
сложных моделей, в том числе действующие модели
сверлильных станков, и приняли активное участие в
строительстве учебной мастерской, которое ведется
силами самих учащихся. Для мастерской
изготовлены комплекты слесарных инструментов.
Юные техники электротехнического кружка этой
школы активно помогают оборудовать мастерские.
Комсомольская организация школы является
инициатором всех этих мероприятий. По ее инициативе
учащиеся отработали на строительстве мастерских
3700 часов.
Юные техники сельской средней школы деревни
Камышево, Белоярского района, заинтересовались
проблемой реставрации алюминиевых картеров
трактора СТ-80. Для этого надо было освоить
современную технологию пайки алюминия. Дело было
трудное, но энтузиасты своего дела настойчиво в
течение ряда лет работали над решением этой
проблемы. Их труд увенчался успехом. За освоение и
пропаганду современной технологии пайки
алюминия кружок этой школы получил свидетельство
участника Всесоюзной сельскохозяйственной
выставки.
Интересно строит работу технический кружок
школы № 7 г. Первоуральска, которым руководит
учитель тов. Бирюков. После того как кружковцы
овладеют основными приемами работы по дереву и
металлу и научатся пользоваться станками,
проводится небольшой техминимум. После сдачи
техминимума кружковцам условно присваиваются
рабочие разряды.
Работа в технических кружках, развивая
творческую инициативу и техническое изобретательство
учащихся, помогает им правильно выбрать будущую
профессию и является хорошей школой подготовки
к жизни.
Приведем характерный пример. Ученик средней
школы № 27 г. Свердловска Борис Вяткин в течение
нескольких лет настойчиво работал в кружке
авиамоделистов Свердловской областной станции юных
техников. Затем он окончил авиационно-техническое
училище и получил специальность авиатехника.
Однако внеклассная и внешкольная работа с
учащимися по технике страдает большими
недостатками. Масштабы и содержание этой работы еще
далеко не соответствуют требованиям сегодняшнего дня.
Здесь педагогическим и ученическим коллективам
школ, внешкольным учреждениям предстоит
большая работа.
Слаба связь технических кружков с
предприятиями, колхозами, совхозами. Только начинают
прививаться и еще не получили широкого
распространения такие формы работы, как встречи юных техников
с кадровыми рабочими и передовиками
производства, привлечение инженерно-технических работников
шефствующих предприятий к руководству
техническими кружками.
Некоторые руководители кружков внешкольных
учреждений в погоне за внешней, показной
стороной, увлекаясь выставками детского технического
творчества как самоцелью, забывают о
необходимости проведения глубокой воспитательной работы с
учащимися.
Такие кружки замыкаются в узких рамках
ремесленничества, не уделяют должного внимания связи
теории с практикой, отодвигают образовательные
задачи на задний план. Здесь учащимся не дают
правильного теоретического обоснования
выполняемых работ. Поэтому кружковцы изготовляют
приборы и модели, не понимая глубоко сущности
физических явлений и законов, лежащих в основе действия
этих приборов и моделей.
Есть кружки, где мало заботятся о расширении
политехнического кругозора учащихся, слабо
развивают их творческую инициативу, не прививают им
вкус к изобретательству, плохо помогают учащимся
в выборе будущей профессии.
Руководители кружков часто не умеют увязать
техническое творчество учащихся с содержательной,
интересной воспитательной работой, плохо
используют богатую инициативу комсомольских и
пионерских организаций. Они недостаточно
популяризируют достижения советской техники, мало внимания
уделяют таким мероприятиям, как организация
интересных лекций с показом научно-популярных
фильмов, проведение увлекательных пионерских
сборов на технические темы и технических
конференций.
В работе некоторых кружков преобладает
кустарничество. Здесь не уделяют должного внимания
правильной организации и культуре труда,
правильной технологии изготовления приборов и моделей.
В результате тратится много лишнего времени,
кружковцы не приучаются рационально
организовывать свой труд, а качество изготовляемых изделий
бывает низким.
Для преодоления всех этих недостатков надо
ориентироваться на опыт лучших кружков, лучших
школ, творчески использовать этот опыт и развивать
его дальше.
Внеклассная работа по технике в школе должна
лучше решать основную задачу — готовить
учащихся к жизни, к полезному труду. В решении этой
задачи важную роль должны сыграть технические
кружки, которые являются основным звеном
внеклассной работы по технике.
В этих кружках учащиеся, при правильной
постановке работы, углубляют свои знания основ наук,
основ современного производства, расширяют
политехническую подготовку, полученную на
уроках, закрепляют трудовые навыки,
приучаются глубоко ценить физический труд, готовятся к
будущей работе в сфере материального
производства.
В целях обобщения передового опыта
внеклассной работы по технике с пионерами и школьниками
Свердловская областная станция юных техников
издает настоящий сборник. В нем дается описание
работ, выполненных в технических кружках ряда
школ области и города Свердловска. Часть этих
работ экспонировалась на районных и областной
выставках детского технического творчества.
7
Руководители технических кружков, а также и
юные техники найдут здесь ответ на многие свои
нерешенные вопросы. Сборник поможет им в выборе
тематики работы кружка и в решении вопросов
конкретного содержания работы.
Сборник открывается статьей И. А. Мотошкова,
который в течение пятнадцати лет систематически
проводил в своей школе содержательную
внешкольную работу с детьми по технике и достиг больших
успехов. Опыт этого учителя-энтузиаста
заслуживает серьезного внимания.
Его долголетняя работа по технике со
школьниками проникнута большой любовью к своему делу,
к своим воспитанникам. Он прекрасно понимал
огромное воспитательное значение внеклассной работы
учителя с детьми и подчеркивал, что это —
патриотический долг каждого учителя. Он учил своих
кружковцев работать творчески, с большой
требовательностью к себе. «Живинка» в деле была
характерной чертой в работе этого замечательного
воспитателя и дружного коллектива юных техников,
которым он руководил.
Работы, выполненные в его кружке, отличались
конструктивным совершенством и хорошим
качеством. Действующий агрегат тепловой электростанции
экспонировался в 1955 году на Всесоюзной выставке
технического творчества пионеров и школьников и
неоднократно демонстрировался Центральной
студией телевидения. Многие приборы кружковцев
экспонировались на областных выставках детского
технического творчества и были отмечены первыми
премиями. За активную техническую пропаганду и
успехи в техническом творчестве ЦК ВЛКСМ
наградил кружок «Почетной грамотой».
Опыт работы И. А. Мотошкова и его
физико-технического кружка стал достоянием многих других
школ и способствовал развитию массового
технического творчества пионеров и школьников.
В статьях заслуженного учителя школы РСФСР
Г. К. Карпинского, который в течение многих лет
ведет плодотворную работу в физико-техническом
кружке своей школы, читатель найдет методические
указания о том, как провести в кружке с юными
физиками занятия по темам «Центр тяжести» и
«Тепловые явления».
Основа его статей — это опыт кружка, который
под руководством автора неустанно работает над
пополнением учебного оборудования физического
кабинета. Хорошая наглядность является одной из
характерных черт в педагогической работе
Г. К. Карпинского и служит одним из примеров
правильного решения вопроса об активизации
учебно-воспитательной работы. Опыт работы его
кружка нашел многих последователей в школах нашей
области.
Н. М. Корепанов, руководитель
физико-технического кружка средней школы № 3 г. Тавды, делится
опытом изготовления действующих моделей
тепловой электростанции, шлангового насоса и прибора
для определения коэффициента линейного
расширения твердых тел при нагревании.
Модель тепловой электростанции
экспонировалась на областной выставке технического творчества
пионеров и школьников и отмечена первой премией.
Она является хорошим достижением кружка, тем
более, что в ее изготовлении участвовали лишь
ученики 8 класса. Для сильных технических кружков
она может быть интересным объектом работы.
Модель шлангового насоса хотя и не
принадлежит к числу основного оборудования физического
кабинета, но может быть хорошим наглядным
пособием на уроках физики. Шланговый насос имеет
оригинальную конструкцию; его производительность
выше, чем у поршневого и центробежного насосов.
Для юного техника изготовление этой модели будет
хорошей работой.
Прибор для определения коэффициента
линейного расширения твердых тел, который также
экспонировался на районной и областной выставках,
прост по конструкции. Его легко могут сделать в
любой школе начинающие юные физики.
В статье А. В. Блинова, учителя физики
средней школы № 30 г. Каменска-Уральского, дается
описание оригинального прибора
«Электровикторина», сконструированного и изготовленного под
руководством автора юными техниками этой
школы.
Электровикторина дает возможность учащимся
самостоятельно проверять свои знания по отдельным
вопросам учебных предметов. Тематику вопросов и
ответов можно перестраивать по мере изучения
нового учебного материала. Конструкция прибора не
сложна, и его могут выполнить учащиеся 7—8
классов любой школы, руководствуясь технологией,
данной в статье. Прибор может быть использован на
уроках по любому предмету, но более широкое
применение найдет, конечно, во внеклассной
работе.
Изложению опыта внеклассной работы по
оптике с учащимися десятых классов посвящена статья
С. И. Князева. В ней описывается содержание
практических занятий и способы экспериментального
решения задач по оптике. Эти занятия проводились
в средней школе № 1 г. Сухого Лога, а также в ряде
школ области и вызвали у учащихся большой
интерес, так как наглядно знакомили с основными
элементами и устройством сложных оптических систем.
Использование описанного опыта в кружке юных
физиков даст им возможность закрепить знания,
полученные на уроках, привьет вкус к
экспериментированию по оптике.
3. И. Богушевич дает описание действующих
моделей жатки-лобогрейки и полусложной
электромолотилки, изготовленных под его руководством в
физико-техническом кружке лобвинской школы № 10,
Ново-Лялинского района.
Уместно сказать, что он сумел создать
работоспособный коллектив юных техников и построить
работу кружка в соответствии с хозяйственным
профилем своего района. Особенно ценным является то,
что кружковцы, решая задачи конструирования
моделей, не ограничиваются книжными данными, а
идут в колхоз, изучают сельскохозяйственные
машины в действии и умело упрощают конструкцию
будущей модели.
Опыт лобвинцев будет весьма полезен для тех
кружков, которые решают задачи упрощенного
моделирования сельскохозяйственных машин.
В. И. Варганов дает в своей статье описание
конструкции и технологии действующей модели четы-
8
рехкорпусного плуга. Такая модель, изготовленная
в школе, может служить хорошим наглядным
пособием в курсе машиноведения сельских
школ.
В сборник включены статьи руководителя
машиностроительного кружка Свердловского Дворца
пионеров А. Д. Копылова, имеющего большой опыт
работы с юными техниками г. Свердловска. В его
статьях дана подробно разработанная технология
изготовления ряда сложных приборов. Автор статей
пропагандирует среди школьников новую технику,
сам является рационализатором и изобретателем,
владеет умением так строить работу с юными
техниками, чтоб они искали наиболее рациональные
пути конструирования и изготовления моделей.
В его кружках созданы такие действующие модели
и малые машины, которые могут служить образцом
для школ и школьных учреждений.
Обращает на себя внимание широта тематики
этих работ: здесь и действующие реактивные
модели, и простой автомат для продажи карандашей,
полуавтомат для намотки катушек,
фотосортировщик, модель действующей поточной линии по
изготовлению шахмат, модель прокатного стана и многие
другие. Ряд моделей имеет сложное устройство,
изготовление их доступно лишь станциям юных
техников, домам пионеров и тем школам, которые
располагают более оснащенной
материально-производственной базой.
Инженеры И. И. Заславский и А. Ф. Дробинин
в своей статье дают описание конструкции
ограждения к дисковой пиле и электрофуганку, которое
обеспечивает безопасность при работе с этими
инструментами в школьных мастерских. Идея таких
приспособлений была разработана и практически
осуществлена в физико-техническом кружке областной
станции юных техников, а чертежи ограждения
были направлены в школы области.
В описании электроконтактного точила
работники школ, связанные с преподаванием труда в
мастерских, найдут оригинальное решение проблемы
заточки режущего инструмента без абразивных
кругов.
Внимание авиамоделистов привлечет в сборнике
описание модели «Схема управления рулями
самолета», выполненной в авиалаборатории областной
станции юных техников. Конструкция модели очень
проста, ее можно изготовить без специального
инструмента. Она может быть хорошим наглядным
пособием в кружках авиамоделирования и в любой
средней школе на уроках физики.
Инженер В. Л. Салов дает описание аппаратуры
для радиоуправляемых моделей, которая
разработана автором.Модель радиоуправляемого самолета с
такой аппаратурой на Всесоюзных соревнованиях
авиамоделистов-спортсменов заняла второе
призовое место и отмечена дипломом. Эта
радиоаппаратура может быть выполнена в условиях школы.
Модель автомобиля с аналогичной аппаратурой
была построена юными техниками г. Нижнего
Тагила на своей станции и отмечена премией на
областной выставке технического творчества пионеров и
школьников. Описание этой модели читатель найдет
в сборнике.
Сборник заканчивается статьями Е. Н.
Волынского с описанием работ кружка телеавтоматики
областной станции юных техников: радиометра,
служащего для обнаружения радиоактивных руд, и
стационарного прибора для регистрации
радиоактивных излучений. Такие приборы, построенные в
школах, будут служить хорошим пособием при изучении
учебного материала по атомному ядру, а радиометр
смогут использовать юные туристы в походах по
родному краю.
Совершенно очевидно, что несколько лет тому
назад было бы преждевременным предлагать нашим
учащимся сложные работы, описанные в настоящем
сборнике. Сейчас осуществление подобных
конструкций и моделей стало для школьников доступным
делом. А возможности для решения все более
сложных задач моделирования и конструирования
приборов и моделей будут расширяться по мере
улучшения работы школ и технических кружков.
Развивающаяся техническая самодеятельность учащихся
вызывает к жизни новые технические кружки. Но
начинающие кружковцы и те руководители их, которые
еще не имеют достаточного опыта, подчас
затрудняются решить: какой кружок организовать, какую
выбрать тематику кружка.
Чтобы помочь им в решении этих вопросов,
перечислим наиболее распространенные типы
технических кружков и укажем вкратце основное
направление их работы.
1. Кружок «Умелые руки». Организуется
для учащихся 3—5 классов. Здесь школьники
работают с бумагой, картоном, фанерой, жестью, учатся
выпиливать и выжигать по дереву, получают
начальные сведения и умения по обработке дерева,
металла, пластмассы, гипса и других материалов. Работа
в этом кружке является хорошей подготовительной
школой для работы во всех других технических
кружках.
2. Физико-технический кружок.
Знакомит учащихся с основами конструирования приборов
и моделей. Кружковцы углубляют знания по физике,
полученные на уроках. Ремонтируют и изготовляют
новые учебно-наглядные пособия для физических
кабинетов.
3. Электротехнический кружок.
Знакомит учащихся в теории и на практике с
электротехническими приборами и машинами. Дает
основные сведения по электрохимии. Учащиеся знакомятся
с развитием электротехники, с историей и
перспективами развития электрификации СССР. Они
составляют и выполняют электрические схемы
включения двух- и трехфазного тока.
Производят ремонт бытовых электронагревательных
приборов, практически обслуживают школьную
электросеть.
4. Химико-технический кружок.
Знакомит учащихся с основами химической
промышленности, технологическими процессами
производства основных химических продуктов, в том числе
различных пластмасс. Учащиеся изготовляют типовые
и конструируют новые приборы и учебно-наглядные
пособия для химического кабинета школы.
5. Кружок по изучению
сельскохозяйственных машин. Такие кружки получили
широкое распространение в сельских школах. Юные
техники изучают в теории и на практике, конструи-
9
руют и моделируют сельскохозяйственные машины.
Кружки, имеющие хорошую материальную базу,
осуществляют моделирование машин, предложенных
Т. С. Мальцевым, а также машин, обеспечивающих
комплексную механизацию в различных отраслях
сельского хозяйства.
6. Фотокружок. Кружковцы овладевают
техникой фотосъемки, изучают законы оптики и
различные системы фотоаппаратов. Выполняют
репродукционные работы, макро- и микросъемки,
экспериментируют в области цветной фотографии.
Знакомятся с основами композиции для выполнения
художественных снимков, готовятся к
фоторепортажу. Организуют выставки. Обслуживают своей
работой другие технические кружки.
Подготовленные фотолюбители знакомятся с основами
киносъемки.
7. Кружок судомоделирования.
Знакомит с основами кораблестроения, классификацией
судов, морской терминологией, с историей
отечественного мореплавания и судостроения. Кружковцы
изготовляют модели парусных судов, контурные
модели кораблей и судов разных классов. Участвуют в
судомодельных соревнованиях.
Кроме этих кружков, большое распространение
получили следующие технические кружки,
работающие преимущественно при домах пионеров и
станциях юных техников, где имеется лучшая
материально-техническая база.
8. Радиотехнический кружок. Юные
техники изучают закономерности распространения,
приема и преобразования электромагнитных
колебаний. Изготовляют, конструируют и выполняют
наладку аппаратуры по радиосвязи, телевидению,
телемеханике. Оборудуют школьные радиоузлы.
Работают с УКВ-аппаратурой.
9. Авиамодельный кружок.
Пользуется большой популярностью среди школьников.
Кружковцы изучают основы аэродинамики, изготовляют
модели самолетов и планеров различных
конструкций, в том числе управляемых по радио, знакомятся
с другими летными аппаратами тяжелее воздуха, с
ракетной техникой.
Наряду с этим в кружке изготовляются модели
реактивного двигателя, реактивного самолета,
искусственного спутника Земли, космического
корабля и т. д. Более сложные и совершенные модели
изготовляются в школьных кружках, имеющих
хорошую материальную базу.
10. Транспортный кружок. Кружковцы, в
зависимости от профиля кружка, изучают
организацию работы железнодорожного и автомобильного
транспорта. Осуществляют коллективное
моделирование таких транспортных средств, как электровозы,
турбовозы, автомобили, изготовляют действующие
модели участков электрифицированных железных
дорог с автоблокировкой и диспетчерским
управлением.
11. Кружок технического
моделирования. В этом кружке может быть несколько
направлений: конструирование моделей
промышленных агрегатов, дорожных машин,
подъемно-транспортного оборудования, машин для механизации
трудоемких работ в строительной, горнорудной,
лесопильной, деревообрабатывающей промышленности.
Большое значение имеет конструирование и
моделирование поточных автоматических линий.
12. Кружок автоматики и
телемеханики. Знакомит в теории и на практике с
методами автоматического контроля и управления
технологическими процессами. Кружковцы изучают
принципы действия и осуществляют моделирование
передатчиков, реле, преобразователей, усилителей,
контрольных и исполнительных механизмов. Знакомятся
с устройством и принципами работы аппаратов,
осуществляющих управление машинами и приборами
на расстоянии.
Этот перечень, конечно, далеко не исчерпывает
всего многообразия технических кружков и
тематики их работы.
Необходимо отметить, что в работе многих
технических кружков наблюдаются типичные
недостатки и затруднения методического и организационного
характера. Проверенный на практике опыт лучших
кружков позволяет нам дать некоторые
рекомендации, чтобы избежать этих недостатков и
затруднений. При этом возьмем за основу кружок
технического моделирования как один из наиболее
распространенных.
Перед тем как приступить к изготовлению
модели машины, с кружковцами необходимо провести
вступительную беседу: познакомить их с научными
принципами устройства и работы машины,
рассказать о том, где она применяется, каково ее
место и значение в развитии народного хозяйства
страны.
Эта беседа должна быть проведена живо,
интересно и сопровождаться показом картин,
диафильмов или других наглядных пособий. Только тогда она
заинтересует учащихся.
Затем следует познакомить учащихся с самой
машиной; если необходимо, совершить для этого
экскурсию на завод, в колхоз или совхоз и изучить
машину в работе.
После того как кружковцы хорошо усвоят
основные принципы ее устройства и работы,
необходимо составить кинематическую схему
будущей модели.
Конструируя модель, не следует копировать
машину очень подробно, так как изготовление такой
модели может оказаться невыполнимым. Нужно
продуманно упростить отдельные детали и узлы, но
обязательно сохранить основной технический замысел
конструкции.
Для выполнения отдельных узлов выделяются
бригады или звенья по 2-3-4 человека.
Серьезное внимание надо уделить технологии
изготовления отдельных деталей и сборке их в узлы.
Это имеет большое практическое и воспитательное
значение. При соблюдении этого условия будет
обеспечено высокое качество работы, а кружковцы будут
приучаться к правильной организации труда.
Необходимо хорошо продумать наиболее
рациональные способы технологии, обсудить их с
кружковцами. Технологические карты и чертежи деталей
могут изготовить сами кружковцы. Проводя
вводный и текущий инструктажи, руководитель
обстоятельно разъясняет, как выполнять ту или иную
работу, и сам показывает лучшие приемы.
Руководитель кружка должен тщательно следить
10
за тем, чтобы учащиеся в точности соблюдали
правила техники безопасности.
Нельзя забывать, что изготовление модели — не
самоцель, а средство, одно из звеньев в системе
политехнического и трудового воспитания учащихся.
Поэтому руководитель кружка должен организовать
работу так, чтобы все кружковцы прочно
отрабатывали навыки выполнения основных
производственных операций, и добиваться того, чтобы они хорошо
понимали назначение каждой детали, каждого узла,
научные принципы обработки материалов, работы
инструментов и станков.
В конце каждого занятия руководитель подводит
итоги работы кружка, делает обобщение, отмечает
лучшие работы, объясняет, почему у того или иного
кружковца работа выполнена плохо. Такая беседа
имеет большое воспитательное значение, так как
приучает учащихся к ответственности и
аккуратности в работе.
Сборка деталей в узлы является ответственной
операцией, поэтому руководитель сначала сам
показывает приемы сборки, сопровождая показ
объяснениями. На этом инструктаже должны
присутствовать все кружковцы, независимо от той работы,
которую в данное время выполняет каждый.
Надо чаще практиковать занятия по сборке и
разборке отдельных узлов. Эти навыки понадобятся
кружковцам при конструировании других моделей, а
потом и в будущей работе на заводе.
Какие основные требования предъявляются к
изготовляемым моделям? Этот вопрос надо всегда
иметь в виду юным техникам, которые приступают к
новой работе.
Опыт машиностроительных кружков показал, что
построенная модель должна удовлетворять
следующим требованиям. Она должна убедительно и
наглядно демонстрировать работу машины.
Конструкция ее должна быть достаточно простой и
соответствовать учебным целям. Модель должна быть
прочной и действовать безотказно. Иметь хороший
внешний вид, небольшой вес и небольшие размеры.
Однако излишне малые размеры обеднят ее основной
технический замысел и лишат ее ценности в
качестве наглядного пособия.
Руководителям кружков следует практиковать
самостоятельные опытные занятия кружковцев с
использованием литературных источников.
Вот как, например, были проведены такие
занятия для старших школьников при областной станции
юных техников. Им прочитали лекции о разведке
полезных ископаемых, о приборах и установках для их
обнаружения. Затем участников познакомили со
схемой самодельного радиометра, которая была
описана в журнале «Юный техник» № 1 за 1956 год, и
предложили им изготовить такой радиометр по
образцу, изготовленному раньше кружковцами
станции, в несколько измененном виде. Участники
семинара с большим интересом выполняли эту работу.
Их увлекала задача более рационального решения
вопросов, возможность проявления творческой
инициативы.
Опыт показывает, что более высоких успехов
добиваются те руководители технических кружков,
которые постоянно работают над собой, пытливо ищут
новых путей улучшения работы кружка и сами
систематически совершенствуют свои умения и
навыки. Руководитель кружка должен многое знать и
уметь, вкладывать душу в свою работу. Только
тогда он сумеет поднять своих воспитанников на
серьезные, увлекательные дела.
В этом отношении заслуживает внимания опыт
учителя средней школы № 3 г. Тавды Н. М. Корепа-
нова, который рассказывает:
«Физико-техническим кружком я руковожу с
1946 года — с тех пор, как вернулся в школу после
службы в Советской Армии. В первые же дни
работы кружковцы засыпали меня вопросами: как
построить действующую модель трамвая? паровой
машины? Можно ли самим изготовить
электромотор?
Я оказался в трудном положении. Нелегко было
сразу ответить на этот поток вопросов. Чтобы
удовлетворить любознательность ребят, работал ночами,
много читал. Хотелось обстоятельно ответить на
каждый вопрос. Кроме того, надо было уметь
хорошо работать столярным, слесарным инструментом.
И этому приходилось настойчиво учиться.
Успех пришел не сразу. Но сейчас в нашей школе
работает технический кружок, охватывающий 76
учащихся. Ребята работают с большим интересом.
Мы пополняем оборудование учебных кабинетов
школы, проводим технические конференции, вечера
юных техников, выпускаем бюллетень «Юный
техник».
Этот и многие другие примеры показывают, что
успех в работе по развитию технического творчества
пионеров и школьников не приходит сам, что для
этого нужна настойчивая работа учителя над собой
и продуманная система воспитательной работы с
учащимися, построенная на широком развитии их
самодеятельности. Для этого необходимо
систематически обогащать учащихся знаниями основ наук.
Решая задачу коренного улучшения внеклассной
работы по технике, школы, внешкольные
учреждения, руководители кружков должны особое
внимание уделить развитию технического
изобретательства, работе по созданию новых приборов, моделей,
технических устройств.
Самое широкое развитие должны получить
изучение натуральных машин, агрегатов, приборов и
на этой основе — поиски нового, смелое
экспериментирование.
Не игра в технику, а создание таких приборов,
аппаратов, механизмов, которые давали бы
реальную пользу на практике — вот к чему должны
стремиться технические кружки.
Руководители школ и педагогические
коллективы должны помнить, что именно школа является
центром массовой воспитательной работы, в том
числе развития технического творчества учащихся, что
внешкольные учреждения призваны только помогать
школе в этой работе.
Технические кружки в школах при
планировании своей работы должны предусматривать
требования пионерских ступеней.
В связи с перестройкой школы должны быть
пересмотрены структура и содержание работы
школьных и внешкольных учреждений, призванных
руководить техническим творчеством пионеров и
школьников.
11
С учащимися 8-летней школы, на наш взгляд,
должны работать такие внешкольные учреждения,
как школьные пионерские клубы и дома пионеров.
Школьные пионерские клубы могут
строить свою работу на базе одной крупной школы
или объединять несколько школ. Они обеспечат
лучшую возможность обмена опытом работы между
отдельными кружками и соседними школами. Работав
таких клубах должна строиться на основе широкого
привлечения общественности: родителей,
профсоюзных организаций, домоуправлений, комсомольских
организаций предприятий.
Тематика работы такого клуба должна
соответствовать требованиям пионерских ступеней и
включать разделы работы: 1) «умелые руки»,
2) элементы авиационной техники, 3) элементы
морского дела, 4) фотографирование, 5) элементы
бытовой электротехники и др.
Дома пионеров должны также работать с
пионерским активом и учащимися 8-летней школы.
Основная задача их — готовить
пионеров-инструкторов. Успех в этой работе надо определять умением
выполнять конкретные дела, теми навыками,
которые получит пионер в техническом кружке. Советы
дружин пионерских организаций должны строить
свою работу на базе дома пионеров.
Для 9, 10 и 11 классов средней школы
основными формами внешкольной работы по технике
должна быть работа в юношеских клубах и на станциях
юных техников.
Юношеские клубы могут быть
комплексные, объединяющие юных техников разных
профилей, и отраслевые, объединяющие юных техников
одного профиля.
Работа юношеских клубов строится на основе
членства, широкой самодеятельности и
самоуправления. Члены клуба выбирают свое правление.
Такие клубы могут быть организованы органами
народного образования, профсоюзными
организациями, добровольными обществами,
домоуправлениями. Активную помощь клубу должен оказывать
«совет друзей клуба», куда входят работники
органов народного образования, представители
базовых предприятий, различных общественных
организаций.
Областная станция юных техников
должна являться областным методическим центром
работы по техническому творчеству школьников.
В ее задачи должны входить: обобщение лучшего
опыта работы технических кружков и внешкольных
учреждений; массовая техническая пропаганда;
организация творческой работы по созданию новых
моделей, приборов, технических устройств и
внедрение их в учебный процесс в школах; широкое
развитие изобретательства, рационализаторство,
моделирование сельскохозяйственных машин.
При областной станции юных техников должна
быть организована прокатная база, которая будет
обслуживать школы и внешкольные учреждения:
выдавать им фотоаппараты, электроизмерительные
приборы, инструменты и другое оборудование и
аппаратуру, необходимые в работе технических
кружков.
Областная станция юных техников должна
активно участвовать в создании юношеских обществ
физиков, химиков, математиков на базе вузов, с
привлечением научных работников.
Одной из важных задач является вовлечение в
массовую работу по техническому творчеству
рабочей молодежи, занятой на производстве и в сельском
хозяйстве, а также учащихся школ рабочей и
сельской молодежи. Необходимо развернуть более
широкую сеть технических кружков при клубах,
домах и дворцах культуры и всемерно
активизировать их работу. Здесь найдут широкое поле для
своей деятельности молодые рабочие и колхозники,
начинающие рационализаторы, изобретатели, люди
творческой инициативы.
Большое значение для развития технического
творчества в школах имеют хорошо оборудованные
учебные мастерские и учебные кабинеты
машиноведения, физики, химии, электролаборатории,
организация самостоятельных рабочих комнат для
технических кружков. Решая задачи политехнического и
трудового воспитания, а в 9—10—И классах и
задачи профессионального образования, они оказывают
огромную помощь техническим кружкам. Поэтому
руководители школ, педагогические коллективы
должны уделять серьезное внимание укреплению и
улучшению материально-технической базы школы,
которая одновременно является и базой для
технического творчества учащихся.
Для воспитания учащихся в духе глубокого
уважения к физическому труду, привития им интереса к
профессии большое значение имеет деловая связь с
местными заводами, предприятиями, стройками,
совхозами, колхозами. Тесное общение с кадровыми
рабочими, встречи с новаторами производства,
специалистами имеют огромное познавательное и
воспитательное значение. Эта форма работы по технике
должна получить самое широкое развитие в школах
и внешкольных учреждениях.
Техническая пропаганда, техническое творчество
учащихся должны быть по-настоящему массовыми.
Технические кружки надо организовать в каждой
школе, при каждом учебном кабинете. Надо более
широко развернуть массовое соревнование между
школами и между кружками за лучшие показатели
в развитии детского технического творчества.
В решении этих задач первостепенную роль
должны сыграть школьные комсомольские организации.
Они являются застрельщиками, инициаторами
массовых мероприятий, проводимых в школе. Они и
здесь должны проявить максимум инициативы,
добиваясь всемерного улучшения внеклассной работы по
технике в своей школе, в своем классе.
Именно комсомольцы, старшие товарищи
пионеров, должны помочь им организовать интересные,
увлекательные формы массовой работы по технике,
наладить содержательную работу в технических
кружках.
Необходимо широко развернуть соревнование
между внешкольными учреждениями, направленное
на всемерное улучшение работы по технике с
пионерами и школьниками.
Важно подчеркнуть особые задачи, которые
стоят перед техническими кружками станций юных
техников и домов пионеров. Здесь возможно и
необходимо более углубленно ставить работу по
конструированию, моделированию, изобретательству, во-
12
влекать в эту работу наиболее технически
одаренных школьников, проявивших прочный, устойчивый
интерес к технике. Надо всемерно улучшать
содержание, формы и методы работы с ними, чтобы
готовить из них хороших инструкторов-общественников
и руководителей школьных кружков, стоящих на
высоте задач сегодняшнего дня.
Работники внешкольных учреждений должны
лучше решать задачу, которая имеет большое
значение для массового развития технического
творчества,— готовить пионеров-инструкторов по
различным разделам технического творчества для
пионерских отрядов школы.
Необходимо уделить самое серьезное внимание
развитию технического творчества в
школах-интернатах и детских домах, полностью использовать те
возможности, которые имеются здесь: наличие
интернатов, штат воспитателей, четкий распорядок
дня и т. д.
Назрел вопрос о том, чтобы юридически
оформлять успешные итоги работы в технических кружках.
На наш взгляд, юным техникам, успешно изучившим
программу кружка, следует после сдачи
техминимума и пробной работы присваивать рабочий разряд
(по столярному, слесарному, токарному делу и т. д.),
а также получение прав (шоферов, киномехаников,
трактористов), позволяющих юношеству
включиться в производительный труд на предприятиях, в
совхозах и т. д. Это будет большим стимулом для
улучшения кружковой работы, для широкого
привлечения в кружки новых школьников.
Широкое развитие и всемерное улучшение
внеклассной и внешкольной работы по технике
является одним из звеньев в работе по перестройке
школы и во многом будет способствовать успешному
осуществлению Закона «Об укреплении связи
школы с жизнью и о дальнейшем развитии системы
народного образования в СССР».
МОЙ ОПЫТ ОРГАНИЗАЦИИ ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЫ
| И. А. МОТОШКОВ j
Учитель физики школы № 4 г. Тавды
Партия и правительство уделяют большое
внимание политехнизации школы. В решении этой
задачи велика роль учителя физики. В наших школах
физика, тесно связанная с жизнью, вытесняет
«меловую физику». В связи с этим неизмеримо возрастает
роль физического кабинета в педагогическом
процессе.
Организации работы в нем, в частности,
организации кружковой работы каждый учитель физики
должен уделить самое серьезное внимание.
Целью настоящей статьи является обмен опытом
организации кружковой работы в семилетней школе,
где я работаю учителем физики.
Сейчас школы Свердловской области имеют
хорошие условия для организации учебной и
кружковой работы: хорошо оборудованные помещения,
учебные кабинеты, достаточную площадь для
проведения кружковых занятий, помощь шефствующих
предприятий и т. д. Но были школы, которые таких
благоприятных условий не имели. Естественно, что
работа учителей физики в них была затруднена не
только в смысле доброкачественного преподавания,
но и в смысле организации кружковой работы.
Но значило ли это, что учителя физики, находясь
в неблагоприятных условиях, должны были
оставаться в плену бездеятельности и ожидать помощи
извне? Конечно, нет.
Если учитель по-настоящему любит свою работу
и с большим чувством ответственности выполняет
порученное ему дело, если он проявляет творческую
инициативу и настойчивость, то он сможет добиться
очень многого.
Свою работу в семилетней школе № 4 Верхней
Тавды я начинал, будучи инвалидом, в 1941 году в
трудных условиях. Здание нашей школы было мало
приспособлено для учебной работы. При большом
контингенте учащихся крайне остро ощущался
недостаток помещений.
Понятно, что мне долго пришлось хлопотать
перед администрацией школы о выделении
помещения для физического кабинета. Наконец, комнату
удалось получить. С этого и началась организация
физического кабинета и кружковой работы.
Кое-что из оборудования для кабинета у нас
было, но все устарело, требовало ремонта. На
помощь пришли ученики седьмых классов. Они охотно
помогали мне привести в порядок небогатое
хозяйство: перебрали приборы, расставили их по шкафам,
помогли провести инвентаризацию, выполняли
мелкий ремонт.
Это было первое знакомство учащихся с
приборами. Я старался выявить их интересы и запросы.
Часть учеников проявила большой интерес к
приборам. Они спрашивали, что и для чего
предназначено, какой опыт можно поставить с тем или иным
прибором. Постепенно вокруг меня формировалась
группа юных любителей физики и техники.
Особенно я присматривался к тем, кто любит и
умеет кое-что мастерить. Для изучения программ
6—7 классов по физике у нас не хватало
оборудования. И вот силами кружка мы изготовили первую
серию настенных рисунков, чертежей и схем. Это
уже значительно облегчило на первых порах нашу
работу.
В то же время мы занялись заготовкой
материалов и инструментов. Не только кружковцы, но и
другие ученики охотно приносили все, что могло
оказаться сколько-нибудь пригодным для предстоящей
работы: жесть, картон, гвозди, клей, провода,
электроарматуру, столярный и слесарный инструмент
и т. д. Так был собран минимально необходимый
запас материалов и инструментов.
Теперь можно было приступить к более
серьезной работе. Я ознакомил учащихся с приемами
обработки некоторых материалов — дерева, металла,
бумаги, научил их приготовлять краски, клей. После
этого мы уже занялись основательным ремонтом
приборов, годность которых можно было продлить.
Это было началом серьезной работы.
Я считаю, что учитель физики, руководящий
14
кружком, должен не только хорошо знать свой
предмет, но и владеть целым рядом практических
навыков. Он должен быть в достаточной мере
чертежником, столяром, слесарем, уметь работать с картоном,
бумагой и другими материалами.
Чем лучше будут эти навыки, тем успешнее
будет работа учителя не только в кружке, но и в
классе. Но вполне понятно, что все эти навыки
приобретаются не сразу, а путем систематической
кропотливой работы над собой.
В 1942 году условия работы в нашей школе еще
более усложнились. Население города выросло за
счет эвакуированных, и в школе были введены
трехсменные занятия. Несмотря на это, мы, учителя
школы, стремились как можно лучше выполнять свою
работу. Нас вдохновлял героизм советских воинов и
трудовой энтузиазм советских людей, творивших
чудеса в труднейших условиях войны.
Наш кружок продолжал начатое дело. Это был
наш долг. Численность кружка увеличилась до
15 человек. Мы уже приступили к изготовлению
самодельных приборов. В сравнительно короткий срок
были изготовлены действующая модель
электромотора, две действующие модели паровых машин,
электрические звонки и другие приборы (см. рис. 1).
Часть кружковцев изучила проекционный фонарь.
Демонстрация диапозитивов еще больше оживила
работу кружка.
Наше хозяйство понемногу росло. Нам удалось
достать два телефонных и тракторных магнето,
батареи гальванических элементов, аккумулятор,
манометр, произвести сварку парового котла для
модели паровой машины и выполнить многие другие
довольно сложные работы.
Работа кружка вскоре дала ощутимые
результаты: ребята стали любознательнее, глубже стали
вникать в сущность физических явлений, уроки стали
проходить интереснее и живее.
Иногда я встречаю выпускников школы,
работавших в кружке; они с удовольствием вспоминают
вечера, когда, увлеченные работой, засиживались до
позднего времени.
В дальнейшем кружок продолжал расти,
расширять и углублять свою работу. Я по-прежнему
подбирал в кружок наиболее интересующихся физикой,
достаточно деловых и серьезных ребят. При этом
предпочитал тех, кто любит мастерить.
К членам кружка обычно предъявляют
требование, чтобы они успевали по всем предметам, а по
физике имели оценку не ниже «4». Это условие у
нас не всегда выполнялось (порой отстающий
ученик, увлеченный работой в кружке, начинает
подтягиваться и выходит в число лучших), но ради
общих интересов с этим приходилось мириться.
После записи в кружок назначается
организационный сбор, на котором разъясняются задачи
кружка, требования и условия работы, обсуждается
в общих чертах план работы на ближайшую
четверть.
После организационного сбора и вводной беседы
с кружковцами несколько занятий посвящаются
знакомству с инструментами и правилами обращения с
Рис. 1. Модели паровой машины, парового котла,
ного набора для елки, изготовленные учащимися
ным В. и Кудлай А. под р>
динамомашины, электромотора и электрифицирован-
Татуновым Н., Петуховым А., Новиковым Г., Юри-
юводством И. А. Мотошкова.
15
ними. Я объясняю и показываю, как обрабатывать
дерево, металл, как приготовить краску, клей и
другие материалы.
Затем мы распределяем задания, совместно
обсуждаем, что и как лучше сделать, с чего начать.
Приходится составлять эскизы, прибегать к
несложным расчетам. На следующих очередных занятиях
общим фронтом выполняем работу.
Трудно переоценить помощь родителей
учащихся в организации работы кружка. Их внимание к
нашей работе всегда дорого для нас. Большую
пользу принесли нам советы тех родителей, которые
являются инженерно-техническими работниками. Мы
поддерживали связь с электриками, мастерами
ремесленных училищ, учащимися школ рабочей
молодежи.
Перед кружковцами ставятся четкие требования,
которые дисциплинируют их и воспитывают у них
хорошие трудовые навыки. Становится правилом
работать настойчиво, терпеливо, не бояться неудач,
доводить до конца начатую работу. Кружковцы
приступают к работе только тогда, когда все операции
строго продуманы.
К изготовляемым приборам предъявляются
такие требования:
1) прибор должен работать безотказно;
2) конструкция модели должна возможно полнее
воспроизводить оригинал;
3) прибор должен быть выполнен тщательно и
аккуратно, качество его по возможности должно
приближаться к фабричному; он должен быть
прочным и надолго оставаться в числе оборудования
физического кабинета.
Выполнение этих требований дается учащимся
нелегко, так как они в начале занятий не имеют
практических навыков обращения с инструментами
и не сразу овладевают этими навыками, а смекалка
и изобретательность на первых порах недостаточно
развиты. Поэтому зачастую приходится еще и еще
раз разъяснять учащимся, как надо выполнить
работу. Иногда одно и то же приходится переделывать
несколько раз.
Кроме того, приходилось преодолевать
трудности, связанные с обшими условиями работы школы.
Эти затруднения, вероятно, являются общими для
многих других школ, поэтому я хотел бы их здесь
отметить.
Кружок наш не имеет рабочей комнаты. Во
время работы кружка физический кабинет
превращался в мастерскую, где каждый устраивал свое рабочее
место в зависимости от обстановки. У нас не было
никаких станков, и работали мы только ручными
инструментами, но их не хватало. Сильно сказывал-
ся недостаток материалов.
Но, несмотря на все трудности, силами кружка
выполнена значительная работа. Одних только
приборов и моделей было изготовлено свыше 100
наименований. Среди них:
1) шесть действующих моделей электромоторов;
2) пять действующих моделей паровых машин;
3) модель реактивного самолета;
4) две «пушки» Ньютона;
5) модель электропилы;
6) две катушки с втягивающимся сердечником;
7) два электромагнита;
8) электроскоп;
9) катушки Томсона;
10) электрический поплавок;
11) модель генератора переменного тока;
12) прибор для демонстрации движения
проводника с током в магнитном поле;
13) прибор для демонстрации изменения
давления жидкости в зависимости от глубины;
14) электрический маятник;
15) модель паросиловой установки;
16) пирометр;
17) прибор для демонстрации давления
жидкости на дно сосуда;
18) прибор для демонстрации атмосферного
давления;
19) прибор для демонстрации закона Паскаля;
20) оптическая скамья;
21) модель водопровода;
22) электрифицированная карта крупнейших
электростанций;
23) модель реактивной турбины;
24) модель мощного автотрансформатора;
25) настольное точило;
26) прибор для демонстрации теплового
действия электротока;
27) два прибора для демонстрации теплового
расширения тел;
28) прибор для демонстрации превращения
тепловой энергии в механическую;
29) маятник Максвелла;
30) перегонный куб.
Этими приборами и моделями я пользовался при
изучении программы физики в 6—7 классах.
Надо сказать, что кружковцы всегда работают
с увлечением. Всеобщее воодушевление наступает
тогда, когда прибор успешно проходит испытания
и действует хорошо. Это были самые волнующие
минуты в нашей работе. Каждый видел, как
затраченный труд превращается в ощутимую реальность, и
чувствовал глубокое удовлетворение.
Наряду с изготовлением новых приборов, мы
отремонтировали часть бездействовавших
приборов: электрофорную машину, вольтметры,
амперметры, проекционный фонарь, два электромагнита,
модель локомобиля, насос Комовского и ряд других.
С привлечением специалистов и частично своими
силами смонтирован радиоузел мощностью в 12 ватт.
Школа теперь радиофицирована.
Часть приборов, изготовленных в кружке,
экспонировалась на областных выставках детского
технического творчества.
В результате систематической работы кружка
оснащенность физического кабинета, хотя и не
быстро, но неуклонно росла. Теперь абсолютное
большинство уроков физики в 6—7 классах, благодаря
улучшению наглядности и проведению опытов, про*
ходит интереснее, живее.
Учащиеся в процессе работы в кружках
получили элементарные трудовые навыки, начали более
глубоко понимать сущность физических явлений. На
уроках физики они уверенно обращаются с
приборами, более ясно понимая, как используются законы
физики в технике и в быту. Кружковцы научились
обращаться со столярным и слесарным
инструментом, научились паять, исправлять проводку, элек-
16
тронагревательные приборы, умело стали выбирать
материалы к предстоящей работе.
При работе всегда строго соблюдаются правила
техники безопасности труда. Учащиеся научились
правильно обращаться с паяльной лампой,
примусом, инструментами, электрическим током. Всякое
включение электроприборов в цепь тока
производилось только с разрешения и под непосредственным
контролем учителя. Учащиеся приучены к
осмотрительности вообще. Благодаря этому за все время
работы не было ни одного сколько-нибудь
серьезного случая травм.
Учащиеся седьмых классов, наряду с работой в
кружке, приняли активное участие в трех последних
областных олимпиадах юных физиков. Общее число
участников составляло от 50 до 100 человек. В
порядке выполнения заданий ребята писали отчеты,в
которых описывали разные механизмы и машины:
лебедку, глиномялку, мотоциклетный мотор,
сверлильный станок по металлу и другие; изготовляли
самодельные приборы, решали задачи.
При этом учащиеся широко использовали
журналы «Техника — молодежи», «Знание—сила»,
«Физика в школе», техническую литературу,
обращались за помощью к инженерно-техническим
работникам.
Было проведено несколько вечеров по физике.
Ребята самостоятельно подготовили и провели
опыты по теме «Реактивное движение», используя
самодельные приборы: модели реактивного самолета,
пушки Ньютона, сегнерово колесо, реактивной
турбины. Были также поставлены опыты по инерции,
атмосферному давлению и другие. Юные
организаторы приложили все усилия к тому, чтобы вечера
проходили активно, увлекательно. Присутствующие
с большим интересом наблюдали опыты
кружковцев.
С подъемом прошли экскурсии на
электростанцию, где учащиеся подробно ознакомились с
работой основных агрегатов. Не меньший интерес
вызвала экскурсия на фанерный комбинат, проведенная
совместно с преподавателями лесотехникума. Здесь
учащиеся внимательно ознакомились с
технологическим процессом производства фанеры. Эти
экскурсии помогли некоторым учащимся в выборе
будущей профессии.
Такова краткая история организации и работы
нашего кружка.
На достигнутом, конечно, нельзя успокаиваться.
Работу кружка надо совершенствовать, сделать ее
более разнообразной, надо добиваться большей
эффективности ее, шире привлекать учащихся в
кружок. Предстоит оборудовать рабочую комнату,
расширить материальную базу кружка.
В заключение еще раз хочу подчеркнуть: в
каких бы условиях ни находилась школа, как бы ни
были ограничены возможности — при желании и
достаточной инициативе всегда можно развернуть
содержательную внеклассную работу по физике с
массовым охватом учащихся.
Эта работа расширяет технический кругозор
ребят, дисциплинирует их и прививает им навыки
коллективного труда, учит преодолевать трудности.
Поэтому я считаю, что широкая и массовая
организация физических и технических кружков — это
патриотический долг каждого учителя.
2 заказ 13
ЗАНЯТИЯ КРУЖКА ЮНЫХ ФИЗИКОВ
ПО ТЕМЕ «ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ»
Г. К. КАРПИНСКИЙ
Заслуженный учитель школы РСФСР.
Учитель физики школы № 9 г. Свердловска
По теме «Центр тяжести» с начинающими
юными физиками можно провести четыре занятия. На
первом (вводном) занятии руководитель кружка
проводит беседу о центре тяжести, а в заключение
по данной теме рекомендует для изготовления
различные приборы. Второе, третье и четвертое
занятия отводятся на самостоятельное изготовление
приборов для демонстрации различных видов
равновесия тел.
Для объяснения нового теоретического
материала к занятию кружка следует приготовить: колбу с
водой, перочинный нож, карандаш, модель паровой
машины, насос Комовского, набор грузов, отвес,
эпидиаскоп, экран, наклонную призму, шар,
картонные прямоугольник, треугольник и круг.
Для изготовления приборов необходимы: фанера
различной толщины, доски сосновые для подставок
к приборам, стальная и медная проволока
диаметром 3—6 мм, бумага плотная (ватман), картон,
краски, кисточки, клей, наждачная бумага, марля,
стальные шарики, свинец для изготовления отвесов
и грузов, припой, канифоль, гвозди, шурупы,
клеммы.
Из инструментов надо иметь: шило, стамеску,
рубанок, молоток, пилу лучковую, ножовку,
напильники разные, кусачки, круглогубцы, плоскогубцы,
ножи, лобзик с пилками, паяльник, масштабную
линейку.
На уроках физики учащиеся только с восьмого
класса узнают о центре тяжести и о различных
видах равновесия, но руководитель кружка может
познакомить с этими важными физическими
понятиями и начинающих юных физиков, которыми
являются учащиеся шестых и седьмых классов. Опыт
показал, что они с большим интересом слушают рассказ о
центре тяжести тел, понимают основные положения
и охотно занимаются моделированием на эту тему.
ВВОДНОЕ ЗАНЯТИЕ
Вводное занятие, посвященное центру тяжести,
полезно начать вопросами руководителя кружка,
обращенными к слушателям:
1. Почему, вставая со стула, мы обязательно
наклоняем корпус вперед? (Одновременно с
вопросом полезно провести эту небольшую
демонстрацию.)
2. Почему у машин и станков делают массивные
и широкие основания? (Одновременно показать
учащимся модель паровой машины, воздушный насос
Комовского и некоторые другие приборы и
установки, имеющиеся в физическом кабинете или в
школьных мастерских.)
При таком начале занятие протекает в
увлекательной форме живой беседы.
Руководитель кружка рассказывает, что такое
центр тяжести, как можно определить его
местонахождение у различных фигур, рассказывает и
показывает на различных опытах влияние положения
центра тяжести на устойчивость тел. Для этого
можно воспользоваться некоторыми примерами,
описанными ниже.
Затем следует вызвать одного ученика и
предложить ему встать боком к стене или двери,
прижав к ней, например, левую ногу и плечо, а правую
руку и ногу поднять. Выполнить вторую часть
предложения учителя ученик не может, несмотря ни на
какие старания, так как при поднятии правой ноги
вертикаль, проходящая через центр тяжести, не
попадает в пределы площади опоры, и ученик
оказывается в неустойчивом равновесии.
Далее учитель рассказывает об устойчивом,
неустойчивом и безразличном видах равновесия. При
этом он демонстрирует равновесие шара,
прямоугольника, линейки и других фигур.
18
Многое по затронутому вопросу могут сказать
и сами юные физики. Некоторые из них по своему
опыту знают, что на ходулях ходить трудновато, но
объяснить причину этого явления могут лишь
немногие.
Рис. 1. Расположение центра тяжести
относительно планки при прыжке в высоту.
«Почему трудно устоять на ходулях?»—часто
спрашивают ученики. Другие сами находят
правильный ответ: «Площадь опоры мала, и центр
тяжести расположен высоко».
Затем руководитель кружка рисует на классной
доске или показывает усеченный конус,
опирающийся на широкое основание, и задает
присутствующим вопрос: «Изменится ли положение центра
тяжести у данной сплошной массивной детали, если
ее перевернуть?»
Большой интерес вызывают у учащихся
вопросы:
— Где находится центр тяжести у кольца?
велосипедного колеса?
— Имеет ли какое-либо значение центр
тяжести при занятиях легкой атлетикой, например, при
прыжках в высоту?—продолжает беседу
руководитель.— Рассмотрим этот вопрос.
Руководитель показывает на экране при
помощи эпидиаскопа рисунок 1, на котором
изображены три различных способа прыжка в высоту. У всех
трех прыгунов положение центра тяжести,
отмеченное на рисунке сплошным кружком, относительно
уровня земли находится на одной и той же
высоте. Ученики могут сами сделать вывод, что
большую высоту преодолевает прыгун, расположивший
свое тело параллельно рейке.
Таким образом, о центре тяжести необходимо
помнить не только конструкторам новых приборов
и установок, не только инженерам и техникам при
постройке самолетов, турбин и многих других
машин. Каждый шаг человека при ходьбе, беге,
прыжках сопровождается перемещением центра
тяжести в пространстве.
— Изменится ли устойчивость колбы от того,
что в нее вначале налили воды всего лишь на одну
треть ее объема, а затем заполнили водой весь
объем? — спрашивает руководитель и для лучшей
наглядности проводит этот несложный опыт.
Без больших затруднений присутствующие
найдут правильный ответ на вопрос и укажут, что во
втором случае равновесие будет менее устойчивым.
Большой интерес вызывает такой простой опыт.
Можно предложить кому-либо из присутствующих
встать так, чтобы пятки ног касались стены или
двери (рис. 2), а на полу, на 20—30 см от ног
стоящего, положить носовой платок. Задача состоит
в том, чтобы, не отходя от стены, достать
платок. Ученик несколько раз пытается выполнить эту
задачу, новее старания напрасны: платок недостать!
Пользуясь карандашом и перочинным ножом,
руководитель строит в присутствии учащихся
простейший прибор, демонстрирующий устойчивое
равновесие тел (рис. 3).
Затем руководитель
кружка сообщает, что (Г1
на следующих заня- I
тиях учащиеся сами II I
будут изготовлять раз- I
личные приборы по I
теме «Центр тяжести». I
Для примера следует I 1
начертить на доске II I
или показать в натуре В
несколько таких при- II В
боров, объяснить их II I
идею. || I
Более детально с (| I
этими приборами уча- 11 П
Рис. 2. Невыполнимая задача. Рис. 3. Простейший прибор,
демонстрирующий устойчивое
равновесие.
щиеся знакомятся в процессе их изготовления и
проведения опытов.
Ниже мы даем примерное описание содержания
последующих трех занятий кружка.
2-е, 3-е и 4-е ЗАНЯТИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ
РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ РАВНОВЕСИЯ ТЕЛ
1. Члены кружка вырезают из фанеры или
плотного картона треугольник, круг, фигурки
слона, свиньи, лошади, птицы и другие. Раскрашивают
2*
19
их. По краям в нескольких местах проделывают
отверстия в точках А, В, С (рис. 4).
Для определения центра тяжести этих плоских
фигур надо изготовить подставку, изображенную на
рис. 5, где К — стальная проволока или тонкий
гвоздь, на который подвешивают фигурки в точках
Рис. 4. Плоские фигуры для определения центра тяжести.
А, В, С поочередно. Для определения
вертикального направления на стержне К следует иметь отвес.
Подвесив фигурку в точке Л, отмечают по
отвесу на поверхности тела вертикальное направление,
затем фигурку подвешивают в другой точке и
снова отмечают вертикальное направление.
— Точка, где обе вертикали пересекутся,
является центром тяжести тела,—говорит
руководитель кружка.— Проделайте в этом месте иголкой
или булавкой отверстие и, если вся работа
выполнена тщательно и точно, то тело, надетое этим
отверстием на любой стержень, будет находиться в
состоянии безразличного равновесия, так как центр
тяжести и ось вращения совпадают.
Фигурку можно заменить конусообразным
деревянным телом. На нем надо укрепить проволоку с
грузом, как показано на рисунке. Тогда этот
прибор, будучи поставлен на какой-либо стержень,
также сохранит устойчивое равновесие.
2. Из фанеры или дерева кружковцы
выпиливают птичку, коня, танцовщицу или иные фигуры,
которые им больше нравятся. Фигурка, если к ней
на изогнутой проволоке подвесить груз, как
показано на рис. 5, будет находиться в устойчивом
равновесии на стержне /С.
3. В деревянный конус Е вставлена изогнутая
проволока, как показано на рис. 6, и на ее концах
закреплены грузы. Если этот прибор поставить на
выступ К, то он свободно сохраняет устойчивое
равновесие.
Деревянный конус можно заменить фигуркой
клоуна, стоящего на одной ноге, и дать ему в руки
проволоку с грузами. Можно сделать фигурку
балерины, стоящей на носке одной ноги.
4. Тело, не имеющее определенно
расположенного центра тяжести. К
деревянному или фанерному квадрату со стороной
30 см прикрепляют по диагонали стеклянную трубку
длиной 40 см, заполненную на одну пятую часть
объема ртутью. Концы трубки закрывают плотно
входящими резиновыми пробками, а затем
обвертывают изоляционной лентой в один-два слоя. По
вершинам квадрата делают отверстия и подвешивают
его, например, за вершину А. Тело займет первое
положение, изображенное на рис. 7 слева.
Если тело слегка толкнуть, то оно может занять
второе положение, изображенное на рис. 7 справа,
Рис. 5. Тело, помещенное на стержне /С, находится в устойчивом равновесии.
20
так как вместе с перемещением ртути в трубке
переместится и центр тяжести всей системы.
Ртуть в приборе можно заменить подкрашенной
водой или иной жидкостью. Можно в трубку
поместить вместо жидкости два-три стальных свободно
перемещающихся шарика.
Рис. 6. Конус и два груза.
На этом же приборе можно показать отражение
и сложение волн. Для этого прибор располагают
горизонтально —кладут на стол или другую
подставку. Когда ртуть успокоится, трубку слегка
наклоняют или осторожно постукивают по пробке.
На поверхности ртути возникает ряд волн, которые,
дойдя до противоположной стенки, отразятся.
Движение будет продолжаться весьма длительный
промежуток времени.
5. Равновесие шара. На трех досках
одинакового размера укрепляют по две фигуры из
проволоки, придав им формы, указанные на рис. 8,
/, // и ///. Вид моделей сбоку показан на рис.
8, IV. Расстояние между проволоками должно быть
немного меньше диаметра шара. Проволоку надо
взять достаточно прочную, чтобы она под действием
силы тяжести шара не изменяла своей формы.
Можно все три прибора объединить на одной доске.
В первом положении у шара равновесие
устойчивое, во втором — безразличное, в третьем —
неустойчивое.
6. Сегментный маятник (рис. 9)
является некоторым дополнением к модели, описанной
выше. У прибора шкала D с делениями служит для
того, чтобы можно было, кроме равновесия тел,
наблюдать за постепенным уменьшением
амплитуды колебания шара.
Чем хуже обработана поверхность шара, тем
быстрее происходит затухание колебания. Поэтому
демонстрацию данного явления следует провести
дважды: один раз с шаром, имеющим гладкую
поверхность, второй раз — с шаром, поверхность
которого менее тщательно обработана.
На этой же модели можно показать переход
потенциальной энергии в кинетическую.
Деления на шкале прибора следует наносить
яркой краской, в этом случае они будут хорошо
видны с любого расстояния.
7. Наклонная призма (рис. 10).
Заготовляют три доски равного размера и четыре планки
равной длины и одинакового поперечного сечения.
Сбивают из них «этажерку» так, чтобы две полки
были вверху и внизу планок, а третья полка —
точно посередине.
Призма при необходимости должна наклоняться,
поэтому планки располагают попарно с каждой
стороны досок и прибивают так, чтобы можно
было менять угол, образуемый между ними и
досками.
Рис. 7. Тело не имеет определенно расположенного центра тяжести.
21
Одну из планок нужно прикрепить к доске не
гвоздем, а клеммой. Затягивая или ослабляя
головку клеммы, можно регулировать силу трения.
При отсутствии клеммы каждый раз перед прове-
на верхнюю площадку, то устойчивость тела от
этого уменьшится, так как центр тяжести
поднимется.
8. Наклонные параллелепипеды. Из
— 3D
а
*
%ш
8 О
Рис. 8. Равновесие шара.
дением опыта придется несколько подколачивать бумаги или картона надо склеить два параллелепи-
скрепляющие гвозди, чтобы увеличить трение меж
ду элементами фигур.
и
щ
Ул
УЛ
V'
ИМИ
Bill
И~0
С)
С)
Рис. 9. Сегментный маятник.
В центре тяжести средней доски надо
подвесить отвес. Меняя угол наклона
призмы относительно линии горизонта,
добиваются того, чтобы призма падала,
как только отвес выйдет за пределы
площади опоры.
Оставить ее в прежнем положении -»-
можно только при условии, если пони- 1,
зить положение центра тяжести всего
тела. Для этого на нижнюю площадку
надо положить дополнительный груз, и
призма вернется в устойчивое
положение.
Если дополнительный груз положить
педа, плотно входящих один в другой. Боковая
стенка параллелепипеда с линией горизонта
должна составить некоторый угол —от 60° и более.
Размеры параллелепипедов можно брать самые
различные. Выдвигая внутренний параллелепипед
вверх, добиваются, чтобы тело из устойчивого
положения перешло в неустойчивое.
*-$>
S?
^
I
р сг
Рис. 10. Наклонная призма.
22
9. На токарном станке вытачивают из
деревянной чушки фигурку «матрешки». Размеры ее могут
быть любые. Можно изготовить несколько фигурок,
получится семейство «матрешек». Снизу в фигуре
надо высверлить отверстие и в него залить или
забить свинец (рис. 11). От этого центр тяжести
фигуры смещается, он будет находиться очень близко
от основания. Фигурку следует раскрасить яркими
красками.
Рис. 11. «Матрешка». Рис. 12. «Акробат».
На «матрешке» особенно легко и наглядно
демонстрировать устойчивое равновесие тел, так как
во всех случаях фигурка возвращается в
первоначальное вертикальное положение.
10. Из плотной бумаги, например, ватмана надо
склеить трубочку. В получившемся бумажном
цилиндре помещают шар немного меньшего
диаметра, чем диаметр цилиндра. Шар должен легко
перекатываться внутри трубочки при малейшем ее
наклоне. Высоту ее следует взять в 1,5 или 1,8 раза
больше диаметра шара. Концы трубочки заклеивают
марлей, сложив ее в два слоя, но не сильно
натягивая. Под действием силы тяжести шарика марля на
концах трубочки должна образовывать полушарие
(рис. 12).
Для окончательной отделки прибора трубочку
следует еще раз обклеить снаружи белой бумагой,
на которой предварительно рисуют фигурку клоуна
или акробата. Изготовленную трубочку помещают
на какой-либо наклонной плоскости или на
специально изготовленном желобе (рис. 13).
Если желоб поставить под некоторым углом к
горизонту, то «акробат» начнет кувыркаться,
постепенно скатываясь вниз. Чтобы можно было быстро
изменять наклон желоба, его надо укрепить на оси
между стойками О, как указано на рисунке.
Руководитель кружка предлагает ученикам
внимательно проследить за движением «акробата» и
на отдельном листке бумаги начертить траекторию
его движения.
И. Надо начертить на бумаге фигурку
«акробата» (рис. 14, //) и вырезать ее ножницами.
Фигура должна быть симметричной, с центром тяжести
в точке О. Для проверки симметрии вырезанную
фигуру перегибают по осям СС и ДД; все
неровности подравнивают ножницами. Затем фигуру
выравнивают и за точку О подвешивают на нитке.
Если фигурка установится в горизонтальной
плоскости, то она симметрична, тогда по
полученной выкройке вырезают из фанеры или доски
«акробата». Для этого проще всего выпилить лобзиком из
тонкой фанеры две-три заготовки и склеить их так,
чтобы толщина «акробата» была 6—8 мм. Готовую
фигурку раскрашивают.
Затем согласно рисунку 14, / изготовляют
лестницу с квадратными ступеньками-перекладинами.
Они должны быть немного тоньше расстояния
между конечностями «акробата» и отстоять друг от
друга не менее чем на Я + 5 мм. Лестницу
устанавливают вертикально на подставке.
При правильном изготовлении «акробат» будет
перевертываться на лестнице. Надо сказать, что
прибор изготовить нелегко, но, будучи хорошо
отрегулирован, он работает безотказно.
12. Выпиливают из фанеры и раскрашивают
фигуру «клоуна». В руки ему вклеивают круглую
тонкую палочку или проволоку. На этой проволоке он
будет держаться на параллельных брусьях.
Центр тяжести «клоуна» должен быть ниже оси
вращения. Следовательно, фигура будет находиться
в устойчивом равновесии; если ее заставить
вращаться на брусьях, то после остановки она примет
первоначальное положение.
Понижение центра тяжести, если это нужно,
производят постепенным опиливанием в различных
местах той части фигуры, которая находится над
брусьями. Чем тоньше ось, тем продолжительнее
будет вращаться «клоун» от одного толчка даже при
небольшой длине брусьев.
Рис. 13. «Акробат» на желэбе.
13. Из фанеры выпиливают два колеса Б (рис. 15)
и их центры скрепляют между собой круглой
осью С. К оси привязывают один конец тонкого
шнура, а ко второму его концу подвешивают
груз D.
Если колеса поставить на наклонную плоскость,
а шнур предварительно намотать на ось, чтобы
поднять груз возможно выше, то гирька, опускаясь,
приведет колеса в движение, и они начнут подни-
23
маться вверх по уклону. Чем тоньше ось и больше
радиус колес, тем выше они поднимутся по
наклонной плоскости.
Можно наклонную плоскость сделать из двух
досок, разделенных между собой некоторым
расстоянием. В этом случае груз, опускаясь между
досками, позволит колесам подниматься выше.
т
I / 1
1 г
J !§j
I 1
JJ 1
illlHlllllllllM li
- /&&—
I
14. Из плотной бумаги надо склеить два
конуса. Высота и диаметр основания каждого конуса
должны быть равны между собой или высоту их
можно взять размером немного больше основания.
Конусы следует приклеить друг к другу
основаниями, причем сделать это надо точно, чтобы у
полученной фигуры М образовалась одна общая ось
НО и центр тяжести лежал в точке К (рис. 16, а).
Если на вершину угла А, образованного двумя
досками, поставленными на ребро, положить
изготовленную фигуру М, то она начнет катиться вверх
по наклонной плоскости без какой-либо видимой
причины (рис. 16, б).
Но это не противоречит законам физики, так как
в начальный момент центр тяжести фигуры
находился на уровне горизонтальной линии ВС, а при
поднятии фигуры вверх опустился до уровня ED
(рис. 16, в).
Вместо бумажных конусов можно выточить на
токарном станке более прочную цельную фигуру из
дерева.
В заключение на последнем занятии учащимся
следует рассказать о значении безразличного
равновесия в технике на примерах винта самолета,
паровой турбины и т. д.
* *
Когда различные приборы, описанные выше,
будут кружковцами построены, полезно провести
отчетную выставку или тематический вечер,
посвященный центру тяжести, и раскрыть эту тему на приме-
- pax, взятых из быта и техники. На вечер, так же как
а и на выставку, нужно пригласить всех желающих
к. учащихся шестых и седьмых классов.
[. Приборы, построенные на занятиях кружка, при-
- годятся при изучении школьного курса физики.
I- Созданные учебно-наглядные пособия позволят бо-
ь лее увлекательно провести преподавание данной
I. темы.
Рис. 14. «Акробат» на лестнице.
Рис. 15. Движение колес с грузом вверх по уклону.
о--
1Х>
Рис. 16. Движение двойного конуса вверх по уклону.
ЗАНЯТИЯ КРУЖКА ЮНЫХ ФИЗИКОВ ПО ТЕМЕ
«ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ»
Данная статья является методическим пособием
для учителей 8-летних и средних школ,
руководящих кружками юных физиков, и посвящена теме
«Тепловые явления». Содержание и объем занятий
кружка по этой теме рассчитаны на начинающих
кружковцев из учащихся шестых и седьмых
классов.
Исходя из своего опыта, мы предлагаем
следующее распределение времени по этой теме для
кружковых занятий:
1. Первое занятие. Руководитель
кружка проводит беседу о молекулярном строении
вещества, демонстрирует на эту тему различные
опыты, рекомендует учащимся самим выполнить
простейшие из них.
2. Второе занятие. Руководитель
кружка проводит беседу о расширении тел от
нагревания, использует различный иллюстративный
материал, демонстрирует несложные опыты. На этом
же занятии кружковцам раздают задания для
изготовления различных приборов, демонстрирующих
тепловое расширение тел, рекомендуют подготовить
небольшие доклады и рефераты.
3. На изготовление приборов по
темам «Молекулярное строение вещества» и
«Расширение тел от нагревания» следует отвести не менее
пяти занятий.
Для первого занятия надо
подготовить: портрет М. В. Ломоносова, эпидиаскоп,
бюретку на 100 и 150 см3, спирта этилового 50 см3,
воды 50 см**, мензурку на 50 или 100 см3, два
свинцовых цилиндра, набор грузов, школьный штатив,
химический стакан на 150—200 см3, стеклянную
палочку, весы с разновесками, эфир, нашатырный
спирт, два стеклянных мерных цилиндра, пять
цилиндрических мензурок емкостью по 50—100 см3,
марганцево-кислый калий сухой, стекло для
покрытия мензурки, часовое стекло, фенолфталеин, белую
фильтровальную бумагу, лучинки, вату, медную
проволоку, спиртовку, стеклянную трубку длиной
550—600 мм и диаметром 5—8 мм, медный купорос,
круглую железную пластинку диаметром 70—80 мм,
кристаллизатор или иной стеклянный сосуд, мыло,
мыльный раствор, сахар, спички, пробирку, медные
проволочные каркасы (для опытов с мыльными
пленками).
Для второго занятия нужны: приборы
для демонстрации расширения твердых, жидких
тел и газов от нагревания, спиртовка, спички,
электрическая плитка, горячая вода.
Для изготовления приборов
потребуются: проволока стальная диаметром 4—5 мм,
проволока медная диаметром 0,2—0,5 мм, жесть
толщиной 0,3—0,5 мм, нитки суровые, картон,
папиросная бумага, медная трубка диаметром 4—
6 мм, медь толщиной 0,5—0,8 мм, слюда, спирт
этиловый, краски, кисточки, свинец для грузов, блоки
диаметром 6—9 мм, заклепки различных
диаметров, электрическая лампочка на 3,5 в, нихромовая
проволока диаметром 0,5—0,7 мм, клеммы
электротехнические, стеклянные трубки разных
диаметров, стеклянные колбы емкостью 50—150 см3,
резиновый шланг, широкогорлая колба емкостью 500 см3,
пробки различных размеров, консервные банки
(жестяные), трубка железная или медная диаметром
50—60 мм, термометры для измерения температуры
от 0° до 50°, пробирка, доски различных размеров
и толщины, гвозди и шурупы различные, клей
столярный и силикатный, лак масляный или спирто-
вый, кипятильник Франклина, припой, паяльник,
кусочки резины, патефонные иголки.
ПЕРВОЕ ЗАНЯТИЕ
«МОЛЕКУЛЯРНОЕ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА»
На первом (вводном) занятии кружка следует
познакомить юных физиков с молекулярным
строением вещества. Приводим примерное содержание
беседы на эту тему.
Все вещества состоят из
молекул. Одним из основных вопросов, которые
рассматриваются в науках о природе, является вопрос
о том, из чего и как построены окружающие нас
предметы.
Около двух с половиной тысяч лет тому назад у
человека возникла догадка о том, что весь
окружающий его мир состоит из мельчайших частиц.
Эти взгляды пользовались в древности широкой
известностью.
Но в средние века христианская церковь
запрещала заниматься вопросами строения вещества.
Например, в 1626 году во Франции был издан закон,
запрещающий под страхом смертной казни
распространять учение о том, что все тела состоят из
мельчайших частиц. Учение о молекулярном
строении вещества подрывало основы христианской
церкви.
В XVIII веке это учение находит себе нового
замечательного защитника—великого русского
ученого М. В. Ломоносова. Он утверждал, что все тела
состоят из мельчайших частиц — корпускул.
Корпускулы очень малы, и поэтому их даже в малом
количестве вещества содержится чрезвычайно
много. Корпускулы непрерывно движутся.
Последующее развитие науки полностью
подтвердило гениальные мысли Ломоносова. Частицы,
которые он называл корпускулами, позже стали
называть молекулами. Согласно данным
современной физики, молекула — это мельчайшая частица
вещества, сохраняющая его химические свойства.
Если налить на пол немного воды, то через
некоторое время вода испарится. Это значит, что
вода распалась на малейшие частицы — молекулы,
и эти частицы разлетелись в окружающем воздухе.
Делимость вещества на очень мелкие частицы
можно наблюдать, например, на растворении
какого-либо красителя. Возьмем 50 см3 (т. е. 50 000 мм3)
воды и бросим в нее 1 мм3 марганцево-кислого
калия. При перемешивании вся вода густо окрасится
в темно-вишневый цвет. 1 кубический миллиметр
краски окрасил 50 000 кубических миллиметров
воды!
26
Размеры молекул. Каждому известно,что
физические тела можно делить на части: колоть
сахар, резать хлеб и т. д. Из стали изготовляют
листы толщиной 0,003 мм, из золота — толщиной
0,0001 мм. Еще более тонкие слои бывают из
жидких тел. На поверхности воды масляные пленки
иногда имеют толщину 0,000 001 мм. Маленький
кусочек краски может окрасить целую бочку воды.
Все это доказывает, что тела можно делить на
очень большое число частиц.
В 1 см3 воздуха при давлении 760 мм ртутного
столба и температуре 0° находится 27 000000 000
000 000 000 молекул. В таком маленьком объеме
содержится так много молекул! (Рис. 1).
Булавочная головка во столько же раз больше молекулы, во
сколько раз гора Казбек больше булавочной
головки. Следовательно, самые маленькие частицы,
которые мы можем себе представить, состоят из
громадного числа молекул. Крошечные бактерии
диаметром меньше 0,0005 мм содержат больше
миллиона молекул.
Молекулы разных веществ имеют разные
размеры, но все они очень малы. Их диаметр равен
десятимиллионным долям миллиметра.
Все молекулы данного вещества одинаковы
между собой. Молекулы различных веществ
различны; например, молекулы воды отличаются от
молекул соли.
Молекулы разделены
промежутками. В этом нас может убедить следующий опыт.
В тонкую стеклянную посуду нальем 50 см3 воды,
а сверху — 50 см3 этилового спирта (рис. 2). После
перемешивания мы увидим, что общий объем воды
и спирта стал несколько меньше 100 см3. Это
объясняется тем, что молекулы воды проникли в
пространство между молекулами спирта и наоборот.
Поэтому-то общий объем смеси изменился, а масса ее
осталась, конечно, неизменной.
Особенно большие промежутки существуют
между молекулами газообразных веществ. Многие
твердые тела (платина, медь, железо, стекло) в
нагретом состоянии пропускают сквозь себя
газообразный водород. Это указывает на то, что и в
твердых телах тоже имеются промежутки между
молекулами.
Уменьшение объема тел при сжатии также
доказывает, что между молекулами имеются
промежутки. В твердых и жидких телах промежутки
очень малы, поэтому эти тела мало уменьшаются в
объеме при сжатии. Объем же газов можно
уменьшать в сотни раз — значит, между их молекулами
имеются большие промежутки. Водяной пар при
давлении в 1 ат и температуре 100°С занимает
объем в 1670 раз больший, чем вода, из которой он
образовался.
Молекулярные силы. Дробь,
наполняющая бутылку, не рассыпается во все стороны
потому, что ее удерживают стенки бутылки. Почему же
твердые тела, состоящие из отдельных молекул,
отделенных друг от друга промежутками, не
рассыпаются на составные части? Что их удерживает?
Почему для того, чтобы изменить форму и объем
твердого тела, надо приложить большое усилие?
Чтобы дать ответ на эти вопросы, проделаем
такой опыт. Возьмем два свинцовых цилиндра.
Прижмем их один к другому плоскими, хорошо
очищенными поверхностями. Цилиндры так плотно
прилипнут друг к другу, что смогут выдержать
достаточно большую нагрузку на разрыв.
Этот опыт показывает, что между молекулами
существуют силы молекулярного притяжения. Эти
силы действуют на очень малых расстояниях; при
увеличении промежутка между молекулами эти
силы быстро убывают.
I
э
е
ZxS
\^J
Рис, Г. Если бы можно было Рис. 2. При смешива-
сложить столько песчинок, нии воды со спиртом
сколько содержится молекул объем смеси умень-
воздуха в одном кубическом шается.
сантиметре, то получился бы
холм, закрывающий большой
завод (рисунок выполнен
членами кружка).
На стеклянной палочке, только что вынутой из
воды, висит капелька воды. Следовательно, между
стеклом и водой тоже есть силы молекулярного
притяжения.
Если сблизить две капли ртути, то они
сливаются в одну, следовательно, силы молекулярного
притяжения действуют и в жидкости.
Сварка, спайка, склеивание, прилипание — все
эти явления основаны на силах молекулярного
притяжения.
В газах молекулярные силы притяжения
действуют слабо, потому что молекулы газа
находятся на больших расстояниях друг от друга.
Все молекулы взаимно притягивают друг друга.
Растягивая резину, разрывая проволоку, ломая
лучинку, мы преодолеваем силы молекулярного
сцепления.
С другой стороны, нам известно, что при
сжатии твердых, жидких и газообразных тел
возникают особые упругие силы, противодействующие
уменьшению объема тела. Это явление убеждает
нас в том, что между молекулами действуют силы
отталкивания. Если бы на молекулы действовали
только силы притяжения, то они сблизились бы
вплотную друг с другом. Силы отталкивания этому
противодействуют.
Растяжению тел противодействуют силы
молекулярного притяжения, а сжатию — силы
отталкивания.
Наиболее заметны силы молекулярного
взаимодействия в твердых телах.
Движение молекул. Уравновесим
навесах стеклянный стакан и поднесем к нему флакон с
27
эфиром. Пары эфира тяжелее воздуха, они
«перельются» в стакан, и он нарушит равновесие. Через
некоторое время весы снова придут в равновесие
(из стакана пары эфира «улетучились»), а в
комнате почувствуется запах эфира. Следовательно, пары
эфира распространились между молекулами
воздуха по всей комнате, несмотря на то, что они
тяжелее воздуха.
Быстро по комнате разносится запах какого-
либо пахучего вещества — одеколона, нафтали-
Рис. 3. Прибор для
наблюдения
диффузии в
жидкостях.
-В
L
Рис. 4. Железная
пластинка плавает
на поверхности
воды.
Рис. 5. Прибор для
обнаружения
поверхностного слоя воды.
на и т. д. Молекулы этого вещества также
проникают в пространство между молекулами
воздуха.
Наполним сосуд аммиаком (аммиак — газ
легче воздуха), закроем стеклом и поставим на такой
же сосуд, наполненный воздухом. Уберем
перегородку. Через некоторое время аммиак можно будет
обнаружить в нижнем цилиндре: он частично
проник между молекулами воздуха в нижнем
цилиндре.
Проделаем еще такой опыт. Возьмем немного
чистой воды (например, 1 см3), добавим в нее
несколько капель спиртового раствора
фенолфталеина. Вода помутнеет и станет похожей на молоко.
В полученном растворе смочим три или четыре
куска белой фильтровальной бумаги размером 15Х
60 мм и поместим их на внутренней стороне
стеклянного цилиндра (мензурки) на разной высоте.
Влажные бумажки прилипнут к стеклу.
Затем на медной проволоке укрепим кусочек
ваты, смочим ее нашатырным спиртом и поместим
вверху мензурки, после чего закроем мензурку
стеклянной пластинкой. Через несколько секунд
бумажки, смоченные фенолфталеином, начнут
окрашиваться в малиновый цвет. Вначале окрасится
верхняя бумажка, а затем все остальные.
Это показывает, что молекулы нашатырного
спирта проникают между молекулами воздуха.
Проникновение молекул одного вещества в
пространстве между молекулами другого вещества
называется диффузией.
Все эти опыты подтверждают, что между
молекулами имеются промежутки и что молекулы
беспрерывно движутся.
Молекулы газов движутся с большой скоростью.
Например, молекулы кислорода при давлении
760 мм ртутного столба и температуре 0° движутся
со скоростью 500 метров в секунду. Но пролетают
они небольшие расстояния, так как очень часто
сталкиваются друг с другом.
Движение молекул происходит во всех телах по
различным направлениям без какого-либо порядка,
хаотично.
Скорость беспорядочного движения молекул
зависит от температуры тела. Чем выше температура
тела, тем быстрее движутся молекулы.
В жидкостях диффузия происходит значительно
медленнее, чем в газах, потому что молекулы
жидкости при той же самой температуре движутся
медленнее и не так свободно, как в газах. Чтобы
убедиться в этом, проведем таких два опыта.
Нальем воды в стакан и осторожно, чтобы не
смешать жидкости, введем на дно стакана через
трубку подкрашенную воду. Сначала между водой
подкрашенной и чистой будет резкая граница, через
несколько дней эта граница исчезнет. В жидкостях
произошла диффузия.
Возьмем два стакана. Один стакан наполним
раствором медного купороса, а другой — чистой
водой. Затем нагреем стеклянную трубку и согнем ее
в виде буквы П. После того как трубка остынет,
заполним ее чистой водой и, закрыв отверстия
трубки пальцами, опустим ее одним концом в
стакан с чистой водой, а вторым—в стакан с
раствором медного купороса (рис. 3).
Каждый день измеряйте масштабной линейкой
и записывайте, насколько голубая окраска
медного купороса поднимается вверх по стеклянной
трубке. За ходом опыта наблюдайте в течение трех-че-
тырех недель.
У твердых тел диффузия идет еще медленнее.
Если плотно сжать две гладкие пластинки,
например цинковую и медную, то через несколько
месяцев пластинки трудно будет отделить друг от
друга. Они как бы спаялись. Если пластинки
разрезать, то можно обнаружить, что частицы меди
проникли в цинк и наоборот.
Разбирая молекулярное строение вещества,
весьма полезно познакомить учащихся с поверхностным
натяжением в жидкостях и показать на эту тему
несколько опытов.
1. Поплавок с флажком. Из тонкой
жести вырезают круглую пластинку. Затем берут
корковую пробку, вставляют в нее проволоку, на
верхнем конце которой приклеивают бумажный
флажок. Пробку посредством менделеевской замазки
или сургуча прикрепляют к жестяной пластинке.
Затем наливают воду в кристаллизатор или другой
прозрачный сосуд и на ее поверхность осторожно
кладут железную пластинку. Поплавок не потонет
благодаря наличию поверхностного натяжения
(рис. 4).
2. «С п и ч к и - г р я з н у л и». На поверхность
воды в кристаллизаторе кладут несколько спичек,
расположив их звездочкой. Если в центре
звездочки дотронуться до поверхности воды заостренным
28
кусочком мыла, укрепленным на проволоке, то
спички разбегутся в разные стороны, образовав
вокруг мыла «окно». Это явление объясняется
изменением величины поверхностного натяжения.
3. «С пички -ел а д кое ж к и». Если на
поверхность чистой воды положить спички в виде
звездочки и в центре звездочки дотронуться до воды
кусочком сахара, то спички прильнут к сахару. Это
также объясняется тем, что величина
поверхностного натяжения изменилась (второй и третий опыты
следует показывать в проекции на экран).
4. «Б е з д о н н ы й стакан». Налейте воды в
стакан до краев и начните осторожно погружать в
нее булавки или иголки. В стакане может
разместиться не одна сотня булавок, но от этого вода
не выльется, а только немного поднимется выше
краев стакана. Чем шире сосуд, тем больше может
в нем разместиться булавок.
5. Опыты с мыльными пленками на
различных каркасах также могут служить
прекрасным доказательством поверхностного натяжения в
жидкостях. Эти опыты всегда доставляют большое
удовольствие всем юным физикам.
6. Прибор для обнаружения
поверхностного слоя жидкости. В мензурку,
наполненную водой, опускают небольшую пробирку,
закрытую пробкой. Добавляя воду в пробирку,
нужно добиться, чтобы над поверхностью воды в
мензурке оставалась самая малая часть пробки. Тогда
выталкивающая сила должна быть немногим больше
веса пробирки с водой и пробкой. В пробку
вставляют плоскую спиральку из тонкой проволоки
(рис. 5).
Рис. 6. Первый в мире полет на воздушном шаре
Крякутного.
Если после этого пробирка не тонет и
проволочная спиралька не касается воды, то прибор
построен правильно. Теперь можно приступить к его
испытанию.
Толкните слегка пробирку под воду, и она вместе
со спиралькой опустится несколько ниже уровня
воды в мензурке. Затем выталкивающая сила
поднимет пробирку вверх, но проволочная спираль не
прорвет поверхностную пленку и вместе с
пробиркой останется под водой. Если «помочь» спиральке
прорвать поверхностный слой воды, то пробирка
снова всплывет над водой.
ВТОРОЕ ЗАНЯТИЕ
«РАСШИРЕНИЕ ТЕЛ ОТ НАГРЕВАНИЯ»
Все твердые, жидкие и газообразные тела от
нагревания расширяются. Одни—меньше, другие —
больше. Твердые тела расширяются незначительно.
Например, каждый метр железа от нагревания на
один градус увеличивает свою длину на 0,000 012м.
Эта величина, взятая без наименования, является
коэффициентом линейного расширения железа.
Рис. 7. Первый воздушный шар,
наполненный водородом.
Есть вещества, у которых коэффициент
линейного расширения еще меньше: у стекла и платины
0,000 009, у вольфрама 0,000 004, у кварца
плавленого 0,000 000 4.
В 1927 году был открыт новый замечательный
сплав — никелевая сталь «инвар». Инвар — это
значит неизменный. Такое название сплав получил
благодаря своему малому тепловому расширению.
Каждый метр инвара от нагревания на один градус
увеличивает свою длину всего на 0,000 001 5 м.
Как видим, металлы и другие твердые тела
расширяются от тепла очень незначительно. Но в
технике и в быту приходится учитывать и такое малое
расширение тел, потому что тепловое расширение
приносит и вред и пользу.
Приведем примеры использования в технике
теплового расширения.
Внешнюю, рабочую часть вагонных колес
(бандаж) делают из стали, а остальную часть колес
изготовляют из более дешевого материала — чугуна.
Бандаж на колесах держится очень крепко. Это
29
объясняется тем, что внутренний диаметр бандажа
делают чуть меньше диаметра колеса и надевают
бандаж на колесо в нагретом состоянии. После
охлаждения бандаж плотно охватывает колесо.
В нашей промышленности широкое применение
получил другой способ посадки. Для этого можно
Рис. 8. Простой прибор для
демонстрации теплового расширения тела.
охладить колесо до такой температуры, когда
бандаж на него наденется свободно. Таким же
способом запрессовывают втулки в корпус авиамотора.
При холодной посадке детали охлаждают в жидких
газах, имеющих температуру— 190°С.
Рис, 9. Нагревание спичкой пластинки
вызовет быстрое перемещение
стрелки М.
В строительной технике получил широчайшее
применение железобетон. Железобетон — это
классический пример соединения двух различных по
своим физическим свойствам материалов в один
новый, обладающий всеми лучшими свойствами
обоих материалов. Железо и бетон имеют одинако-
£50
Рис. 10. Простой прибор для
демонстрации теплового расширения твердых тел.
вые коэффициенты теплового расширения, поэтому
ни при нагревании, ни при охлаждении стены
железобетонных сооружений не дают трещин. При
постройке плотин гидростанций, высотных зданий,
каналов и шлюзов, заводских корпусов — всюду
применяют железобетон.
Очень часто требуется возможно точнее измерить
ту или иную величину. Например, надо точно
измерить время. Но известно, что одной из главных
причин, вызывающих неверный ход часов, является
изменение длины маятника под влиянием колебания
температуры. Маятники точных часов
изготовляются из сплава инвар. Из него же делают наиболее
точные калибры, коромысла точных весов и детали
многих других точнейших измерительных приборов.
При расширении тел от нагревания возникают
громадные силы, которые могут вывести из строя
или разрушить целые сооружения. Эти силы
приходится учитывать при постройке железных дорог,
при подвеске телеграфных, телефонных и других
проводов, при постройке бетонных дорог и многих
других сооружений.
Приведем интересный пример из истории. В
начале XIX века во Франции массивные стены здания
музея ремесел и искусств угрожали падением. Но
одному молодому инженеру удалось простым
способом исправить здание, используя силу теплового
расширения стальных болтов, специально
изготовленных для этой цели. Введенные в сквозные
отверстия в стенах здания болты при нагреве удлинялись,
что позволило производить довинчивание гаек на их
концах. После остывания болты укорачивались и
тем самым производили подтяжку стен через
опорные металлические прокладки. Таким
многократным чередованием нагрева и остывания болтов
была выправлена кривизна стен большого здания.
Расширяются при нагревании не только твердые,
но также жидкие и газообразные тела.
При нагревании воздуха удельный вес его
уменьшается, поэтому теплый воздух поднимается вверх.
Этим законом физики воспользовались первые
изобретатели воздушных шаров.
К их числу относится наш соотечественник, некто
подьячий Крякутный, сделавший в 1731 году
первый воздушный шар, наполненный теплым дымом
(рис. 6).
Позднее, в 1783 году, братья Жозеф и Этьен
Монгольфье во Франции построили легкий
бумажный шар и наполнили его нагретым воздухом.
Нагретый газ легче холодного, поэтому шар
поднимался в воздух совершенно так же, как пробка
всплывает вверх, если ее погрузить в воду.
Несколько позже шары стали наполнять
водородом, который во много раз легче воздуха (рис. 7).
В условиях школы очень легко показать
учащимся принцип подъема воздушных шаров,
наполненных теплым воздухом.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ТЕПЛОВОГО
РАСШИРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Для демонстрации расширения твердых тел от
нагревания можно построить много самых
разнообразных и очень интересных приборов. Здесь мы
даем описание лишь некоторых приборов и опытов
с ними.
1. В соответствии с рис. 8 берется подставка.
Один конец проволоки нужно прикрепить к стойке В,
а второй конец, на котором подвешен груз Р,
передо
кинуть через маленький блок Е. Чем меньше радиус
блока и чем легче он будет вращаться, тем более
чувствительным получится прибор. Шкалу прибора
можно укрепить на любой стойке.
Если проволока тонкая и не очень длинная, то
даже нагревание спичкой вызовет удлинение
проволоки, поэтому груз Р опустится и повернет блок
вместе с прикрепленной к нему стрелкой на
некоторый угол.
Чтобы лучше было видно издали перемещение
стрелки, шкалу и стрелку надо покрасить в
различные цвета, например, стрелку в черный цвет, а
шкалу в белый, и нанести на нее деления.
2. Берут медную проволоку и расплющивают ее
ударами молотка. Полученную пластинку К
Рис, 11. Модель моста.
(рис. 9) укрепляют между выступами А и В так,
чтобы она была немного выгнута кверху. Тонкую
проволоку (стрелку М) прикрепляют к выступу С
поперек пластинки /С. Чем меньше у стрелки будет
плечо между выступом и пластинкой, тем
чувствительнее получится прибор. Нагревание пластинки К
спичкой вызовет быстрое отклонение стрелки М.
3. Медную или железную проволоку, а еще
лучше — тонкую трубку следует укрепить с одной
стороны в стойке В (рис. 10). Для этого можно согнуть
небольшой конец проволоки под прямым углом и
вбить в деревянную стойку, как это показано на
рисунке.
Проволока D должна быть немного длиннее
расстояния между стойками В и С. На верхнюю
площадку стойки С приклеивают кусочек слюды, а на
нее кладут швейную иголку Н с продетой в ушке
стрелкой М. Чтобы проволока плотно прилегала к
иголке, на выступающий конец проволоки нужно
надеть небольшой груз Р. Если теперь под
проволоку поставить спиртовку, то от нагревания проволока
начнет расширяться и повернет при этом иголку, а
вместе с иголкой и стрелку. Чтобы лучше заметить
отклонение стрелки от первоначального положения,
к прибору прикрепляют шкалу.
4. Расширение твердых тел от нагревания
строго учитывается при постройке мостов. Модель моста
(рис. 11) легко построить, если в предыдущем
приборе проволоку заменить тонкой медной
пластинкой. Чем тоньше пластинка, тем чувствительнее
получается прибор.
Поверх пластинки можно сделать из проволоки
ферму с соответствующими переплетами.
Деревянные стойки раскрашивают под кирпичную кладку —
это будут опоры моста.
Один конец фермы надо укрепить, а под другой
подложить каток — иголку. Для лучшего
прилегания моста к катку на незакрепленный конец фермы
устанавливают груз в виде сторожевой будки. Под
каток обязательно кладут слюду и стекло.
Вторую сторону фермы моста на каток можно не
ставить. Она нужна только затем, чтобы придать
модели более законченный вид. Поворот стрелки,
Рис. 12. Прибор для демонстрации
теплового расширения тел.
прикрепленной к катку, покажет расширение моста
от нагревания. Основание модели можно раскрасить
голубой и зеленой краской, изобразив берега и
реку.
| д|*
р* ZUU »-
\ _Л_ Л* 1
С
°\
^$\\\\\\\\^^^
!— 270 J
Рис. 13. Прибор для демонстрации
теплового расширения тел.
5. На доске А укрепляют две стойки В и С
(рис. 12) и шкалу £. Наклонную медную пластинку
или проволоку М одним концом закрепляют в
стойке В, другим концом пластинка упирается в выступ
D
Рис. 14. Пирометр,
стрелки D. Чтобы стрелка легко поворачивалась
вокруг оси О, между стойкой и стрелкой на ось надо
надеть две-три шайбы.
Плечо у стрелки, в которое упирается
пластинка, делается коротким, а пластинка берется
возможно меньшей массы. Тогда даже слабое нагревание
31
пластинки М вызовет поворот стрелки на
некоторый угол.
6. Можно несколько изменить конструкцию
прибора, изображенного на рис. 12. Для этого
укрепляют не одну медную пластинку М, а две пластинки,
совершенно одинаковые по длине, ширине и тол-
Рис. 15. При нагревании проволоки Н
металлический каток М скатывается
вниз по наклонной плоскости.
щине, но из разных материалов. Еще лучше, если
найдутся две тонкие трубки, например, медная и
железная. К стойке С нужно прикрепить две
стрелки (по одной с каждой стороны стойки — с
ближайшей и противоположной).
При одновременном нагревании обеих пластинок
стрелки повернутся на различные углы. Это
докажет, что у различных веществ коэффициенты
линейного расширения различны.
7. Берут тонкую медную проволоку и на конце
ее в точке М (рис. 13) делают петлю. К петле надо
привязать шнурок или крепкую нитку. Шнурок
перекидывают через блок Н и прикрепляют к стрелке в
точке С. Стрелка должна легко поворачиваться
вокруг оси О. За свободный конец проволоки
подтягивают стрелку кверху и закручивают проволоку за
гвоздик или шуруп В. Проволока и шнур натянутся
под влиянием силы тяжести стрелки.
При нагревании пламенем спички проволока
удлинится, и стрелка по шкале опустится на не-
Рис. 16 Пластинки С от нагревания
удлинятся и замкнут электрическую
цепь.
сколько делений. У стрелки плечо СО надо делать
очень небольшим. От этого будет зависеть
чувствительность прибора.
8. Медный стержень X диаметром 5—6 мм
нужно закрепить одним концом к стойке В (рис. 14).
Другой конец должен свободно проходить сквозь
отверстие в стойке С и упираться в двойной рычаг.
Первый рычаг может поворачиваться вокруг
точки О, а второй — вокруг точки Н. Плечи О К и НК\
для большей чувствительности прибора делаются
возможно меньшими.
Удлинение стержня при нагревании вызывает
отклонение рычага-стрелки Е от первоначального
положения.
Для более свободного поворота рычагов вокруг
осей О и Н между стойкой D и рычагом на оси надо
надеть шайбы. Соединение рычагов в точках М и К\
подвижное.
В пространство между стержнем и подставкой
должна свободно входить спиртовка с таким
расчетом, чтобы ее пламя нагревало стержень.
Рис. 17. Прибор для
демонстрации расширения провода от
нагревания.
Можно несколько усложнить конструкцию
прибора, например, закрепить не один, а два стержня
из различных материалов и установить две стрелки.
Это позволит не только наблюдать расширение
твердых тел при нагревании, но и сравнивать
расширение различных материалов. Такой прибор
называется пирометром.
Рис, 18. Модель, показывающая
провес проводов»
9. На подставке А укрепляют две деревянные
стойки В и D (рис. 15). Наклонную плоскость С и
ее горизонтальную часть делают из полоски тонкого
железа. Ширина полоски должна быть больше
длины катка М, чтобы можно было сделать небольшие
бортики по всей длине полоски (рис. 15, //).
Бортики будут направлять каток при
скатывании вдоль наклонной плоскости, но они ни в коем
случае не должны тормозить его движение.
Расстояние между бортиками должно быть всюду немного
больше длины катка.
Если поднести зажженную спичку к стальной
проволоке Н (проволоку надо брать короткую), то
от нагревания она удлинится и начнет двигать
короткое плечо рычага Е. Длинное плечо рычага
описывает значительно больший путь и сталкивает
металлический каток.
Рычаг Е проходит сквозь вырез в полоске С так,
как это показано на рис. 15, ///.
32
10. На деревянной стойке В устанавливают
электрическую лампочку 3—6 вольт (рис. 16).
Берут две металлические пластинки С длиной по
70 мм и такого сечения, чтобы они были не очень
массивными, но и не прогибались бы под действием
собственного веса. Пластинки помещают точно друг
против друга. Между ними следует оставить
маленький зазор, шириной 0,1 мм или даже меньше
(на рисунке зазор между пластинками для
наглядности изображен большим).
От нагревания на спиртовке пластинки
удлиняются, и зазор исчезает. Цепь электрического тока
замыкается, и вспыхивает лампочка. Если
приостановить нагревание, то между пластинками снова
образуется зазор, и лампочка гаснет.
11. На деревянной вертикальной стойке В
укрепляют металлический хомутик С (рис. 17). Между
ним и концом стрелки D натягивают нихромовый
провод длиной 400—500 мм (его можно взять от
старой перегоревшей спирали электрической
плитки). Стрелка должна легко поворачиваться вокруг
оси О. При замыкании цепи электрического тока
напряжением 10—12 вольт проволока раскалится и
удлинится. Поэтому стрелка спустится по шкале
на несколько делений.
Для повышения чувствительности прибора
короткое плечо стрелки должно быть возможно
меньше.
На нулевое деление шкалы стрелка
устанавливается перемещением хомутика С по вертикальной
стойке В (хомутик должен иметь зажим или
двигаться с большим трением).
12. На подставке длиной 500 мм и шириной 80—
100 мм укрепляют две стойки высотой 200—250 мм
(рис. 18). Им нужно придать вид столбов
электрической или телеграфной линии. Между «столбами»
натягивается выпрямленная проволока из
перегоревшей спирали от электрической плитки. К
проволоке подводится ток, и от нагревания она провиснет.
Особенно хорошо заметен провес, если натянуть
два провода, а ток пропустить только через один из
них. Оставаясь натянутым, второй провод покажет
величину провисания
первого провода.
Вместо двух проводов
можно натянуть провод, по
которому будет
проходить ток, и белую нитку.
Прибор включается в
сеть напряжением 10—
12 вольт.
13. На вертикальной
стойке В укрепляют
несколько маленьких
металлических блоков С,
как показано на рис. 19.
Они должны очень
легко поворачиваться
вокруг оси.
Вокруг шурупа /С, ввернутого в вертикальную
стойку, нужно укрепить конец тщательно
выпрямленного нихромового провода и уложить провод в
желобы всех блоков, начиная с ближайшего к
шурупу нижнего блока. От этого блока провод
пропускается через первый верхний блок, затем через
Рис. 19. Прибор для
определения температуры нагретого
тела.
второй нижний и т. д. Общая длина провода —
около метра.
В стойке В делается сквозной вырез М, чтобы
груз D, привязанный ко второму концу провода, не
задевал о стойку, опускаясь вниз или поднимаясь
вверх. Чтобы избежать трения груза о стойку, его
изготовляют в виде цилиндрика. Провод подбирают
такой длины, чтобы он заканчивался у верхнего
края выреза. Свободно висящий груз обеспечит
достаточное натяжение провода.
№///////////////////< 7Z
3
Рис. 20. Прибор с
биметаллической пластинкой для
демонстрации неоднородного
расширения тел.
Если пропустить электрический ток через
нихромовый провод, то от нагревания он удлинится, и
груз D постепенно начнет опускаться вниз.
Пользуясь прибором, можно определить
температуру, до которой нагрелся провод (в кружке
начинающих это можно не объяснять). Для этого
достаточно знать начальную его длину и коэффициент
линейного расширения. Из формулы длины тела
при любой температуре / = /00+РО найдем, что
0 или / =— ,
/° =
/оР
/ni
В последнем выражении в числителе — разность
начальной и конечной длины провода (или вообще
любого тела), иначе говоря, увеличение длины
провода от нагревания.
Величину А/ очень легко определить. Для этого
достаточно сбоку выреза нанести деления в
миллиметрах на шкале из миллиметровой бумаги и
приклеить ее с краю выреза к стойке, а к грузу
прикрепить стрелку.
14. Две тонкие пластинки из различных
металлов (например, железную и медную) длиной по
60—100 мм складывают вместе (рис. 20). В них
высверливают сквозные отверстия на расстоянии
10—15 мм друг от друга. В отверстия нужно
вставить медные заклепки и расклепать их
молотком, чтобы пластинки плотно прилегали одна к
другой.
Полученная пластинка состоит из двух
металлов, имеющих различные коэффициенты линейного
расширения, поэтому, если ее нагревать, то она
будет изгибаться тем сильнее, чем больше разница
в коэффициентах линейного расширения взятых
металлов и чем больше температура нагрева.
Учащимся следует рассказать, что пластинка,
состоящая из двух металлов, называется биметал-
3 Заказ 13
33
лической. Такие пластинки находят применение в
современной технике, особенно в термореле, в
метеорологических приборах и других устройствах.
Если биметаллическую пластинку одним концом
прибить к стойке, а к другому концу ее прикрепить
легкую стрелку, то при нагревании даже пламенем
спички пластинка изогнется, а стрелка
переместится вдоль шкалы. Если же пластинку охлаждать,
например, сухим льдом1, то она отклонится в
противоположную сторону. Чувствительность прибора
повышается с уменьшением массы и размеров
пластинки.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ
РАСШИРЕНИЯ ГАЗОВ ОТ НАГРЕВАНИЯ
15. Берут стеклянную трубку длиной 350—400 мм
и диаметром 5—6 мм (рис. 21). На расстоянии 50—
60 мм от конца нужно согнуть трубку под прямым
углом путем нагревания, затем подобрать пробку,
которая плотно закрывала бы горлышко колбы или
Рис. 21. Рис. 22.
Приборы для демонстрации
расширения газов от нагревания.
бутылки. Короткий конец трубки пропустить сквозь
пробку, а длинный установить горизонтально и к
нему прикрепить шкалу. Затем трубку с пробкой
вынимают из колбы и в ее горизонтальную часть
вводят немного подкрашенной воды, после чего
колбу вновь закрывают пробкой.
Если теперь колбу нагревать руками или
опустить в подогретую воду, то воздух в колбе будет
расширяться, о чем можно судить по перемещению
столбика жидкости.
16. Стеклянную трубку длиной 350—400 мм
пропускают сквозь пробку, закрывающую колбу так,
чтобы нижний конец трубки на 3—4 мм не доходил
до дна колбы (рис. 22). Вынув пробку со стеклянной
трубкой, в колбу наливают подкрашенной воды на
половину объема колбы, снова опускают трубку в
воду и втягивают в себя воздух. По трубке
поднимется вода. Необходимо, чтобы ее уровень был
несколько выше пробки.
Не впуская воздух в трубку, закрывают пробкой
колбу. При помощи резинового кольца отмечают
начальный уровень воды в трубке. При нагревании
колбы даже руками высота столбика жидкости
начинает быстро расти. Это свидетельствует об
увеличении давления газа при нагревании.
17. Все газы при нагревании на один градус
увеличиваются в объеме на Ч27з долю своего
первоначального объема при 0°. Следовательно, если суметь
измерить прирост объема газа по сравнению с
начальным объемом, то можно определить
температуру нагрева газа.
Сделать это можно при помощи газового
термометра.
Для изготовления этого прибора необходимо
взять колбу, закрыть ее пробкой, а через пробку
пропустить стеклянную трубку (рис. 23). Вторую
стеклянную трубку, соединенную с колбой,
укрепляют неподвижно на подставке. Трубка должна
свободно перемещаться по подставке вверх и вниз.
Стеклянные трубки соединяют резиновыми
трубками, как показано на рис. 23.
Сняв колбу, нужно заполнить манометр какой-
либо подкрашенной жидкостью и снова вставить
пробку в колбу. При нагревании колбы (например,
руками) газ начинает нагреваться и расширяться.
Перемещением открытого колена манометра газ
приводится к первоначальному объему. Измерив
атмосферное давление и разность столбов жидкости
в манометре, можно определить давление газа в
колбе и по формуле P=Po(\-\-at°) найти
температуру газа.
18. Водяной фонтан (рис. 24). В колбу
с широким горлышком емкостью 500 см3 наливают
400—420 см3 подкрашенной воды. Колбу закрывают
резиновой пробкой, сквозь которую пропущены две
стеклянные трубки. Одна из них с оттянутым
концом, обращенным вверх, почти касается дна колбы,
а другая — короткая — возможно больше удалена
от поверхности воды. Эту трубку соединяют
резиновым шлангом с круглодонной колбой, плотно
закрытой резиновой пробкой, сквозь которую
пропущена стеклянная трубка.
При нагревании на
пламени спиртовки воздух
в круглодонной колбе
расширяется, и поэтому
давление в ней увеличивает-
1 Сухой лед широко применяется для охлаждения
пищевых продуктов, например, мороженого. Температура
сухого льда —78,9° С.
Рис. 23. Газовый термометр. Рис. 24. Водяной фонтан.
ся. Возросшее давление вызывает подъем жидкости
по трубке с оттянутым концом, в результате чего
начинает бить фонтан. Прибор этот всегда можно
быстро подготовить к работе.
34
19. Закрытый манометр (рис. 25). Правое
колено манометра посредством резиновой трубки
соединяют со стеклянным шаром или колбой, а на
левое колено через резиновый шланг надевают
коротенькую стеклянную трубку. При нагревании
колбы газ расширяется и
уровень жидкости в
левом колене манометра
постепенно повышается.
В тот момент, когда
жидкость окажется
немного выше резиновой
трубки, надо перекрыть
трубку зажимом и
прекратить нагревание
газа в колбе.
Температура газа понизится, но
независимо от этого
уровень жидкости в
манометре не изменится,
так как ранее открытое п ое 0 - „ „ „
^ к Рис. 25. Закрытый манометр.
колено манометра ока- р
залось закрытым и
атмосферное давление в этом колене не оказывает
воздействия на жидкость.
Прибор превратился в манометр с запаянным
коленом — закрытый манометр. Подобными
манометрами обычно измеряют небольшие давления.
Жидкость в закрытом колене начнет опускаться
только после того, как давление в присоединенном
сосуде станет меньше разности высоты столбов
жидкости в коленах манометра. Вполне понятно, что
при весьма незначительном охлаждении колбы
давление газа изменится очень мало, поэтому в
манометре сохранится прежний уровень жидкости.
20. Воздушный шар. Общий вид прибора
показан на рис. 26. Желательно иметь
аналитические весы. Коромысло весов лучше изготовить из
проволоки длиной 400 мм и диаметром 4—5 мм.
Рис. 26. Воздушный шар.
Воздушный шар склеивают крахмальным клеем
из полосок тонкой бумаги. Чтобы полоски были
одинаковыми, следует изготовить шаблон из
плотной бумаги и, пользуясь им, вырезать двенадцать
сегментов шара из папиросной бумаги.
Сначала склеивают по два сегмента вместе. Из
полученных шести «лодочек» склеивают три части
шара (в каждой по четыре полоски). Затем
приступают к склеиванию всего шара. Открытую снизу
часть шара надо склеить двойной полоской
бумаги— снаружи и изнутри.
Из папиросной бумаги, сложенной вдвое,
вырезают круг диаметром 50 мм. Через центр круга
продевают прочную нитку. Один конец нитки
приклеивают к кругу, а затем его приклеивают к полюсу
шара. При помощи нитки шар подвешивают к
коромыслу весов и уравновешивают весы.
Если теперь под воздушный шар поставить
спиртовку (только не очень близко, иначе он может
загореться), то равновесие весов нарушится.
Объясняется это тем, что нагретый воздух легче
холодного, а поэтому он поднимает воздушный шар
вверх.
21. Небольшую бутылку надо наполнить на три
четверти густо подкрашенной водой. Затем
подбирают корковую или резиновую пробку, которая
должна плотно закрывать бутылку. В пробке
делают небольшое отверстие и сквозь него продевают
стеклянную трубку возможно меньшего диаметра с
оттянутым концом. Нижний конец трубки должен
почти доставать до дна бутылки, а верхний должен
быть немного выше пробки. С этим прибором
можно проделать несколько интересных опытов.
Рис. 27. Прибор для
демонстрации теплового расширения
жидкости.
Рис. 28. Прибор для
наблюдения за тепловым
расширением воды.
Первый опыт. Поставьте бутылку в сосуд с
горячей водой. Через некоторое время из бутылки начнет
бить фонтан.
Второй опыт. Положите на стекло несколько
листов фильтровальной бумаги, смоченных водой.
На бумагу поставьте бутылку и накройте ее
стеклянной банкой, предварительно хорошо прогретой.
Горлышко банки прижмите поплотнее к мокрой
бумаге. Через некоторое время из трубки начнет бить
фонтан.
Объяснить наблюдаемые физические явления
очень просто. В обоих опытах воздух, находящийся
в бутылке над жидкостью, нагревается, его
давление увеличивается, и жидкость начинает бить
фонтаном.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ
ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ ЖИДКОСТИ
22. Берут две одинаковые колбы емкостью по
50—100 см3 и резиновые пробки, плотно
закрывающие горлышки колб. Сквозь каждую пробку
пропускают стеклянную трубку с внутренним диаметром
4—5 мм и длиной не менее 400 мм (рис. 27) •
3*
35
В одну колбу до самого верха наливают
подкрашенную воду, а в другую — подкрашенный спирт
или денатурат, причем спирт и воду необходимо
окрасить в различные цвета, чтобы при проведении
опыта можно было легче наблюдать за тепловым
расширением жидкостей.
Если колбу закрыть пробкой, то избыток
жидкости частично выльется через края горлышка, а
частично поднимется по стеклянной трубке, которая
не должна выдаваться из пробки внутри колбы.
Надо добиться, чтобы уровень жидкостей в обеих
трубках был на одной высоте.
На каждую стеклянную трубку надевают
небольшое резиновое кольцо на 2—3 мм ниже уровня
жидкости.
Одну из колб надо поставить в сосуд с горячей
водой. В начальный момент уровень жидкости в
трубке опустится. Это легко заметить, так как
жидкость окажется ниже резинового кольца. Почему это
происходит?
Понижение уровня жидкости объясняется тем,
что стенки колбы от нагревания сразу расширяются
и объем колбы увеличивается, а жидкость так
быстро не успевает прогреться, поэтому уровень ее
в трубке из-за быстрого увеличения объема колбы
вначале несколько понижается. Затем жидкость в
колбе прогревается, и уровень ее в трубке быстро
растет. Это показывает, что коэффициент объемного
расширения у жидкостей больше, чем у твердых
тел (стекло).
Если же в сосуд с горячей водой опустить обе
колбы, то через некоторое время уровень спирта в
трубке станет выше, чем уровень воды во второй
колбе.
Следовательно, при одинаковом нагревании до
одной и той же температуры некоторые жидкости
расширяются больше, другие меньше. Различные
жидкости имеют разные коэффициенты объемного
расширения.
23. Нужно взять железную трубку диаметром
50—60 мм и высотой 200—250 мм и в боковой
поверхности ее сделать два круглых отверстия
(рис.28) —одно около верхнего края, а второе
возможно ближе к основанию трубки. Отверстия
закрывают пробками и сквозь них пропускают
термометры. Пробки должны закрывать отверстия очень
плотно, чтобы вода не просачивалась из трубки.
Вынув пробки, насаживают на трубку железную
банку, например, из-под консервов, припаивают ее
к середине трубки, а в дне банки пробивают гвоздем
или просверливают отверстия, чтобы получилось
решето.
Закрыв боковые отверстия в трубке пробками,
наполняют ее водой, имеющей комнатную
температуру, а в консервную банку кладут кусочки льда.
В первый момент термометры покажут
одинаковую температуру. Затем нижний термометр начнет
показывать более низкую температуру, чем верхний,
так как при охлаждении вода сжимается и
опускается на дно.
Но так будет продолжаться только до тех пор,
пока температура воды не достигнет 4°С. Начиная
с этого момента, верхний термометр будет
показывать температуру ниже 4°С, а показания нижнего
термометра не изменятся. Это говорит о том, что
вода при температуре 4°С имеет самую большую
плотность.
Очень важно, чтобы учащиеся в процессе
изготовления приборов хорошо понимали, что они
изготовляют и для чего. Тогда у них возникнет
естественное стремление ввести то или иное
усовершенствование или улучшение в конструкцию прибора,
изготовить прибор более наглядным, удобным. Это
будет стимулировать самостоятельность мысли,
развитие творческой инициативы.
В процессе работы юных физиков над темой
«Расширение тел от нагревания» заслушиваювся
первые рефераты и доклады кружковцев,
появляется на свет первая стенная газета «Юный физик»,
посвященная тепловым явлениям. Газета должна
быть красочно оформлена.
Передовая статья газеты может быть посвящена
вопросу о том, что такое тепло и что такое холод.
Затем можно поместить рассказ о переходе
тепловой энергии в механическую, статью об изменении
свойств различных материалов в зависимости от
температуры. Необходимо поместить статью о
применении новых теплоизоляционных материалов в
технике. С большим интересом учащиеся читают
сведения о «тепловых рекордах». В заключительной
части газеты следует дать вопросы примерно такого
содержания:
1. Почему работа на особо точных станках
требует строго определенной температуры
обрабатываемой детали?
2. Что дает больший ожог на теле человека —
один грамм воды или один грамм пара, если вода и
пар имеют одинаковую температуру 100° С?
3. Говорят, что теплый хлеб тяжелее холодного.
Верно ли это? Ведь теплота веса не имеет.
4. Как измерить температуру твердого тела?
5. Влияет ли ветер на показания термометра?
6. Когда пузырек воздуха в уровне имеет
больший объем — летом или зимой? Почему?
7. Для улучшения тяги в печах устанавливают
трубы. Как создается тяга у паровоза?
8. Будет ли лед сохраняться дольше в леднике,
если понизить его температуру прибавлением соли?
9. Ученик сказал в классе, что он измерил
давление с помощью термометра. Товарищи поправили
его, сказав, что термометром измеряют только
температуру. Но ученик продолжал утверждать, что
он измерил именно давление. Кто был прав?
10. Для чего уголь в топках иногда обливают
водой?
ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Н. М. КОРЕПАНОВ
Учитель физики средней школы № 3 г. Тавды
По программе практикума в девятых классах
необходимо проводить опыты по определению
коэффициента линейного расширения твердых тел. Для
выполнения этой работы необходимо иметь «прибор
Лермантова». Но во многих школах его нет.
В данной статье дается описание такого
прибора, но более простой конструкции. Он изготовлен
учеником 7 класса средней школы № 3 г. Тавды
Владимиром Воловиным и экспонировался на
районной и областной выставках детского
технического творчества.
Этот прибор нетрудно изготовить своими
силами согласно рис. 1.
На деревянном основании 1 жестко крепятся
две стойки 2 и 3. Берется латунная или медная
трубка 4 длиной 70 см и диаметром 6—8 мм.
Заготовляются две железные пластинки 5 размерами
75X18X2,5 мм.
На одном конце каждой пластинки
просверливается отверстие по диаметру трубки. Правая
пластинка жестко крепится к трубке припайкой или
навинчиванием. Во втором случае конец трубки и
отверстие пластинки надо снабдить резьбой.
Левая пластинка шурупами жестко крепится к
стойке 3. При этом стойка должна быть поставлена
точно под углом 90° к основанию. Стойка 2 должна
быть снабжена винтовым зажимным устройством 6,
при помощи которого левый конец трубки может
неподвижно крепиться к стойке.
Прибором пользуются так. До нагрева
измеряется длина трубки/о и ее начальная температура t\.
Микрометром измеряется толщина верхних концов
пластин, совмещенных плотно. Затем от пароисточ-
ника в трубку пропускается пар. Для измерения
конечной температуры U посередине трубки следует
припаять патрубок длиною 15 мм (на рисунке он не
показан).
Спустя пять—десять минут после прогрева
трубки измеряют микрометром толщину верхних концов
пластин 5, несколько разошедшихся вследствие
удлинения трубки (/, —/о)- По полученным
результатам легко произвести расчет коэффициента
линейного расширения, который определяется по
формуле:
где: lt —10 — абсолютное удлинение трубки
(разница в показаниях между вторым и первым
измерениями микрометра); /0 — начальная длина трубки;
t2 — ti — разность температур.
Рис. 1. Прибор для определения коэффициента линейного расширения твердых тел:
/—основание; 2 и 3 — стойки; 4—трубка латунная; 5 — железные пластинки;
6 — зажимная накладка.
37
МОДЕЛЬ ШЛАНГОВОГО НАСОСА
В школе очень удобно иметь действующую мо- а выступающие края ее крепят гвоздями к телу
дель шлангового насоса. На уроках физики при ярма так, чтобы центральная линия шланга лежа-
Хс«ниЬиГ устройства и принта действия пор- ла строго'JT^^^^^ ^^ if"
шневых насосов (в 6 классе) и центробежного
(в 9 классе) попутно следует указать и на другие
конструкции насосов, в частности, на шланговый.
\- -ч
-ДвЬ-
P=F
©-
iffi
U
-j/o-
zm:
jp5
£S
Ж
T
1 ж —
r
Рис. 1. Устройство шлангового насоса:
/ —основание насоса; 2 — ярмо насоса; 3 —резиновый шланг; 4
ка; 5— шайба; б —деревянный брус; 7 — металлический угольник;
9 — ротор.
\ — стой-
70 см) выводят через отверстие в верхней части
ярма.
Следует также сказать, что это новинка в
насосной технике, имеющая ряд преимуществ
перед поршневым и центробежным
насосами: в нем нет клапанов и других
подвижных частей, он может перекачивать
густые растворы и жидкости, дает
высокую производительность и большой
напор.
В тех случаях, когда опыты по
физике связаны с демонстрацией движения
струи жидкости большого напора,
модель является незаменимой. С помощью
модели легко продемонстрировать вид
траектории и зависимость ее кривизны и
дальности от угла бросания и начальной
скорости для тела, брошенного под
углом к горизонту. Для этого конец
нагнетательного шланга должен быть
снабжен наконечником с малым выходным
отверстием.
Модель насоса, описанная в статье, изготовлена
силами физико-технического кружка средней
школы № 3 г. Тавды Свердловской области и
демонстрировалась на районной и областной выставках
детского технического творчества.
Модель легко изготовить силами учащихся
каждой средней школы.
Устройство модели показано на рис. 1. Насос
имеет две основные части: ротор и статор. Ротор
вращается от руки или механическим приводом.
Ролики, укрепленные на концах ротора,
пережимают шланг в двух диаметрально
противоположных местах, а при вращении перемещаются по
шлангу и создают в нем разрежение,
осуществляющее захват жидкости и перенос ее.
tea
Статор установлен на основании /, к которому
крепятся ярмо 2 и две деревянные стойки 4. Ярмо
лучше изготовить из целой доски. Круг в ярме
выдалбливают долотом, а затем зачищают круглым
рашпилем. Цилиндрическая часть ярма должна
быть строго центрирована, иначе пережим шланга
будет неравномерным и насос будет плохо
работать. До установки ярма в верхней части основания
просверливают два отверстия для вывода концов
рабочего шланга.
Резиновый шланг 3 надо подобрать мягкий.
Внутренний диаметр его должен быть 4—5 мм, а длина
до 600 мм. Его располагают на внутренних стенках
цилиндрической части ярма на резиновой полоске
от велосипедной камеры шириной до 20—25 мм.
Длина полоски равна длине окружности цилиндра
(около 480 мм).
Шланг приклеивают к полоске резиновым клеем,
Рис. 2. Общий вид ротора:
/ — вал ротора; 2 — щека; 4 — П-образная ось; б — угольник;
7 — ролик; 8 — пружина.
38
Готовое ярмо и стойки глухим шипом на клею
крепятся к основанию. Для устойчивости стойки
крепят ^основанию еще стальными угольниками 7
толщиной 1,5—2 мм на шурупах. Кроме того, по
длине ярма между ярмом и стойками кладут два
деревянных бруска 6, жестко скрепив их с
основанием, ярмом и стойками.
£ид 6 сборе
осб /У
.=—^/У<9 u/Ki м/О
териалом для изготовления щек служит листовая
двухмиллиметровая сталь.
Для предотвращения осевого смещения ротора
его следует снабдить двумя шайбами 5 (рис. 1),
закрепленными стопорными винтами. При
вращении ротора шланг должен плотно пережиматься в
двух диаметрально противоположных местах двумя
цилиндрическими роликами,
укрепленными на П-образных осях 4,
которые могут перемещаться в
.j продольных вырезах на концах
2£ щек.
Каждая ось снабжается
пружинным поджимным устройством,
благодаря чему достигается
равномерный пережим шланга.
Поджимное устройство
выполняют так. На ось 4, на расстоянии
20 мм от концов, припаивают две
usrn.
/5
=т
(Scum.
г<
Lum
уго/?6ниМ {SJ
Рис. 3. Ротор в сборе:
■•"" А П-образная ось; 5
- ролик; 8 — пружина.
/ — вал; 2 — щеки; 3 — кольцо; 4 — П-образная ось; б — угольник; 6 — проволочная
шайба; 7 — ролик; 8 — пружина.
Разметку отверстий в стойках и установку их
следует выполнить точно, чтобы осевая линия стоек
строго совпадала с осевой линией ярма. Это
необходимо для равномерного пережима шланга
роликами.
Общий вид ротора показан на рис. 2. Он
состоит из вала 1 с рукояткой, двух щек 2 и роликов 7
с пружинами 8.
Детали ротора показаны на рис. 3. Вал ротора
изготовляют из круглого стального прута диаметром
10 мм. На одном его конце нарезают резьбу М8
или М10 для закрепления рукоятки.
К готовому валу приваривают две щеки 2.
Конфигурация и размеры их показаны на чертеже. Ма-
проволочные шайбы 6, а на свободные концы
надевают спиральные стальные пружинки 8, которые
одним концом упираются в шайбу 6, а другим —
в угольник 5. Угольник изготовляют из стали
толщиной 1,5—2 мм и двумя заклепками крепят к
щеке 2.
В одной из полочек угольника делается
направляющее отверстие, в котором может свободно
скользить нижний конец оси. Ролик должен
свободно вращаться на оси с зазором не более 0,5 мм по
диаметру.
Сборка насоса проста и не требует пояснения.
Рукоятку снабжают вращающейся насадкой из
дерева.
ДЕЙСТВУЮЩАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Тепловая электростанция во всех отношениях
является очень ценным объектом для проведения
экскурсий с учащимися 7—10 классов. Здесь
можно видеть практическое использование
большинства законов физики по разделам механики,
теплоты, электричества. При этом учащиеся достаточно
полно знакомятся с основами энергетики.
Но у многих из них во время экскурсии не
создается цельного представления о тепловой электро-
Общий вид модели тепловой электростанции
представлен на рис. 1.
Все оборудование ее расположено в макете
типового здания районной ТЭС. В расположении
оборудования схематически выдержана
производственная последовательность. Модель имеет следующие
узлы (цехи): котельный, машинное и
конденсационное отделения, экономайзер, щит управления и
трансформации тока.
Рис. 1. Общий вид модели тепловой электростанции.
станции, из-за величины объекта их внимание
рассеивается. Поэтому хорошо будет, если учащихся
предварительно ознакомить с этим объектом в
малом масштабе, то есть с моделью, где показаны
основные узлы с сохранением общего принципа их
взаимного расположения и взаимодействия.
С этой целью силами членов
физико-технического кружка средней школы № 3 г. Тавды была
изготовлена действующая модель тепловой
электростанции (ТЭС), которая экспонировалась на
районной и областной выставках детского
технического творчества. Активное участие в работе
приняли учащиеся 8 и 9 классов школы: Мокеев Ю., Пу-
роков А. и Опалько Л.
Модель очень помогла усвоению учебного
материала. В 7 классе нужно демонстрировать действие
паровой машины, объяснить принцип передачи
электроэнергии на большие расстояния, в 9 классе
приходится говорить о типах паровых котлов, о
назначении конденсатора, о действии паросиловой
установки, о преобразовании различных видов энергии.
Во всех этих случаях с успехом была использована
описываемая модель.
Наиболее сложными для изготовления
действующей модели ТЭС являются паровой котел и
паровой двигатель —сердце всей установки. Поэтому
их изготовление описывается в данной статье.
1. ПАРОВОЙ КОТЕЛ
Описываемый котел хорошо обеспечивает
работу модели двухцилиндровой паровой машины,
которая, в свою очередь, может служить для вращения
велосипедной динамомашины. Котел рассчитан на
нормальную и безопасную работу при давлении до
2 атмосфер.
В качестве нагревателя можно использовать
керогаз или два обыкновенных примуса. Они дают
возможность поднять давление пара в котле до 1,5
атмосферы в течение 15 минут, что вполне
удовлетворяет школьные требования. Кроме того, котел
можно использовать в качестве пароисточ-
ника во всех опытах, связанных с использованием
пара.
Устройство парового котла приведено на рис. 2.
Для изготовления котла надо иметь баллон огнету-
40
шителя, железо листовое толщиной 2—3 мм,
трубки железные, медные или латунные диаметром
8 мм и длиной 5 метров.
Барабан 1 изготовляют из достаточно прочного
и не изъеденного ржавчиной огнетушителя, который
обрезается до нужной длины. Из
трехмиллиметровой стали по диаметру барабана вырубается
диск, которым закрывается открытая часть
барабана. В этом же диске надо просверлить два
отверстия для крепления в них водомерного стекла 6.
Положение отверстий показано на рис. 2.
Затем следует произвести разметку всех
отверстий на барабане. В верхней его части делаются
следующие отверстия:
1. Для манометра 5. Диаметр его зависит от
патрубка, имеющегося в манометре. Манометр
можно взять от автомашины.
2. Для заливного отверстия 4, которое
выполняется диаметром 8—10 мм (по размерам болта и
гайки).
3. Для предохранительного клапана 3. Это
отверстие можно сделать диаметром 3 мм. В
дальнейшем оно совмещается с отверстием в стойке
клапана, которая приваривается или припаивается
к барабану.
4. Для сухопарника 2. Это отверстие легче
выжечь автогеном, а если такой возможности нет, то
вырубить зубилом.
Размещение всех этих отверстий может быть
несколько произвольным, что видно из рисунка.
В нижней части проделывают два отверстия для
труб коллектора 13 согласно рисунку.
После этого можно приступить к изготовлению
коллектора, сухопарника, предохранительного
клапана и водомерного стекла.
Коллектор
Коллектор представляет собой систему,
состоящую из двух коллекторных труб 73, двух коробок S,
кипятильных труб 9 и змеевика 7, приведенных на
рис. 2. Коллекторные трубы 13 выполняют из
отрезков стальной трубки диаметром 30 мм.
Для изготовления коробок 8 нужно сделать две
заготовки согласно рис. 3. Затем заготовить
кипятильные трубы (количество их может быть не
двенадцать, как показано на рисунке, а несколько
меньше или больше). После этого изготовляют
согласно рис. 2 две отдельные пластины, в отверстиях
которых закрепляют концы кипятильных труб.
Крепление труб можно осуществить обыкновенной пай-
Рис. 2. Устройство парового котла:
1 — барабан; 2 — сухопарник; 3 — клапан предохранительный; 4 — заливное отверстие; 5 — манометр;
в — стекло водомерное; 7 — змеевик; 8 — коробка коллектора; 9 — трубы кипятильные; 10 —
отверстие спускное; 11 — пластина для кипятильных труб; 12 — кран; 13 — трубы коллектора.
41
кой оловом, но лучше их припаять медью или
вварить. Развертка сгибается в прямоугольную
коробку, и углы свариваются.
Правую коробку коллектора следует снабдить
водосливным отверстием 10г которое делается так
же, как и водоналивное.
Раз£ертка AroooffAru
75
V
лини* его fa
36ipe3 ^
Л
•ОЙЗТЗХОГГ;
ной около 2 метров всю кипятильную систему
котла можно изготовить в виде змеевика, концы
которого надо впаять в нижнюю часть барабана. Длина
змеевика должна быть не менее 200 мм% с
диаметром витка 30—40 мм.
Сухопарник
Для заготовки сухопарника 2 изготовляется
развертка, из которой свертывают его корпус. Для
перекрытия его верхней части заготовляется диск
диаметром 70 мм из того же материала, что и
развертка. Заготовленный корпус сухопарника
крепится углубленной посадкой в барабане котла.
Боковой шов корпуса, крепление верхнего диска
к нему и самого корпуса к барабану производятся
электросваркой.
Сварочные работы можно заменить клепкой с
последующей пропайкой. Для этого места швов надо
снабдить фланцами.
Сухопарник должен иметь отверстие для
соединения с змеевиком 7, выполняемое согласно
наружному диаметру трубки, которую впаивают в
корпус.
Рис. 3. Развертка коробки коллектора.
Ь\го
ШЛ
/-&3jpe>3 2/э4/Зсх по СД
Стен Act Аотла
Рис. 4. Предохранительный клапан:
/ — стойка клапана; 2 — стержень; 3 — рычаг; 4 — кронштейн рычага;
5 — груз.
Дальше остается произвести все сварочные
работы, как указано на чертеже. Трубы 13 с
коробками 5 и котлом 1 соединяют электросваркой.
Пластины 11 с кипятильными трубами крепятся к
коробкам также электросваркой, при этом площадь
пластин симметрично совмещается с вырезом заготовки.
При наличии медной или латунной трубки дли-
Предохранительный клапан
Конструкция клапана приведена на рис. 4.
Стойку 1 клапана вытачивают из круглого стального
прута диаметром 20 мм. С одного конца заготовки
просверливают отверстие диаметром 6 мм на
глубину 25—30 мм. В конце сверления сверло нужно за-
42
точить на угол 45°. С противоположной стороны
просверлить отверстие диаметром 3 мм.
Дальше нужно изготовить рычаг 3, кронштейн
рычага 4, груз 5 и стержень клапана 2. В верхней
части кронштейна 4 делают разрез — проушину для
шарнирного крепления рычага. Нижней частью
кронштейн крепится в теле стойки.
Стержень 2 в верхней части тоже имеет прорезь
для устойчивого положения рычага, а нижняя часть
его затачивается на конус под тем же углом, что и
гнездо для него в теле стойки.
Водомерную стеклянную трубку 2 подбирают так,
чтобы ее внешний диаметр был равен внутреннему
диаметру трубок колен. Для предохранения от
осколков при возможном разрыве стеклянной трубки
на нее следует надеть предохранительный чехол .?,
конструкция которого видна на рисунке.
Сопряжения трубки с коленами следует заделать
менделеевской замазкой. Это предотвратит утечку пара.
Рис. 5. Водомерное стекло:
/ — колено трубки; 2 — водомерная стеклянная
трубка; 3 — предохранительный чехол.
Рис. 6. Общий вид паровой машины:
/ — нижнее основание; 2 — верхнее основание; 3 — колодка для крепления динамома-
шины; 4 — деревянная колодка для цилиндров; 5 — шатуны; 6 — золотниковая трубка;
7 — эксцентрик; 8 — вал коленчатый; 9 — шланг паропроводящий; 10 — шланг паро-
отводящий; //—стойка опоры цапфы; 12 — угольник для стойки; 13 — маховое
колесо; 14 — шкив ведущий; 15 — ремень приводной; 16 — динамомащина
(велосипедная); /7 —узлы крепления динамомашины; /5 —кожух для колодки с цилиндрами.
Для паронепроницаемости следует сделать
притирку стержня по гнезду. С этой целью стержень
зажимается в патрон ручной дрели, вставляется
в гнездо, которое надо покрыть специальной пастой
или пылеобразным мелким стеклом, смешанным с
маслом, и приводится во вращательное движение.
Притирку производят до тех пор, пока вся конусная
поверхность стержня не станет ровно
отшлифованной, матовой.
Регулировку предохранительного клапана
производят опытным путем, подбирая необходимое
место положения груза 5 на рычаге 3. При
нормальной регулировке клапан не должен срабатывать, то
есть открываться от рабочего давления пара,
равного 1,5—2 атмосферам, что определяют по
манометру.
Для предотвращения произвольного смещения
груза положение его фиксируется зажимным
винтом с резьбой М4, как указано на рисунке.
Установку водомерной трубки следует
произвести в конце всех операций по изготовлению котла,
чтобы избежать ее поломки.
После заправки котла водой на трубке
отмечают ее верхний, средний и нижний уровни
полосками, нанесенными краской. На рисунке они
обозначены буквами Б, С и Я.
Рис. 7. Цилиндр:
/ — корпус; 2 — крышка; 3 — патрубок.
Водомерное стекло
Устройство водомерного стекла показано на
рис. 5. Сначала надо изготовить два колена из
трубок любого металла (но не алюминия). Для этого
отпиливают два отрезка трубки длиной пс 20 мм и
концы каждой трубки опиливают под углом 45°,
затем трубки спаивают.
Последним остается выполнить пароотвод и
пароперегреватель. Для этого надо взять мягкую
медную трубку диаметром 6—8 мм и длиной 1200 мм и
согнуть ее в виде змеевика, как показано на рис.2.
Если нет возможности снабдить паропровод
краном 12, то можно обойтись и без него. Тогда конец
змеевика-перегревателя, идущий к паровой маши-
43
не, надо снабдить резиновым шлангом, а последний
пережать винтовым зажимом, предварительно
перегнув шланг в месте зажима вдвое.
Изготовленный котел надо проверить на
водонепроницаемость, залив в него воду, а для лучшей
теплоизоляции нужно покрыть шнуровым или
листовым асбестом, предварительно размочив его в
воде до тестообразной массы.
Затем следует произвести проверку под
давлением в местной инспекции котлонадзора. При
положительных результатах испытания котел можно
считать готовым к эксплуатации.
При эксплуатации котла необходимо следить за
уровнем воды, не допуская его уменьшения ниже
отметки на водомерном стекле, что соответствует
I . st |
емкости наполнения котла, равной трем литрам
воды. Воду лучше брать дождевую или снеговую для
уменьшения образования накипи.
При длительном бездействии котла воду из
него следует выливать.
Установку котла можно производить в любом
месте, расположив его на огнеупорном основании
(из кирпичей) или на металлических кронштейнах,
которые изготовляются по месту установки.
2. ПАРОВАЯ МАШИНА
Общий вид модели паровой машины показан на
рис. 6. Машина двухцилиндровая, одинарного
действия. Изготовление модели следует начать с
основных узлов: цилиндров, поршней, коленчатого вала
и парораспределительного устройства.
Цилиндры
Цилиндры изготовляют согласно рис. 7. Для
корпуса 1 можно подобрать готовые трубки
указанных размеров из любого материала: железа,
меди, латуни. Трубки должны быть строго
цилиндрическими, без вмятин и внутренних
шероховатостей.
Один из открытых торцов цилиндра закрывается
Разрез пс? я&
Рис. 8. Поршень:
г п\*. и. ии[;шспо.
1 — корпус; 2 — дно; 3 — канавка для сальника; 4 — шатунная коробка; б — головка
шатуна; 6 — палец.
Рис. 9. Шатунная коробка для поршня:
/ — развертка; 2 — вид коробки сбоку; 3 — вид коробки спереди; 4 — палец.
44
крышкой 2. В центре крышки предварительно
просверливается отверстие для паровыпускного
патрубка 3. Диаметр отверстия делается по внешнему
диаметру патрубка. Патрубок впаивается в
крышку, а последняя припаивается к корпусу цилиндра.
Если нет готовых трубок, то цилиндры
вытачивают на токарном станке из заготовки
соответствующего размера. В этом случае корпус, крышка и
патрубок будут представлять одно целое.
Внутренняя поверхность цилиндров должна быть
отшлифованной. Толщина стенок цилиндров должна
быть не менее 1,5 мм.
Поршни
Устройство поршня показано на рис. 8. Корпус 1
лучше выточить на токарном станке. При наличии
стальной или медной трубки нужного размера
можно обойтись и без токарных работ. В этом
случае от нее отрезают два куска длиной по 23 мм.
Один из открытых концов каждой трубки
закрывается глухим дном. Для этого из листовой
стали толщиной 1—2 мм вырезают два кружка для
дна 2 по внутреннему диаметру корпуса, которые
припаивают к нему. Сальниковые канавки 3
можно выпилить плоским надфилем.
Сальник выполняется так. В канавку плотно
укладывают несколько слоев льняной нитки,
пропитанной солидолом или другой теплостойкой
смазкой. Толщина набивки определяется необходимой
плотностью; поршень с сальником должен
двигаться в цилиндре не очень туго. Практически
можно обойтись и без сальника, но при этом расход
пара будет значительно большим.
Для шарнирного соединения поршня с
шатуном 5 внутрь поршня вставляют шатунную
коробку 4.
Шатунную коробку изготовляют согласно
рисунку 9. В готовой развертке заготовки нужно
просверлить отверстия для пальца 4, а затем согнуть
ее в форме коробки. Коробка должна туго входить
в полость поршня, где она закрепляется пайкой.
Затем согласно рис. 10 следует изготовить
стержень шатуна и скобу для крепления
вкладышей подшипника. Стержень / делают из стальной
проволоки диаметром 4 мм. На одном конце
стержня делают петлю по диаметру пальца, равного 4 мм.
Для изготовления скобы 3 нужно вырезать
развертку заготовки согласно рисунку, причем малые
отверстия в ней нужно просверлить до сгибания в
скобу, а центральное отверстие — после. В одном
из малых отверстий нужно нарезать резьбу МЗ для
винта 5, которым при сборке стягивают концы
скобы, чтобы прочно удержать вкладыши 4
подшипника.
На специальной оправке в настольных тисках
готовую развертку сгибают в скобу. Затем
свободный конец стержня 1 нужно наглухо соединить со
скобой 3. Для этогс в скобе просверливают цент-
3 ральное отверстие диаметром 4 мм, вставляют в не-
я го конец стержня и расклепывают его.
е Вкладыши подшипника выполняют отливкой из
баббита «83» разъемными, чтобы обеспечить
возможность сборки и разборки машины. Формой для
э литья может служить поставленная ребром на
опору сама скоба <?, закрытая с торцовых концов
пластинкой. После отвердения отливка легко вы-
л нимается. В середине отливки просверливают
отверстие по диаметру кривошипной шейки
коленчатого вала.
д Отливку разрезают по центру отверстия тонкой
ножовкой (шлицовкой). Размер отверстия,
утраченный при разрезании, надо восстановить. Для этого
места разреза надо напаять припоем и опилить.
Затем изготовляют палец 5, с помощью
которого коробка 2 шарнирно соединяется со стержнем
ЯгзбфтАа /д/
ЛБ I- & ' I
N>ۤ,g
&\«,>
Оалец/б/
и1
Рис. 10. Шатун:
/ __ стержень; 2 — коробка для скрепления шатуна с поршнем; 3 — скоба для вкладышей
подшипников; 4 — вкладыши подшипника; 5 — винт МЗ; б —палец.
45
шатуна. Для предотвращения перемещения пальца
в осевом направлении его закрепляют шплинтом,
вводимым в отверстие на конце пальца.
После этого коробку вставляют в полость
поршня и для прочности припаивают с торцов, как было
указано выше.
Коленчатый вал
При изготовлении коленчатого вала трудно
обойтись без токарных работ, так как для хорошей его
центровки и жесткости всей конструкции надо
точно выдержать размеры шеек и соосность деталей
/, 2, 3, 4, чего вручную добиться трудно.
Изготовляется коленчатый вал согласно
рисунку 11. Звенья вала /, 2, 3 и кривошипные шейки 4
вытачивают на токарном станке. Щеки 5 вырубают
зубилом из трехмиллиметровой листовой стали
Ст-3. Окончательную обработку и доводку
размеров и формы производят напильником.
Чтобы была хорошая центровка коленчатого
вала, центры отверстий всех четырех кривошипных
щек 5 должны строго совпадать. Для этого нужно
сделать точную разметку центров, а сверление
произвести во всех четырех щеках, сжатых в общий
пакет, на сверлильном станке.
Эксцентрик 6 изготовляют из листовой стали
Ст-3 толщиной 3 мм, а две шайбы 7 — из такой же
стали толщиной 2 мм. Сверление отверстий в
шайбах и эксцентрике также надо произвести
совместно, сжав их ручными тисками.
Для обеспечения возможности разборки нужно
эксцентрик и одну из шайб (левую) наглухо
закрепить на валу тугой посадкой с последующей про.
пайкой, как показано на чертеже, а правую шайбу
закрепить винтами 8. Для этого в отверстиях
шайбы и эксцентрика перед закреплением их на вал
нарезают резьбу МЗ, а винты можно подобрать
готовыми.
После этого можно произвести сборку всех
звеньев вала. Соединение их должно быть
прочным. Все шейки должны иметь длину,
превышающую толщину щек на 1 мм. Это нужно для
расклепки выступающих частей звеньев при жестком
скреплении их со щеками.
При сборке соблюдают следующую последова-
Д wik/0 ******
1
$
«v
Г*
i
i
[
W
ii_
ее
\** >
/_
■ 4
"W
LH
/0
/о !
н*
SO
4__JEL_
а^ ^ v
Вг-1
S4
SO
ж
Рис. 11. Коленчатый вал:
1, 2 и 3 — звенья; 4 — кривошипные шейки; 5 — щеки; в — эксцентрик; 7 — шайбы
эксцентрика; 8 — винт; 10 — болт.
46
тельность: сначала соединяют щеки 5 со звеньями
1, 2 и 5, а затем образовавшиеся части
коленчатого вала соединяют кривошипными шейками 4.
Затем насаживают на выступающий конец
звена 3 коленчатого вала маховое колесо 13 и шкив 14.
Для более экономного расходования пара
необходимо, чтобы в моменты прохождения
поршнями мертвых точек происходила отсечка пара, то
есть золотник стоял бы в нейтральном положении.
Это достигается соответствующей постановкой
эксцентрика 6 на вал по отношению к кривошипам:
направление выпуклости эксцентрика должно
составлять угол 90° с направлением продольных осей
щек 5, как показано на рисунке.
Парораспределительное устройство
Составными частями парораспределительного
устройства, показанного на рисунке 12, является
золотник / и золотниковая коробка 2.
Для изготовления золотниковой коробки нужно
взять трубку из латуни, меди или железа с
внутренним диаметром 10 мм и длиной 55 мм. По одной
образующей нужно просверлить три отверстия
диаметром 6 мм для патрубков 3 и 4. Разметку центров
отверстий произвести точно согласно рисунку. Затем
надо изготовить патрубки и впаять их в отверстия.
Диаметр патрубков можно взять в зависимости от
наличия трубок, но не больше 6 мм.
Для изготовления золотника 1 нужно подобрать
круглый стержень по внутреннему диаметру
коробки 2. Стержень должен быть строго
цилиндрическим и с гладкой внешней поверхностью, что
достигается шлифовкой при помощи мелкой наждачной
шкурки.
Но лучше всего стержень выточить на станке, а
затем плотно подогнать его шлифовкой для
перемещения в коробке 2. В готовом стержне нужно
сделать паровпускное углубление 5 и произвести
опиловку для хвостовика 6.
В хвостовике сверлят отверстие для
шарнирного соединения его с шатуном 7 эксцентрика
посредством винта 8, имеющего резьбу МЗ.
Для изготовления шатуна 7 лучше взять
упругую проволоку диаметром 3 мм, один конец ее
расклепать, как показано на чертеже, просверлить
в нем отверстие под резьбу 3 мм и нарезать резьбу
метчиком МЗ. Второму концу шатуна придают
форму и размеры согласно чертежу, а пружинящий
конец закрепляют заклепкой 9.
Затем нужно заготовить две цапфные опоры,
приведенные на рис. 13. Стойки 1 закрепляют на
основании машины глухим шипом и для большей
устойчивости — угольниками 2, которые необходимы
также для свободного снятия коленчатого вала и
смазки вкладышей коренных подшипников 3.
Накладки 4 крепятся к угольникам 2 винтами 5,
для которых в верхнем колене каждого
угольника надо нарезать резьбу МЗ. Вкладыши
подшипников 3 делают из латунной гильзы винтовочного
патрона.
При необходимости снять коленчатый вал или
смазать подшипники отворачивают винты 5, после
чего накладка 4 может быть свободно снята. Для
большей прочности в угольниках 2 и стойке /
просверливают сквозное отверстие, и вся опора
стягивается винтом 6. Если не найдется готового винта,
его делают из 4-миллиметровой железной
проволоки длиной 50 мм, на концах которой нарезают
резьбу М4.
Маховое колесо 13 и шкив 14 (рис. 6) в физка-
бинете можно подобрать готовыми, причем шкивы
можно взять от старой электрофорной машины.
Маховик и шкив жестко насадить на выступающий
конец звена 3 (рис. 11) коленчатого вала. Но
внутренние диаметры их могут не соответствовать
диаметру звена 3 вала. Тогда поступают так: если
диаметр мал, его рассверливают, если велик, то
вытачивают втулки.
Маховик и шкив крепятся к валу винтовыми
стопорами или привариваются.
Для крепления цилиндров и золотниковой
коробки надо заготовить колодку 4 (рис. 6) из
деревянного бруска. Длина колодки должна быть
равной длине цилиндров, а ширина такой, чтобы оба
цилиндра уместились в ряд с золотниковой
коробкой. Центры цилиндров должны лежать на одном
уровне с осью коленчатого вала.
Для укладки цилиндров и золотника в колодке
So/fomnukoSo - эАсцентрибобос Н/>->^
£о
«Г-Ф-
А ,
)р
CZ
zn
зв
*-}
>
Рис. 12. Парораспределительное устройство:
1 — золотник; 2 — золотниковая коробка; 3 — патрубок пароподводящий; 4 — патрубок пароотводя-
щий; 5 — углубление паровпускное; в — хвостовик; 7 — шатун эксцентрика; 8 — винт МЗ; 9 —
заклепка; 10 —эксцентрик (по рис. 6).
47
нужно сделать полукруглое углубление по радиусу
цилиндров и золотника. Расстояние между осями
углублений нужно взять по 21 мм, чтобы
обеспечить параллельность осей шатунов и поршней
золотника.
Когда будут закончены эти работы, можно
приступить к общему монтажу машины.
Сборка узлов машины производится на двух
основаниях—верхнем 2 (рис. 6), несушем основные
узлы машины, и нижнем 1, которые скреплены
между собой шурупами.
Верхнее основание изготовляют из деревянного
бруска размерами 220 X 100 X 65 мм, нижнее — из
деревянной доски толщиной 20 мм и шириной
150 мм. Длина определяется местом размещения
динамомашины.
Деревянные детали следует покрыть масляной
краской или ореховой протравой (бейцем).
Сначала на валу укрепляют маховик 13 и
шкив 14. Затем устанавливают цапфные опоры и
угольники 12. Стянув угольники винтами,
вкладывают в гнезда нижние вкладыши подшипников,
смазывают цапфы коленчатого вала 8 солидолом и
кладут вал на опоры. Затем устанавливают верхние
вкладыши подшипников и винтами укрепляют
накладки, после чего размещают цилиндры и
золотник в своих углублениях в колодке 4.
Для правильной сборки надо найти такое
положение колодки 4 и расположенных в ней цилиндров
и золотника, при котором поршни и золотник не
выходили бы за пределы своих цилиндров и не
давали бы ударов о передние стенки цилиндров.
Определив эти положения, надо сделать на
деталях соответствующие установочные отметки. От
аккуратности выполнения этих сборочных работ
зависит легкость хода вала машины.
Колодка 4 крепится на верхнем основании 2
с помощью проволочных шпилек или казеиновым
(можно столярным) клеем.
Цилиндры и золотниковая коробка крепятся на
колодке 4 жестяным кожухом 18.
Прочность положения цилиндров и золотниковой
коробки достигается тугой натяжкой кожуха. Туго
натянутый кожух в нижней части шурупами
крепится к колодке, чем обеспечивает прочный
прижим цилиндров к ней.
В верхней части кожуха просверливают три
отверстия для паровых патрубков. Пароотводящие
патрубки золотниковой коробки нужно соединить
резиновыми шлангами 9 и 10 с патрубками
цилиндров. Питающий пароподводящий патрубок следует
снабдить также резиновым шлангом длиной 30—
40 см.
Для безопасности паропроводы лучше сделать
из металлических трубок. Все шланги должны туго
находить на патрубки.
Готовую машину надо опробовать. При
правильной сборке машина должна придти в движение,
если дунуть в питающий паропроводящий патрубок.
В качестве генератора тока можно использовать
велосипедное динамо 16, укрепив его на
основании 3, как показано на рисунке 6. В качестве
приводного ремня 15 можно применить резиновый
жгут.
5
Н-
-1 ■ 1
Uj?*-i
02,5 под МЗ
Рис. 13. Цапфная опора:
/ — стойка; 2 — угольники; 3 — вкладыши; 4 — накладки; 5 — винт;
6 — винт; 7 — шурупы; 8 — гайки.
ЭЛЕКТРОВИКТОРИНА
В. А. БЛИНОВ
Учитель физики школы № 30 г. Каменска-Уральского
Электровикторина, предлагаемая вниманию
читателей, может быть использована во внеклассной
работе в школе по любому предмету. Она дает
возможность контролировать правильность ответов на
)J>> }>>>>)} }}t> >}!>>>>> I > >>>>>>**!* t J t ItJJIIMMlfJ.
$ \ электробиНторина\ 2
Вопросы
ъ
Ответы
foeo
Рис. 1. Общий вид прибора.
вопросы, размещенные в левом окне прибора. При
правильно выбранных ответах, размещенных в
правом окне прибора, вспыхивает цифра 5, при
неверных ответах вспыхивает цифра 2.
КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОВИКТОРИНЫ
Общий вид прибора показан на рис. 1. Он
представляет собой деревянную электрифицированную
витрину, состоящую из основания — прямоугольной
коробки — и прибитой к ней рамки, разделенной на
ряд окон.
Устройство рамки показано на рис. 2. Окна /,
2, 3 и звезда в окне 6 имеют подсветку от лампочек
карманного фонаря. В окно 4 вставляют лист
бумаги с вопросами, в окно 6 под стекло вставляют
рисунок здания МГУ со звездой на шпиле, в окно 5
вставляют лист бумаги с ответами, порядок которых не
соответствует порядку вопросов.
На лицевую сторону прибора выводят провод с
однополюсным наконечником и провода к указке.
Электрическая цепь прибора выполняется внутри
коробки.
Прямоугольную коробку изготовляют согласно
рис. 3 из четырех досок размером 1000X100X10 мм,
которые собирают на клею «в шип». Внутри коробку
перегораживают доской, врезаемой в стенки, как
указано на рисунке.
Рамку изготовляют из реек, размеры и формы
которых показаны на рис. 4. Рейки скрепляют клеем.
Прибор собирают в такой последовательности
(см. рис. 2). В паз окна 1 с тыльной стороны
вставляют стекло, на него накладывают красную материю,
которую прикрывают листом тонкого плотного
картона. В листе картона вырезаны цифры 5 и 2 и слово
«Электровикторина» (рис. 1). Чтобы картон и
материя плотно прилегали к стеклу, поверх
картона можно положить еще лист органического
стекла.
Внутри ставят две фанерные перегородки,
образующие три отсека для ламп подсветки: цифры 5,
слова «Электровикторина» и цифры 2.
С внутренней стороны по размерам окна
накладывают лист фанеры толщиной 4—5 мм с
отверстиями для цоколей лампочек от карманного фонаря.
Для подсветки цифр 5 и 2 достаточно по 6 лампочек,
расположенных в два ряда, для подсветки слова
«Электровикторина» нужны 18 лампочек,
расположенных тоже в два ряда. Лампочки ввертывают в
отверстия цоколем и путем припаивания проводов
соединяют в группы в каждом отсеке.
Окна 2 и 3 со словами «Вопросы» и «Ответы»
выполняют аналогично окну 1. Чтобы сделать отсеки
для этих окон, между рейками б и стенкой коробки
устанавливают по одной перегородке из фанеры
толщиной 4—5 мм. Лампочки этих отсеков
группируют с лампочками отсека окна / и отсека окна 6.
Выбор количества лампочек и способ соединения их
4 Заказ 13
4Q
в группы могут быть различными, в зависимости от
типа лампочек.
В паз окна 4, образованный рамкой и рейкой б,
вставляют лист фанеры с закрепленными на нем
рейкой в и рейкой с гнездами для вопросов. При
этом рейку в прибивают к листу фанеры гвоздями
так, чтобы паз в ней был обращен в сторону рейки
с гнездами.
На этой рейке, на расстоянии 2—3 см друг от
друга, просверливают отверстия диаметром 6 мм,
количество которых определяется числом вопросов,
размещаемых на листе бумаги. Соответственно этой
ssss у у ; у ;; s/ss; ;;;;;,;;,;, ,;sss^
перегфодАи
олъеба /few/
Reuku
\pcuka
3/К& отбеюоб
Рис. 2. Рамка:
/ — верхнее окно; 2 — окно для названия «Вопросы»; 3 — окно для названия «Ответы»;
4 — окно для вопросов; 5 — окно для ответов; 6 — центральное окно.
Рис. 3. Основание.
£
3
РеиАа с гнездами - £шт I
а
~3
1>
~$
Рис. 4. Рейки для рамки,
50
разметке просверливают отверстия и в листе
фанеры.
Затем рейку и лист фанеры скрепляют гильзами
от малокалиберной винтовки. Для этого донышко
гильзы стачивают напильником, гильзу вставляют
развальцованным концом на лицевую сторону рейки,
Peuka
отбттоВ
Рис. 5. Электрическая схема электровикторины.
а другой конец гильзы разрезают на четыре-пять
продольных полос, которые загибают на тыльной
стороне листа фанеры. Таким же способом крепят
рейки на листе фанеры, вставляемом в окно 5.
В пазы реек б окна 6 вставляют стекло, под него
кладут рисунок здания МГУ со звездой на шпиле, а
на рисунок накладывают лист фанеры. На рисунке
вырезают контур звезды, соответственный вырез
делают в листе фанеры. Затем в вырез изнутри
вставляют звезду из органического стекла, покрытую
слоем прозрачной красной краски. Звезду можно
вырезать также из цветного стекла. С внутренней
стороны на фанере закрепляют коробочку
(деревянную или из жести) с тремя лампочками для
подсветки звезды.
Гнезда рейки вопросов с тыльной стороны
соединяют проводами с гнездами рейки ответов так, чтобы
порядок вопросов не совпадал с порядком ответов.
Для этого, например, первое гнездо рейки вопросов
может быть соединено с любым гнездом, кроме
первого, на рейке ответов, как указано на рис. 5.
и типом приборов (реле, электролампочек),
включенных в его схему. Количество витков в сетевой обмот*
ке зависит от сечения сердечника трансформатора,
в обмотках I и II — от числа и типа ламп,
включенных в них. Обмотка /// должна быть рассчитана на
подачу 36 в для селенового выпрямителя, питающего
телефонные реле с сопротивлением обмоток 300 ом.
Выпрямитель можно взять от школьного
демонстрационного гальванометра. Он должен состоять из
четырех шайб, включенных последовательно.
Диаметр их выбирают из расчета на 0,3 а выпрямленного
тока.
В качестве примера для определения мощности
трансформатора приводится следующий расчет:
В обмотку / включены последовательно
соединенные 18 лампочек для подсветки отсека
«Электровикторина», 4 лампочки для подсветки отсека
«Вопросы», 4 лампочки для подсветки отсека «Ответы»
и 3 лампочки для подсветки звезды — всего 29
лампочек Лх от карманного фонаря (3,5 в, 0,28 а).
Они потребляют мощность 3,5X0,28X29=30 ватт при
напряжении до 120 вольт.
В обмотку // включаются последовательно 6
лампочек для подсветки отсека с цифрой 5, параллельно
но{оы*чнс/А /ан?/пал»)
car+/»*L, /our .£*
/7руЭ1*:у/*С1
По&лпь
'MojAor _
npoGo&at
Рис. 6. Устройство наконечника указки.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОВИКТОРИНЫ
Питание ламп, размещенных в отсеках прибора,
производится от понижающего трансформатора
согласно рис. 5. Трансформатор имеет:
1) сетевую обмотку на 127/220 в;
2) обмотку / для накала ламп подсветки слов
«Электровикторина», «Вопросы», «Ответы» и звезды;
3) обмотку // для накала ламп подсветки цифр
5 и 2;
4) обмотку /// для выпрямителя питания реле.
Мощность трансформатора определяется числом
им включаются 6 последовательно соединенных
лампочек для подсветки отсека с цифрой 2 — всего
12 лампочек Л2 и Л3, которые будут потреблять
мощность 3,5X0,28X12=12 ватт при напряжении
до 24 вольт.
В обмотку /// включены два параллельно
соединенных реле, потребляющих около 15 ватт при
напряжении 24 вольта.
Таким образом, полная потребляемая от всех
обмоток мощность составит 30+12-}-15=57 ватт.
Исходя из этого подбирают сечение
трансформаторного железа, по которому производят расчет коли-
4*
51
чества витков для каждой обмотки общеизвестным
способом.
Реле Р\ имеет две пары контактов, из которых
контакты К\ работают на замыкание, а /С2 — на
размыкание.
Реле Р2 имеет одну пару контактов /С3,
работающих на замыкание. Реле берутся готовые,
телефонного типа, на 24 в.
Для изготовления указки берут деревянный
стержень диаметром 20 мм и длиной 70 см и разрезают
его вдоль на две половины. В каждой половине
делают желобок так, чтобы при составлении их вместе
образовалось центральное отверстие диаметром
5—6 мм во всю длину стержня. Затем стержню
придают вид указки, остругивая его с постепенным
переходом до диаметра 10 мм. Для скрепления
половинок на указку надевают металлические кольца.
Указка заканчивается контактами /С4 (рис. 5 и 6),
замыкающимися при легком нажатии ею на гнезда
с ответами. Для этого на конец указки надевают
сквозную металлическую трубку а длиной 6—7 см
и диаметром по толщине конца указки—10 мм.
В нее вставляют вторую металлическую трубку б
с пружиной, внутри которой перемещается
металлический стержень длиной 50 мм и диаметром 3—4 мм
с наконечником на конце.
Нижний конец пружины через просверленное
отверстие выводят на внешнюю сторону трубки, где ее
припаивают, верхний же конец припаивают к
стержню с наконечником. Трубки должны быть прочно
закреплены одна в другой и изолированы друг от друга
несколькими слоями бумаги, лучше с проклейкой
клеем БФ-2. К обеим трубкам припаивают два
выводных провода.
Однополюсный наконечник, вставляемый в
гнезда рейки вопросов, делают из куска медной
проволоки диаметром 4 мм и длиной 25 мм. С одного конца
проволоку разрезают вдоль на длину 15 мм, с
другого конца к нему припаивают гибкий провод и
надевают втулку из дерева или органического стекла,
которую можно выточить на токарном станке.
КАК РАБОТАЕТ ПРИБОР
Однополюсный наконечник вставляют в нужное
гнездо рейки вопросов. При прикосновении указкой
к тому гнезду рейки ответов, с которым соединено
выбранное гнездо рейки вопросов, обмотка ///
трансформатора будет замкнута на реле Pi, контакты К\
замкнутся и включат лампочки Л2, дающие
подсветку цифре 5, которая, просвечиваясь через красную
материю, укажет на правильный ответ.
Одновременно контакты /С2 разомкнутся и разорвут цепь реле Р2.
Прикосновение указкой к любому другому
гнезду рейки ответов не вызовет замыкания цепи через
реле Рь но указка замкнет цепь с реле Р2 через
собственные контакты Ка- При этом замкнутся
контакты /Сз и загорятся лампочки Л3, дающие подсветку
цифре 2, что будет указывать на ошибочный ответ.
При монтаже электрической цепи прибора нужно
провод, идущий от селенового выпрямителя,
припаять к внутренней трубке наконечника указки в
точке б, как показано на рисунке. Если при
правильно выбранном ответе в момент касания указкой
соответствующего гнезда будет кратковременно
замыкаться цепь с реле Р2 и вспыхивать цифра 2, то
следует натянуть пружину его якоря и ослабить
пружину якоря реле Р\.
При замене листов с вопросами и ответами
следует зафиксировать порядок соединения гнезд рейки
вопросов с гнездами рейки ответов и соответственно
ему разместить вопросы и ответы на заменяемых
листах.
ИЗ ОПЫТА ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЫ ПО ОПТИКЕ
С УЧАЩИМИСЯ ДЕСЯТЫХ КЛАССОВ
С. И. КНЯЗЕВ
Ассистент Уральского государственного университета им. А. М. Горького
В 1955/56 учебном году в Уральском
государственном университете имени А. М. Горького на
кафедре экспериментальной физики были
организованы внеклассные занятия с учащимися десятых
классов средних школ. Занятия имели своей целью
привить учащимся практические навыки в обращении с
простейшими оптическими приборами и углубить
знания по ряду разделов оптики.
Среди задач, предложенных учащимся, пять
отличались тем, что выполнение их не требовало сложной
аппаратуры, а было основано на использовании
недорогих приборов, доступных любой средней школе.
Несмотря на простоту оборудования, эти работы
представляют несомненный интерес, так как
позволяют ознакомить учащихся с основными элементами
сложных оптических приборов.
В 1956/57 и 1958/59 учебных годах такие
занятия были проведены в некоторых школах г.
Свердловска и области.
Положительная оценка этих занятий со стороны
преподавателей физики средних школ позволяет нам
рекомендовать приведенные работы в качестве задач
для внеклассной и кружковой работы.
Целесообразно поручать выполнение каждой
задачи группе из двух-трех учащихся.
РАБОТА № 1
Сборка модели микроскопа
Оборудование:
1. Рейсшина или лента из миллиметровой бумаги
длиной 1 м.
2. Набор линз, состоящий из двух собирательных
линз: Л\ с фокусным расстоянием /ч=7,5 см (№ 1)
и Л2 с 772=13 см (№ 2) *.
3. Две коробки спичек и два гвоздя длиной 6 см
или специально сделанные подставки с остриями
(гвозди можно заменить заостренными спичками).
* Номера поставлены на основании линз, сделанных
Главучтехпромом.
4. Две стеклянные пластинки с нанесенными на
них миллиметровыми сетками, на подставках.
Сборка модели
Объективом к модели служит линза Ль а
окуляром — линза Л2.
1. На лабораторном столе устанавливаем
рейсшину или растягиваем измерительную ленту, на
рейсшине на расстоянии 35—40 см от конца стола ставим
линзу-объектив Л\.
2. По обе стороны линзы устанавливаем две
спичечные коробки с гвоздями, воткнутыми в верхние
части коробок. При этом острия гвоздей АВ и CD
должны находиться на главной оптической оси
линзы (рис. 1).
3. Коробку с гвоздем АВ устанавливаем на
расстоянии 10—12 см, т. е. между F\ и 2F{ от линзы.
4. Смотрим одним глазом вдоль главной
оптической оси линзы со стороны второго гвоздя CD.
Передвигаем вторую коробку с гвоздем по рейсшине и
устанавливаем ее так, чтобы острие второго гвоздя
CD не смещалось относительно изображения острия
первого гвоздя АВ при перемещении глаза в обе
стороны относительно главной оптической оси линзы,
т. е. находим такое положение, при котором
параллакс между изображением первого гвоздя и острием
второго гвоздя отсутствует. Тогда второй гвоздь
будет находиться в плоскости изображения первого,
фиксируя его положение.
5. Устанавливаем вторую линзу-окуляр Л2 за
вторым гвоздем на расстоянии 10—12 см от него.
Смотрим вдоль оптической оси системы линз и,
передвигая окуляр относительно гвоздя, получим мнимое
увеличенное прямое изображение C\D{ второго
гвоздя CD одновременно с увеличенным мнимым
изображением А2В2 действительного изображения
первого гвоздя АХВХ (рис. 2). Оба мнимые изображения
находятся в одной плоскости, если отсутствует
параллакс между изображениями при перемещении
глаза в сторону от оптической оси линз.
Для людей с различным зрением расстояние
линзы Л2 по отношению ко второму гвоздю CD и изобра-
53
жению первого гвоздя А\В\ будет различное. Для ней миллиметровой сеткой (рис. 3) и, произведя
ненормального глаза оно должно быть таким, чтобы большое перемещение сетки вдоль оптической оси
мнимые изображения гвоздей находились на рас- системы, получаем более четкое изображение сетки,
стоянии наилучшего зрения от нормального глаза Вторую такую же пластинку // с нанесенной на ней
наблюдателя (25 см), миллиметровой сеткой устанавливаем сбоку от рейс-
6. На место первой спичечной коробки с гвоздем шины на расстоянии 25 см от глаза, т. е. в плоскости
АВ ставим стеклянную пластинку / с нанесенной на второго изображения первой сетки. Смотрим одним
Рис. 1. Сборка модели микроскопа. Определение положения действительного увеличенного и обратного
изображения гвоздя, даваемого объективом (линза № 1) микроскопа.
Рис. 2. Сборка модели микроскппа Получение мнимого и увеличенного изображения гвоздя
при помощи окуляра (линза № 2).
глазом в микроскоп на первую миллиметровую сетку
/, другим — непосредственно на вторую
миллиметровую сетку //, пока не подметим, сколько
горизонтальных делений второй сетки совпадает с одним,
двумя и т. д. горизонтальными увеличенными
делениями первой сетки, видимыми в микроскоп. Сетки
лучше всего рассматривать на фоне белого экрана,
например, листа белой бумаги или книги.
7. Данные измерения заносим в таблицу.
Отчетная таблица
№
измерения
1
2
3
Число
делений первой
сетки 1,2,3
Число делений
второй сетки
Увеличение
3 L 1 2 ^ 3 J
Увеличение микроскопа вычисляем по формуле:
8. Вместо первой сетки снова ставим первую
коробку с гвоздем, несколько перемещаем ее
относительно линзы-объектива Л\ и описанным выше
способом вновь собираем микроскоп. Такую установку
повторяем несколько раз. Чем ближе находится
гвоздь к главному фокусу объектива, тем больше
будет увеличение, вместе с тем все заметнее
становятся искажения. Поэтому чрезмерно большого
увеличения добиваться не следует.
РАБОТА № 2
Сборка моделей зрительных труб
Оборудование:
1. Рейсшина или лента из миллиметровой бумаги
длиной 1 м.
2. Набор, состоящий из четырех линз: двух
собирательных Л\ и Л\х с фокусным расстоянием
/7i=7,5 см (№ 1)*, одной собирательной Л* с
F2=\3 см (№ 2) * и одной рассеивающей Л3 с Ръ=
=9 см (№ 3)*.
3. Две коробки спичек и два гвоздя длиной 6 см
или специально сделанные подставки с остриями
(гвозди можно заменить заостренными спичками).
4. Переносная рейка длиной 2 м с ценой
деления в 1—2 см.
Сборка модели трубы Кеплера
Труба Кеплера (телескоп) служит для
наблюдения небесных светил. Кроме того, она
применяется в различных отсчетных приспособлениях.
Длиннофокусный объектив телескопа дает вблизи главной
фокальной плоскости уменьшенное обратное и дей-
* Номера поставлены на основании линз, сделанных
Главучтехпромом,
ствительное изображение предмета, так как rf>2Fn
его линза собирающая, где d — расстояние от
предмета до объектива, F — главное фокусное
расстояние объектива.
Окуляр телескопа служит для рассматривания
этого изображения и действует как лупа.
В данной работе объективом служит линза Л2 с
F2=13 см (№ 2), а окуляром — линза Л\ с F\=
=7,5 см (№1).
1. На лабораторном столе устанавливаем
рейсшину или растягиваем измерительную ленту. На
рейсшине на расстоянии 25—30 см от конца стола
устанавливаем линзу Л2 и направляем ее на какой-
либо удаленный предмет, например, вертикальную
рейку с масштабом АВ (рис. 4).
2. Смотрим через эту линзу на масштаб рейки
(глаз должен быть при этом на расстоянии около
35—40 см от линзы) и получаем действительное
уменьшенное и обратное изображение масштаба
АХВХ.
3. Со стороны глаза на расстоянии 13—20 см от
той же линзы на рейсшину ставим спичечную
коробку с гвоздем CD. Передвигаем коробку относительно
линзы до тех пор, пока не исчезнет смещение гвоздя
CD относительно уменьшенного обратного
изображения масштаба В\А\ при сдвиге глаза в обе
стороны относительно главной оптической оси линзы, то
есть находим такое положение, при котором
параллакс между гвоздем и изображением масштаба
отсутствует. Тогда гвоздь и изображение масштаба
будут находиться в одной плоскости.
4. Устанавливаем вторую линзу-окуляр Л\ перед
гвоздем CD на расстоянии меньше F\ от него.
Смотрим вдоль оптической оси системы и, передвигая
окуляр относительно гвоздя вдоль оптической оси
системы линз, получаем мнимое увеличенное прямое
изображение C\D\ гвоздя CD — одновременно
с мнимым изображением А2В2 действительного
изображения А{ВХ масштаба АВ, причем при
предварительном выполнении предыдущего условия оба
мнимых изображения находятся в одной плоскости. Это
можно проверить по отсутствию параллакса между
изображениями при боковом перемещении глаза
относительно оптической оси линз.
5. Отсчитываем число делений масштаба N,
видимых в трубу. Одновременно вторым,
невооруженным, глазом смотрим прямо на тот же масштаб и
добиваемся, чтобы изображение в трубе налагалось на
видимый невооруженным глазом масштаб (рис. 5),
после чего отмечаем границы поля зрения трубы.
Всю эту операцию удобней выполнять вдвоем —
один смотрит в трубу, другой стоит около рейки с
масштабом, отмечает границы поля зрения трубы
(верхнюю и нижнюю) и считает число делений
рейки-масштаба, совпадающих с делениями его
изображения, видимыми в трубу.
Увеличение трубы находим по формуле D=— »
где: п — число делений, видимых простым глазом,
N— число делений, видимых в трубу.
6. Сборку модели трубы Кеплера проделываем
несколько раз и каждый раз определяем ее увели*
чение.
7. Данные измерения заносим в таблицу.
55
15 см
/Ал
/ *\л
/Л
\л
\
%у\ Второе изображение
\ пердой сетки
I
2Fi
V////////////// , "///t+V/s/
Рис. 3. Определение увеличения микроскопа.
Рис. 4. Сборка модели трубы Кеплера.
Отчетная таблица
Сборка модели земной трубы
№
1
2
3
Среднее
Средняя абсолютная
погрешность
Средняя относительная
погрешность
Окончательный
результат ;
Число
делений
шкалы
п
Число делений
изображений
шкалы, видимых
в трубу
N
Увеличение
N
Dx+D2+D3
ЛП 1^-^14-...+ |DC-D3I
D=Dc±r\Dc
8. Измеряем расстояние между объективом и
окуляром и сравниваем его с суммой их фокусных
расстояний.
Рнс. 5. Определение увеличения трубы
Кеплера.
В земной трубе устранен недостаток трубы
Кеплера — обратность изображения. Это достигается
помещением между объективом Л2 и окуляром Л\
добавочной линзы Л\> устанавливаемой так, чтобы
изображение, создаваемое объективом, оказалось на
двойном фокусном расстоянии от нее (рис. 6). При
этом условии дополнительная линза не вносит
нового увеличения, а только переворачивает изображение,
которое затем и рассматривается через окуляр, как
через лупу. Длина земной трубы на 4F\ больше, чем
длина трубы Кеплера, у которой объектив и окуляр
такие же.
1. Объектив Л2 только что построенной трубы
Кеплера отодвигаем по рейсшине на расстояние
50—55 см от конца стола. Находим положение
действительного изображения предмета АХВХ при
помощи гвоздя CD. Окуляр Лх передвигаем по рейсшине
до тех пор, пока не достигнем расстояния 2F\ = \5 см
от острия гвоздя CD (рис. 6). Прежде эта линза
выполняла функцию окуляра, а сейчас —
дополнительной линзы.
2. Переставим коробку с гвоздем CD, поместив
ее на расстоянии 2/71=15 см по другую сторону
дополнительной линзы. Установив глаз вдоль
оптической оси линз на расстоянии 40—50 см от
дополнительной линзы, убеждаемся в том, что острие гвоздя
CD совпадает с новым положением изображения
предмета А2Въ теперь уже прямого. Если прямого
изображения предмета не видно или существует
параллакс между ним и гвоздем, то небольшими
перемещениями дополнительной линзы и коробки с
гвоздем добиваемся этого совпадения и отсутствия
параллакса.
3. После этого устанавливаем окуляр-линзу Л,
за вторым положением гвоздя CD на
расстоянии меньше /7i=7,5 см от него (рис. 7). Смотрим
вдоль оптической оси системы и, несколько передви-
\—2Fr
2F,—,
,,,,,, А 1 1/С У • У , S
///Г///////////////////У
Рис. 6. Сборка модели земной трубы. Получение изображений при помощи объектива (линза № 2) и дополнительной
линзы (линза № 1),
67
OJjUA
Рис. 7, Получение прямого мнимого изображения предмета при помощи земной трубы.
гая окуляр-линзу Л\ относительно гвоздя, получим
мнимое увеличенное изображение А3В3 масштаба АВ
одновременно с мнимым изображением гвоздя CD.
Причем, при отсутствии параллакса между
изображениями, последние находятся в одной плоскости.
4. Определяем увеличение земной трубы
вышеописанным способом и данные измерения заносим
в таблицу.
5. Измеряем расстояние между объективом и
окуляром и сравниваем его с подобным расстоянием
у трубы Кеплера.
Сборка модели трубы Галилея
В трубе Галилея объективом служит
длиннофокусная линза Л2) а окуляром — рассеивающая
линза «/73 (рис. 8). Эта линза перехватывает
сходящиеся лучи раньше, чем образуется действительное
изображение от объектива, и глаз видит мнимое
прямое изображение предмета.
Рис. 8. Ход лучей в трубе Галилея.
Здесь объектив не образует действительного
изображения, поэтому в поле зрения нельзя установить
креста нитей, следовательно, нельзя с его помощью
производить измерения; кроме того, труба имеет
малое поле зрения. Преимущество ее состоит в том,
что она дает прямое изображение при малой своей
длине, равной разности фокусных расстояний
объектива и окуляра. Кроме того, вследствие малого
числа стекол, труба Галилея дает малые потери на
отражение и поглощение света в оптической системе.
Две трубы Галилея, соединенные в одну оправу для
наблюдения обоими глазами, употребляются в
качестве театрального бинокля.
1. Убираем окуляр с построенной трубы
Кеплера.
2. Помещаем между коробкой с гвоздем и
объективом 02 (линза № 2) вогнутую линзу Л3. Убираем
коробку с гвоздем и, несколько передвигая эту
линзу вдоль оптической оси объектива, находим такое
ее положение, при котором получается четкое прямое
изображение удаленного масштаба.
3. Определяем увеличение построенной трубы
Галилея вышеописанным способом и данные
измерений заносим в таблицу.
4. Измеряем расстояние между объективом и
окуляром и сравниваем его с разностью их
фокусных расстояний.
РАБОТА № 3
Построение моделей оптических труб при помощи
прибора для изучения законов оптики
Оборудование:
1. Прибор для изучения законов оптики с
осветителем.
2. Линза цилиндрическая двояковыпуклая
большая Л2 с F2= + НО мм.
3. Линза цилиндрическая двояковыпуклая
малая c/Zi с Fi= -f 70 мм.
4. Линза цилиндрическая двояковогнутая Л3 с
^3= — 70 мм.
5. Трансформатор понижающий 127/6 вольт для
питания электрической лампочки осветителя.
Осветитель
Осветитель (рис. 9) состоит из цилиндрического
корпуса /С, на один конец которого надета оправа
патрона ОП с электрической лампой Л на 6—8 вольт,
58
10 ватт. На корпусе имеются две клеммы КМ для
присоединения к электрической цепи. Оправа с
патроном, вращаясь на корпусе, дает возможность
правильно устанавливать осветитель для получения
более четкого отражения лучей от экрана. В корпусе
укреплен неподвижно однолинзовый конденсор КН.
С передней стороны корпус заканчивается камерой
КР, в которую вставляется светофильтр С и
коробка КБ с лучевым устройством.
Рис. 9. Схема осветителя к прибору
для изучения законов оптики.
Коробка свободно вставляется путем вдвигания
в пазы корпуса и имеет щиток Щ с пятью щелями,
четыре неподвижных зеркала НЗ и четыре
вращающихся зеркала ВЗ с рукоятками для их поворота.
В передней части коробки имеется поворотная
заслонка 3, предназначенная для прикрытия среднего
луча. Корпус осветителя соединен шаровым
шарниром с держателем; пользуясь шарниром, можно так
установить осветитель, чтобы все пять лучей
проходили по всей плоскости экрана.
Лучи света, выходя из конденсорной линзы,
проходят через щели и, отражаясь от зеркал, дают пять
узких лучей, которые путем вращения зеркал можно
направить по экрану параллельно друг к другу либо
под определенными углами в любом направлении.
Если требуется только один средний луч, то
зеркала поворачиваются на 90°. Если требуются только
два боковых луча или четыре боковых, то средний
луч закрывается поворотом заслонки. При
необходимости получить сплошной луч, коробку КБ из
камеры выдвигают и пользуются осветителем без щелей.
Для более эффективной демонстрации
прохождения и преломления лучей пользуются
светофильтром, который окрашивает лучи в разные цвета.
Установка с прямоугольным экраном
Прямоугольный экран ставится на кронштейне,
укрепленном на вертикальной стойке, как показано
на рис. 10.
Осветитель повертывается влево и
устанавливается так, чтобы центральный пучок света (будем
называть его лучом) распространялся от него
параллельно длине экрана в горизонтальном направлении,
т. е. проходил через центр и черточки, нанесенные
в правом и левом краях экрана.
Путем вращения зеркал можно направить по
экрану дополнительно к среднему лучу еще четыре
луча. Для того чтобы эти лучи шли параллельно
среднему лучу, направляют их вдоль боковых меток,
имеющихся на экране.
Рис. 10. Внешний вид прибора для
изучения законов оптики.
В осветитель вставляют светофильтр, при этом
средний луч остается белым, а лучи, расположенные
по сторонам среднего луча, окрашиваются в два
различных цвета.
Линзы устанавливаются на экране в держателях
(рис. 10). С одного конца они имеют отверстия, в
которые вставляются держатели линз. Каждый
держатель входит в ползунок и закрепляется винтом.
Ползунок подвешивается на верхний край экрана.
Линза может иметь держатель в виде скобы,
которая охватывает верхний конец ее.
Подвешивая на экран поочередно по одной все
линзы, проверяют, совпадают ли оптические центры
их со средним лучом. При совпадении оптических
центров линз со средним лучом последний не
изменяет своего направления, а на нем получаются
пересечения соответствующих боковых лучей. Если
совпадения нет, то это достигается перемещением
хвостовика держателя линзы в гнезде ползунка и
закреплением его винтом в строго отвесном положении,
как видно на рисунке. По верхнему краю экрана
нанесены метки на расстоянии, равном фокусному
расстоянию малых линз (всего 8 меток).
Таким образом, метки вверху экрана позволяют
быстро находить положение фокусного и двойного
фокусного расстояния линз, установленных под
делением.
Построение хода лучей в трубе Кеплера
В камеру корпуса осветителя (рис. 9) вставляем
светофильтр. Открываем среднюю щель, получаем
белый луч, изображающий главную оптическую ось
линзы; луч должен проходить через обе боковые
центральные метки на экране.
1. Крайним верхним и нижним зеркалами на-
правляем цветные (соответственно красный и
голубой) лучи параллельно среднему лучу так, чтобы
они прошли через соответствующие боковые метки
экрана. На экране под меткой 3 (рис. 11), считая от
осветителя, устанавливаем большую
линзу-объектив Л2. Перемещением ее в вертикальной плоскости
добиваемся такого положения, при котором она не
изменяет направления среднего белого луча.
Вторым верхним зеркалом направляем красный луч
через оптический центр этой же линзы и полу-
А
Сг-
£\__
%f
/
2 3 4 5 6 7 8
' ' '^ * ' ' |
ft
~lT~
v^t^fc^^i
^ 1
Рис. 11. Ход лучей в трубе
Кеплера.
чаем изображение побочной оптической оси. Точка
пересечения верхних красных лучей А до линзы
будет находиться за пределами экрана (за двойным
фокусным расстоянием большой линзы).
Изображение ее А{ в объективе Л2 будет находиться между
его фокусом и двойным фокусом (между метками
5 и 6 на рис. 11).
Так же поступаем с нижними (голубыми)
лучами. Получаем голубую точку В и ее изображение В\.
2. После получения изображения в
линзе-объективе Л2 малую линзу-окуляр Л\ устанавливаем
перед изображением предмета А\В\ так, чтобы оно
находилось между линзой и ее главным фокусом
под меткой 6, считая от осветителя. Получаем
картину, изображенную на рис. 11. Мысленно
продолжив лучи одинакового цвета, прошедшие через
линзу-окуляр Л\ до пересечения, получаем
изображение двух светящихся точек в трубе Кеплера А2В2у
являющихся крайними точками предмета.
3. Строим ход лучей в трубе Кеплера на бумаге,
соблюдая масштаб.
Построение хода лучей в трубе Галилея
Объективом служит линза Л2, окуляром —
линза Л3.
1. Начальное направление лучей такое же, как
при построении трубы Кеплера. Предмет находится
/ 2 3 ь Ь б У в
Av.
ю
■ 4 1
Рис, 12. Ход лучей в трубе
Галилея.
нем краю экрана. Получаем картину хода лучей в
трубе Галилея, изображенную на рис. 12.
2. Строим ход.лучей в трубе Галилея на бумаге,
соблюдая масштаб.
РАБОТА № 4
Построение модели микроскопа при помощи
прибора для изучения законов оптики
Оборудование:
1. Прибор для изучения законов оптики с
осветителем.
2. Линза цилиндрическая двояковыпуклая
малая Л\ с фокусным расстоянием F\— +70 мм.
3. Линза цилиндрическая двояковыпуклая
большая Л2 с фокусным расстоянием /72=+140 мм.
4. Трансформатор понижающий 127/6 вольт для
питания электрической лампочки осветителя.
Построение хода лучей в микроскопе
1. В камеру корпуса осветителя вставляем
светофильтр и устанавливаем осветитель в левом
положении. На кронштейне подставки устанавливаем
прямоугольный экран. Среднюю световую полоску от осве-
Х.Г"
£\
^^
/ 2
^*
Г"^
'8
3 с 3 f
II . 1
7 8
j i
за пределами экрана, за двойным фокусом
линзы Л2. Окулярную линзу Л3 помещаем между
линзой-объективом Л2 и изображением А{В\ предмета
АВ, между четвертой и пятой отметками на верх-
Рис. 13. Ход лучей в микроскопе.
тителя пускаем через центр экрана параллельно
верхнему его краю по направлению к центральным
боковым меткам на экране. Параллельно среднему
лучу ближними зеркалами осветителя направляем
цветные лучи так, чтобы они прошли через
соответствующие боковые метки экрана, показанные на
рис. 10. На экране под меткой 3 (рис. 13)
устанавливаем малую линзу-объектив.
Перемещением линзы в вертикальной плоскости
добиваемся такого положения, при котором она не
изменяет направления среднего белого луча от
главной оптической оси. Затем крайним верхним
зеркалом осветителя направляем цветной луч, например,
красный, на оптический центр этой же линзы и
получаем изображение побочной оптической оси.
Пересечение верхних лучей — параллельного главной
оптической оси и идущего по побочной оптической оси до
линзы — дает красную светящуюся точку А,
лежащую между фокусом и двойным фокусом линзы Л\.
Изображение этой точки А\ в объективе Л\ будет
находиться за его двойным фокусным расстоянием.
Так же поступаем и с нижними (голубыми)
лучами и получаем голубую светящуюся точку В и ее
изображение Вх на том же рисунке.
2. После того как получено изображение А\ВХ
предмета АВ в объективе-линзе Ли ставим окуляр-
линзу Л2 так, чтобы ранее полученное изображение
60
находилось между этой линзой и ее главным фокусом
под меткой 6. Получаем картину хода лучей в
микроскопе, изображенную на рисунке,
3. Строим ход лучей в микроскопе на бумаге,
соблюдая масштаб.
РАБОТА № 5
Сборка и установка моделей двухтрубного
и трехтрубного спектроскопов
Оборудование:
1. Три широкие линейки с миллиметровыми
делениями или рейсшина шириной 5,5 см, разрезанная
на три части длиной по 30 см.
2. Линза собирательная Лх с фокусным
расстоянием /7i=7,5 см.
3. Линзы собирательные Л2 с фокусным
расстоянием /72=13 см (№ 2) —3 шт.
4. Сетка миллиметровая на подставке.
5. Призма стеклянная трехгранная
равнобедренная.
6. Столик или подставка под призму.
7. Экран со щелью на подставке.
8. Две свечи или электрические лампочки.
9. Спиртовка.
10. Проволочки железные тонкие.
11. Кусочки асбеста или палочки магнезии.
12. Растворы хлористого натрия, лития, бария.
13. Спички.
Сборка модели двухтрубного спектроскопа
и опыты с ним
Двухтрубный спектроскоп (рис. 14) состоит из
призмы П, помещенной на столике СТ,
коллиматора К и зрительной трубы ЗТ,
дящие в трубу, можно принять за параллельные.
Замечают положение линз на линейке, и в
дальнейшем их не сдвигают со своих мест или сохраняют
их относительное положение.
2. Затем строят коллиматор К (рис. 16). Для
этого берут вторую линейку тех же размеров, что и
первая. На одном конце линейки устанавливают
вторую линзу Л2, а на другом — экран со щелью Щ
шириной 0,2—1 мм. Щель освещают электрической
лампочкой ОСи помещенной в осветитель.
л
1 1 < 1 i i 11 i i i 11 1 i |
JT
Рис. 15. Сборка зрительной трубы.
J-L
Л,
А
Ч
111м М11
Пг
А 1
" 1
Л2
1 А
\у
ш
m
m
/
rt
kj
ос,
LUJ
Рис. 14. Горизонтальный разрез модели двухтрубного
спектроскопа.
1. Строят сначала зрительную трубу ЗТ
(рис. 15). Для этого берут приготовленную линейку
или часть рейсшины. На одном конце линейки
устанавливают линзу Л2, а на другом — линзу Лх.
Линза Л2 будет служить объективом зрительной трубы,
а линза Л\ — окуляром. Собранную таким образом
трубу располагают линзой Лх вплотную к глазу и
направляют на какой-либо удаленный и хорошо
освещенный предмет. Передвигая линзу Л2 к линзе Лх
или от нее, добиваются того, чтобы предмет был
виден возможно отчетливее. В этом случае труба
«установлена на бесконечность», т. е. в нее
отчетливо видны лишь те предметы, лучи от которых, вхо-
зт к
Рис. 16. Сборка коллиматора.
Ставят ранее построенную зрительную трубу ЗТ
против коллиматора К. Передвигают по его линейке
экран со щелью Щ до тех пор, пока, смотря в трубу
ЗТ, не увидят резкого изображения щели. Если это
достигнуто, значит, щель находится в фокусе
собирательной линзы Л2 и лучи, выходящие из
последней, параллельны. В дальнейшем щель и линзу со
своих мест не сдвигают или сохраняют их
относительное положение.
3. Ставят столик СТ с призмой Я между
коллиматором К и зрительной трубой ЗТ (рис. 14). Щель
коллиматора освещают свечой или электрической
лампочкой. Пучок света от коллиматора
должен проходить через центр столика и падать
на ребро призмы ближе к основанию, как это
показано на рисунке.
Наблюдают цветное изображение щели
(спектр) через призму невооруженным
глазом.
Затем устанавливают зрительную трубу
по направлению луча зрения и, смотря в нее,
видят спектр свечи или лампы.
Далее начинают одной рукой медленно по*
ворачивать столик с призмой так, чтобы
изображение щели перемещалось в сторону уменьшения
угла отклонения луча. Одновременно с этим
перемещают зрительную трубу, следя, чтобы
изображение щели все время находилось в центре ее поля
зрения.
В некоторый момент замечают, что перемещение
щели прекращается и при дальнейшем неизменном
повороте столика в ту же сторону изображение щели
начинает двигаться обратно, т. е в сторону
увеличения угла отклонения. Такое положение зрительной
трубы фиксирует минимум отклонения лучей.
4. Электрическую лампочку заменяют
спиртовкой или горелкой Бунзена с неярким пламенем.
Середину пламени спиртовки устанавливают на высоте
щели коллиматорной трубы на расстоянии 5—8 см
от нее.
61
В пламя спиртовки вводят тонкий железный
гвоздь или проволоку и, накалив их до свечения,
наблюдают сплошной спектр. Железный гвоздь
заменяют проволоками из других металлов и производят
такие же наблюдения их сплошных спектров.
5. Накаливают в пламени спиртовки кусок
асбеста, насаженный на железную проволоку. Вместо
куска асбеста можно взять палочку магнезии.
Опускают накаленный кусок асбеста в поваренную соль,
пока она немного не оплавит его. Оплавленный
солью асбест помещают в пламя спиртовки с
внешней стороны щели и укрепляют его в штативе. В этом
случае накаленные пары натрия будут давать
линейчатый спектр.
Передвигают линзу коллиматора, пока
желтая светящаяся полоса не станет отчетливо видна.
Изменяют ширину щели и наблюдают изменение
ширины спектральной линии. Устанавливают снова
ширину щели 0,2 мм, опускают другой чистый
накаленный кусок асбеста в другую соль, например,
лития, калия, бария, стронция, и наблюдают
появление линий для этих солей. Для каждой соли берут
чистый кусок асбеста.
6. Покрытие кусочка асбеста оплавленной солью
исследуемого элемента можно заменить опусканием
асбеста в раствор соответствующей соли. Для этого
берут чистые сосуды по числу исследуемых
солей с водой объемом по 50 см3 и в каждом
из них растворяют кристаллики данной соли.
Обмакивают кусочек асбеста в какой-либо
раствор и вводят его в спиртовку с внешней
стороны шели.
Наблюдают спектр, держа асбест в
пламени спиртовки до тех пор, пока не исчезнут
характерные линии для данной соли. После
этого кусок асбеста обмакивают в раствор
другой соли и снова наблюдают спектр. Такие
наблюдения спектров производят для всех
растворенных солей. Для каждой соли лучше
иметь отдельный кусочек асбеста на
проволоке.
7. Спиртовку заменяют газоразрядной трубкой
и, подвигая как можно ближе к щели, наблюдают ее
спектр.
Сборка модели трехтрубного спектроскопа
Трехтрубный спектроскоп отличается от
двухтрубного тем, что снабжен трубой со шкалой ТШ
(рис. 17). Ход лучей в трехтрубном спектроскопе
приведен на рис. 18.
1. Для сборки трубы ТШ берут третью линейку.
На край линейки ставят третью линзу Л2, а между
ней и осветителем ОС2 — экран с миллиметровой
шкалой С на подставке. Шкалу С освещают
маленькой матовой электрической лампочкой, помещенной
в осветитель ОС2. Подобно сборке коллиматора К
(рис. 16), ставят зрительную трубу ЗТ на одной
оптической оси с трубой со шкалой ТШ.
Передвигают экран со шкалой, пока в зрительную трубу не
увидят резкое изображение шкалы. В этом случае
шкала находится в фокусе собирательной линзы Л2.
2. Собирают трехтрубный спектроскоп. Для
этого освещают щель коллиматора ранее собранного
двухтрубного спектроскопа спиртовкой, в пламя
которой помещен оплавленный солью натрия кусок
асбеста.
Рис. 17. Горизонтальный разрез
модели трехтрубного спектроскопа.
труба со шкалой
ТШ
Окуляр
Л,
ЗТ
Зрительная
труба
По
Призма Коллиматор
П
Рис. 18. Ход лучей в трехтрубном спектроскопе.
Затем освещают шкалу С трубы ТШ матовой
электрической лампочкой. Устанавливают трубу со
шкалой так, чтобы отраженный пучок света был
виден в зрительную трубу ЗТ. Несколько сдвигают
шкалу трубы ТШ относительно линзы Л2, чтобы в
зрительную трубу ЗТ были резко видны
изображение шкалы и одновременно спектр соли натрия.
Поворачивают трубу со шкалой, чтобы желтая линия
натрия совпадала с каким-либо делением шкалы,
для чего лучше взять одну из толстых линий,
лежащих в средней части поля зрения зрительной трубы.
После этого коллиматор со шкалой уже не сдвигают
с места.
Вводят в пламя спиртовки поочередно все
имеющиеся соли натрия (NaCl, Na2S04, ЫаЫОз
и др.) и каждый раз наблюдают положение желтой
линии.
Так же наблюдают относительное положение
линий других металлов. При этом соли металлов
должны быть достаточно чистыми.
МОДЕЛЬ ЖАТКИ-ЛОБОГРЕЙКИ
3. И. БОГУШЕВИЧ
Учитель физики средней школы № 10 г. Лобвы
Жатка-лобогрейка — простейшая уборочная
машина для уборки хлебов, рассчитанная на конную
или тракторную тягу с ручным сбрасыванием
хлеба с ее платформы. В основном она служит для
уборки хлебов, но может убирать и травы.
Применяется также для подготовки полей перед работой
комбайнов.
Рис. 1. Общий вид модели.
Машины этого типа уже не выпускаются нашей
промышленностью, как несоответствующие
возросшим требованиям современного социалистического
сельского хозяйства. Но в отдельных случаях они
еще применяются в колхозах, например при
выборочной уборке урожая и некоторые других
работах.
В данной статье дано описание действующей
модели жатки-лобогрейки. В модели нет полного
повторения конструкции жатки, так как это было
бы довольно сложной задачей. Поэтому некоторые
узлы жатки — режущий аппарат, привод к ножу
и другие—несколько упрощены. В таком виде
модель более доступна для изготовления силами
кружков любой средней школы. Упрощенная
конструкция не противоречит общепринятым
требованиям к модели любой машины — показать
основные принципы ее работы и
устройства.
Рабочими частями
жатки-лобогрейки являются режущий аппарат
и мотовило. Режущий аппарат
срезает стебли растений, а мотовило
подводит их к ножу, пригибает и
заставляет падать на платформу,
освобождая одновременно режущий
аппарат для новых стеблей.
Изготовление для модели рабочих
частей в их взаимодействии является
наиболее сложной задачей. Поэтому,
прежде чем приступить к
постройке модели, рекомендуется
посмотреть в ближайшем колхозе
натуральную машину, а потом
внимательно изготовить чертежи модели.
Для изготовления модели
следует организовать звено из 4—5
учащихся и распределить между
ними работу примерно так: двум
поручить изготовление платформы с
дышлом, боковины, делителя, колес
и сиденья, третьему — изготовление
мотовила, а остальным —
изготовление ножей, консолей и других
металлических деталей. Когда детали будут готовы,
все звено вместе приступает к сборке машины.
Устройство модели несложное, поэтому ее легко
могут изготовить учащиеся 5—7 классов. В нашей
школе четыре ученика седьмого класса построили
ее за две недели.
КАК ПОСТРОИТЬ МОДЕЛЬ
Из многослойной фанеры толщиной 8—10 мм
вырезают платформу размером 320X240 ммг
63
а из сухого соснового дерева—дышло (рис. 2).
Сечение дышла должно быть с одной стороны
15X15 мм, а с другой стороны 13X15 мм. Из жести
вырезают верхний подвижной нож (рис.3),
и нижний неподвижный нож (рис.4).
Зубья верхнего ножа имеют вид
равнобедренного треугольника, а нижнего ножа — вид
прямоугольника с заостренными концами. Это делается
для того, чтобы стебли не выскальзывали из
зубьев. Зубья нижнего ножа служат для подбора стеб-
J3SL.
-320 ■
Рис. 2. Дышло.
лей, а верхнего — для перерезания их. Расстояние
между остриями зубьев обоих ножей должно быть
одинаковым и равным 15 мм.
Неподвижный нож прибивают гвоздями к
нижней стороне передней части платформы так, чтобы
он выступал на ней на 32 мм. Для большей проч-
/&\
-3*0-
4-
7*
Рис, 3. Верхний нож.
Tmrmummjinmr^^
з4о
4о
Рис. 4. Нижний нож.
ности его снизу прижимают фанерной полосой
320X35 мм, которую прибивают к платформе
вместе с ножом. Правый конец ножа на ширину 10 мм
загибают на дышло, которое также привинчивают
или прибивают к правой стороне
платформы снизу (после
укрепления нижнего ножа).
Из жести вырезают рычаг
(рис. 5). Короткое плечо рычага
шарнирно скрепляют с
подвижным ножом. Это можно сделать
гвоздиком с широкой шляпкой,
вставив его снизу, а сверху
слегка заклепав, чтобы рычаг
свободно вращался вокруг гвоздика.
Рычаг через среднее отверстие прикрепляют
шурупом к дышлу, причем, чтобы уменьшить
трение, необходимо под него подложить шайбу. Рычаг
1/У0'
Щ
[Зотб
*f5
Рис. 5. Рычаг.
должен свободно поворачиваться и приводить в
возвратно-поступательное движение подвижной
нож, который свободно лежит на нижнем
неподвижном ноже, как показано на рис. 16.
Затем приступают к изготовлению оси и колес
(рис. 6).
Из сухой доски вырезают ходовое
колесо 1 диаметром 100 мм и полевое колесо 6
диаметром 80 мм. На диске ходового колеса, на
расстоянии 18—20 мм от центра, устанавливают
болт МЗ длиной 35 мм (деталь 9), который
закрепляется гайками.
Ось 4, общую для обоих колес, делают
из отрезка стальной проволоки
диаметром 4 мм и длиной 415 мм. На концах оси
нарезают резьбу М4 для гаек 7 и 8.
Металлический шкив 2 диаметром
25 мм с глубиной паза 3 мм вытачивают из
алюминия или другого металла и жестко
закрепляют на правом конце оси. На этот же конец оси
надевают ходовое колесо и прижимают его к шкиву
гайкой 8. Ходовое колесо вращается вместе с осью,
а полевое колесо надевается на ось свободно и
вращается вокруг нее.
Ось закрепляют посредине
платформы снизу при помощи
скоб / (рис. 7), которые будут
для нее служить
подшипниками. Для уменьшения трения
под скобы подкладывают
полоски 2 из жести.
Из стальной или твердой
медной проволоки диаметром
2 мм, согласно рис. 8,
изготовляют шатун, который будет
передавать движение от
ходового колеса через рычаг
подвижному ножу. Крючок
шатуна вставляют в отверстие
длинного плеча рычага, а другой
конец с петлей прикрепляют
гайкой к болту 9 ходового
колеса (рис. 6).
После этого проверяют
работу механизма, который при
вращении ходового колеса
через шатун должен передавать
возвратно-поступательное движение подвижному ножу.
Согласно рис. 9, из доски толщиной 8—10 мм
вырезают в виде клина боковину.
Согласно рис. 10, из фанеры толщиной 3 мм
вырезают делитель.
Боковину прибивают на левом краю платформы
спереди, а на ней закрепляют делитель, который
будет находиться в наклонном положении к
платформе и своим острым концом выступать впереди
ножей.
Назначение делителя — раздвигать стебли в
стороны. При этом часть стеблей подводится к ножу
и срезается, а другая часть отклоняется в
противоположную сторону и остается до следующего
прохода машины. Кроме того, делитель предохраняет
несрезанные растения от заминания полевым
колесом.
64
Затем приступают к изготовлению мотовила.
Сначала собирают две крестовины из сосновых
брусков (рис. 11) сечением 10X10 мм. Потом вырезают
четыре лопасти из доски толщиной 5 мм (рис. 12).
Концы их, суженные до 4 мм, вставляют в пазы
крестовин, где закрепляют клеем или маленькими
гвоздиками.
Консоли 3 в количестве двух штук вырезают
из полоски листовой стали толщиной 1,5—2 мм
(рис. 14). На них будет держаться ось мотовила.
Ось мотовила устанавливают в отверстия
консолей, которые прикрепляют шурупами к обоим
краям платформы так, чтобы мотовило находилось над
ножами. Припаивают вторую шайбу 5 и устанав-
г
as
Ш^
i
Рис. 6. Ось в сборе:
1 - колесо ходовое; 2 - шкив; 3 - шайба; 4 - ось; 5 - шайба; 6 - полевое колесо;
l колеси vw ^ _ ^йка м4; 8__ гайка М4. 9 _ боЛТ#
¥■
фЗ.5
*k
i |i ^^ Ч 1 /
I—i Р—Т—I—г ГТ г—
£
Ij У
20'
-20
4п
/so
Рис« 7. Детали крепления оси:
1 — скобы; 2 — полоски.
Рис. 8. Шатун.
Рис. 9. Боковина,
Рис. 10. Делитель.
Рис, 11. Крестовина. Рис. 12. Лопасти крестовин.
Ось / мотовила (рис. 13)изготовляют из
стальной проволоки диаметром 4 мм и длиной 330 мм.
На левом конце оси нарезают резьбу М4 длиной
25 мм для двух гаек 4, которыми зажимается левая
крестовина, а на правый конец оси припаивают
установочную шайбу 5 и надевают шкив 2 диаметром
15 мм с глубиной паза 3 мм, вытачиваемый из
металла. Шкив крепят гайкой М4.
ливают шкив. Затем надо достать резиновый шнур
диаметром 3—4 мм и сделать из него передаточный
ремень от шкива ходового колеса к шкиву
мотовила.
С правой стороны платформы устанавливают на
шурупах сиденье для рабочего, сбрасывающего
хлеб (рис. 15). Сиденье делают из полоски жести и
деревянной стойки.
5 Заказ 13
65
К боковым краям платформы прибивают борти- а через него — верхнему ножу. Стебли, подведен-
ки из полосок жести шириной 15 мм. ные мотовилом к режущему аппарату, попадают
При движении жатки вперед ходовое колесо между зубьями ножей, срезаются и падают на плат-
вращается вместе с осью и шкивом. От шкива ходо- форму.
лр
^
Рис. 13„ Мотовило в сборе:
I — ось, 2 — шкив; $ — консоли; 4 — гайки М.4
(три штуки); 5 — шайбы (две штуки).
£
•гс
I
1—30-J Г
Рис. 14. Консоль.
*> ОМиб
Рис. 15. Сиденье
ф^
Рис. 16. Вид модели в сборе:
/ — платформа; 2 — мотовило; 8 — делитель; 4 — ножи;
б — дышло; 6 — рычаг; 7 — консоль; 8 — шатун; 9 —
колесо ходовое; 10 — сиденье; 11 — ремень.
вого колеса через ремень движение передается Вид модели в сборе приведен на рис. 16.
мотовилу. От ходового колеса через крйвошипно- После наладки модель надо проверить в работе
шатунный механизм движение передается рычагу, и покрасить.
МОДЕЛЬ ПОЛУСЛОЖНОЙ ЭЛЕКТРОМОЛОТИЛКИ
Молотилка производит обмолот колосовых
культур, отделяя зерна от колоса. При наличии
соответствующих устройств она может производить и
дальнейшую разделку продуктов обмолота, отделяя
зерно от соломы, сбоины, мякины и сорняков.
Молотилки бывают ручные, конные и
тракторные. По сложности устройства и качеству разделки
продуктов обмолота молотилки делятся на простые,
полусложные и сложные.
В этой статье дано описание модели полусложной
молотилки, которая производит обмолот и очистку
зерна от примесей. Хотя молотилки такого типа
сейчас не производятся, но их еще продолжают
применять для молотьбы отдельных культур.
Конструкция модели является несколько
упрощенной — в ней отсутствует соломотряс,
видоизменено устройство барабана и его бичей. В таком виде
она более посильна для изготовления юными
техниками. Модель даст возможность юным техникам
познакомиться с устройством и основными принципами
работы полусложной молотилки. Вместе с тем она
является достаточно интересным объектом для
технического творчества учащихся в области
моделирования простых сельскохозяйственных машин.
Модель построена учениками лобвинской средней
школы № 10, Ново-Лялинского района,
Свердловской области.
ОСНОВНЫЕ РАБОЧИЕ ЧАСТИ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ
Основным рабочим узлом всякой молотилки
является молотильный аппарат, задачей которого
является отделение зерна от колоса. Он состоит из
барабана и деки. Процесс обмолота состоит в том, что
вращающийся барабан протаскивает стебли с
колосом по огибающей части неподвижной деки и
ударом, а также вытиранием отделяет зерно от колоса.
При этом сам колос разрушается, образуя мякину и
сбоину.
ев
Второй рабочей частью молотилки является
веялка, которая отделяет зерно от остальных
примесей. Она состоит из вентилятора и решетного стана.
РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС
Проследим за рабочим процессом молотилки по
рис. 1. Стебли с колосом подаются в приемное
отверстие 1, откуда они захватываются барабаном 2
и протаскиваются между ним и неподвижной декой 5,
где из колосьев, вследствие ударов о бичи 3 с
планками 4 и перетирания, выделяется зерно. Солома в
основном выбрасывается барабаном наружу, а весь
осталыЛ)й продукт обмолота попадает на верхнее
решето 7 решетного стана 6.
Сильной воздушной струей из вентилятора 9 и
качанием решетного стана остатки соломы, мякина
и другие крупные и легковесные примеси сносятся на
землю, а зерно, семена сорняков и песок проходят
через верхнее решето 7 и попадают на нижнее
решето 8.
У настоящих веялок имеются три решета, у
нашей модели их два. Через отверстия нижнего
решета могут проваливаться лишь мелкие сорняки и
песок, а зерно сходит на скатный щиток 10, откуда
ссыпается в ящик или мешок. Для привода
молотилки служит мотор 11 и приводной ремень 12.
Механизм машины закрыт стенками 13 и 14.
КАК ПОСТРОИТЬ МОДЕЛЬ
Построить модель лучше всего группой. В нашей
школе взялись за это дело восемь учащихся. Они
сначала сходили в ближайший колхоз и осмотрели
молотилку в работе. Возвратившись в школу,
детально обсудили и наметили, что в модели нужно
упростить, а что изменить; сделали чертежи
деталей, установили размеры и распределили работу.
Один из учащихся принял на себя
организационную работу. Двое взялись изготовить каркас, двое —
барабан и деку. Остальные три ученика
изготовляли вентилятор, решетный стан, металлические части.
Каждый отвечал за свой участок работы.
Когда детали были готовы, вся группа вместе
приступила к сборке и монтажу. Работа шла
дружно и была закончена в течение месяца.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
Каркас молотилки показан на рис. 2.
Для основания каркаса взяли сухую сосновую
доску толщиной 25—30 мм и площадью 520X165 мм*
Длина каркаса взята с расчетом на установку
электродвигателя. На доске вырезаны девять гнезд для
стоек; пять из них располагаются с одной стороны и
четыре — с другой.
Ксгюсбя
Рис. 1. Устройство механизма молотилки:
/ — входное отверстие; 2 — барабан молотильный; 3 — бичи; 4 — планки; 5 — дека; 6 — решетный
стан; 7— решето верхнее; 8 — решето нижнее; 9 — вентилятор; 10— щиток скатный; //—мотор;
12 — ремень приводной; 13 — стенка передняя; 14 — стенка задняя.
Рис. 2. Каркас молотилки:
1 — основание; 2 — стойки.
5*
67
Стойки выстроганы из сухого соснового дерева
сечением 18ХЮ мм. Четыре стойки длиной 270 мм
устанавливают в гнезда б по две с каждой стороны,
стойки длиной 220 мм — в гнезда а также по две с
каждой стороны, а самую короткую длиной 125 мм—
в среднем гнезде в (эта стойка будет служить
основанием для передаточного рычага от вентилятора к
решетному стану). Все они укрепляются в гнездах
столярным клеем и гвоздями.
Молотильный барабан изготовляют
согласно рис. 3. Он имеет вид ребристого цилиндра.
Порядок изготовления следующий.
Вырезают два круглых диска / диаметром 100 мм
из многослойной фанеры или сухой доски толщиной
5 мм. В каждом диске лобзиком вырезают по восемь
одинаковых гнезд 2 размером 10X10 мм для бичей,
которые располагаются по окружности на равных
расстояниях друг от друга.
Из прочного дерева (березы или лиственницы)
изготовляют восемь бичей 3 в виде брусков длиной
120 мм и сечением 10ХЮ мм, а из листовой стали
толщиной 1 мм — восемь стальных планок 4 длиной
120 мм и шириной 12 мм.
Для планок лучше взять отработанные
ножовочные полотна, но можно нарезать их и из жести. Во
втором случае на одной стороне планок надо насечь
мелкие зубья —для лучшего захвата колоса и
вытирания из него зерна. Насечку можно делать не на
всех планках, а только на четырех и ставить их в
диски через одну.
Бичи вместе с планками вставляют концами
заподлицо в гнезда дисков, где они закрепляются
клеем и гвоздями, являясь образующими
цилиндрического барабана.
Следует заметить, что все металлические планки
по ходу вращения барабана устанавливаются
спереди деревянных бичей с таким расчетом, чтобы
первый удар о колос принимала металлическая
планка. Планка на 2 мм шире бича, поэтому она своими
зубьями выступает над ним.
На диски собранного барабана насаживают
бандажи в виде металлических колец или диски просто
обвязывают проволокой в виде обручей. Это
необходимо для того, чтобы при большом числе
оборотов барабана бичи не вырвались из своих гнезд.
Из стальной проволоки диаметром 4 мм
изготовляют ось 6 барабана длиной 195 мм. На ось
насаживают барабан, точно центруют его и закрепляют
гвоздями к двум шайбам 7, которые припаивают к
оси с наружной стороны каждого диска, как
указано на рисунке. Диаметр шайб 25—30 мм, толщина
2 мм. Один конец оси несет приводной шкив 8,
закрепляемый винтом МЗ.
Рис. 4. Дека:
/ — стенкн; 2 — бичи; 3 — планки.
Дека (рис. 4) имеет вид ребристого
полуцилиндра. Изготовляется она так же, как и барабан. Для
этого из многослойной фанеры вырезают два
полукруга 1 диаметром 138 мм, а в них пропиливают
гнезда для бичей. Длина бичей 2 и металлических
планок 3 деки равна 144 мм. Бичей у деки должно
быть 14.
Расстояние между бичами 2—3 мм. Это
необходимо для того, чтобы через промежутки между
ними проваливались только зерно и мякина, а
солома выбрасывалась наружу. Сборку деки производят
®-
L
/2
/го
/^\^JuT*/^^'>S*S^r^^
Рис. 3. Барабан молотильный:
/ — диски; 2 — гнезда; 3 — бичи; 4 — планки; 5 — планка с бичом в сборе; 6 — ось;
7 — шайбы; 8 — шкив.
68
так же, как и у барабана, за исключением оси,
которая здесь не нужна.
Стан решетный (рис. 5) изготовляют в
виде ящика 120X134X55 мм без дна, крышки и без
передней и задней стенок. Для этого из фанеры
толщиной 3—4 мм вырезают две прямоугольные
пластинки / размером 120X55 мм, которые будут
служить боковыми стенками стана.
Затем изготовляют восемь деревянных брусков 2
сечением 5X5 мм и длиной по 120 мм. Четырьмя
брусками пластинки скрепляются по углам в виде
ящика. На каждой боковой стенке ящика, с
внутренней стороны его, приклеивают, а затем прибивают
под разным наклоном по два оставшихся бруска 2.
На этих брусках будут лежать два решета 3.
Верхнее решето имеет наклон вниз, а нижнее вверх.
Остальные бруски для скрепления ящика
изготовляют согласно рис. 5.
Рис. 7. Щиток скатный:
/ — основание; 2 — подставка.
К вершинам центральных стоек каркаса
прикрепляются четыре гибкие подвески-проволочки 4,
на которых будет подвешен стан. На верхнем
бруске небольшим шурупом свободно закрепляется
шатун 5, приводящий стан в горизонтальное качатель-
ное движение.
Решета 3 лучше сделать из металлических сеток,
которые имеются в химических кабинетах для
предохранения колб при их нагревании на спиртовке.
Верхнее решето берется с крупными отверстиями, а
нижнее — с мелкими. Размер решет 120X130 мм
рассчитан на то, чтобы они плотно прилегали к
боковым стенкам каркаса стана. Края решет следует
заделать напайкой ободка 6 из тонкой жести от
консервных банок.
Вентилятор (рис.6) изготовляют так.
Сначала для его крыльчатки из фанеры толщиной 3 мм
вырезают четыре лопасти 1 размером 130X50 мм и
тщательно обрабатывают их наждачной бумагой.
Потом берут две катушки из-под ниток, склеивают
их торцами вместе, делают в них четыре разреза по
длине под углом 90° друг к другу и вклеивают в эти
разрезы пластинки.
Ось 2 подбирают из ровной проволоки
диаметром по размеру отверстия в катушках и длиной
190 мм. Ее плотно насаживают на катушки. Для
вращения вентилятора на один конец его оси
надевают шкив 3, закрепляемый винтом МЗ (деталь 4).
Скатный щиток (рис. 7) выпиливают из
фанеры толщиной 4 мм и гладко зачищают, чтобы
зерно на нем не задерживалось. Чтобы щитку
придать наклонное положение, на одном конце его
прикрепляют на клею подставку 2 размером 70X40 мм.
Размер щитка 185X165 мм несколько увеличен с
расчетом на то, чтобы при сборке его плотно
подогнать к боковым стенкам молотилки. Это
необходимо для того, чтобы избежать потери зерна.
Боковую стенку (рис. 8) изготовляют из
фанеры толщиной 3—4 мм согласно рисунку. В
стенке прорезают круглое отверстие 1 диаметром 60 мм
для поступления воздуха к вентилятору и щель 2
для перемещения нижнего конца рычага. Разметка
отверстия и места щели дается ориентировочно; она
уточняется в процессе сборки модели.
Металлические детали (рис. 9). Шкив 1
диаметром 25 мм устанавливают на моторе. Такой
же шкив устанавливают на барабане. Шкив 2 диа-
Рис. 8. Стенка боковая:
/ — проем вентиляторный; 2 -— щель
для рычага.
метром 50 мм устанавливают на вентиляторе.
Толщина шкивов—8 мм, глубина паза—4 мм. В
третьем шкиве на расстоянии 6 мм от центра
просверливают отверстие с резьбой для болта МЗ.
Кроме того, изготовляют: два шатуна 4 из
стальной проволоки диаметром 3 мм, рычаг 5 из мягкой
стали или жести толщиной 1 мм и четыре скобы 6 с
Рис. 5. Стан решетный:
1 — стенки; 2 — бруски для стенок; 3 — решета; 4 — подвески;
б — шатун; 6 — ободок.
Рис. 6. Вентилятор:
/ — лопасти; 2 — ось; 3 — шкив; 4 — винт МЗ.
69
Рис. 9. Детали приводные:
л — шкив малый; 2 — шкив вентиляторный; 4 —
шатун; 5 — рычаг; в — скобы; 7 — подкладки.
Рис. 10. Схема сборки:
/ — мотор; 2 — ремень; 3 — шкив вентилятора; 4 — скобы подшипников;
б — шатун вентилятора; 6 — рычаг; 7 — шатун решетного стана; 8 — шкив
барабана; 9 — столбики.
подкладками 7. Детали 6 и 7 будут служить
подшипниками для осей барабана и вентилятора.
При сборке один из шатунов 4 надевается на
болт МЗ.
СБОРКА МОДЕЛИ
Когда все детали будут готовы, приступают к
сборке молотилки, руководствуясь рис. 1 и 10.
Сначала к основанию молотилки прикрепляют
гвоздями скатный щиток 10 (рис. 1). Выше, на
уровне 45 мм от основания, подвешивают гибкими
проволочками к стойкам решетный стан 6 так, чтобы он
свободно качался. Над его решетами закрепляют
шурупами к этим же стойкам деку 5.
Затем на скобах 6 (рис. 9), как на подшипниках,
устанавливают барабан 2. Его надо установить без
перекосов. Для этого, установив ось барабана в
горизонтальном положении, проверяют, не задевает ли
решетный стан за скатный щиток и деку.
В натуральных молотилках от расстояния между
декой и барабаном зависит качество обмолота,
поэтому его можно изменять в зависимости от вида
обмолачиваемой культуры. В данной модели
расстояние между бичами деки и барабана принято
неизменным и равно 5 мм.
На уровне верхней части решетного каркаса, на
свободном конце стойки в (рис. 10), изнутри
укрепляют шурупом рычаг 5 (рис. 9); перед закреплением
под него следует подложить шайбу. На уровне
рычага устанавливается ось вентилятора, которая
крепится скобами к стойке а (рис. 10). Затем в
отверстия рычага вставляют концы шатунов от
вентилятора и решетного стана, после чего проверяют их
работу. При регулировке, если потребуется, следует
изменить длину шатунов. Это легко сделать при
помощи круглогубцев.
Для уменьшения трения между осями и
стойками под скобы осей вентилятора и барабана подкла-
дывают жестяные полоски. Чтобы вентилятор и
барабан не задевали за боковые стенки молотилки и
деки, на концы их осей надевают шайбы, которыми
можно отрегулировать величину зазора.
После регулировки на осях закрепляют шкивы и
окончательно устанавливают все остальные детали
молотилки.
70
Для этого устанавливают переднюю и заднюю
стенки молотилки, которые изготовляют из фанеры
толщиной 3 мм. Переднюю стенку 13 (рис. 1)
устанавливают на высоте 45 мм от основания, чтобы
образовался проем для выхода зерна. Задняя
стенка 14 служит для лучшего скрепления каркаса
модели и имеет высоту не более 80 мм, считая от
верхней кромки стойки б (рис 10). В нижней части этой
стенки также делают проем для выхода соломы,
мякины и пыли. Обе стенки прикрепляют к стойкам
шурупами или гвоздями так же, как боковые
стенки.
Верх молотилки можно покрыть фанерой, а
лучше тонкой жестью. В крыше остается щель —
входное отверстие 1 (рис. 1).
На переднем конце основания устанавливают
мотор переменного тока на 127 или 220 вольт,
мощностью 20—30 ватт. Мотор лучше взять готовый
(патефонного типа), но при необходимости его можно
изготовить своими силами. Плоскости шкивов
мотора, вентилятора и барабана должны быть на одной
прямой линии.
Приводной ремень 12 делают из резинового
шнура диаметром 3—4 мм, как указано на рисунке.
Один ремень передает движение от мотора
одновременно к вентилятору и барабану.
Собранную модель надо отрегулировать,
проверить в работе и покрасить. К молотилке можно
приделать колеса, тогда она будет ходовой.
МОДЕЛЬ ЧЕТЫРЕХКОРПУСНОГО ПЛУГА
В. И. ВАРГАНОВ
Зав. лабораторией технического моделирования Свердловской
областной станции юных техников
Одной из задач политехнического обучения
является вооружение учащихся знаниями основных
принципов сельскохозяйственного производства. Это
особенно необходимо в условиях сельской школы,
где учащиеся принимают активное участие в
сельскохозяйственных работах.
Необходимые знания и трудовые
навыки приобретаются учащимися
не только на уроках, на
пришкольных опытных участках и при
выполнении сельскохозяйственных работ,
но и в кружках по изучению
сельскохозяйственной техники, технического
моделирования и др.
В качестве наглядного пособия
при изучении работы
сельскохозяйственных орудий может служить
действующая модель четырехкор-
пусного плуга, сконструированная и
построенная юными техниками
Свердловской областной станции
юных техников по типу тракторного
плуга П-4-30.
Модель успешно
экспонировалась на VIII областной выставке детского
технического творчества в Свердловске.
Плуг является основным орудием обработки
почвы. По типу рабочих органов различают плуги
лемешные и дисковые. Более распространены
лемешные плуги. Они бывают однокорпусные, двух-
корпусные и многокорпусные.
Для почвообработки применяются лемешные
плуги как общего назначения, так и специальные: кус-
тарниково-болотные, лесные, садовые, для
виноградников и др.
КОНСТРУКЦИЯ МОДЕЛИ
Модель плуга показана на рис. 1. Она состоит из
четырех корпусов с предплужниками 4, рамы /,
механизма глубины 7, бороздового колеса 3, заднего
колеса 5, механизма выравнивания S, полевого
колеса 2, прицепного устройства 5 и сиденья.
Имеющиеся у натурального плуга механизм
связи и автомат на модели отсутствуют, так как их
трудно изготовить.
/ — рама плуга;
ное устройство;
Рис. 1. Общий вид модели плуга:
2 — полевое колесо; 3 — бороздовое колесо; 4 — корпуса; 5 — прицеп-
6 — заднее колесо; 7 — механизм глубины; 8 — механизм выравнивания.
КОРПУСА
Каждый из четырех корпусов плуга (рис. 2)
состоит из стойки 1, лемеха 2, отвала и полевой доски.
Для их изготовления надо вырезать из плотной
бумаги два шаблона согласно рисунку. По шаблонам
из жести вырезают четыре стойки и четыре отвала
с лемехами, которые сгибают на деревянной оправке
цилиндрической формы. Затем каждую стойку с
отвалом и лемехом спаивают между собой. После
этого заготовке корпуса придают окончательную
форму, сравнив ее с натуральным корпусом плуга.
Предплужники в количестве четырех штук
вырезают из жести по бумажному шаблону согласно
рис. 3. Вырезанную заготовку предплужников
сгибают в верхней части под прямым углом.
72
Рис. 2. Корпус плуга:
о — корпус в сборе! / — стойка, 2 — лемех; б — шаблоны стойки и отвала с лемехом: / — стойка,
2—-отвал; в —вид корпуса сверху» У—лемех, 2 — отвал.
Такой же профиль придают заготовке бруса
жесткости, используя оправку толщиной 5 мм.
Затем концы грядилей /, /// и IV сгибают по
радиусу 25 мм под углом 90°. Это можно сделать при
помощи полукруглой оправки, приведенной на рис. 5.
Ее одним концом зажимают в тиски, а на втором
молоточком выбивают нужную форму сторон,
сохраняя неизменным П-образное сечение
заготовок.
После этого концы поперечин с обеих сторон
разрезают на глубину 6 мм и загибают наружу
большую сторону, как указано на том же рисунке.
Концы грядилей и бруса жесткости после
разреза на глубину 6 мм загибают внутрь и запаивают
для получения глухого торца. Кроме того, на концах
грядилей I, III и IV согласно разметке
просверливают отверстия диаметром 3,2 мм.
Далее приступают к сборке рамы в таком
порядке:
1) к грядилям в местах разметок припаивают в
стык поперечины;
2) на концах грядилей под углом 45°
припаивают внакладку брус жесткости;
3) укосины 4 припаивают также внакладку,
сгибая их концы по месту установки.
Правильность сборки рамы проверяют
параллельностью нижних сторон ее грядилей при
наложении на плоскость.
Затем на раму можно установить следующие
детали: четыре подшипника 8 осей полевого и
бороздового колес и подножку 10 (см. рис. 4).
Их изготовляют, согласно рисунку, из жести и
укрепляют припайкой. Установку остальных
деталей и узлов производят при основной сборке
модели.
РАМА
Рама (рис. 4) служит основой плуга. Она
состоит из четырех продольных брусьев-грядилей У, трех
поперечин 2, одного диагонального бруса жесткости
3 и четырех укосин 4.
Загнуть
род пррмып
углом
Ц
И
<о
т
Рис. 3. Шаблон заготовки
предплужника.
Грядили и поперечины изготовляют из жести.
Для этого вырезают четыре заготовки шириной
23 мм, форму и основные размеры которых
определяют по рис. 4 и 5, но с добавлением по 12 мм
длины. На заготовках чертилкой наносят линии сгиба.
Для сгибания прямых участков широких заготовок
используют как оправку плоский драчевый
напильник толщиной 10 мм. Заготовкам придают
необходимый П-образный профиль, сгибая обе стороны под
углом 90°.
73
3 0J*0'2
Ось дбцплеч-
но г о рычага
03'ол
Ось крон-
Раз метка штейна
заднего
колеса
Рис. 4. Рама плуга:
1 — гоядили- 2 — поперечины; 3 — брус жесткости; 4 — укосины; 5 — прицепное устройство; 6 — кронштейны прицепного
устройства- 7 — 'стойка механизма глубины; 8 — подшипники осей передних колес; 9 — шайбы для установки передних колес;
• /0— подножка.
Линии се ибо
гг^т
4-
Ifi
SA
^
ГГТ
:60
Рис. 5. Способ изготовления грядилей, поперечин, бруса жесткости
и укосин:
/ — размеры заготовок грядилей и поперечин; 2 — оформление концов поперечин;
j — оправка для грядилей; 4 — размеры заготовки бруса жесткости; б —
заготовка для укосин.
Механизмы глубины и выравнивания
Для передвижения плуга служит его ходовая
часть. Она состоит из трех колес: двух передних —
бороздового 3 и полевого 2— и одного заднего 6
(рис. 1).
Передвижение плуга может производиться в
рабочем положении — при выполнении пахоты и в
транспортном положении при перемещении плуга
вне работы. Для перевода плуга из транспортного в
рабочее положение и обратно, а также для
регулировки его в процессе работы служат механизм
глубины 7 и механизм выравнивания 5, а также
автомат и механизм связи заднего колеса (не
выполненные на модели).
Конструктивная схема их показана на рис. 6.
74
Механизм глубины А производит подъем и
опускание одновременно всех трех колес. В состав этого
механизма входят следующие детали:
Штурвал У*. Отдельно показан на рис. 7.
Служит для передачи вращения от руки резьбовому
валу 4. Изготовляется в количестве двух штук в та-
на рис. 6, а втулки 3 — перемещать вал 4. Длина
втулок 10 мм, внешний диаметр их 6 мм. Первая
имеет гладкую рабочую поверхность и служит
подшипником для гладкой части вала 4, имеющего
диаметр 2 мм; вторая имеет внутреннюю резьбу МЗ и
является неподвижной гайкой для горизонтального
Паять
Рис. 8. Втулки горизонтального вала:
/ — общий вид; 4 — штифты.
Рис. 6. Схемы механизмов глубины и выравнивания:
/ — штурвал механизма глубины А; 2 — втулка гладкая; 3 — втулка резьбовая; 4 — вал
резьбовой горизонтальный; 5 — рычаги одноплечие; 6 — стойка механизма А; 7 — оси
и подшипники передних колес; 8 — рычаги осевые правый и левый; 9 — тяга заднего
колеса; 10 — рычаг кронштейна заднего колеса; // — кронштейн заднего колеса;
12 — ось заднего колеса; 13 — диск заднего колеса; 14 — штурвал механизма
выравнивания Б; 15—вал резьбовой вертикальный; /б — втулка резьбовая вертикальная;
17 — стойка механизма Б; 18 — тяга бороздового колеса.
кой последовательности: 1) концы обода, правильно
согнутого из стальной проволоки, спаивают в стык;
2) размечают внутреннюю поверхность обода под
места прикрепления проволочных спиц; 3)
припаивают внакладку изогнутые концы спиц к ступице, за-
Паять
Паять 3 стык
Рис. 9. Вал резьбовой горизонтальный.
вала. Втулки вытачивают из стали или
латуни. Сопряжение втулок с деталями
6 и 7 достигается посредством впаянных
штифтов из стальной проволоки.
Вал резьбовой горизонтальный 4.
Отдельно показан на рис. 9. Вращается
штурвалом 1 в резьбовой втулке 5,
создавая тяговое усилие для перемещения
рычагов 5. Левый конец вала имеет продольную
выточку, служащую для насадки гладкой втулки 2 и
штурвального колеса. Выполняется из стальной
проволоки диаметром 3 мм.
Рычаги одноплечие 5 — две штуки. Отдельно
показаны на рис. 10. Служат для передачи усилия от
вала 4 к левой оси 7, на которой они закрепляются
пайкой при регулировке модели. Выполняются из
жести.
Рис. 7. Штурвалы механизмов глубины
и выравнивания:
/ — обод; 2 — ступица; 3 — спицы;
4 — рукоятка.
тем вторые их концы — к ободу, добиваясь соосного
расположения центров ступицы и обода. Ступицы
выполняют из стального или латунного прутка.
Втулки 2 и 3. Отдельно показаны на рис. 8.
Назначение втулки 2 перемещать рычаги 5, показанные
* Номера деталей указаны на рис. 6.
Рис, 10. Рычаги одноплечие.
Рис* 11. Стойка
механизма А%
76
Стойка 6. Отдельно показана на рис. 11. Своим
основанием припаивается к грядилю IV. Она
удерживает от провертывания втулку 3, которая
опирается своими штифтами в боковые отверстия
стойки. Это необходимо для свободного перемещения в
вертикальной плоскости левого конца вала 4,
меняющего при вращении свое положение под
воздействием рычага 5. Для изготовления стойки следует
выполнить по рисунку раскрой из жести, а затем
согнуть его на оправке толщиной 7 мм для образования
боковых сторон. Выполнение вырезов а на ней
необязательно.
Оси коленчатые 7 передних колес — две штуки.
Отдельно показаны на рис. 12. В модели приняты
Рис. 12. Оси передних колес.
для простоты изготовления однотипные. Каждая из
них опирается на два подшипника 8 (рис. 4),
припаянные к грядилям рамы. Материал
осей—проволока стальная 4 мм. На короткие концы осей надевают
соответственно полевое и бороздовое колеса.
Правильность положения колес определяется с помощью
ограничительных шайб 9, которые припаиваются к
осям при сборке модели. Шайбы 9 вырезают из
жести или берут готовыми.
Рис. 13. Рычаги осевые.
Рычаги тяг 8—две штуки. Отдельно показаны
на рис. 13. Изготовляют однотипными для обоих
механизмов из кровельного железа и припаивают к
осям 7 при регулировке модели. Тяга 9 соединяет
осевой рычаг 5 с рычагом 10 кронштейна заднего
03 ^ 2
занной с рычагом 10, благодаря чему поднимается
и опускается заднее колесо 13.
Детали 10 и 11 выпиливают из алюминия,
придерживаясь указанных на рисунке размеров
углов. Установка их на место производится
посредством осей из стальной проволоки 0 3 мм с шайбами
(6 шт.) и гайками МЗ (3 шт.), приведенными на том
же рисунке.
Ось 12 заднего колеса. Показана отдельно на
рис. 15. Несет диск 13 заднего колеса,
устанавливаемый на ее конце с помощью двух ограничительных
шайб. Изготовляется из стальной проволоки 0 3 мм.
Установка самой оси производится также между
двумя аналогичными шайбами (всего их 4 штуки) в
отверстии кронштейна 11, где ось должна свободно
вращаться.
m
03
еа7
Рис. 15. Ось заднего колеса:
/ — ось; 2 — шайбы установочные.
Диск 13 заднего колеса. Показан отдельно на
рис. 16. Вытачивают из алюминия или из стали
Ст-3.
Колеса — полевое и бороздовое. Показаны
отдельно на рис. 17. Выполняют в той же
последовательности, как штурвал, соблюдая соосность
центров ступиц и ободов. Материал обода—кровельное
железо, ступиц — пруток стальной, спиц — стальная
проволока 0 2 мм.
Проследим работу механизма глубины А по
рис. 6. При переводе плуга в транспортное
положение следует опустить все его колеса. Это производят
— 35
30
Z
и
mztkz&
1Ж
Рис. 14. Рычаг кронштейна и кронштейн заднего колеса:
/ — рычаг; 2 — кронштейн; 3 — ось рычага; 4 — ось кронштейна; 5 — шайбы
осей; 6 — гайки.
Рис. 16. Диск заднего колеса.
колеса. Выполняется тяга из стальной проволоки
01 мм, длину отрезка которой определяют по
месту при регулировке механизма.
Рычаг 10 кронштейна заднего колеса и
кронштейн 11. Показаны отдельно на рис. 14. Взаимно
перемещаются на осях тягой 9, непосредственно свя-
вращением штурвала 1 по стрелке «спуск». При этом
вал 4 начнет ввинчиваться во втулку 3, поднимаясь
кверху и перемещая рычаги 5, связанные с осью
колеса и рычагом 8.
Ось с полевым колесом опустится, а тяга 9 через
рычаг 10 и кронштейн 11 поднимет его конец, несу-
76
щий ось 12 с диском заднего колеса 13, которое
также опустится. Одновременно с этим конец правой
оси 7 наклонит вперед стойку 17 механизма Б,
которая через тягу 18 и рычаг 8, связанный с левой
осью 7, вызовет опускание правого бороздового
колеса. Рама плуга окажется приподнятой от земли в
трех точках для перекатывания. В натуральном
плуге эту работу выполняет так называемый автомат, не
приведенный на модели, который расположен на
ступице полевого колеса. Вращение штурвала по
стрелке «подъем» вызовет обратное перемещение
деталей, вследствие чего рама плуга опустится на
лемеха и плуг будет готов для пахоты.
Глубина пахоты будет зависеть от степени
опускания рамы плуга.
к Паять S стык
Рис. 17. Колеса — полевое и бороздовое:
/ — обод; 2 — ступицы; 3 — спицы.
Механизм выравнивания Б служит для
выравнивания положения рамы плуга в процессе пахоты. Так
как правое его колесо следует по борозде, то плуг
наклоняется в его же сторону. Восстановить
необходимое горизонтальное положение плуга можно,
изменив установку бороздового колеса. Это и
выполняется данным механизмом.
В состав механизма выравнивания Б входят
следующие детали:
, Резьба мз
1 i J-
-Н(#
25
Рис. 18. Вал резьбовой вертикальный.
Штурвал 14, служащий для вращения
сопряженного с ним резьбового вала 15. Выполняется так же,
как штурвал /, однотипный с ним.
Вал резьбовой вертикальный 15. Показан
отдельно на рис. 18. Вращается штурвалом 14 в
резьбовой втулке 16 и служит для перемещения тяги 18.
Выполняется из стальной проволоки 0 3 мм.
Концы вала имеют продольные выточки, из которых
правая служит для установки в основание стойки 17, а
левая — для укрепления штурвального колеса,
которое припаивают.
Втулка резьбовая вертикальная 16. Показана
отдельно на рис. 19. Служит для вертикального
перемещения тяги 18 и связана с ней посредством
впаянных штифтов. Материал втулки — Ст-3 или
латунь, материал штифтов — проволока
стальная 0 2 мм.
Стойка 17. Показана отдельно на рис. 20. Служит
для установки вала 15. Закрепляется на конце левой
Резьба МЗ
Рис 19. Втулка резьбовая вертикального вала:
/ — корпус; 2 — штифты.
оси 7 пайкой в процессе регулировки обоих
механизмов. Выполняется из жести.
Тяга 18. Показана отдельно на рис.21. Соединяет
втулку 16 с рычагом 8. Ее делают из заготовки, ко-
Паягпь после
устанобки
вала
Рис. 20. Стойка механизма выравнивания Б.
Линии сгибоВ 1
Ifa*'
Разрез
tt,5b-
^>
Пропаять
—А 15
02*°'*
Разре*
/2
f?&
Рис. 21. Тяга бороздового колеса:
/ — раскрой; 2 — общий вид.
торую вырезают согласно рисунку из жести или
кровельного железа, причем на концах делают разрезы.
Затем заготовку тяги сгибают по продольной оси,
пропаивают, просверливают отверстия и разводят
на концах, образуя развилки. Правый конец тяги
соединяют с рычагом 8 колечком из мягкой
стальной проволоки 0 1 мм.
Работа механизма Б, как это следует из рис. 6,
заключается в подъеме и опускании правого
бороздового колеса, независимо от положения
остальных. Это производят вращением штурвала 14.
77
1 -
Поворот его по стрелке «спуск» вызовет
перемещение вниз по резьбовому валу 15 втулки 16,
которая наклонит тягу 18 несколько вперед. Конец ее,
жестко связанный с рычагом 5, припаянным к оси 7,
переместит книзу кривошип коленчатой оси, несущий
на своем конце колесо. Колесо опустится и,
опираясь на уровень грунта, приподнимет правую сторону
рамы плуга.
Поворот штурвала по стрелке «подъем»
вызовет перемещение всех деталей механизма в
обратную сторону, вследствие чего рама плуга
опустится.
Следовательно, регулировкой положения
бороздового колеса можно в процессе работы
выравнивать положение рамы плуга, т. е.
поддерживать неизменной глубину пахоты, если
ось бороздового колеса окажется выше или
ниже оси полевого. Практически это
выполняет автомат полевого колеса.
Сиденье (рис. 22). Изготовляют из жести в
такой последовательности:
1) вырезают заготовки для спинки, седла и
основания;
2) придают им требуемую форму, причем
заготовку седла сгибают на любой оправке,
имеющей радиус кривизны 10—12 мм\
3) припаивают спинку и основание к седлу.
Место установки сиденья — на грядиле IV.
ПРИЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО
Конструкция прицепного устройства 5
приведена на рис. 4. Оно состоит из одной поперечной и
двух продольных планок, которые изготовляются из
кровельного железа и связаны между собой
штифтами. Поперечная планка несет на своих концах по
одному кронштейну 6, которые изготовляются из
жести и укрепляются на штифтах. Кронштейны
устанавливают на концах грядилей / и /// рамы на
болтах МЗ.
ПОРЯДОК СБОРКИ МОДЕЛИ
После окончания сборки рамы и изготовления
всех деталей и узлов приступают к сборке модели.
Сборку следует выполнять согласно рис. 4 и 5 в
такой последовательности.
1. Припаивают к отмеченным на раме местам
четыре корпуса с предплужниками (рис. 3), причем
каждый корпус размещают спереди своего
предплужника на 20 мм. Расстояние между носками
лемехов в направлении хода плуга должно быть
одинаковым, а в поперечном направлении лемеха
должны немного перекрывать друг друга. Правильно
установленные корпуса должны опираться на
плоскость всеми четырьмя линиями лемехов.
2. Припаивают к указанному на раме месту
стойку механизма А (рис. И).
3. Закрепляют на левой оси (рис. 12) полевое
колесо (рис. 17) с зазором не более 0,25 мм,
фиксируя его положение припаиванием двух шайб.
4. Вдевают ось с колесом в подшипник, затем
надевают на нее шайбу, оба одноплечих рычага
(рис. 10), рычаг тяги (рис. 13), вторую шайбу и
продевают ось через второй подшипник на грядиле ///.
5. Надевают на гладкий конец резьбового вала
(рис. 9) гладкую втулку (рис. 8) и на нее
штурвальное колесо (рис. 7), которое припаивают к торцу
вала в строго перпендикулярном положении. Затем
на другой конец вала ввертывают резьбовую втулку
(рис. 8), которую вставляют в стойку штифтами,
слегка раздвинув стороны стойки. Припаивание
Рис. 22. Сиденье:
общий вид; 2 — основание; 3 — седло; 4 — спинка; 5 ■
для спинки.
шайб рычагов к оси и установку тяги производят в
процессе регулировки механизма Л.
6. Надевают диск заднего колеса (рис. 16) на ось
(рис. 15), где закрепляют его с обеих сторон
припаиваемыми ограничительными шайбами с зазором не
более 0,25 мм; затем второй свободный конец оси
вдевают в отверстие кронштейна (рис. 14),
закрепляя его шайбами, как указано выше.
7. Вставляют в отверстия грядиля IV обе оси —
кронштейна и его рычага (рис. 14) —и закрепляют
их гайками с шайбами. Затем на оси надевают
кронштейн и рычаг, располагая их между
припаиваемыми шайбами с зазором до 0,25 мм.
8. Вставляют в стойку (рис. 20) подъемного
механизма Б втулку (рис. 19) с ввернутым на длину ее
резьбы валом (рис. 18) так, чтобы конец его с
длинной выточкой вошел в верхнее отверстие, а нижний—
в отверстие основания ее. Это легко выполнить,
слегка разжав стенки стойки. После установки
регулируют продольное перемещение вала в пределах не
более 0,25 мм и пропаивают боковую стенку, как
указано на рис. 20. Затем к выступающему верхнему
концу вала припаивают штурвальное колесо (рис. 7)
в строго горизонтальном положении, после чего
собранную стойку надевают на конец левой оси.
9. На выступающие боковые штифты втулки
надевают тягу (рис. 21), разжав слегка концы ее
левой развилки.
10. Надевают на правую ось бороздовое колесо,
укрепляя его, как указано в п. 3.
11. Вставляют ось с полевым колесом в
подшипники на грядилях / и /// вперемежку с шайбами и
продевают через рычаг конец тяги (рис. 6).
Припайку рычага к оси производят также в
процессе регулировочных работ.
РЕГУЛИРОВКА МЕХАНИЗМОВ Л И Б
Регулировку механизмов следует производить
согласно рис. 6 так:
78
1. Расположить раму на дощечке толщиной
20 мм, положенной горизонтально на столе, и
опустить все три колеса до касания их с плоскостью
стола. Так как обе оси вставлены без закрепления
рычагов, полезно их временно закрепить, привязав
ободы резинками к раме.
2. Ввести левую ось 7 в основание стойки 17, не
доводя до грядиля IV на 5—10 мм.
3. Вращая штурвал 1, ввернуть вал 4 до
половины длины во втулку 3.
4. Припаять к оси обе установочные шайбы так,
чтобы зазор ее между подшипниками не превышал
0,5 мм.
5. Придать обоим рычагам 5 симметрично
вертикальное положение в отношении втулки 2 и
припаять их к оси 7.
6. Установить левый рычаг 8 в линию с концом
рычага 10 параллельно основной оси плуга и,
придав рычагу вертикальное положение, припаять к
оси 7.
7. Закрепить «колечком» конец тяги 9 в
отверстии рычага 8, а второй ее конец согнуть под углом
90° и вставить временно в отверстие рычага 10.
8. Вращая штурвал 14 по стрелке «спуск»,
опустить втулку 16 по резьбе вниз и, несколько наклонив
вперед стойку 17, припаять ее к оси.
9. Соединить конец тяги 18 кусочком мягкой
стальной проволоки 0 1 мм с правым рычагом 8,
плотно сжав бока ее развилки.
10. Отвести ось 7 с бороздовым колесом на
5—10 мм от грядиля / и припаять к ней обе
установочные шайбы, как указано в п. 4.
11. Поставить второй рычаг 5 в линию с тягой 18
и припаять его к оси.
Вращая штурвал 1 по стрелке «подъем»,
убедиться в равномерном перемещении всех колес вверх,
пока рама плуга не опустится на кромки всех
четырех лемехов. Возможный наклон ее вправо
выравнивается вращением штурвала 14, а наклон назад —
перепаиванием левого рычага 8 в новое (в
вертикальной плоскости) положение, а также изменением
длины тяги 9*
После окончания регулировки рычага 8 и тяги 9
конец ее закрепляют в отверстии рычага 10,
свертывая колечком.
Изменение угла установки бороздового колеса в
нужных пределах достигается повторным
перепаиванием правого рычага 5 у стойки 17 путем
изменения угла его наклона к плоскости рамы.
Нормально отрегулированный механизм Б
должен придавать раме плуга горизонтальное
положение при каком-то среднем положении втулки 16,
допуская перемещение колеса по вертикали на равное
расстояние вверх и вниз.
ОТДЕЛКА МОДЕЛИ
После окончания сборочных и регулировочных
работ места припайки следует зачистить от
наплывов припоя и тщательно промыть. Для этого ее
можно погрузить в мыльную воду или, пользуясь кистью,
промыть раствором нашатыря или соды.
Просушенную модель покрывают краской.
Лучше произвести сначала покраску отдельных деталей
до установки их на место, не покрывая краской
резьбовые поверхности и места спаечных соединений.
Это облегчит вторичную окраску модели и придаст
ей более аккуратный вид.
Нанесение масляной краски производить кистью,
а нитрокраски — распылителем-пульверизатором.
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ МОДЕЛИ
Постройку модели следует начинать с
ознакомления с чертежами-рисунками.
Затем следует подготовить инструмент: чертилку,
ножницы по металлу, зубило, ручную дрель, сверла
диаметром 2—4 мм, напильники, метчики и лерки
МЗ и М4, паяльник, кисть или пульверизатор, а
также штангенциркуль, чертежный циркуль и линейку.
Для изготовления деталей модели необходимы
следующие материалы: кровельное железо толщиной
1—1,5 мм, жесть, стальная проволока диаметром
1, 2, 3, 4 мм, олово, нашатырь, травленая соляная
кислота, краска, гайки МЗ и шайбы под болты МЗ
иМ4.
ДЕЙСТВУЮЩИЕ РЕАКТИВНЫЕ МОДЕЛИ
А. Д. КОПЫЛОВ
Руководитель машиностроительного кружка Свердловского Дворца пионеров
В этой статье дается описание двух моделей —
реактивного самолета и реактивной вертушки. Они
служат для демонстрации опытов по физике,
основанных на реактивном движении. Модели
изготовлены юными техниками дома пионеров Кировского
района г. Свердловска под руководством автора и
экспонировались на Всесоюзной выставке детского
технического творчества в Москве.
1. РЕАКТИВНЫЙ САМОЛЕТ
Принцип работы модели можно уяснить по рис. 3.
При открытии зажима 12 сжатый воздух или пар из
бачка 2 поступает через пустотелую стойку 4 и ось б
в стрелу 7, а через нее в камеру 9, откуда через
сопло 10 с силой выбрасывается наружу, заставляя
самолет двигаться.
Модель собирают из деталей, перечень которых
приведен на рис. 3.
Для изготовления их необходимы: токарный
станок, сверлильный станок или дрель, слесарные тиски
и набор слесарных инструментов.
Ниже приводится описание выполнения более
сложных деталей модели. Остальные детали
нетрудно изготовить, руководствуясь соответствующими
рисунками.
Осьб (рис. 1). Вытачивают из прутка стали или
латуни на токарном станке. Порядок изготовления:
I
а
/.5**3\
( ( < < 1 / г / /Z
V/ tt t ?J t t \!Л
SO
H
Рис. 1, Ось (дет. 6).
Рис. 2. Подшипник (дет. 5).
1) закрепить заготовку в патроне токарного
станка;
2) обточить до диаметра 12 мм;
3) обточить до диаметра 5 мм (по
подшипнику 5); при выполнении этой операции необходимо
получить минимальный зазор между обрабатываемой
деталью и сопрягаемым подшипником;
4) просверлить отверстие диаметром 3—4 мм на
глубину 35 мм;
5) отшлифовать, притупить острые кромки
детали и отрезать;
6) просверлить отверстие по диаметру стрелы 7.
Подшипник 5 (рис. 2). Вытачивают из
прутка бронзы или латуни диаметром 14—15 мм на
токарном станке. Отверстие сначала сверлят
диаметром 4,5 мм, а окончательную обработку до диаметра
5 мм производят на оси, пользуясь разверткой. При
выполнении последней операции нужно получить
максимальную чистоту стенок отверстия, иначе оно
окажется негерметичным. Наружный диаметр под-
80
.- iv' ti s: ^ ^5 ^ ^
«1 Ч й
§ " *
с;
о
S
о
X
QJ
С
3
«с
С
а
6 Заказ 13
so
5,
ч>
* 1 i 1 Г Г SZ35
Ф/о-/з
Af5
/so-eso
S33CS33S33S533S3
323333323-
Заготовки для дна и верха бачка вырезают по
размерам внутреннего диаметра цилиндра и
вставляют в цилиндр согласно рис. 4.
Затем все швы бачка пропаивают. Для
получения прочного соединения необходимо перед пайкой
тщательно очистить спаиваемые поверхности от
окислов, грязи и жира, а при пайке хорошо
прогревать электропаяльником.
После пайки бачок надо проверить на
герметичность. Для этого следует погрузить его в воду и
/-3
Рис. 4, Бачок (дет. 2).
Зало/л dffot**peo
ОужябЬа
Рис. 5. Изготовление бачка.
шипника должен соответствовать внутреннему
диаметру пустотелой стойки 4.
Бачок 2 (рис. 4). Должен иметь объем не
менее 5000 см3. Форма цилиндрическая. Изготовляют
из листовой стали или латуни толщиной 1—3 мм.
Порядок изготовления:
На листе материала размечают прямоугольник
размером 166X480 мм, вырезают его и в нем
просверливают отверстие для трубопровода (на рис. 4
отверстие не показано). Затем отгибают оба края
меньшей стороны полученной заготовки, образуя
загибы для соединения их в замок. Закрепив на столе
в тисках оправку (отрезок стальной трубы), сгибают
на ней руками заготовку в форме цилиндра,
вставляют загибы друг в друга и ударами молотка на
оправке образуют шов, как показано на рис. 5.
накачать в него через отверстие для трубопровода
воздух. Появление пузырьков в воде будет
свидетельствовать о плохой пайке. В этом случае надо
заметить места, где выделяется воздух, и
пропаять их вновь.
Отверстия для заполнения бачка водой
выполняют согласно рис. 4.
Камера и сопло (рис. 6). Лучше всего этот
узел выточить из прутка латуни, но можно
использовать трубки соответствующего диаметра. Сопловое
отверстие в запаянном конце делают иглой не
толще 1 мм.
Основание стойки (рис.7) должно быть
массивным. Его можно сделать из целого куска
металла или из жести в виде коробки, которую
заполняют песком.
4)1
0.
"
3
if <0I to _
• 1 »1
— С
, \с г г г
v 11г^
}}у > >>А>>Jjv/a
г 1
•>о
"*1
-si
/У/V
&&ОУУУ7& /О ~ ЛРСУ/Xyjy/DS # &£>/Г>. 9
Рис, 6. Камера и сопло (дет: 9 и дет. 10).
82
Корпус самолета 13. Изготовляют
произвольной формы. Фюзеляж вытачивают на токарном
станке из березового дерева, а крылья и хвостовое
оперение вырезают из фанеры и обрабатывают
ножом и напильником. Изготовленные деревянные
части при сборке склеивают столярным клеем
щалась в подшипнике. На стреле противовес
закрепляется винтом М5.
Трущиеся части модели—подшипник и ось —
необходимо пригнать друг к другу. Для этого их
смазывают машинным маслом, смешанным с пастой
ГОИ или окисью хрома, и производят притирку, по-
Ф/&~/е>
^*i>5
Рис. 7. Основание стойки (дет. И).
/r.s.
Рис. 8. Противовес (дет. 8).
вертывая ось в подшипнике. Затем ось и подшипник
промывают керосином и проверяют ход модели:
если на модель самолета сильно подуть, она должна
«полететь». В противном случае притирку придется
повторить.
Остальные детали модели — пробку 1,
трубопровод 3 и стрелу 7 — нетрудно изготовить по
рисункам 9, 10 и 12.
Внешние части деталей перед сборкой надо
покрасить (за исключением трущихся частей).
После того как покрашенные детали просохнут,
можно приступить к сборке.
Отрегулировав ход собранной модели, ее
запускают. Для этого надо взять велосипедный насос,
накачать в бачок воздух и открыть зажим
трубопровода. Сжатый воздух, вырываясь через сопло,
приведет в движение модель самолета. Следует
учесть, что при пуске модели сопло иногда засо-
1ч
М 4
N Т
и.
g
W
*
ш ~"~ """"
LMfr^-
г? /а
*■"- —-жр
pSbvl
/7 \
/**s /**£'
^о_
J JjJ >, iJ-~
V
/X?S'
Рис. 9. Пробка (дет. I).
Все щели и неровности покрывают олифой,
детали просушивают, а затем промазывают
шпаклевкой. Когда детали просохнут, их поверхность
выравнивают шкуркой, а при надобности шпаклюют
вторично.
Готовый корпус самолета следует покрасить
масляной краской.
Противовес (рис. 8). Подбирается так, чтобы
модель была полностью сбалансирована и легко вра-
^1
Рис. 10, Трубопровод (дет, 3).
c?ccs/r*.
ряется. В этих случаях его надо прочистить
примусной иглой.
Лучше всего модель запускать паром. Для
этого в бачок наливают воды на 7з объема и
закрывают отверстие для пробки предохранительным
клапаном. Бачок подогревают на электрической плитке.
Под давлением пара модель самолета начнет
вращаться с окружной скоростью 200—300 метров в
минуту.
5»
83
/so
Ф/
5=
I
4
T
/A
flij
Я
4
I
\ ь s, s s—l
ж
SO
Lfc
sssssssss
ixr^x:
TY
J. Oc6.
3. 0/r>oc/Arcy.
/О. <Х//?с/У)6£сУ.
Ф--Ф—<3>—4-Ф
Ряс. И. Обший вид реактивной вертушки.
34
/io/YUb/ дз/гнууну Scy/)cyisyfr)&
Рис. 12. Стрела (дет. 7).
2. РЕАКТИВНАЯ ПАРОВАЯ ВЕРТУШКА
Устройство вертушки показано на рис. 11.
На установочном цилиндре / укрепляется
металлический бачок 2 с помощью шпилек 10. В бачок
впаяна стойка 9. В стойке укреплена втулка 5, в
которую вставлена ось 3 со стрелой 4. На концах
стрелы имеются небольшие отверстия для выхода пара.
Прибор работает так: в бачок наливают через
отверстие в стойке воды на 7з его объема и,
подогревают ее спиртовкой. Образовавшийся пар поступает
через втулку в стрелу, откуда через отверстия на ее
концах с силой выбрасывается наружу.
Под действием силы реакции стрела начинает
вращаться в направлении, противоположном выходу
пара. При этом скорость вращения стрелы будет
зависеть от давления пара и скорости его истечения.
Изготовление деталей
Цилиндр установочный 1 и бачок 2
изготовляют из кровельного железа так же, как
соответствующие детали модели реактивного самолета.
Ось 3 и втулку 5 вытачивают из латуни.
Внутренний диаметр втулки должен точно
соответствовать наружному диаметру оси. При изготовлении
этих деталей сопрягаемые поверхности следует
обработать чисто— как детали 5 и 6 модели реактивного
самолета.
Стрелу 4 изготовляют из металлической
трубки диаметром 5 мм. Центральное отверстие сверлят
по детали 5 после ее припайки.
Стойку 9 вытачивают из латуни, стали или
изготовляют из трубки. Внутренний диаметр ее
должен соответствовать внешнему диаметру
втулки 5.
Спиртовку лучше приобрести готовую. В случае
изготовления резервуар 6, втулку для фитиля 7 и
кольцо 5 выполняют из жести.
Процесс сборки модели прост и понятен из
рисунка. При сборке и наладке нужно обратить
особое внимание на точность сопряжения оси 3 и
втулки 5, добиваясь, чтобы ось легко вращалась во
втулке.
МОДЕЛЬ АВТОМАТА ДЛЯ ПРОДАЖИ КАРАНДАШЕЙ
Эту модель изготовили под руководством автора
кружковцы дома пионеров Кировского района
г. Свердловска Владимир Алимов и Вадим Харюто-
нюк. Она экспонировалась на областной выставке
работ учащихся.
Общий вид автомата показан на рчс. 1.
Работу зго можно уяснить по схеме, показанной
на рис. 2. Пятнадцатикопеечная монета, опущенная
в щель монетника, скатывается по желобу, касается
контактов включения и замыкает их. Это включает
реле, которое, сработав, замкнет своими
контактами а и б цепь тока, питающего катушку
электромагнита.
Электромагнит, сжав пружину 18 (рис. 3),
втягивает в себя стальной конец подвижного
сердечника /6, несущего на другом конце толкатель //.
Удар толкателя выбросит карандаш в лоток «на
выдачу».
Одновременно с перемещением сердечника его
шайба 17 разъединит контакты выключения и этим
разорвет цепь тока, питающего реле. Обесточенное
реле отпустит сердечник, который под действием
пружины отойдет в исходное положение, подготовив
автомат к очередному циклу работы*
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АВТОМАТА
Устройство автомата показано на рис. 3. Ниже
дано^ описание порядка и способов изготовления
деталей модели. Изготовленные металлические
детали покрывают краской, исключая места трения. Де-
ревяньые детали и внутренние стенки ящика
покрывают водным раствором марганцевокислого
калия.
Основание / автомата изготовляют из
сухих досок или фанеры согласно рис. 4. Для
прочности отдельные доски основания скрепляют
поперечными планками и склеивают.
Направляющие стойки 2 изготовляют
из дерева согласно рис. 5. Затем их скрепляют при
помощи шурупов и клея с основанием
направляющих 22. Пазы в них для прохода карандашей надо
обработать чисто.
Стойку 3 желоба изготовляют из дерева
согласно рис. 6. Ее прочно устанавливают в пазу
основания автомата перпендикулярно основанию.
Планку-угольник 4 изготовляют согласно
рис. 7 из листового железа или другого металла.
Порядок изготовления:
84
Рис. 1. Общий вид автомата.
Рис. 2, Схема управления автоматом.
.. • » I II..
©ноя£3
« 5 u: н ' к
w « g ^^«
I ....>»a 2
О uo CX.-°
Si*8SI
- *^ S> •
3" ^> £ з
g ^ a a
± it <u о
CC 5 L? .. О JJ С
ь Г? Г*
OS о n '
° я 2 5 н
к н g л я ..
ОС I «-.«
SfsstS
а >» •_•> I cj |
О Ж q. ^
о с а ч... •
1) разметить деталь по чертежу;
2) вырубить или вырезать заготовку из
листового металла;
3) опилить по контуру;
4) просверлить четыре отверстия диаметром
4 мм и притупить острые кромки.
Гильзу вытачивают из куска стальной
трубы с внутренним диаметром 50 мм согласно рис. 8.
Порядок изготовления:
1) закрепить отрезок трубы в патроне
токарного станка и отрезать заготовку на длину 82 мм;
2) подрезать торцы в размер 80 мм;
3) очистить деталь от ржавчины:
4) просверлить отверстие свеолом 3,2 мм,
отступя 10 мм от кромки;
5) нарезать резьбу М4 и притупить острые
кромки.
Пластину 6 изготовляют из жести толщиной
0,5—1 мм согласно рис. 9, вырезая ножницами
по размерам стойки желоба (рис. 6.). Готовую
деталь прибивают гвоздями к внгшней стороне стойки.
Распорку 7 вырезают согласно рис. 10 из
дерева; затем устанавливают ее между верхней частью
направляющих стоек 2, где закрепляют шурупами
или гвоздями.
Контакты 5 (контактные группы) лучше
подобрать готовые — от телефонных реле. Количество
групп две: одна для пуска, другая для
выключения.
Сборка контактных групп показана на рис. И.
Каждая группа состоит из двух пружин /, несущих
на своих концах токовые контакты и укрепленных на
изоляционном основании 5. Пружины у основания
разделены друг от друга изоляционными планка-
Рис. 8. Гильза.
ми 3 и стянуты вместе с основанием в общий пакет
через металлическую шайбу 2 двумя винтами 4 МЗ
с надетой на них изоляционной гильзой из
кабельной бумаги или кальки.
Контакты пуска срабатывают на замыкание,
поэтому токовые концы их пружин надо
отрегулировать на постоянный зазор 0,5 мм, что достигается
соответствующим подгибанием.
1
SO I
ХЗ-
ге
/&
£5
40О
7S
I
Рис. 4, Основание (дет. 1\.
з4<?
У*
Щ±
—
5^
~
'
а*
М- .
г
L
1
Рис. 6. Стойка желоба (дет. 3).
- '**
/{анобУса __
i у\ i
Р4
odpacTomomt» wcmo
Рис. 5. Направляющие стойки
(дет, 2).
«I
\<*-/
*п
6 orr>£ypcmufr cSep/tumb 44
^7.
JL
Jts
Us.
Рис. 7. Планка-угольник (дет. 4).
\f*4
$7
Контакты выключения срабатывают на разрыв
от нажима шайбы сердечника, поэтому нижняя
пружина их должна иметь удлиненный конец (рис. 2).
Регулировку концов пружин этой группы
производят без зазора: контакты должны плотно прилегать
друг к другу.
Группу пусковых контактов устанавливают на
планке 4 так, чтобы между дном желоба и нижней
3 omff r
Рис. 9. Пластина (дет. 6). Рис. 10. Распорка {дет, 7).
пружиной было расстояние 19,5 мм, т. е. на 0,5 мм
меньше диаметра 15-копеечной монеты, иначе она
не вызовет замыкания контактов.
Это достигается точной регулировкой величины
зазора между пружинами этой группы и правиль-
Рис. 11. Контакты (дет. 8):
1 — пружина; 2 — шайба; 3 — изоляционные планки;
4 — винт; 5 — основание;
ным определением места установки ее. Последнее
достигается отгибанием планки 4.
Следует помнить, что четкое срабатывание
контактной пружины пуска определяет бесперебойную
работу автомата.
Группу контактов выключения устанавливают на
стойке 15 (рис. 3), как указано ниже.
Желоб 10 для монеты вырезают из куска
жести или кровельного железа размером 500X400 мм,
сгибают на стальной оправке в виде коробки
прямоугольного сечения, после чего срезают концы
ножницами согласно рис. 12. Стык концов желоба
надо пропаять оловом, а затем сам желоб припаять
к пластине б, которая прикреплена к стойке 3.
Толкатель 11 изготовляют согласно рис. 13
из стального или алюминиевого прутка сечением
15X15 мм. Порядок изготовления:
Опробха
^
Рис. 12. Желоб для монеты и оправка для
его изготовления (дет. 10)%
1-й
э<ж»е
MS
W//A- >±Л V///////AI К
1 , *s 1
6S
г&о
) "1
, 1
а *
тг
Г'т
Рис. 13. Толкатель (дет. 11).
1) отрезать заготовку на длину 150 мм;
2) обработать на размер 7X14 мм;
3) разметить три отверстия и просверлить их
сверлом 4,2 мм под резьбу М5;
4) нарезать резьбу М5;
5) зенковать отверстия сверлом 10 мм.
7
га
-I
A7S
4о^ф-*>
<рЮ
Рис. 14. Лапки
толкателя (дет% 12).
Рис, 15. Стойка
электромагнита (дет. 13).
88
Лапки 12 толкателя изготовляют
согласно рис. 14 в количестве двух штук из стального
прутка диаметром 12 мм. Порядок изготовления:
1) закрепить заготовку в патроне токарного
станка, обточить до диаметра 10 мм и обточить
под резьбу М5;
$| отверстие gj?0 ffofa
npoSo gat
«о -*r
*&i T
20
T
SO-
SO
Рис. 16. Каркас катушки электромагнита
(дет. 14).
2) нарезать резьбу плашкой;
3) ввернуть детали в толкатель // и опилить их
по толщине толкателя в размер 7 мм.
Стойку 13 электромагнита
изготовляют из листового металла согласно рис. 15.
Порядок изготовления:
Ф-
Ф
-$-
зо
-ф-
i-ф Ь
/5
1)
товки;
2)
3)
4)
Рис. 17. Стойка
контактов (дет. 15).
разметить на листе материала контур заго-
вырубить зубилом (или вырезать ножовкой);
просверлить все отверстия;
загнуть основание детали под углом 90°.
Катушка электромагнита состоит из
каркаса 14 и уложенной на него обмотки.
Порядок изготовления каркаса (рис. 16):
1) закрепить брусок сухого дерева (березы) в
патроне токарного станка по дереву;
2) подрезать торец катушки;
3) обточить отрезным резцом шейку катушки;
4) просверлить отверстие диаметром 14 мм;
5) отрезать деталь.
Намотку катушки производят проводом марки
ПЭЛ диаметром 0,3—0,35 мм рядовой укладкой
(виток к витку) до полного заполнения. Для
выводных концов катушки используют
изолированный гибкий многожильный провод. Готовую
обмотку покрывают изоляционной лентой, после чего
катушку укрепляют шурупами на стойке 13
электромагнита.
Стойку 15 контактов изготовляют
согласно рис. 17 из любого листового металла в той
же последовательности, как стойку 13.
Сердечник 16 изготовляют согласно рис. 18.
Порядок изготовления:
1) отрезать от стального прутка диаметром
16 мм заготовку длиной 60 мм;
2) просверлить с торцев отверстия на глубину
10 мм под резьбу: слева М4 и справа М5;
3) нарезать резьбу;
4) отрезать от прутка алюминия или латуни
диаметром 16 мм заготовку длиной 145 мм;
5) обточить концы до диаметра 5 мм;
6) нарезать на концах резьбу М5;
7) собрать обе части сердечника путем
свинчивания;
8) обточить в центрах на токарном станке до
диаметра 14 мм;
9) раскернить в местах стыка по окружности,
чтобы избежать саморазвинчивания.
Шайбу 17 изготовляют из текстолита или
эбонита толщиной 2—3 мм. Обработку выполняют
на токарном станке или вручную.
Пружину 18 изготовляют из стальной
проволоки диаметром 1 мм на оправке диаметром 15 мм.
Число витков пружины 7—10.
К о р о б к у-м онетник 19 изготовляют из
жести или листового железа толщиной 1 — 1,5 мм.
Коробка без крышки, ее размеры: высота 25 мм,
ширина 30 мм, длина 80 мм. Пропайка швов
необязательна. Коробку прикрепляют к основанию
модели шурупами.
Основание 22 направляющих
выполняют из дерева согласно рис. 19. Готовое
основание соединяют с направляющими стойками 2, а
затем привертывают двумя шурупами к основанию /
автомата.
о А ф&
Mamefmci/i; /юл>ун£>, ot/rto/ниниас ,
/во
Рис. 18. Сердечник (дет. 16),
Рис. 19. Основание направляющих
(дет. 22).
89
дасгндаи/
Рис. 20. Устройство электромагнитного механизма:
2 — направляющая: б — гильза; 13 — стойка; 14 — каркас катушки; 15 — стойка электромагнита;
/б — сердечник; 17 — шайба; 75 — пружина; 2/ — винт; 22 —основание направляющих; 23 — упоры.
А'ор/сас
Рис. 21. Каркас автомата:
/ — основание; 2 — направляющая стойка; 3 — стойка желоба;
20 — основание направляющих стоек.
Ящик-футляр показан на рисунках 1 и 22.
Его изготовляют из сухих досок толщиной 25 мм
или из фанеры толщиной 10—12 мм.
На лицевой стороне ящика прорезают две
щели — для монет и карандашей.
На первую щель накладывают наличник,
который изготовляется из листового алюминия
толщиной 1,5—2 мм. Щель в наличнике должна точно
соответствовать размерам 15-копеечной монеты, а
место установки совпадать с верхним концом
желоба 10. Наличник укрепляют четырьмя шурупами.
лродаэ(:и Аорандашси
its
1
* *
\__4rS.
i
еоо
4оо
м.
т
Дальнейшую сборку механизма автомата
произвести в такой последовательности:
1) установить на основании 1 согласно рис. 21
детали 2, 3 и 20;
2) стойку с узлом электромагнита привернуть
шурупами к основанию 1\
3) припаять желоб к пластине 6 (рис. 3);
4) прикрепить планку 4 к стойке 3;
5) установить стойку 3 с контактами пуска;
6) укрепить лоток шурупами;
7) установить четыре упора 23,
ограничивающих перемещение толкателя 11 (в качестве упоров
можно применить шурупы);
8) установить стойку 15 с контактами
выключения.
Место установки стойки 15 определяется
пределом перемещения толкателя И при втянутом
сердечнике. Правильным положением контактной груп-
£&
Ш
&
Рис. 22« Передняя стенка ящика-футляра и установка лотка для карандашей.
Лоток для подачи карандашей изготовляют из
листового алюминия толщиной 2 мм или
органического стекла. Установку лотка производят согласно
рис. 22, прикрепляя его шурупами к основанию
автомата.
СБОРКА И НАЛАЖИВАНИЕ АВТОМАТА
Сборку автомата начинают с узла
электромагнитного механизма (рис. 20). Для этого на
укрепленную на стойке 13 катушку надеть вплотную к
стойке гильзу 5, ввести в канал каркаса 14
сердечник 16 и укрепить на нем толкатель. На
выступающий стальной конец сердечника надеть пружину,
затем шайбу 17 и закрепить ее винтом М5,
пы будет то, при котором размыкающая их
пружины шайба 17 вызовет образование разрывного
рабочего зазора между ними в пределах 0,5—1 мм.
Это является основным в процессе налаживания
работы модели так же, как и регулировка
контактов пуска, описанная выше.
Питание электромагнита производится
постоянным током от селенового выпрямителя,
включенного в цепь сети переменного тока напряжением 127 в.
При напряжении сети 220 в надо применить
понижающий трансформатор.
Отрегулированный автомат вставляют в ящик и
укрепляют с боков шурупами. Внешнюю отделку
ящика производят спиртовым лаком или эмалевой
краской.
91
Рис. 1. Общий вид модели фотосортировщика.
МОДЕЛЬ ФОТОСОРТИРОВЩИКА
Действующая модель фотосортировщика
служит для демонстрации работы фотореле,
функционирующего при помощи фотоэлемента и
электронных ламп. Она знакомит учащихся с принципами
применения фотоэлектронных приборов в
современном производстве, являясь хорошим наглядным
пособием на уроках.
Модель изготовлена юным техником дома
пионеров Кировского района г. Свердловска ^Вадимом
Копыловым (учеником 7 класса средней школы
№ 27) под руководством автора и экспонировалась
на областной выставке детского технического
творчества.
Модель сортирует предметы по длине. Общий
вид ее показан на рис. 1.
РАБОТА МОДЕЛИ
Бесконечная лента транспортера 7 (рис. 2)
приводится в движение электродвигателем типа «Пионер»
(мощность 30 ватт, л =1500 об/мин) через
ременную передачу со шкивами 9, 26, 27 и 3. Лента
фотосортировщика изображает производственный
транспортер. На нее ставятся кубики высотой 60 и
120 мм, имитирующие детали.
Кубики высотой 120 мм, перемещаясь
вместе с лентой, пересекают луч света, падающий
от лампочки осветителя 13, и заставляют этим
сработать реле, которое замыкает
электрическую цепь с электромагнитом. Электромагнит
действует на сердечник 15, который толчком
вперед сбрасывает кубики в большой бункер 20.
Кубики высотой 60 мм недостаточно
высоки, поэтому не пересекают луча света и не
воздействуют на фотореле. Они переносятся до
конца транспортерной ленты, где сбрасывают
ся в малый бункер 21.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МОДЕЛИ
Фотосортировщик изготовляется из деталей,
которые собирают согласно рис. 2.
Основание/ (рис. 3) изготовляют в виде
щита, склеенного из сухих досок столярным
клеем. Основание должно быть прочным. Для
этого следует:
1. Складываемые части плотно пригнать
рубанком друг к другу так, чтобы между ними
не оставалось зазоров и щелей.
2. Склеиваемые места (ребра) слегка
обработать напильником, чтобы они стали
шероховатыми; такие поверхности склеиваются
прочнее, чем гладкие.
3. Места склейки подогреть над
электрической плиткой, чтобы клей не застывал в
студенистую массу.
4. На места склейки тонким слоем нанести
клей.
5. После нанесения клея доски,
приложенные друг к другу ребрами, сильно сжать при
помощи брусков с вырезами и клиньев, как
показано на рис. 4, и оставить сжатыми
сушиться на сутки.
После просушки щит обрабатывают рубанком со
всех сторон и тщательно зачищают мелкой
шкуркой с лицевой стороны. Затем поверхность
основания покрывают спиртовым лаком.
Шкив 2 (рис. 5) ленты транспортера
изготовляют из стали на токарном станке. Порядок
изготовления:
1. Отрезать заготовку из круглого проката на
токарном станке или ножовкой на длину ПО мм.
2. Закрепить заготовку в патроне.
3. Подрезать торец подрезным резцом.
4. Обточить до диаметров 12 мм и б мм
проходным резцом при помощи центра задней бабки.
5. Обточить до диаметра 4 мм, снять фаску.
6. Нарезать резьбу М4 плашкой вручную. Для
получения хорошего качества резьбы стержень перед
нарезанием надо смазать олифой или машинным
маслом.
7. Обточить поверхность шкива по радиусу
70 мм. Обработка фасонной поверхности
достигается путем перемещения резца одновременно в
радиальном и продольном направлениях. Если
поверхность получается нечистой, ее следует запилить
напильником и зачистить шкуркой.
*-J0i
\ Сечение
1 по АД
Менгир отберстия кожуха
14 \ 13 Г2
5Ж
Рис. 2. Устройство фотосортировщика:
/ _ основание; 2 — шкив транспортера; 3 — шкив приводной; 4 — направляющая
ленты; 5 — стойка; 6 — гайка; 7 — лента транспортера; « — шайба; 9 — шкив
мотора; 10 — мотор; //—ось; 12 — кожух фотореле; 13—лампочка;
14 — стойка электромагнита; /5 —сердечник электромагнита; /б — пружина;
17 — шайба; /« — винт; 19 — катушка; 20 и 21 — бункера; 22 — ножка;
23 — гильза; 24 — шурупы; 25, 26, 27 — шкивы.
93
8. Обточить до диаметра \2 мм на длину 24 мм
отрезным резцом.
9. Обтэчить шейку валика отрезным резцом до
диаметра 6 мм на длину 4 мм.
10. Зачистить все обработанные поверхности
шкуркой, притупить острые кромки.
12. Отрезать деталь на длину 98 мм.
13. Подрезать торец с другой стороны,
притупить острую кромку.
S/yycAra
Рис, 3. Основание (дет. 1)< Рис. 4, Сборка щита,
\
2. Наметить кернером центровое отверстие.
3. Просверлить центровое отверстие сверлом
4 мм.
4. Закрепить заготовку на оправке, как
показано на рис. 7.
5. Обточить заготовку до диаметра 80 мм.
6. Выточить канавку для ремня профильным
резцом с передним углом в плане 60°.
7. Зачистить шкуркой торцы детали.
Направляющая ленты 4 (рис. 8) служит
для большей устойчивости кубика в момент его
перемещения по транспортеру. Может быть
изготовлена из любого листового металла толщиной 2—3 мм.
Порядок изготовления:
На материале необходимо нанести чертилкой
согласно чертежу контур заготовки детали и линии
изгибов, наметить кернером центры отверстий, вы-
Рис. 5. Шкив транспортера (дет. 2).
Рис. 8. Направляющая ленты (дет. 4).
резать деталь и просверлить три отверстия
диаметром б мм. Затем согнуть заготовку под прямым
углом по намеченным линиям, как показано на
рис. 9. Для оправки можно использовать ребро
стального четырехгранного бруска или угловое
железо.
Стойки 5 (рис. 10) поддерживают
вращающиеся части модели. Их изготовляют в количестве
QnpoS/rn
к
А
у
UJAuS
Шоибр
nympQf*
U P&seu
ff
Рис. 6. Шкив
приводной (дет. 3).
Рис. 7. Обработка шкива
на оправке.
Шкив 3 (рис. 6) можно изготовить из
органического стекла, текстолита, эбонита или из
твердых пород дерева — березы, бука, дуба и пр.
Порядок изготовления:
1. Вырезать ножовкой из материала толщиной
12 мм квадрат размером 85 X 85 мм.
Рис< 9. Форма сгиба.
Рис. 10. Стойка (дет. 5).
94
5 штук. В верхней части стоек просверливают по
одному отверстию диаметром 5,8 мм. Эти отверстия
будут служить подшипниками для валиков, поэтому
их поверхность должна быть чистой и точной по
размеру. Для этого каждое отверстие после сверления
надо обработать цилиндрической разверткой
диаметром 6 мм, что уменьшает трение трущихся
частей — подшипника и шейки вала.
Гайки 6 с резьбой М4 (рис. 11) служат для
прочного закрепления шкивов на конце вала. Их
лучше подобрать готовые.
*
ъ
ш
Л*
/>4s'
Рис. 11. Гайка (дет. 6).
Шайбы 8 (рис. 12) подбирают готовые или
вытачивают на токарном станке из листовой стали.
Шкив мотора 9 (рис. 13) вытачивают из
куска круглой стали в количестве двух штук.
Порядок изготовления:
Рис. 12. Шайба (дет. 8).
РЖ
Рис. 13. Шкив мотора (дет. 9).
1. Закрепить заготовку в патроне.
2. Подрезать торец.
3. Обточить до диаметров 20 мм и 12 мм.
4. Просверлкть отверстие сверлом по диаметру
вала мотора с припуском для дальнейшей
обработки под развертку.
5. Отрезать отрезным резцом.
6. Раззерн/ть отверстие по диаметру вала
мотора цилиндрической разверткой.
7. Подобрать материал для оправки, закрепить
в патроне заготовку, выточить оправку по диаметру
отверстия шкива.
8. Закрепить на оправке деталь гайкой, как
указано на рис. 14.
деталд
Рис. 14. Обработка шкива на оправке.
9. Выточить профильным резцом канавку для
ремня. Передний угол в плане резца должен быть 60°.
10. Зачистить поверхность шкива шкуркой и
притупить кромки.
11. Просверлить отверстия и нарезать резьбу МЗ.
Ось // (рис. 15) изготовляют из стали на
токарном станке. Порядок изготовления:
1. Закрепить заготовку в патроне.
2. Подрезать торец.
^
. й
— £
\
ч
1*1
1 '
г
\
л— —
J __ ——,
^*
4
4
г
i
Г
1
<35 .
S*
$1
и
И
го
^ ,^т
1
1
1
Рис. 15. Ось (дет. И).
3. Обточить заготовку последовательно до
диаметров 20 мм, 3 мм и 4 мм.
4. Нарезать резьбу М4 плашкой.
5. Отрезать отрезным резцом на длину 55 мм.
6. Подрезать торец детали под размер 54 мм.
7. Закрепить деталь за диаметр 8 мм.
8. Обточить ось с другой стороны до диаметра
4 мм проходным резцом.
9. Нарезать резьбу М4 плашкой.
Кожух фотореле 12 изготовляют из
листового железа согласно рис. 16. Порядок
изготовления:
1. На листе железа разметить чертилкой конту-
95
Передний
стенка
160
~7
Передняя
стенка -
припаять
к кожуху
Прорезать по трансферт •
тору
Плато
Рис. 16. Кожух фотореле (дет. 12).
IcM
,| 32* *&'■
Рис. 18, Сердечник электромагнита
(дет. 15).
Рис. 19. Пружина (дет. 16).
Рис. 20. Навивка пружины на
оправке.
-&
*
и
Рис. 21. Шайба
сердечника (дет. 17).
t
к-
fv<
во
/оо
№d
«а?
Рис. 17. Стойка электромагнита фотореле (дет. 14).
Рис. 22. Каркас катушки (дет. 19).
ры прямоугольника размером 130 X 590 мм, линии
размером 140X160 мм, сделать в ней отверстие
изгиба и все отверстия, как указано на
рисунке.
2. Вырезать заготовку по разметке, притупить
острые кромки напильником.
3. Просверлить отверстия диаметром 5 мм.
4. Согнуть заготовку по линиям изгиба, как
указано на рисунке.
5. Привернуть кожух к основанию модели.
6. Изготовить два угольника и припаять их к
стенкам кожуха.
7. Изготовить из листа железа переднюю стенку
размером 140X160 мм, сделать в ней отверстие
диаметром 20 мм и припаять заподлицо к стенкам
кожуха.
3. Нарезать резьбу М5 вручную плашкой.
4. Подрезать второй конец заготовки.
5. Просверлить отверстие диаметром 5 мм на
глубину 12—15 мм.
6. Нарезать в отверстии резьбу метчиками Мб.
7. Отрезать в патроне токарного станка пруток
латуни на длину 130 мм и обточить до диаметра
19 мм.
8. Подрезать торец прутка.
9. Просверлить отверстие диаметром 4,1 мм на
глубину 12—20 мм.
10. Нарезать в нем резьбу метчиками М5.
11. Ввернуть стальной конец сердечника в от-
Рис. 25. Ножка (дет. 22).
1
1
1
I
п
1
/
t
\
1
г
1
1 1
MS
SBCkkpypom
\mnunifuuunmtnuuit\
утгнгтттт
>>>>>>>>>>>>>>>} 77Г7ГГ.
Рис. 23, Бункер малый
(дет. 21).
Рис. 24. Бункер большой
(дет. 20).
Рис. 26. Гильза (дет. 23).
8. Изготовить основание кожуха размером
150 X 160 мм, прорезать в нем отверстие для
трансформатора и установить на угольники.
Стойку 14 электромагнита (рис. 17) с
кронштейном изготовляют так же, как деталь 4.
Кронштейн надо приклепать к стойке тремя
заклепками, что обеспечит жесткость всей конструкции,
а затем прикрепить к стойке катушку
электромагнита 19.
Сердечник/5 электромагнита (рис. 18)
изготовляют из двух заготовок различных
металлов: одну часть длиной 76 мм — из
малоуглеродистой стали, другую часть длиной 120 мм — из
латуни или алюминия. Потом эти части обрабатывают
совместно на токарном станке. Порядок
изготовления сердечника:
1. Отрезать на токарном станке стальную
заготовку на длину 78 мм и обточить ее до диаметра
19 мм.
2. Обточить конец заготовки под резьбу М5,
верстие латунного, подвести центр задней бабки к
детали и обточить собранный сердечник до
диаметра 18 мм.
12. Отрезать деталь в размер 190 мм.
13. Подрезать торец детали с другой стороны и
опилить острые кромки напильником.
Пружину 16 (рис. 19) изготовляют из
стальной проволоки диаметром 1,5 мм, наматывая ее
виток к витку на цилиндрический стержень-оправку,
как показано на рис. 20. Диамзтр оправки должен
быть немного меньше диаметра сердечника.
Для намотки пружины оправку закрепляют в
патроне токарного станка, зажимают проволоку
между двумя деревянными планками,
вставленными в головку резцедержателя и, введя начальный
конец проволоки в отверстие оправки, начинают
укладку витков пружины. Шаг между витками
изготовленной пружины должен быть 5—8 мм.
Шайбу 17 (рис. 21) подбирают готовую или
вырезают из листового железа толщиной 2—3 мм.
7 Заказ 13
97
Катушка 19 состоит из каркаса с намоткой
провода (рис. 22).
Каркас вытачивают из сухого дерева твердой
породы, например, березы. Порядок изготовления:
1. Закрепить деревянную заготовку в патроне.
2. Подрезать торец заготовки.
3. Обточкть до диаметра 50 мм.
4. Просверлить отверстие диаметром 18 мм.
5. Прорезать кольцевой паз для провода
отрезным резцом на длину 60 мм.
I
дохранит детали от коррозии и улучшит их
внешний вид. Деревянные детали покрывают водным
раствором марганцевокислого калия.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Основная электрическая часть модели
сосредоточена в кожухе 12 фотореле. Сборка и монтаж
схемы фотореле показаны на рис. 30.
Все детали фотореле располагают на металли-
*
я
EZ
*
N
О*
I*
1ZZ
"о
ТА
ш
Л*
7Щ
f
т
и
5L
ш
Рис. 27. Шкив ленты транспортера большой (дет. 25).
6. Отрезать деталь и обработать с другой
стороны.
7. Просверлить отверстие диаметром 2 мм для
провода.
Для аамотки катушки берут провод ПЭЛ
диаметром 0,3 л-м и наматывают его виток к витку до
полного заполнения кольцевого паза катушки.
Намотку провода лучше производить на
специальном станке для намотки
катушек. Если его нет, то
намотку можно сделать на
токарном станке или на ручной
дрели.
Винт 18 (см. рис. 2)
можно подобрать готовый.
Бункера 20 и 21
изготовляют из жести или листовой
стали толщиной 1 —1,5 мм
согласно рис. 23 и 24.
Ножки 22 вытачивают из
дерева в количестве четырех
штук согласно рис. 25.
Гильзу 23 изготовляют из
листовой стали толщиной 2 мм
согласно рис. 26; заготовку
надо свернуть и спаять.
Шкивы 25 (для ленты
транспортера), 26
(промежуточный большой) и 27 (промежуточный малый)
изготовляют согласно рисункам 27, 28 и 29 так же,
как и детали 2, 3 и 9.
Длину шкива 27 берут в соответствии с длиной
валика детали //, показанной на рис. 15.
Поверхность металлических деталей, исключая
ш
УШ
Рис. 28. Шкив
промежуточный большой
( дет. 26).
места трения, покрывают эмалевой краской, что пре-
Рис, 29. Шкив промежуточный малый
(дет. 27).
ческом основании, которое устанавливают внутри
кожуха на угольники.
Электромагнитное реле надо взять готовое —
телефонного типа на 48 в.
Фотоэлемент ЦГ-3 укрепляют на стойках,
которые устанавливают на металлическом основании
через изоляционные прокладки. На основании
устанавливают также панель для радиолампы 6С5С2
электролитический конденсатор емкостью 10—
16 мкф напряжением 450—500 в и силовой
трансформатор.
Трансформатор можно взять от любого
маломощного радиоприемника. Его накальная обмотка
должна быть рассчитана на напряжение 6,3 в.
Монтаж цепей фотореле выполняют проводом в
любой изоляции, кроме эмалевой. Подача к модели
переменного тока от сети производится гибким
шнуром со штепсельной вилкэй на конце.
СБОРКА МОДЕЛИ
1. Собрать узел электромагнита (рис. 31) в такой
последовательности: надеть гильзу 23 (см. рис. 2)
на катушку 19. Укрепить катушку четырьмя
шурупами к стойке 14. Надеть шайбу 17 на стальной
конец сердечника /5, закрепив ее винтом Мб.
Вставить в отверстие стойки 14 автолампу 15 ватт, на
6—8 вольт, где припаять ее цоколь.
2. Нарезать ремни для передачи вращения
конвейеру из резины от автокамеры. Ленту конвейера
сшить из хлопчатобумажного или кожаного ремня.
3. Надеть ремни на шкивы, как показано на
рисунке, и привернуть шурупами стойки со шкивами
к основанию модели.
4. Привернуть остальные стойки шкивов к
основанию.
5. Установить электродвигатель.
6. Установить направляющие ленты и привернуть
их шурупами к основанию.
7. Прикрепить шурупами к основанию модели
стойку с электромагнитом и вставить в катушку 19
сердечник в сборе. Для ограничения перемещения
сердечника со стороны шайбы 17 установить упор
пы-осветигеля находились на одном уровне от
основания.
9. Произвести монтаж электрических цепей.
НАСТРОЙКА МОДЕЛИ
Настройка механической части модели проста и
не требует подробных пояснений. Если якорь теле-
—71
-»- К зажимам тока
Электромагнита,
л. Сеть 127/220 В
Рис. 30, Схема и сборка фотореле.
У7ампочкО
/Cc?/r?t/usAra
Л/* оншт&им
Рис. 31. Узел электромагнита.
(деревянную колодку), прикрепив его шурупами к
основанию. Это исключит выпадение сердечника из
катушки.
8. Установить бункера и кожух с фотоэлементом
в сборе на основании модели. При установке
фотоэлемента важно, чтобы центры его баллона и лам-
фонного реле при освещении фотоэчемента будет
слабо притягиваться или вибрировать, то следует
изменить регулировку потенциометра /?2 (см. рис. 30).
Иногда бывает необходимо заменить
конденсатор другим, большей емкости, добиваясь четкой
работы реле.
7*
МОДЕЛЬ ПОЛУАВТОМАТА ДЛЯ НАМОТКИ КАТУШЕК
Модель полуавтомата для намотки катушек,
описанная в данной статье, может служить для
ознакомления учащихся средних школ с
конструкцией и работой современного простейшего
намоточного станка.
Вместе с тем полуавтомат может оказаться
весьма полезным в работе физических и
радиотехнических школьных кружков для выполнения
намоточных работ, связанных с изготовлением
катушек для различных трансформаторов и дросселей.
Несмотря на сравнительную сложность,
обусловленную рядом токарных работ, модель выполнена
силами учащихся 8 классов свердловской средней
школы №36 Чигвинцевым В., Алимовым В., Хари-
тонюк В. и Шмыриным Б. под руководством
автора и показала безотказную работу. Она
экспонировалась на выставке работ учащихся средних школ
г. Свердловска.
При наличии соответствующего оборудования
модель может быть изготовлена силами учащихся
под руководством преподавателей труда.
НАЗНАЧЕНИЕ ПОЛУАВТОМАТА И ОПИСАНИЕ
КОНСТРУКЦИИ
Намоточными полуавтоматами называются
станки, на которых производится намотка катушек без
участия намотчика. Установка же каркаса и
прокладок, разделка концов проводов, а также снятие
намотанной катушки производится работником,
обслуживающим станок.
Общий вид полуавтомата показан на рис. 1.
Полуавтомат предназначается для одноместной
намотки катушек проводом диаметром от 0,1 мм
до 0,35 мм с выполнением рядовых однослойных и
многослойных обмоток.
Состоит он из следующих основных узлов,
показанных на рис. 2: механизма главного движения 01,
механизма перемещения позодка 02, механизма
подачи 03, вспомогательного механизма поводка 04,
поводка 05, контактов 06, промежуточной
шестерни 07.
ОПИСАНИЕ УЗЛОВ
Механизм главного движения 01
служит для установки и вращения каркаса
катушки.
Корпусы 2 подшипников (рис. 3) установлены
на пустотелые стойки 6 и закреплены к основанию
модели винтами 5.
Шпиндель 10 и пиноль / монтируются на
бронзовых подшипниках 4, запрессованных в корпусе.
Закрепленный на конце шпинделя гайкой 13
деревянный приводной диск 11 диаметром 200 мм
получает вращение от электродвигателя мощностью
50 ватт с лг= 1500 об/мин через резиновый ролик
диаметром 20 мм, насаженный на вал
электродвигателя.
Следовательно, приводной диск станка вращает-
20
ся со скоростью 1500^=150 об1мин.
Резьбовая оправка 5, закрепленная в центрах,
приводится во вращение шпинделем при помощи
поводка оправки, который свободно вставлен в
отверстие планшайбы шпинделя. Каркас катушки
закрепляется и центрируется на резьбовой оправке
конусом оправки 8 и конической гайкой 9.
Установка и снятие оправки производится
передвижением пиноли 1 влево и вправо, а закрепление
ее в требуемом положении — винтом 3.
Механизм перемещения поводка 02
выполнен так: резьбовая оправка 1 (рис. 4)
несет поводок и приводится во вращение диском 9,
который связан со шпинделем 10 винтами 14. В
глухое отверстие шпинделя свободно вставлен
цилиндрический конец оправки и закреплен винтом 5.
Регулировка сцепления между диском и
приводными резиновыми роликами, а также отвод диска в
сторону при смене этих роликов осуществляются -
гайками 15, винтом 5 и кольцом 18. Корпусы
подшипников устанавливаются на стойках 12 и
закрепляются винтами 8 к основанию. Шаг резьбы
винта 0,5 мм.
Механизм подачи 03 приведен на рис. 5.
Подачей называется путь S, пройденный
поводком за один оборот шпинделя с закрепленной
катушкой. Необходимая подача устанавливается в
зависимости от толщины наматываемого на каркас
катушки провода. На данном полуавтомате
расчетная и практическая подача может быть
установлена для проводов диаметром от 0,10 до 0,35 мм при
рядовой укладке.
Регулирование подачи достигается
перемещением двух резиновых колец (роликов),
находящихся в постоянном зацеплении с диском (рис. 6).
Резиновые кольца плотно посажены в пазы муфт с
двумя торцевыми зубцами.
Муфты могут свободно перемещаться вдоль оси
пустотелого вала / (см. рис. 5) и устанавливаются
на нем в нужном положении посредством колец 10,
которые закрепляются на валу винтами 9. Винты 5,
введенные в пазы муфт, не препятствуют
свободному вращению муфт на валу, но при закрепленных
кольцах не дают им перемещаться вдоль оси вала.
Между муфтами в пазах вала / находятся
дэе шпильки 13, ввернутые по резьбе в
переключатель 14.
Переключатель перемещается внутри
пустотелого вала посредством электромагнита 18 и
пружины 17.
При включенной катушке, т. е. когда в нее
подается ток, сердечник-переключатель 14
втягивается в поле катушки (вправо), шпилька сцепляется с
торцовыми зубцами муфты и передает ей
вращение.
При выключенной катушке под действием
пружины переключатель отойдет в крайнее левое
положение и соединит одно из колец с валом. Кольца
находятся в постоянном сопряжении с диском,
поэтому если с валом будет сцеплена левая муфта, то
диск получит от ролика одно направление
вращения, если будет сцеплена правая муфта, то
вращение диска будет обратным. Поэтому кольца
выполняют сменными и двух диаметров из расчета
установки: для проводов 0 0,10—0,20 мм кольца долж-
100
h
CO (У
4
s о
о а
Стойка
4-. г¥
**
C4j
200
Ом
CSi
I
Конические
шестерни
Счетчик оборотов
65
-50*
55
200
Узел 03
/ , I и/!ьза
Муфта /г
60
30
Вал
мотора
Ролик
Шниб
мотора
Катушка
Оправка
Ж
кМ
Узел 01
Муфта
ft
Ф-t
/
Зл. магнит
Шкиб
-J Промежуточ- g\
ная шестерня
Контактные
паро/
Узел 06
Катушка'
спробооом
Шестерни
Z7 т
К
t-l
■115
10
200
■ПО
100
250
820
Рис. 2. Размещение узлов полуавтомата:
01 — механизм главного движения; 02— механизм перемещения поводка; 03 — механизм подачи;
04 — вспомогательный механизм поводка; 05 — поводок; 05 —контакты; 07—промежуточная шестерня.
Сечение по SS
Рис. 3. Механизм главного движения:
/ — пиноль; 2 — корпусы подшипников; 3, 5. 14 — винты; 4 — подшипники; £ —стойки;
7, 12 — шайбы; 8 — оправка; 9 — гайка коническая; 10 — шпиндель; // — диск; 13 — гайка;
15 — штифт; 18 — основание.
Рис. 4. Механизм перемещения поводка:
/ —оправка; 2, 15, 16 — гайки; S - планка поводка; 4. 11, 18, П - шайбы; 5, в, 14 — винты;
6 — подшипники; 7 — шестерня цилиндрическая; 9 — диск; 10 — шпиндель; 12 — стойки; 18 — кольцо.
ны быть диаметром 30 мм, а для проводов 0 0,20—
0,35 мм кольца должны быть диаметром 60 мм.
При настройке станка кольца должны
находиться на равном расстоянии от центра диска
(рис. 7).
больше их диаметр, тем больше оборотов получит
диск. Если кольца диаметром 30 мм сопряжены с
диском на диаметре 200 мм (наибольший диаметр
зацепления), то за один оборот кольца, а
следовательно вала и шпинделя, диск повернется на
по yfJr
# /
Шоу/***/?*
Сечение поВБ
" бол*
Рис. 5. Механизм подачи:
/—пустотелый вал; 2 — шестерня коническая; 3 — штифты; 4 — пробка; 5, 5, 9 — винты; 6 —
стойки; 7 —упорные кольца; 10 — кольца муфт; //—кольца резиновые; 12 — муфты; 13 — шпильки;
/4 — переключатель; /5 —гильза; 16 — упор; 17 — пружина; 18 — катушка электромагнита;
19 — болты; 20 — шайбы; 21 — основание.
Наименьший диаметр диска, находящийся в
зацеплении с кольцами,— 60 мм, наибольший —
200 мм.
Ведущий вал / (рис. 5) получает вращение от
шпинделя станка через две конические шестерни* 2
с передаточным отношением 1:1.
Этот шпиндель, как сказано выше, делает
150 об1мин. Число же оборотов диска станка будет
зависеть от положения колец на валу и их
диаметра. Чем ближе они отстоят от центра диска и чем
* Конические шестерни могут быть подобраны от
редукторов, двигателей внутреннего сгорания и других
механизмов.
Аал±цО
d 30 3 . п
^-=2oo=-2Qo6opoTa. Следовательно, поводок,
укладывающий провод на катушку, пройдет путь
S=l^ii= 0,075 мм,
20
где 0,5 — шаг резьбы винта в мм.
Если установить кольца диаметром 60 мм
(наименьший диаметр зацепления) и передвинуть их к
центру, то диск за один оборот кольца повернется
30 1 л
на —=— оборота и поводок передвинется на
60
1-0,5 л0с
—*— = 0,25 мм.
Рис 6. Сопряжение колец с диском:
£=J
Рис. 7» Настройка на выбранный диаметр поводка.
Сечение по 33
Рис. 8. Вспомогательный механизм поводка:
/ — винт; 2 — шестфня цилиндрическая; 3 — корпусы подшипников; 4 — подшипники;
5 — гайка поводка; 6 — планка поводка; 7. 13 — винты; 8, 14 — кольца; 9 — винт;
10 — стойки; // — гайка; 12, 15 — шайбы; 16 — основание модели; 18 — винт.
Таким образом, изменяя положения колец
диаметром на валу относительно центра, можно
производить укладку проводов диаметром от 0,075 до
0,25 мм.
Для более быстрой настройки станка при
заданном диаметре провода нужно на вал нанести 10—
12 делений с интервалом 5 мм друг от друга, как
указано на рис. 7, и по ним производить установку
колец.
Пример 1. Установить кольца на нулевые
деления, соответствующие крайнему сближенному
положению колец. Согласно рисунку диаметры
сопряжения будут: диска D = 60 мм, а кольца d = 30 мм.
~ d 30 1
Тогда передаточное отношение составит -
60
Сечение
ДД
_Г ёа/г>Ао8
Рис. 9. Поводок:
/ — ось; 2 — диски; 3 — стойка; 4 — планка; 5 — гайки;
6 — шайбы; 7 — пружина; 8 — втулка.
т. е. за один оборот катушки винт поводка
повернется на —оборота, а поводок при шаге резьбы
0,5 мм пройдет путь -у- = 0,25 мм.
Следовательно, при установленном положении колец можно
укладывать провод диаметром 0,25 мм.
Пример 2, Установить кольца на деление 1.
В этом случае передаточное отношение составит
d го 3 . 3-0,5 п 91 ии
— = — = -, а поводок пройдет путь—— = и, 1\ мм.
Поэтому, устанавливая кольца на деления 0, 1, 2, 3
и т. д., можно определить путь или подачу за один
оборот катушки.
Определив расчетным способом пену каждого
деления, нужно составить по этим данным таблицу
величин подач. Эти данные будут соответствовать
диаметрам укладываемого на катушку провода
отдельно для обоих диаметров колец.
Таблицы подач можно составить и более
простым способом. Для этого кольца нужно поставить
на какое-нибудь деление вала, заметить
первоначальное положение поводка и включить станок,
наблюдая за счетчиком оборотов. Остановив станок,
когда на счетчике будет цифра 100, надо измерить
путь, пройденный поводком за 100 оборотов
шпинделя.
Разделив путь на число оборотов, получим
величину подачи или размер диаметра
провода,который возможно уложить на катушку на данном
делении.
Пример. Пусть путь, пройденный поводком
за 100 оборотов шпинделя, равен 25 мм, а кольца
были сопряжены с диском на делении 0. Тогда
величина подачи составит — = 0,25 мм. Это значит,
1UU
что при данном делении на
катушку можно укладывать провод
диаметром 0,25 мм.
Вспомогательный
механизм поводка 04 служит для
поддержания поводка и придания ему
большей устойчивости во время
укладки провода на катушку.
Винт / (рис. 8, узел 04) получает
вращение от ведомой шестерни 2 через
промежуточную шестерню 1 (рис. 2) и
ведущую шестерню 7 механизма
перемещения поводка (рис. 4).
Число зубьев ведущей шестерни
равно числу зубьев ведомой, шаги резьбы
сцепляемых винтов равны, поэтому
перемещение гаек 2 (рис. 4) и б
(рис.8), несущих основание поводка,
при вращении винтов будет
одинаковым.
Винт / вращается в подшипниках 4,
запрессованных в корпусах 3. Осевое
перемещение винта ограничивается
кольцами 8 и 14, закрепленными
винтами 7 и 13.
Поводок 05 служит для
поддержания и перемещения провода
в процессе укладки его в ряд на
каркас катушки.
Поводок, несущий на одном конце оси 1 (рис. 9)
два направляющих провод диска 2, прикреплен
винтами через стойку 3 с планкой 4 к гайкам
механизмов перемещения поводка узлов 02 и 04. Диски
прижаты друг к другу пружиной 7 посредством гай-
ки, навернутой на резьбовой конец оси.
Сама ось укреплена в прорези стойки гайкой 5
и может перемещаться по ней в вертикальном
положении, в зависимости от величины фланцев-щек
каркаса катушки. Чем больше эта величина, тем
выше установка оси в прорези. Диски 2
изготовляются из эбонита или текстолита.
Релейное управление 06 служит для
автоматического изменения направления вращения
диска узла 02. Основой релейного управления,
схема которого показана на рис. 10, является реле.
При движении поводка влево контакты
включения замыкаются и ток возбуждения реле поступает
в катушку. Реле срабатывает, и пара левых его
контактов блокирует цепь контактов включения.
106
Одновременно пара правых контактов реле
замыкает цепь электромагнита, который перемещает
валик 14 (рис. 5) в крайнее правое положение и
выводит левую муфту 12 из зацепления с валом узла.
Диск 9 (рис. 4) получит вращение от правого
кольца И (рис. 5), так как при этом положении
переключателя правая муфта 12 соединится с валом
посредством шпильки 13.
При обратном вращении диска поводок отойдет
вправо, но цепь катушки электромагнита останется
замкнутой до тех пор, пока поводком не будут
разомкнуты контакты включения. После этого ток в
диаметром 16, 10, 6, 5, 4, 3 мм, а также
общеупотребительный слесарный инструмент.
МАТЕРИАЛЫ И ПОЛУФАБРИКАТЫ
Для изготовления деталей полуавтомата
необходимы следующие основные материалы: прутковая
сталь диаметром 10, 15, 20, 30, 40 мм, бронза или
латунь диаметром 65 мм, две березовые доски
размером 220X220X30 мм для шкивов, две
конические шестерни, три цилиндрические шестерни, сос-
Ccvcue по /г-/с
/Со/н&енсаг/гю/э
/
т Т Т ° о -&
AomywAa зл^Ал^^^^^пл^т
(]• ^ /сомгпаАлгг ЯЬ/А/Уки^енс/я
СОпрогг>и£>лС/«и g
Рис. 10. Схема релейного управления.
реле поступать не будет, и оно выключит
электромагнит, тогда переключатель 14 (рис. 5) под
действием пружины 17 отойдет в крайнее левое
положение и включит левое кольцо 11. Поводок снова
будет перемещаться влево до касания контактов
включения.
Обе контактные пары (рис. 1 и 2),
ограничивающие ход поводка, свободно перемещаются по
горизонтальной направляющей и могут закрепляться на
ней в нужном положении. Такое непрерывное
перемещение поводка будет продолжаться до
остановки мотора станка.
Промежуточная шестерня 07 (рис. 11)
служит звеном, связывающим оба винта узлов 02 и
04 механизмов перемещения узла поводка. Ось ее
укреплена на стойке 3, привернутой шурупами к
основанию станка.
Счетчик числа витков подбирают готовый.
Способ установки его может быть различным — в
зависимости от конструкции. Привод к валу
счетчика принят жесткий, но возможно применение
гибкого (резинового или металлического
спирального) вала, длина которого определяется по месту
установки механизма.
ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ
В основное оборудование, необходимое для
изготовления деталей полуавтомата, входят: токарно-
винторезный и сверлильный станки, набор резцов
и сверл, метчики и плашки для нарезки резьбы
Рис. И. Узел с промежуточной
шестерней:
1 — шестерня; 2 — ось; 3 — стойка;
4 — гайки; 5 — шайбы.
новые доски для изготовления основания модели,
отрезки стальной трубки диаметром 32 мм.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Узел 01 — механизм главного движения (рис. 3)
Пи ноль / (рис.12). Порядок изготовления:
1. Обточить заготовку до диаметра 23 мм на
длину 120 мм.
накотатЬ
1*5 Аруэом
Рис. 12. Пиноль.
2. Обточить до диаметра 16 мм начисто.
3. Обточить конус под углом 60° начисто.
4. Обточить до диаметра 22"-°'|лш начисто.
5. Обточить головку до диаметра 50 мм.
6. Накатать накаткой головку.
7. Отрезать деталь.
8. Подрезать головку в размер 10 мм и снять
фаску.
107
9. Закалить конусную часть пиноли.
Корпусы 2 подшипников (рис. 13).
Порядок изготовления:
1. Отрезать заготовку длиной 80 мм.
2. Разметить на разметочной плите с помощью
рейсмуса и призмы два отверстия под резьбу М10.
В одном из корпусов подшипника просверлить
отверстие для винта 3.
3. Просверлить по разметке два отверстия
диаметром 8,3 мм и нарезать резьбу метчиком М10.
4. Расточить расточным резцом отверстие
диаметром 28 лм под подшипники на длину 10 мм,
ВинтЗ (рис. 14). Порядок изготовления:
1. Обточить до диаметра 10 мм.
\
Уо\
0О
4ZZZZZZ2ggZZ&4
Со
azzSzzraiei
r-fr.
s*
2l
Рис. 13. Корпус подшипника.
2. Нарезать резьбу М10 плашкой.
3. Обточить головку винта до диаметра 40 мм.
4. Накатать головку винта накаткой.
5. Отрезать на длину 31 мм.
6. Подрезать головку винта и снять фаску.
47$ кругот
X
*щ*5
гюкототь
4ZZA
JZZZ
—1*]/0
p
ъ
Рис. 14. Винт с накаткой.
Рис. 15. Подшипник.
2. Обработать на фрезерном станке фрезой или
вручную полукруглым напильником. Радиус
закругления /? = 16 мм. Подгонку радиуса следует
производить по корпусу подшипника.
Ш а й б а 7 (рис. 18). Порядок изготовления:
1. Обточить стальную заготовку до диаметра
25 мм.
2. Просверлить отверстие диаметром 11 мм.
3. Отрезать на длину 4 мм.
4. Притупить острые кромки.
Подшипник 4 (рис. 15). Порядок
изготовления:
1. Обточить заготовку до диаметра 30 мм на
длину 11 мм.
2. Просверлить отверстие диаметром 20 мм.
3. Обточить подшипник до диаметра 28 * мм
начисто и отрезать.
4. Запрессовать по два подшипника в оба
корпуса.
5. Расточить запрессованные подшипники до
диаметра 22+0,05 мм.
Винты 5 (рис. 16). Технологический процесс
обработки такой же, как для детали 3 (рис. 14), за
исключением накатки головки.
Стойки 6 (рис. 17). Порядок изготовления:
1. Отрезать от трубы диаметром 32 мм четыре
заготовки длиной 70 мм.
sramepuayf c/n -J
гол-Во 4i*4*n
05
3S\
ss
Рис. 16. Винт,
УК
*te
Рис. 17. Стойка.
Рис. 18. Шайба.
Оправ к а 3 (рис. 19). Порядок изготовления:
1. Отрезать ножовкой от стального прутка
заготовку длиной 185 мм.
2. Подрезать торец, просверлить центровое
отверстие диаметром 3 мм на глубину 12 мм.
Примечание. Центровые отверстия имеют форму,
показанную на рисунке. Угол при вершине конической
части делается равным 60°. Если этот угол меньше или
больше указанного, то отверстия будут соприкасаться
с центрами неплотно, в результате чего неизбежен
быстрый износ центров отверстия и изменение положения
детали при обточке.
Цилиндрическая часть центрового отверстия в
торце детали, обращенной к задней бабке, заполняется
густой смазкой. Во время работы станка эта смазка
нагревается от трения между деталью и центром, выходит
наружу и тем самым хорошо смазывает трущиеся
поверхности.
Для правильной обработки детали необходимо,
чтобы ось вращения передней бабки станка точно
совпадала с осью задней бабки, в противном случае обработанная
деталь будет иметь конусность.
Деталь обрабатывается при помощи хомутика,
показанного на рис. 19. Своим отверстием он надевается на
обрабатываемую деталь и закрепляется на ней
посредством винта /.
При выборе хомутика необходимо следить за тем,
чтобы конец детали свободно входил в его отверстие.
При слишком большом отверстии хомутика зажимной
10*
винт его будет скользить по цилиндрической поверхности
обрабатываемой детали и гнуться, Зажимной винт
хомутика должен возможно меньше выступать из него, так
как он может нанести повреждение рукам работающего.
3. Обточить до диаметра 10 мм и нарезать
резьбу М10.
4. Обточить наружную коническую часть
оправки под угол 60° при помощи верхних салазок
суппорта.
Примечание. Угол поворота верхних салазок
суппорта в данном случае должен быть равен 30°. Для
этого необходимо установить направляющие верхние
салазки суппорта под углом 30° к осевой линии станка.
6. Нарезать резьбу МЮ.
Шпиндель 10 (рис. 21). Порядок
изготовления:
1. Отрезать заготовку от стального прутка
диаметром 42 мм, длиной 200 мм.
2. Просверлить с одного торца отверстие
диаметром 3 мм на глубину 12 мм и раззенковать.
3. Закрепить один конец заготовки в патроне
токарного станка, а другой конец установить в
центре пиноли задней бабки и обработать до диаметра
26 мм на длину 160 мм.
4. Обработать до диаметра 22 мм. Обработку
произвести по подшипнику 4 (рис. 15).
&0
Рис 19. Оправка,
дсуоА _
moK*pnoto
стоим.*
^ч. *• о/г- So з(
Рис. 20, Гайка коническая,
Рис, 21. Шпиндель.
5. Обточить головку оправки до диаметра 40 мм.
6. Обточить торец головки в размер 4 мм.
7. Разметить отверстие для поводка,
просверлить сверлом 0 3 мм, раззенковать* отверстие,
вставить один конец поводка в отверстие,
расклепать и зачистить напильником место клепки.
Гайка коническая 9 (рис. 20). Порядок
изготовления:
1. Закрепить стальной пруток диаметром 25 мм
в патроне токарного станка и обточить до диаметра
22 мм.
2. Подрезать торец.
3. Просверлить отверстие диаметром 8,5 мм на
глубину 25 мм.
4. Обточить конус под угол 60°.
5. Отрезать отрезным резцом деталь и подрезать
торец.
* Расширение отверстия в верхней его части
называется зенковкой.
5. Обточить до диаметра 10 мм. Нарезать резьбу
МЮ плашкой.
6. Обточить до диаметра 6,5 мм начерно.
Окончательную обработку произвести по внутреннему
диаметру конической шестерни (рис. 2).
7. Обточить головку шпинделя до диаметра
40 мм.
8. Отрезать деталь в размер 179 мм.
9. Обработать в патроне резцом центр шпинделя
при повернутых верхних салазках суппорта под
угол 60°.
10. Притупить острые кромки.
Диск 11 (рис. 22). Порядок изготовления:
1. Вырезать ножовкой из березовой доски или
фанеры квадрат размером 210X210 мм.
2. Разметить на заготовке центральное
отверстие и просверлить сверлом 0 10 мм.
3. Закрепить заготовку на оправке (см.
описание изготовления шкивов в статье «Фотосортиров-
109
щик» настоящего сборника) и обточить на
токарном станке до диаметра 200 мм.
Шайбы 12 (рис. 23) изготовляются так же, как
деталь 7 (рис. 18).
Гайка 13 (рис. 24). Порядок изготовления:
1. Закрепить стальной пруток в патроне
токарного станка.
*i
Y777
А
Т77777\
Ш_
ъ$
Винты 14. Подобрать два готовых винта по
рис. 25.
Штифт 15 изготовляют согласно рис. 26 из
стальной проволоки диаметром 3 мм.
Шестерню коническую подобрать
готовую.
Узел 02 — механизм перемещения поводка (рис. 4)
Оправка 1 (рис. 27). Порядок изготовления:
1. Отрезать заготовку длиной 3\8 мм, подрезать
торцы заготовки в размер 315 мм.
&0
Рис. 23. Шайба.
Рис, 26. Штифт,
4от&.
по оАяу^щ^
2. Зацентровать торцы с двух сторон.
3. Обточить в центрах до диаметра 16 мм.
4. Обточить до диаметра 6 мм на длину 20 мм.
5. Обточить до диаметра 8 мм на длину 50 мм
с другой стороны.
6. Зачистить деталь шкуркой.
7. Нарезать резьбу резцом или плашкой М16 на
длину 200 мм и плашкой Мб на длину 10 мм.
Гайка 2 (рис. 28) изготовляется так же, как
гайка 13 (рис. 24).
Планка поводка 3 (рис. 29). Порядок
изготовления:
1. На листе стали или алюминия толщиной 4 мм
разметить контур детали согласно чертежу.
Рис. 24. Гайка.
i
i
/О
/3
(о
5
V?..
7j кругом
ь
-г4
-А
U.
>•—
__t
j. 1 '
, S.
~&te '
3/5^
5
♦
SO
Рис. 25. Винт.
2. Подрезать торец и просверлить отверстие
диаметром 8,5 мм на глубину 12 мм.
3. Отрезать гайку резцом.
4. Нарезать резьбу М10 метчиками.
5. Разметить четыре отверстия по окружности
на равном расстоянии друг от друга и просверлить
сверлом 3 мм, как указано на чертеже.
6. Притупить острые кромки.
Рис. 27. Оправка.
2. Вырезать ножовкой заготовку по разметке.
3. Опилить заготовку в размер 25X250 мм.
4. Разметить паз размером 4,5X180 мм,
высверлить сверлом и обработать напильником по
разметке.
5. Разметить два отверстия по гайке (рис. 28) и
просверлить их сверлом 0 4 мм.
6. Зачистить деталь шкуркой.
ио
Шайбы 4 (рис. 30) изготовляются в
количестве двух штук так же, как шайба 7 (рис. 18).
В и н т ы 5 (рис. 31) подобрать готовые.
Подшипники 6 (рис. 32) изготовляются в
количестве четырех штук так же, как детали 4
узла 01.
Шестерня цилиндрическая 7. Диаметр
ее может быть любой от 40 до 80 мм. Количество
зубьев и модуль также любые. Шестерни подобрать
2. Просверлить отверстие диаметром 8 мм на
глубину 60 мм.
3. Обточить в патроне с помощью задней бабки
до диаметра 22 мм в размер до головки.
4. Разметить отверстие, просверлить и нарезать
резьбу М4.
5. Разметить четыре отверстия на плоскости
головки согласно чертежу, просверлить отверстия и
нарезать резьбу Мб.
49
ws кругом
tSofnf. ф4 cSe/ьЛи/пЬ п/х/ c&yoAi*
Рис. 28. Гайка поводка.
*
Рис. 29. Планка поводка.
E2Z
/г
Нчг-
/в
Рис. 31. Винт.
JO
Рис. 32. Подшипник.
1 */£
г^
IV Л*
И/Л
«Ui
■
г
\\#* '
1
*
Рис. 30. Шайба.
Рис. 33. Диск.
ГШ
•с
tj
ft—§Г~~^fcfgjfr
Вершимы резьбы
притупить напильником
- —ж: ^~Tf=~-
90
Рис. 34. Шпиндель.
W5 кругом
Ц-отб. Мб
?
Рис. 35. Шайба,
одинаковые в количестве трех штук. Две из них
установить в узлах 04 и 07.
Винты 8 изготовляются в количестве четырех
штук так же, как деталь 5 (рис. 16).
Диск 9 (рис. 33). Порядок изготовления:
1. Вырезать ножовкой из листа фанеры или
текстолита толщиной 15 мм квадрат размером
220X220 мм.
2. Просверлить согласно чертежу по разметке
четыре отверстия.
3. Дальнейшую обработку произвести совместно
с деталью 10.
Шпиндель 10 (рис. 34). Порядок
изготовления:
1. Отрезать заготовку диаметром 60 мм на
длину 160 мм и подрезать торцы.
6. Привернуть заготовку диска 9 к головке
шпинделя четырьмя винтами 14, закрепить
шпиндель в патроне за диаметр 22 мм, обточить
заготовку диска до диаметра 210 мм, подрезать торец
диска.
Шайба И (рис. 35) изготовляется так же, как
деталь 7 (рис. 18).
Стойки 12 изготовляются в количестве
четырех штук так же, как деталь 6 (рис. 17).
Шайбы 13 изготовляются в количестве
четырех штук так же, как деталь 7, приведенная на
рис. 18.
Винты 14 (рис. 36) изготовляются в
количестве четырех штук так же, как деталь 3, приведенная
на рис. 14, за исключением накатки.
Гайки 15 (рис. 37) изготовляются в количест-
1П
ве двух штук так же, как деталь 13, приведенная на
рис. 24.
Г а й к у 16 (рис. 38) подобрать готовую.
Шайба 17 (рис. 39) изготовляется так же, как
деталь 7 (рис. 18).
Кольцо 18 (рис. 4). Порядок изготовления:
1. Закрепить в патроне токарного станка
стальной пруток диаметром 42 мм.
2. Обточить до диаметра 40 мм, просверлить
сверлом 0 18,5 мм, отрезать кольцо на длину 10 мм.
Ф4д
i
<ь
ч?
*-
1
г
j
ц
J
1*1
1
«— <—» ——. -.л
S
ге
^ и
Я
п
АГ&
3. Разметить паз 4X200 мм согласно чертежу.
4. Высверлить паз сверлом 0 4 мм, вырубить
крейцмесселем по разметке и обработать
напильником согласно чертежу.
5. Обточить до диаметра 15 мм в центрах
начерно.
6. Зачистить шкуркой.
Шестерню коническую 2 подобрать
готовую в соответствии с конической шестерней
узла 01.
Рис. 36. Винт.
Рис, 37. Гайка,
Рис. 38. Гайка.
семние пв А4
/S
t
Рис. 40. Вал пустотелый.
Рис, 41 < Штифт,
0<?то</игп/> по £н1/гпренне/*н/ диаметры
Фетали ^
Одтруутб совместно с
деталЬю / по &*улуэенме/*у
Ъиа/»етри tuecrnep+tu
9 ^ Ъ&ткг/ги 3
Рис, 42. Пробка.
3. Нарезать резьбу метчиками М22.
4. Просверлить отверстие диаметром 3,2 мм и
нарезать резьбу М4.
5. Зачистить деталь шкуркой.
Корпус подшипника изготовляется в
количестве двух штук согласно рис. 13 так же, как
деталь 2 узла 01.
Узел 03 — механизм подачи (рис. 5)
Пустотелый вал 1 (рис. 40). Порядок
изготовления;
1. Отрезать от трубы заготовку длиной 450 мм.
2. Подрезать торцы заготовки в размер 445 мм и
снять фаски согласно чертежу.
Штифт 3 (рис. 41) изготовляется из стальной
проволоки.
П р о б к а 4 (рис. 42). Порядок изготовления:
1. Обточить наружный диаметр на длину 90 мм
по внутреннему диаметру вала (рис. 40).
2. Запрессовать пробку в вал 1.
3. Просверлить в детали отверстие диаметром
3 мм по валу 1 и запрессовать в отверстие деталь 3.
4. Обработать конец детали на длину 30 мм по
внутреннему диаметру конической шестерни
совместно с валом 1, закрепив деталь в патроне токарного
станка.
Винты 5 (рис. 43) подобрать готовые в
количестве двух штук.
112
Стойки 6 (рис. 44). Порядок изготовления:
1. Разметить на заготовке контур детали.
2. Вырезать заготовку согласно разметке с
небольшим припуском.
3. Опилить деталь по контуру.
4. Разметить все отверстия и просверлить их
сверлом.
5. Согнуть заготовку согласно чертежу.
6. Зачистить заусенцы.
Упорные кольца 7 (рис. 45)
изготовляются так же, как деталь 18.
Винты 8 (рис. 46) подобрать готовые (две
штуки).
Винты 9 (рис. 47) подобрать готовые (две
штуки).
Кольца муфты 10 (рис. 48). Порядок
изготовления:
1. Закрепить стальной пруток диаметром 25 мм
в патроне токарного станка.
2. Обточить до диаметра 23 мм на длину 20 мм.
3. Просверлить сверлом 0 15 мм на глубину
25 мм.
4. Расточить до диаметра 20 мм на длину 10 мм.
5. Отрезать деталь в размер 20 мм.
6. Разметить, просверлить два отверстия и
нарезать резьбу МЗ.
Резиновые кольца // вырезают в
количестве двух штук из листа резины толщиной 7—8 мм.
Диаметры: внутренний 15 мм, внешний 32 мм.
Муфты 12 (рис. 49). Порядок изготовления:
1. Закрепить стальной пруток диаметром 30 мм
в патроне токарного станка.
2. Обточить конец прутка до диаметра 26 мм на
длину 35 мм.
3. Обработать наружные поверхности детали
согласно чертежу отрезным резцом. Диаметр
кольцевого паза 19 мм.
4. Расточить отверстие до диаметра 15 мм.
5. Обработать напильником согласно чертежу
два зубца.
6. Насадить в кольцевой паз резиновое кольцо и
обработать до диаметра 30 мм вместе с деталью.
7. Отрезать деталь.
8. Притупить острые кромки.
Шпильки 13 (рис. 50) изготовляются в
количестве двух штук согласно рисунку. Готовые
шпильки надо закалить.
Переключатель 14 (рис. 51). Порядок
изготовления: 1) отрезать заготовку длиной 358 мм;
2) подрезать торцы; 3) центровать; 4) обточить в
центрах до диаметра И мм\ 5) разметить отверстия
на детали, для чего резцом прорезать кольцевые
канавки согласно чертежу; 6) просверлить
отверстия; 7) нарезать резьбу М4.
Гильза 15 (рис. 52). Порядок изготовления:
1. Отрезать от трубы заготовку длиной 50 мм.
2. Просверлить отверстие и нарезать
резьбу М5.
5
m*fL |
^ ' е
/'4(5'
<Р/3
+0.05
£**У
/
г
'
А
\
^^
/
^ 1
J J
L 7° Л
1 && '
-!■!..- 1 __ —^т.
\
\
&
s--
46
ГЛ
-А
2?,S
JO
\
Рис. 43. Винт.
Рис. 44, Стойка,
8
1
щ
щ
~^*
WA
•
Щ
Рис. 45. Кольцо упорное,
-
%
*
КУ
N^
«i
i Г
1
s
A*
Рис. А
16. Вина
. S*-0
у
Hom*f*arj
cm- 3
itot-8o &
*i
n
[fer.
J
[
6
2-js.
/'45*
1 r» 3
«V go 2
Рис, 47. Винт.
8 Заказ 13
113
Упор 16 (рис. 53). Порядок изготовлений:
1. Закрепить стальной пруток в патроне
токарного станка и обработать конусе помощью поворота
верхнего суппорта.
ш
ш?
J&
za
МЗ vyjf Мругын
izz
722
ZZ
ст-Ь
Koti-бо &
Рис. 48. Кольцо муфты.
7 I ДсталЬМ
ш
4.9
7ZZL
\ I
ZZ2ZZZ
шр
Jjjsca
Г/УУГ/
^У
^^
-7о~
'* -
УЪАругоп
остреце
Арапки
притупить
\\
1
13
1
[
1—1
к
" '
1
^•$
^ч. *
2. Обработать остальные поверхности отрезным
резцом согласно чертежу.
3. Термически обработать (закалить).
Пружина 17 (рис. 54). Изготовление ее
описано в статье «Фотосортировщик» данного сборника.
Катушка 18 (рис. 55). Порядок изготовления:
1. Закрепить брусок из сухой березы в патроне
токарного станка и обработать каркас до
диаметра 50 мм.
2. Выточить кольцевой паз отрезным резцом до
диаметра 30 мм.
3. Просверлить отверстие диаметром 12 мм.
4. Уложить обмотку из провода ПЭЛ
диаметром 0,3 мм виток к витку до полного заполнения
кольцевого паза каркаса с выводом концов из
гибкого провода на одну сторону.
5. Отрезать каркас резцом.
6. Обвернуть обмотку изоляционной лентой.
Б о л т ы 19 (рис. 56) в количестве 10 штук
подобрать готовые.
Шайбы 20 (рис. 57) в количестве 10 штук
изготовляются так же, как деталь 7 (рис. 18).
Основание 21 (рис. 58) изготовляется из
сухих досок согласно чертежу.
Узел 04. Вспомогательный механизм поводка (рис. 8).
В и нт 1. При изготовлении его
руководствоваться рис. 27.
1
7
*1
го
за
m
Рис, 49. Муфта.
Рис. 50. Шпилька.
Рис. 51, Переключатель.
ч.
/ч.
/гл' >
6в-^>
У^
Л
ч|
-«•—
i
r~—i
V
[
[ ттяЛ 1
f
ц
JS
r~
sv '
-
1
Рис. 52. Гильза.
Рис. 53. Упор.
114
Шестерню 2 цилиндрическую
подобрать готовую согласно детали 7 узла 02.
Корпусы»? подшипников (рис. 59)
изготовляются в количестве двух штук так же, как
деталь 2, приведенная на рис. 13. В каждый корпус
надо запрессовать по одному подшипнику.
Планка ^поводка такая же, как деталь 5,
приведенная на рис. 29.
Винты 7 в количестве двух штук подобрать
готовые.
Кольцо 5 (рис. 61) изготовляется так же, как
деталь 18.
*
ъ
SO
Рис. 54. Пружина.
Рис. 55, Каркас катушки 18.
<ь
S53*
-№—*,
1
ч
1
*/е
У//л
'///
^*<zs
Рис, 56. Болт.
Рис, 57. Шайба.
и
Ti
У^/ *
' -~ \/
У
А
{
Рис, 58. Основание модели.
Се*/е/+сб> па ^-^
е£о
Рис. 60. Подшипник.
^Lfr//SSSsSs//^S/S;77Z
/о
\zzzZA
АГЮ
"3ZZZZZZZZZL
4!h-
3-CEzza
4о
Рис. 59. Корпус подшипников.
/о
#4
ш
%
\
Рис. 61. Кольцо.
Рис. 62. Кольцо.
Подшипники^ (рис. 60) изготовляются так Винты 9 изготовляются в количестве четырех
же, как деталь 4, приведенная на рис. 15. штук согласно рис. 16.
Гайка 5 поводка изготовляется согласно Стойки 10 изготовляются в количестве четы-
рис. 28. рех штук согласно рис. 17,
8*
115
Гайку 11 подобрать готовую с резьбой М8.
Шайба 12 изготовляется согласно рис. 39.
Винт 13 подобрать готовый согласно рис. 31.
Кольцо 14 (рис. 62) изготовляется так же, как
деталь 8.
Шайбы 15 изготовляются в количестве
четырех штук согласно рис. 18.
Узел 05 — поводок (рис. 9)
Ось / поводка (рис. 63). Порядок
изготовления:
1. Обточить заготовку до диаметра 12 мм.
2. Обточить до диаметра 6 мм на длину 14 мм.
3. Обточить до диаметра 4 мм на длину 6 мм,
нарезать резьбу.
4. Обработать ось с другой стороны согласно
чертежу.
Диски 2 (рис.64) изготовляются из эбонита
в количестве 2 штук. Порядок изготовления:
1. Просверлить отверстие диаметром 10 мм.
2. Обточить до диаметра 30 мм.
3. Обработать торец согласно чертежу.
4. Отрезать деталь.
Стойка 3 (рис. 65) изготовляется так же, как
деталь б, приведенная на рис. 44.
Планка 4 такая же, как деталь 3,
приведенная на рис. 29.
Гайки 5 с резьбой М4 — подобрать две штуки
готовые.
Шайбы 6 под гайку 5 — подобрать две штуки
готовые.
Пружина 7 изготовляется с внутренним
диаметром 7 мм из стальной проволоки 0 1 мм по
узловому чертежу так же, как деталь 17, приведенная
на рис. 54.
Втулка 8 (рис. 66) изготовляется так же, как
деталь 7, приведенная на рис. 18.
Узел 06 — релейное управление (рис. 10)
При сборке релейного управления
руководствоваться рисунками 1 и 10. Контактные группы
лучше всего подобрать готовые или собрать из пружин
от телефонных реле, руководствуясь описанием,
приведенным в статье данного сборника «Модель
автомата для продажи карандашей».
Как видно из рис. 1, обе контактные группы
следует расположить на горизонтальной направляющей
штанге, закрепив их винтами после перемещения в
нужное положение.
Направляющую штангу изготовляют из
стального прутка диаметром 6 мм и устанавливают на двух
вертикальных стойках типа детали 6 (рис. 44).
Реле и остальные элементы схемы узла
располагают внутри коробки на основании.
t
it
I
4*
Р
S9
ш
ч*
Рис, 63, Ось поводка.
ш
Рис. 64. Диск.
>1
*т
^0
й
ы
N 4
¥
Рис. 65. Стойка,
У'»>>>Л
*»»»л
/е
Рис. 66. Втулка.
Mam. crr>.3
Рис. 67. Ось шестерни.
к
Т1
=а
— т i
L
Рис. 68. Стойка шестерни.
116
Узел 07 — промежуточная шестерня (рис. 11)
Шестерню / подобрать готовую согласно
данным детали 7 узла 02.
Ось 2 шестерни (рис.67) изготовляется так
же, как деталь 1, приведенная на рис. 63.
Стойка 3 шестерни (рис. 68)
изготовляется так же, как деталь 6, приведенная на рис. 44.
Г а й к и 4 с резьбой Мб в количестве двух штук
подобрать готовые.
Шайбы 5 под гайки 6 в количестве двух штук
подобрать готовые.
СБОРКА МОДЕЛИ
При сборке модели руководствоваться рис. 1 и
2 и производить ее в такой последовательности:
1. Установить на основании и закрепить детали
узла 01.
2. Установить на основании детали узла 03.
3. Установить на основании и закрепить детали
узла 02.
4. Установить на основании и закрепить детали
узлов 04 и 05.
5. Разметить на основании отверстия стоек
контактов узла 06 и прикрепить стойки к основанию.
6. Установить узел 07 шестерни.
7. Установить электродвигатель.
8. Смонтировать электрическую часть по схеме
согласно рис. 10 проводом в любой изоляции.
9. Установить счетчик.
Налаживание модели в основном заключается
в регулировке взаимной работы механизма подачи
03 и узла контактов 06, описанных выше.
В последнюю конструкцию полуавтомата для
намотки катушек, изготовленную юными техниками
Свердловского Дворца пионеров, внесены
следующие изменения: подшипники скольжения всех узлов
заменены подшипниками качения, а шейки валиков
обработаны по подшипникам.
ОГРАЖДЕНИЯ ДЛЯ ДИСКОВОЙ ПИЛЫ
И МЕХАНИЧЕСКОГО ФУГАНКА
Инженер И. А. ЗАСЛАВСКИЙ
Инженер А. Ф. ДРОБИНИН
Учащимся в технических кружках часто прихо- Ознакомление с организацией техники безопасно-
дится пользоваться дисковой пилой и механическим сти на мебельной фабрике и в модельных цехах про-
фуганком. Известно, что на этих станках даже про- мышленных предприятий не помогло решить эту
фессионалы — опытные взрослые люди — не гаран- проблему,
тированы от травм рук. Оригинальное решение было найдено учениками
Как избежать этого? свердловской средней школы № 40. Они сконструи-
Рис. 1. Общий вид ограждения для дисковой пилы.
Ограничиться только инструктажем и предупре- ровалиисами изготовили простое приспособление,
ждающими надписями в мастерской невозможно, гарантирующее безопасную работу на дисковой пиле
Наблюдать за учениками во время работы на и механическом фуганке (рис. 1). Это приспособ-
пиле и механическом фуганке неудобно для уча- ление могут сделать сами учащиеся. Оно может най-
щихся и для руководителей, так как это тормозит ти применение не только в школе, но и в заводской
работу. практике.
118
Рис. 2. Ограждение дисковой пилы в сборе:
/—крышка кожуха; 2—ролик (2 шт.); 3 — шайба (4 шт.); 4—поперечина (2 шт.); 5 — стенка
кожуха (2 шт.): 'б — кронштейн (2 шт.); 7 — винт по дереву 6X20 (3 шт.); 8 — заклепка ЗХб (20 шт.);
9 — шайба ролика (4 шт.); 10 — винт М6Х20 (4 шт.); // — втулка (2 шт.); 12 — планка;
1J —шайба втулки (2 шт.); 14— гайка М18 (2 шт.); /5 —шайба кожуха (2 шт.); 16—гайка
М8 (2 шт.).
ОГРАЖДЕНИЕ ДЛЯ ДИСКОВОЙ ПИЛЫ
На рис. 2 изображено ограждение в собранном
виде в трех проекциях.
Крышка 1 кожуха двумя роликами 2 опирается
на деревянный стол дисковой пилы. Между ролика-
i *в
0/r}#c/>crnvp фЗмт c8ep/?umb tf сборе
с дет>*5
Рис, 3. Крышка кожуха*
г* 45
S7*7<4>
кронштейна 6 выдвигаются из направляющих
втулок 11. Опускаясь под действием собственного веса,
приспособление облегчает работу, создавая
постоянный нажим на обрабатываемую деталь.
Конструкция и технология изготовления каждой
детали ограждения приводятся ниже.
Рис. 4. Ролик.
ми находится выступающая в виде сегмента часть
пилы.
Работа ограждения происходит так. При
распиловке тонких (менее 10 мм) досок они свободно
приподнимают ролики 2 и входят в закрытую рабочую
зону пилы.
Для введения в зону пилы более толстых досок
предварительно необходимо приподнять за
поперечину защитное приспособление. При этом концы
Кл.
W
И
Рис, 5. Шайба.
szL.
V)'
г
t,
{ * '
!_
1
1
L-&36
i
j?
м
f
Приме чан и е
Эля мех сругон/гос д/гина, tfcmapu i,*H6
Рис. 6. Поперечина.
Крышка /кожуха, закрывающего сегмент
дисковой пилы, выступающий над столом,
изготовляется из листовой стали толщиной 1,5 мм.
Разметку заготовки крышки производят согласно
рис. 3. После разметки деталь изготовляют в такой
последовательности:
1. Вырубают зубилом развернутый контур
детали.
2. Опиливают напильником кромки и
выравнивают деталь.
3. Сверлят два отверстия диаметром 8 мм.
4. Отгибают с двух сторон по нанесенной линии
сгиба прямоугольники 16X8 мм. При этом
необходимо, чтобы все прямоугольники лежали с каждой
стороны в одной и той же вертикальной плоскости, не
уменьшая ширины заготовки, равной 76 мм.
5. С помощью подходящего валика выгибают
концы детали по радиусу 28 мм. Основным при этом
является соблюдение размера по высоте крышки —
53 мм.
Ролики 2 (рис. 4) вытачивают на токарном
станке из стальной заготовки диаметром 32 мм.
Шайбы 3 служат для плотного прилегания
поперечин 4 к дугам кронштейна 6. Все четыре шайбы
изготовляют из стального прутка диаметром
13—16 мм и длиной 76—80 мм согласно рис. 5 за
две операции — на токарном и фрезерном станках.
Поперечину 4 изготовляют согласно рис. 6
из стального прутка диаметром 12 мм. Длина
заготовки на две детали — 480 мм.
Стенки 5 кожуха изготовляют согласно
рисунку 7 в количестве двух штук из стального листа тол-
120
шиной 2 мм. Разметку контура производят по
чертежу в следующей последовательности:
1. Размечают прямоугольник 320X67 мм.
2. На заготовку накладывают крышку / и
размечают по ней радиус R = 30 мм.
3. Параллельно основанию прямоугольника на
расстоянии 12 мм проводят осевую линию для двух
отверстий диаметром 9 мм.
^4
г
Рис. 7. Стенка кожуха.
Мо
<7У4
Рис. 8. Кронштейн.
Дальнейшее изготовление детали выполняют так:
4. Вырубают зубилом и опиливают по разметке.
5. На сверлильном станке или дрелью сверлят
отверстия диаметром 9 мм.
6. Согласно разметке, выполненной на крышке /,
сверлят совместно на крышке и боковых стенках
20 отверстий диаметром 3 мм.
Кронштейны 6 (рис. 8) изогнуты в виде
буквы П несимметричной формы. Длинная ножка
прутка движется по направляющей втулке //, а короткая
соединена с кожухом.
Для заготовки кронштейна необходим стальной
пруток диаметром 12 мм и длиной 700 мм.
Технология изготовления кронштейна следующая:
1. Пруток пропускают через отверстие в
шпинделе токарного станка и подрезают торец подрезным
резцом.
2. Обтачивают до диаметра 8 мм на длину 17 мм
за два прохода: черновой с глубиной резания 1,5 мм
и чистовой — с малой подачей и глубиной 0,5 мм.
3. Обтачивают фаску 1,5 мм под угол 45°.
/ZZA
YZZZA
1-~
Рис. 9. Шайба ролика.
wA
i£
*4s'
ьГ~""~~1
п i 1
А
Л У". -».
1?
1
*
i
ft\
/о
Рис. 10. Винт.
4. Резьбовым резцом нарезают крепежную
метрическую резьбу М8, для чего коробку передач
станка настраивают на подачу 1,25 мм1об (равную
шагу резьбы). Следует учесть, что для станков ДИП
резьба М8 нечетная и ее следует нарезать по резь-
боуказателю. Нарезать резьбу можно также
вручную плашками.
5. По размеру 700 мм подрезают второй торец и
отрезают деталь.
6. Подобрав оправку радиусом 40 мм, сгибают
пруток по размерам чертежа с соблюдением размера
130 мм по оси или 142 мм по наружным диаметрам.
7. По размерам 50 мм накернивают центры
отверстий диаметром 5 мм.
8. На сверлильном станке сверлят два отверстия
диаметром 5 мм.
9. Зенковкой с углом при вершине 90° снимают
фаску на глубину 3 мм.
Шайбы 9 ролика (рис. 9) в количестве
четырех штук изготовляют на токарном станке из
одной стальной заготовки диаметром 17—20 мм и
длиной около 40—45 мм.
Винты 10 (рис. 10) М6Х20 изготовляют по
стандарту или подбирают готовые.
Втулки // (рис. 11) изготовляют в количестве
двух штук из стального прутка диаметром 22 мм.
Длина заготовки на две детали — 315 мм. Обработ-
121
ка производится в центрах токарного станка. Под
резьбу М18 протачивают шейку диаметром 17,8 мм.
При этом станок настраивают на подачу 2,5 мм/об.
Планку 12 изготовляют из стальной полосы
сечением 5X40 мм и длиной 330 мм. Разметку
заготовки производят по чертежу, приведенному на
рис. 12.
Шайбы втулки в количестве двух штук
подбирают готовые или изготовляют по стандарту, как
показано на рис. 13.
ГайкиМ18в количестве двух штук также
подбирают готовые или изготовляют по стандарту, как
показано на рис. 14.
£*45
ъуА
/.5*45°
Рис. 11. Втулка.
11
#ф\ Щх\ \-щ>$
Рис. 12. Планка.
Шайбы кожуха в количестве двух штук
подбирают готовые или изготовляют по стандарту,
как показано на рис. 15.
Гайки М8 в количестве двух штук подбирают
готовые или изготовляют по стандарту, как показано
на рис. 16.
Винты по дереву диаметром бми длиной
20 мм в количестве трех штук изаклепки
диаметром 3 мм и длиной 9 мм в количестве 20 штук
подбирают готовые.
Сборку ограждения производят в такой
последовательности:
1. На деревянном столе дисковой пилы
производят разметку под сверление отверстий в
соответствии с отверстиями 18,5 мм в планке 12. Оси под
отверстия проводят на расстояниях 110 лш влево и
вправо от оси пилы в перпендикулярном к ней
направлении (рис. 2).
2. Ручной дрелью в столе пилы сверлят
отверстия диаметром 19 мм. Перед сверлением
необходимо проверить совпадение отверстий в столе и
планке 12.
3. Планку 12 привинчивают к столу пилы тремя
винтами 7,
4. В отверстия планки 12 вводят две втулки //.
5. Надевают шайбы 13 и навинчивают гайки М18
(по две штуки).
6. С помощью заклепок 8 соединяют крышку 1
с двумя стенками 5, образуя кожух.
7. В кожух вводят резьбовые концы обоих
кронштейнов 5, надевают шайбу 15 и навинчивают две
гайки М8.
/»45
Рис. 13. Шайба втулки.
15*30°
Рис. 14. Гайка М18.
jas»45°
Рис. 15. Шайба кожуха.
/•**'
Рис. 16. Гайка М18.
8. В отверстия стенок кожуха вводят четыре
шайбы 9, затем между стенками помещают два
ролика 2 и завинчивают четыре винта 10.
9. На обе поперечины 4 надевают по две шайбы 3
и вводят шейки поперечин в отверстия
кронштейнов 6.
10. Концы кронштейна 6 вводят во втулку //.
122
Рис. 17. Ограждение механического фуганка в сборе:
2 — ролик (2 шт.); 3 — шайба (4 шт.); 4 — попе-
стенка кожуха (2 шт.); 6 — кронштейн (2 шт.У,
6x20 (3 шт.); 15 — шайба кожуха (2 шт.);
16 — гайка М8 (2 шт.).
/ — крышка кожуха;
речина (2 шт.); 5 -
7 — винт по Дереву
ОГРАЖДЕНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ФУГАНКА
Конструкция этого приспособления (рис. 17)
аналогична конструкции ограждения для дисковой
пилы. Большинство деталей у них одинаковы.
Принцип работы тот же самый. Ниже даны технологиче-
/S2
-Л*
^^^%^-^V^ iffh
/ao
/аа
I h—1 \3$ -I' 'I
ш
и тому же чертежу: для дисковой пилы — длиной
286 мм, а для механического фуганка — длиной
116 мм.
Крышка/кожуха закрывает выступающий
над столом сегмент механического фуганка. Вместе
с двумя стенками 5 она образует защитный кожух,
опирающийся двумя роликами 2 на деревянный
стол механического фуганка. Крышку изготовляют
из стального листа толщиной 2 мм по размерам
чертежа, приведенного на рис. 18.
Ролики 2 (рис. 19) вытачивают в количестве
двух штук на токарном станке из заготовки
диаметром 32—35 мм и длиной 170—180 мм. Обработку
производят в центрах токарного станка.
Планку 12 изготовляют согласно рис. 20
из стальной полосы сечением 5X40 мм и длиной
200 мм.
Стенки 5 кожуха изготовляют согласно
рис. 21 из стального листа толщиной 2 мм.
Размеры заготовки 65X190 мм с припуском на
обработку. Заготовку обрабатывают в следующем
порядке:
1
г '
1
J
1 \—
р
1 —
и
ь
ц
1 г
>л
8
1
л
i]
j
1 (
С
л
^ *=» \
1
L /еб -
Рис. 18. Крышка кожуха (вверху развертка крышки).
г*45ф Я*45°
W4
t,s*4s*
Рис. 19. Ролик.
\ \-3°У
го
К\Ж\\Ч
зо
w^
и ст
к\\УЬ^ч
JXL
ЗОО
Рис. 20. Планка,
&
>^ о о
т
5
б?
ские процессы на изготовление тех деталей
механического фуганка, которые несколько отличаются по
конструкции, а именно: поперечины, крышки
кожуха, ролика, стенок и планки.
Поперечины 4 у обоих приспособлений
отличаются лишь по длине. Их изготовляют по одному
Примечанием
Отверстия фЗ*"» сбер/ruml # сборе
С <?егп Ы/
Рис, 21. Стенка кожуха.
124
1. На сверлильном станке просверливают три
отверстия диаметром 6 мм под шурупы.
2. Эти отверстия раззенковывают на глубину
2 мм под углом 45°.
3. Просверливают два отверстия диаметром
18,5 мм.
В различных лабораториях, кружках станций
юных техников, в школьных мастерских пользуются
значительным количеством металлорежущего
инструмента, нуждающегося в систематическом
затачивании. Поэтому понятен интерес к различным
способам безабразивной заточки инструмента, в том
числе к анодно-механической заточке.
Как известно, обязательным условием анодно-
механической заточки является применение рабочей
жидкости—электролита, например, жидкого стекла
с добавкой азотнокислого натрия. Струя жидкости
направляется на оба электрода — инструмент и
заточной диск. Нерастворимая пленка жидкости
обладает большим электрическим сопротивлением, чем
металл затачиваемого инструмента. Поэтому на
поверхности изделия выделяется теплота, которая
приводит к оплавлению металла. Оплавленные
частицы металла уносятся обрабатывающим диском.
Но применение рабочей жидкости вызывает
следующие неудобства: необходимость обеспечения
обильного (до 10 литров в минуту) смачивания
затачиваемого инструмента, частую замену
отработанного раствора свежим, трудность очистки
оборудования.
С целью упрощения технологического процесса
анодно-механической заточки в наших мастерских
был изготовлен заточной станок, работающий без
применения электролита — так называемым сухим
способом. Необходимо отметить, что метод сухой
заточки применим лишь для инструментов,
работающих с ограниченной нагрузкой, так как иногда на
режущих кромках появляются микротрещины. В
условиях школьных мастерских этот способ заточки
вполне применим.
СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ
ЗАТОЧКИ
Сущность процесса сухой электроконтактной
заточки заключается в том, что к державке для
закрепления затачиваемого инструмента подводят
один из полюсов переменного тока напряжением от
2 до 8 вольт.
Закрепленный в державке резец является одним
из электродов, другим электродом служит так
называемый заточной чугунный диск.
При приближении инструмента к вращающемуся
заточному диску между ним и микронеровностями
на затачиваемой поверхности возникает серия
небольших электрических дуг, вызывающих
оплавление неровностей на затачиваемой грани режущего
инструмента. Выделение тепла в поверхностном слое
происходит так быстро, что оно не успевает
проникнуть в глубь затачиваемого инструмента.
Расплавленный металл удаляется заточным диском.
Воздействие на инструмент определяется задан-
4. С детали снимают заусенцы и зачищают
в соответствии с требуемой чистотой
поверхности.
Сборка ограждения для механического фуганка
аналогична сборке ограждения для дисковой
пилы.
ным режимом, то есть силой тока и напряжением.
При приближении инструмента к диску с ним
соприкасается большое количество неровностей
затачиваемой поверхности. А это приводит к уменьшению
сопротивления в цепи питающего тока и к
увеличению его силы. В результате увеличивается
количество оплавляемого металла в единицу времени,
следовательно, производительность точила возрастает.
Большинство режущих инструментов оснащено
пластинками твердых сплавов, основу которых
составляют соединения тугоплавкого металла
вольфрама с углеродом (карбид вольфрама).
К державке резца эти пластинки твердого сплава
припаиваются чаще всего медью или латунью. Но
этот припой плавится при температуре 1100—1500°.
Поэтому, чтобы избежать расплавления припоя и
отпадения режущей твердосплавной пластинки, при
заточке не рекомендуется превышать напряжение
6—8 вольт при токе более 150 ампер. Эти режимы
соответствуют производительности 0,02—0,15 г
оплавляемого металла з минуту.
Следует учитывать, что в процессе заточки
периодическое охлаждение затачиваемого инструмента в
воде или иной жидкости совершенно недопустимо.
Попадая на раскаленную пластинку, капли
жидкости вызывают появление микротрещин, что приводит
к резкому снижению механических свойств хрупкой
твердосплавной пластинки.
В процессе работы электроконтактного точила не
нужна смазка мест заточки.
В течение смены на таком точиле можно
обработать 25—30 резцов, имеющих нормальный износ,
то есть 0,8—1,2 мм по главной задней грани.
Заточку инструмента может выполнять каждый
учащийся после приобретения некоторых навыков.
Заточку можно производить и централизованным
порядком, поручив эту работу выделенному
человеку.
Последовательность операций при заточке резцов
на электроконтактном точиле рекомендуется
следующая:
Сначала ведется грубая обработка на чугунном
диске: 1) заточка главной задней грани по
державке, 2) заточка вспомогательной задней грани по
державке, 3) заточка главной задней грани по
пластинке, 4) заточка вспомогательной задней грани по
пластинке, 5) заточка передней грани и 6) заточка
вершины резца по радиусу.
Затем на малых режимах на другом, стальном
диске производят доводку задних и передней граней
по пластинке и доводку по радиусу. После этого
резец желательно довести оселком из
мелкозернистого карбида кремния (экстракарборунда).
Электроконтактное точило имеет следующие
преимущества: 1) исключается необходимость в дефи*
СТАНОК ДЛЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ЗАТОЧКИ
125
дитных абразивных кругах; 2) режущим граням
инструмента можно придать более точные
геометрические формы, чем при обработке абразивными
кругами.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА
Принципиальная электрическая схема станка
приведена на рис. 1. Согласно схеме переменный
ток от сети напряжением 220 вольт поступает на
трансформатор 1, понижающий напряжение тремя
ступенями до 3, 6 и 8 вольт при токе, соответственно
равном 150, 75 и 50 амперам.
С общего вывода понижающей обмотки
трансформатора ток по проводу ПРГ-500 сечением 10 мм2
поступает к корпусу станка 5, где провод зажимается
болтом для крепления башмака корпуса
подшипника.
С другого конца вторичной
обмотки ток поступает через
переключатель и амперметр 5,
рассчитанный на 150 ампер, к
двум зажимам, которые должны
быть электрически надежно
изолированы от станины станка.
Параллельно вторичной
обмотке трансформатора включена
сигнальная лампа 2 напряжением
6 вольт на 3 ватта,
загорающаяся при включенном
трансформаторе.
Электромотор 6 трехфазного
тока мощностью 0,8—1,5 кет при
1500 об /мин включается в сеть
через магнитный пускатель 4
типа ПМ-О.
При нажатии на кнопку «пуск»
ток поступает через нормально
замкнутую кнопку «стоп» и
нормально замкнутые контакты реле
тока в обмотку пускателя Лк.
Пускатель замыкает свои
нормально открытые контакты во
всех трех фазах, и напряжение
поступает на обмотку
двигателя.
В дальнейшем кнопка «пуск»
отпускается, а питание обмотки
пускателя Лк происходит через свой контакт Лх.
При нажатии на кнопку «стоп» цепь питания
обмотки пускателя разрывается, пускатель размыкает
свои контакты Л2, Л3 и Л4 на трех фазах сети, и
электромотор останавливается.
В схеме предусмотрена защита электромотора от
перегрузки. Перегрузка вызывает нагрев элементов
РТ\ и РТЪ вызывающий размыкание контактов
теплового реле РТ в цепи питания обмотки пускателя.
Размыкание контактов реле РТ обесточивает
обмотку катушки Лк и разрывает линейные контакты, что
вызывает остановку электромотора.
При установке станка необходимо точно
соблюдать требования техники безопасности и произвести
заземление (или зануление) его корпуса в
соответствии с действующими правилами или по указанию
инспекции энергонадзора. Без этого устройство не
может быть введено в эксплуатацию.
КОНСТРУКЦИЯ СТАНКА
Общий вид станка представлен на рис. 2.
Станок состоит из двух основных узлов — станины / и
шпиндельного узла 10 с электромотором 4. Станина
станка выполняется из двух подрамников и четырех
приваренных к ним стоек — ножек. Материалом для
станины служит угловая сталь 50X50X5 мм.
К ножкам рамы приварены четыре башмака
размером 115X115X5 мм со скошенными под углом 45°
уголками до размеров 60 мм (см. сечение по СД).
По размерам 560X400 мм в башмаках сверлятся
отверстия диаметром 18 мм. Башмаки служат для
прикрепления станка к фундаменту.
На верхнем подрамнике размером 550X400 мм
располагается верхняя стальная плита 6 размером
600X500 мм и толщиной 10 мм. На нижнем
подрамнике, расположенном на высоте 300 мм от
основания, устанавливается подмоторная плита 2 для
электромотора 4. Размер плиты определяется по месту.
Электромотор связан ременной передачей с
приемным шкивом шпиндельного узла 10. Необходимое
при этом натяжение ремня достигается сдвигом
мотора на плите. Для этого в ней предусмотрены
овальные отверстия 16ХЮ0 мм (см. разрез по АВ).
Полка 13 для установки трансформатора 5
расположена на высоте 620 мм от основания или 320 мм
от подмоторной плиты. С левой стороны рамы на
вертикальном кронштейне четырьмя винтами М8Х16
(дет. 14) закреплен магнитный пускатель 3 типа
ПМ-О.
Облицовка рамы 11 выполняется из стального
или алюминиевого листа толщиною 2 мм к со всех
четырех сторон прикрепляется к раме винтами
М6ХЮ (дет. 12). Отверстия под винты сверлятся
при сборке.
n - f50 0 об/мин
Рис. 1. Принципиальная электрическая схема станка:
/ — трансформатор с понижающим переключением; 2 — лампа сигнальная 6—8 в, 3 ват-
га; «? — амперметр типа ЭМ-150 или ЭН-150; 4— пускатель магнитный ПМ-0; 5 — шпиндель,
ный узел в сборе; 6 — электромотор трэхфазного тока, п =1500 об/мин.
126
40Q-
^ '
бОО
, 190 я
4 „1
Рис. 2. Конструкция станка в сборе:
/ — станина; 2 —плита подмоторная; 3 — пускатель магнитный; 4 — электромотор;
5 — трансформатор; 6 — плита верхняя; 7 — кнопочная станция; 8 — лампа
сигнальная- 9 — амперметр; 10 — узел шпиндельный в сборе; // — облицовка; 12— винт
М6ХЮ (32 шт)- 13— полка; 14— винт М8Х!6 (4 шт.); 15 — электрощит с кожухом.
Шпиндельный узел 10 к верхней плите 6
прикрепляется четырьмя болтами М10Х90,
пропущенными через башмаки корпуса конических роликовых
подшипников.
Панель электрощита 15 изготовляют из
двухмиллиметрового железа. На щите устанавливают
амперметр 9, сигнальную лампу 8 и двухполюсный
выключатель 7 (кнопочную станцию пускателя). Щит за-
Примененные в шпинделе подшипники № 7206
можно заменить подшипниками № 7506, № 36206
или № 206.
Подшипники 12 находятся в корпусе точила,
имеющем для крепления приварные башмаки 22, через
которые пропущены четыре болта М10Х90 (дет. 20) 4
В корпусе с двух сторон от каждого подшипника
имеется по два сальника. Сальники 8 находятся по
Рис. 3. Шпиндельный узел:
/ — плита подмоторная; 2 —шкив мотора; 8 — ремень; 4— шпонка шкива шпинделя;
5 — диск заточной (2 шт.)'» б —фланец (2 шт.); 7 — корпус подшипника (2 шт.); 8 — сальник
корпуса подшипника (2 шт.); 9 — упорное кольцо; 10 — шкив шпинделя; //—болтМ8хЗО
(12 шт.); /2 —подшипник (2 шт.); /5 —гайка М10 (2 шт.); 14 — шайба под гайку М10
(8 шт.); /5 —компенсационное кольцо (2 шт.); 16 — подручник (2 шт.); 17 — сальник
фланца (2 шт.); 18 — гайка М20 (2 шт ); 19 — шайба под гайку М20 (2 шт.); 20 — болт
М10Х90 (4 шт.); 21 — шпиндель; 22 — башмак (2 шт.); 23 — шайба текстолитовая под
хвостовик Ml0 (2 шт.); 24 — втулка текстолитовая под хвостовик М10 (2 шт.); 25 — провод
монтажный ПРГ 10 мм*; 26 — шайба медная под гайку М10 (4 шт.); 27 — плита верхняя;
28 — гайка-барашек Ml0(2 шт.); 29 — электромотор; 30 — шпонка вала электромотора;
31 —болт М10Х45 (4 шт.); 32 — гайка Ml 0 (4 шт.).
крывается сзади и с боков кожухом из
металлического листа. Устанавливают щит на верхней плите,
за шпиндельным узлом.
Шпиндельный узел
Главной составной частью шпиндельного узла
(рис. 3) является шпиндель 21, вращающийся в
конических роликовых подшипниках 12 и несущий на
концах два заточных диска 5«
одному в обоих корпусах 7 башмака, а
сальники 17 — соответственно в корпусах фланцев 6.
Между каждым подшипником и фланцем
ставится компенсационное кольцо 15.
Фланцы прикрепляют к корпусам башмаков
шестью болтами М8Х30 (дет. //) каждый.
Шкив 10 на шпинделе крепится при помощи
призматической шпонки 4.
Между шкивом и одним из подшипников
устанавливается упорное кольцо 9. На концах шпинделя
нарезается первая мелкая метрическая резьба 1М20.
127
Во избежание самоотвинчивания гаек на правом
конце шпинделя нарезается правая резьба, а на
левом — левая.
Заточные диски 5 имеют наружный диаметр
200 мм, внутренний — 25 мм и толщину — 11 мм.
Один из дисков (чугунный) служит для грубой
заточки, второй (стальной) используется для чистовой
заточки и доводки.
Необходимо учитывать, что окружная скорость
по периферии диска должна быть в пределах
10—25 м/сек. Это накладывает соответствующие
ограничения на диаметр диска, определяемый по
формуле
D== 60-юоо-р
% п
где D — диаметр диска в мм;
v —окружная скорость от 10 до 25 м/сек;
* = 3,14;
п — число об/мин шпинделя.
Меняя диаметры ведущего шкива (на моторе) и
приемного (на шпинделе), можно получать нужное
число оборотов заточного диска.
Шпиндель с установленными дисками должен
быть подвергнут статической балансировке,
описанной ниже.
Подручники 16 должны быть электрически
изолированы от плиты текстолитовыми втулками и
шайбами.
Сборку шпиндельного узла следует производить
в следующей последовательности:
1. На вал электромотора 29 на шпонке 30
установить шкив мотора 2.
2. Установить электромотор 29 на подмоторной
плите 1 с помощью четырех болтов М10Х45 (дет. 31)
и гаек 32. Окончательную затяжку гаек следует
производить после сборки.
3. Приварить электросваркой каждый корпус
подшипника 7 к башмаку 22 (2 шт).
4. Установить в каждый корпус подшипника 7
по одному сальнику 8 и во фланцы 6 по одному
сальнику 17.
5. Установить правый башмак 22 с приваренным
корпусом подшипника на верхней плите 27,
пропустить снизу болты М10Х90 (дет. 20) с шайбами 14,
надеть на каждый болт шайбу 14 и завернуть
гайки 13 болтов.
6. На шпинделе 21 установить шкив 10 на
шпонке 4.
7. Установить сальники 8 и 17 в гнезда
корпусов 7 и 6 соответственно, после чего завести правый
конец шпинделя 21 в отверстие корпуса
подшипника, вставить в отверстие корпуса подшипника
конический роликоподшипник 12, кольцо-компенсатор 15,
фланец 6 и завернуть шесть болтов М8Х30 (дет. //).
8. Надеть с левой стороны на шкив 10 ремень 3.
9. Надеть на шпиндель 21 упорное кольцо 9, не
повреждая сальника 8.
10. С помощью двух болтов М10Х90 (дет. 20),
четырех шайб 14 и двух гаек 13 закрепить на
верхней плите 27 левый башмак 22 с приваренным к нему
корпусом подшипника 7; окончательную затяжку
болтов 20 производить по холу регулировки
шпинделя, обеспечивая легкость вращения при
минимальном люфте.
11. Вставить в отверстие левого корпуса
подшипника конический роликоподшипник /2,
кольцо-компенсатор 15, фланец 6 и завернуть шесть болтов
М8Х30 (дет. //).
12. На правый и левый концы шпинделя 21
надеть по заточному диску 5, по шайбе 19 и завернуть
гайки 18 с учетом правой и левой резьбы.
13. На подручник 16 надеть текстолитовую
шайбу 23 и пропустить резьбовой хвостовик подручника
в отверстие плиты 27. Надеть снизу на хвостовик
подручника текстолитовую втулку 24, медную шайбу 26,
подсоединить провод 25, надеть вторую медную
шайбу 26 и завернуть барашек 28. Точно так же следует
производить установку второго подручника.
14. Пропустить в отверстие верхней плиты 27
ремень 3 и надеть его на шкив мотора 2.
15. Передвигая электромотор 29, добиться
нужного натяжения ремня, после чего зафиксировать
положение электромотора окончательной затяжкой
гаек 32.
16. Провести статическую балансировку обоих
дисков 5 индикатором, для чего упереть его ножку в
торец заточного диска и медленно вращать диск от
руки. Наблюдаемое по шкале индикатора биение на
периферии диска не должно превышать 0,01 мм.
Ниже приводятся краткая характеристика
основных деталей станка и рекомендации по их
изготовлению.
Подмоторная плита 2 (см. рис. 2) имеет
форму прямоугольника и изготовляется из стального
листа толщиною 10 мм, как указано выше. В
зависимости от расположения отверстий в лапах
электромотора, в плите размечают и просверливают четыре
овальных отверстия диаметром 16 мм и длиной
100 мм (разрез по АВ на рис. 2).
Шкивы2и 10 (рис. 3) выбирают из
кинематического расчета передачи. Сначала определяется
диаметр меньшего из шкивов. Диаметр большего
шкива определяется по диамегру меньшего шкива
и по передаточному отношению их. При этом
необходимо учитывать рекомендуемые окружные
скорости заточных дисков в пределах 10—25 м/сек и
число оборотов вала электромотора.
Ширина В обода шкива в соответствии с
шириной ремня в может быть определена по формуле:
В=1,1 в+(Ю+15) мм.
Оба шкива станка выполняют цельными на
токарном станке или берут готовыми. Толщина б
обода у края шкива определяется в зависимости от
наружного диаметра шкива по формуле:
8=0,05-D+3 мм.
Стрела выпуклости h обода определяется в
зависимости от толщины обода по формуле:
h= [-1 мм.
60
У обоих шкивов заточного станка вместо спиц
делают диск. Шкивы закрепляют на валах шпонками.
Ремень 3 (рис.3) предусматривается
одинарный, плоский, кожаный, стандартной ширины.
Длина L ремня определяется по формуле:
где: L — длина ремня в мм\
128
A — межцентровое расстояние между шкивами
в мм\
D\ и D2— диаметры шкивов в мм.
Ш п о н к а 4 (рис. 3) представляет собой призму
с размерами 70ХЮХ6 мм- Эго так называемая
закладная шпонка. Она сидит в пазу без боковых
зазоров и работает только боковыми гранями.
Заточные диски 5 (рис. 3) изготовляются в
количестве двух штук: один из стали, другой из
чугуна. Наружный диаметр дисков 200 мм,
внутренний — 25 мм, толщина — 11 мм.
Для осуществления более жесткой посадки
дисков на шпиндель, исключающей биение, на них
делают ступицы шириною до 20 мм.
Внутренний диаметр дисков выполняют по
второму классу точности по размеру 25А. Следовательно,
действительный размер отверстия должен
находиться в следующих пределах: 25,000—25,023 мм, то есть
допуск приближенно равен всего двум сотым долям
миллиметра. Измерение отверстия следует
производить штихмасом или предельной пробкой 25А.
Фланцы 6 изготовляют на токарном станке в
количестве двух штук с конфигурацией согласно
рисунку 3.
Диаметр отверстия во фланце должен быть на
1 мм больше диаметра соответствующей шейки
шпинделя. Наружный диаметр фланца должен
соответствовать диаметру корпуса подшипника. Диаметр
направляющей части фланца, входящей в корпус
подшипника, является посадочным размером. Это
сопряжение необходимо выполнить по скользящей
посадке третьего класса точности.
Фланец крепится шестью болтами М8Х30,
поэтому на сверлильном станке необходимо просверлить
6 отверстий диаметром 10 мм с точным соблюдением
шага (расстояния между осями).
На внутреннем диаметре фланца делается
клиновидная кольцевая канавка под сальник 17.
Наружный диаметр направляющей части фланца и
опорная поверхность его должны быть чисто
отработаны.
Корпус подшипника 7 (рис. 3)
представляет собой массивное стальное кольцо со сквозным
ступенчатым отверстием.
В отверстии меньшего диаметра вытачивают
клиновидную кольцевую канавку под сальник 8.
Диаметр меньшего отверстия должен быть на 1 мм
больше диаметра соответствующей шейки шпинделя.
Отверстие под подшипник № 7206 диаметром 30 мм
должно быть изготовлено по скользящей посадке
второго класса точности по системе вала.
Следовательно, действительный размер отверстия должен
колебаться в пределах 30,00—30,02 мм.
Затем на фрезерном или строгальном станке с
заготовки снимается сегмент с дугой 60°. По
образовавшейся лыске корпус подшипника
приваривается к башмаку 22. На станок изготовляют два
корпуса подшипника.
Ко л ь цо 9 (рис. 3) служит для осевой фиксации
роликового подшипника слева. С правой стороны его
заменяет уступ на шпинделе. Все размеры кольца
свободные, по седьмому классу точности. Особое
внимание должно быть обращено на высоту кольца,
которая должна обеспечивать нормальную
фиксацию подшипника.
Подручник 16 (рис. 3) представляет собой
цилиндрический стержень с хвостом 0 ]0мм, на
конце которого нарезана нормальная резьба. Головка
подручника имеет призматическую форму. Для
изготовления подручника потребуются две операции:
токарная и фрезерная. На станок идут две такие
детали. При установке подручники должны быть
надежно изолированы от плиты прочными текстолитовыми
шайбами и втулками.
Шпиндель 21 (рис. 3) представляет собой
ступенчатый вал, на концах которого нарезаны
правая и левая резьбы 1М20 с шагом 1,75 мм под
гайки 18.
На шпинделе имеются шесть уступов, из которых
пять посадочных и один упорный (для фиксации
правого подшипника).
Крайние шейки служат для крепления заточных
дисков, диаметр этих шеек — 25 мм. Изготовляют их
по глухой посадке второго класса точности, при этом
действительный диаметр шеек должен находиться в
пределах 25,015—25,030 мм.
Длина этих шеек должна быть на 3—5 мм
меньше длины ступицы заточного диска (для зажима
диска шайбами 19).
Шейки под подшипники изготовляются по
размеру ЗОН. Следовательно, их действительные размеры
должны находиться в пределах 30,002—30,017 мм.
Шейка под шкив выполняется по скользящей
посадке третьего класса точности (ОСТ 1013). Все
размеры по длине шпинделя должны быть согласованы
с размерами остальных деталей станка.
Башмак 22 (рис. 3)—это массивная
призматическая плита с двумя отверстиями под болты
М10Х90. Болты служат для крепления башмака к
верхней плите 27. Башмаки в количестве двух штук
изготовляют фрезерованием из стальной пластины
толщиной 30 мм.
К башмаку по его линии симметрии
приваривается корпус 7 подшипника, для чего на последнем
сделана специальная лыска. Чтобы избежать
горизонтального перекоса шпинделя, приварку корпусов 7
к башмакам надо выполнить на строго одинаковом
расстоянии от центра детали 7 к плоскости
основания башмака. Под один из болтов башмака
крепится начальный конец провода, идущего от вторичной
обмотки трансформатора.
Верхняяплита27 (рис. 3) имеет размеры
600X500 мм, толщину—10 мм. В плите много
отверстий, поэтому разметка ее является одной из
ответственных операций. В плите имеются:
1) четыре отверстия под болты 20 башмаков;
2) два овальных отверстия под хвостовики
подручника 16;
3) отверстие для пропуска ремня 5;
4) четыре отверстия для укрепления кожуха
электрощита.
Поэтому сверление отверстий в плите лучше
производить постепенно, по ходу сборки.
Понижающий трансформатор 5
(рис. 2) подобрать готовый трудно, поэтому его
лучше изготовить в соответствии с расчетными данными,
определяемыми заданной установочной мощностью
трансформатора. Она определяется отдачей
вторичной обмоткой 150 ампер тока при напряжении
3 вольта и 25% потерь в проводах и составляет
9 Заказ № 13
129
150X3X1,25=562,5 вольт-ампера (с округлейием
600 вольт-ампер).
Определение всех основных конструктивных
данных трансформатора производится в порядке
обычного расчета, с которым можно ознакомиться в
соответствующей литературе (например, в «Библиотеке
радиолюбителя» и т. п.).
Ход расчета может производиться в такой
последовательности. По мощности нагрузки вторичной
обмотки (600 вольт-ампер) определяется
установочная мощность трансформатора по первичной
обмотке, затем рассчитывается сечение железного
сердечника (магнитопровода), по которому определяется
количество витков, приходящихся на 1 вольт
расчетного напряжения.
Затем необходимо произвести вычисление числа
витков первичной (сетевой) и вторичной
(понижающей) обмоток с выбором типа и диаметра
обмоточного провода. Заключительным действием будет
проверка укладки витков обмоток в габариты каркаса.
При изготовлении трансформатора необходимо
обратить внимание на качественное выполнение
контактов у переключателя отводов вторичной обмотки,
несущих большую силу тока (до 150 ампер).
Для уменьшения потерь на переходном
сопротивлении у контактов переключатель выбирается не
скользящего типа (с радиальным вращением
контактных щеток), а штепсельный.
Такая конструкция состоит из массивных гнезд,
вытачиваемых из латуни по числу отводных концов
понижающей обмотки и устанавливаемых на
контактной панели. Концы ее подводят к
соответствующим гнездам, а отбор тока производят штепселем,
вводимым в нужное гнездо.
Штепсель выполняют также из латуни, с
изоляцией его корпуса гильзой из кабельной бумаги.
Изготовление остальных деталей станка не
требует особых пояснений.
Уточнение конструктивных параметров
отдельных деталей может потребовать некоторого
самостоятельного решения. При наличии приведенных
данных на чертежах это не представит больших
затруднений, а послужит полезным занятием для
юных техников.
МОДЕЛЬ «СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ РУЛЯМИ САМОЛЕТА»
Р. С. ПСОТНИ
Руководитель авиамодельного кружка
Свердловской областной станции юных техников
Модель, описанная в этой статье, может служить
наглядным пособием для авиамоделистов при
изучении управления самолетом или планером. Она
может быть использована также на уроках физики при
изучении вопросов аэродинамики. Ее изготовил в
кружке облСЮТ авиамоделист Мисюта Вячеслав,
ученик 9 класса свердловской средней школы № 40.
Модель проста в своем изготовлении и не требует
специального инструмента и материала. На ней ясно
видно действие руля при работе органов управления.
В качестве образцов для изготовления модели были
использованы три проекции учебно-спортивного
самолета ЯК-18 (рис. 1) с небольшим изменением
схемы его тросовой проводки.
Модель состоит из следующих основных
отъемных частей (рис. 2): фюзеляжа Д киля 2, руля
поворотов 3, стабилизатора 4, руля высоты 5,
хвостового колеса 6, двух элеронов 7, двух стоек шасси 5,
двух крыльев 9 и силовой установки: винта 10 в
сочетании с двигателем и моторной рамой.
Чтобы ясно представить себе работу
описываемой модели, чтобы грамотно спроектировать и
построить летающую модель самолета или планера,
кружковцу надо иметь понятие об основных
аэродинамических силах, действующих на самолет,
АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА
Винт, вращаемый двигателем, захватывает
воздух, отбрасывает его назад и создает силу тяги,
благодаря которой самолет передвигается в воздухе. Но
вместе с тем воздух стремится и затормозить его
движение. Возникает сила, непрерывно действующая
на самолет. Ее называют силой
сопротивления или полной аэродинамической си-
Рис. 1. Самолет ЯК-18 в полете.
9*
131
л ой. Она определяется точкой приложения,
направлением и величиной. Проследим это на профиле
крыла самолета (рис. 3).
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛЫ КРЫЛА
Точку пересечения линии действия полной
аэродинамической силы R с хордой крыла называют
центром давления (ЦД), который
перемешается в зависимости от изменения силы R. Угол а
между хордой крыла и направлением движения, т. е.
направлением воздушной скорости V, называется
углом атаки крыла. Направление полной
аэродинамической силы зависит от формы крыла и
угла атаки.
Величина полной аэродинамической силы будет
изменяться с изменением угла атаки и составляющих
ее сил. При разложении полной аэродинамической
силы R по правилу параллелограмма получим две
составляющие силы. Первая из них направлена
перпендикулярно к потоку воздуха — это
подъемная сила Y. Вторая направлена по потоку
воздуха, против движения крыла—это сила лобового
сопротивления Q. Силы Y и Q также
приложены в точке ЦДШ
Крылья служат для создания подъемной силы
самолета.
Проследим, как они выполняют эту функцию.
При полете самолет раздвигает частицы воздуха
во все стороны. Воздух обтекает крыло, благодаря
несимметричности его профиля, неодинаково,
отклоняясь более кверху, чем книзу (см. рис. 4). Так как
движение воздушной среды практически
непрерывно, то потоки воздуха, возникшие перед крылом,
сойдутся позади него на некотором расстоянии. При
этом верхний поток пройдет за одно и то же время
более длинный путь, чем нижний. Следовательно,
скорость верхнего потока будет больше, чем
нижнего. Поэтому над крылом создается пониженное
давление, а под крылом — повышенное. Благодаря
разности давлений, возникает сила, направленная в
сторону меньшего давления и перпендикулярная
направлению воздушного потока. Это и есть подъемная
сила крыла Y.
Но нельзя себе представить, что самолет
летит, «облокотившись» крыльями на воздух. У
крыла, как было сказано выше, возникает также
сила лобового сопротивления Q (рис. 3), которая
создается сопротивлением воздуха. Она также
Рис. 2. Основные части модели самолета:
/ — фюзеляж; 2 — киль; 3 — руль поворотов; 4 — стабилизатор; 5 — руль высоты;
6 — хвостовое колесо; 7 — элерон; 8 — шасси; 9 — крыло; 10 — винт.
Рис. 3. Возникновение подъемной силы крыла. Рис. 5. Угол атаки крыла.
132
является аэродинамической силой. С увеличением
угла атаки крыла сила Q возрастает.
УГОЛ АТАКИ И УГОЛ УСТАНОВКИ КРЫЛА
Угол атаки крыла (рис. 5) изменяется в полете
по желанию летчика — рулем высоты; он может
быть положительным, отрицательным и равным
нулю. Нельзя путать угол атаки крыла с
установочным углом крыла. Установочным углом крыла назы-
У
1
цт
8
R
а
Рис. 6. Схема аэродинамических сил самолета при полете.
вается угол, заключенный между хордой крыла и
продольной осью самолета. Этот угол в полете не
изменяется. При увеличении угла атаки от
отрицательного до положительного изменяется обтекание
крыла воздушным потоком, и подъемная сила
возрастает.
У самолетов при углах атаки крыла от —2° до
—8Э подъемная сила не создается. Такой угол атаки,
при котором нет подъемной силы, называется углом
атаки нулевой подъемной силы или первым летным
углом (самолет пикирует). При угле атаки, равном
нулю, подъемная сила уже возникает, а с дальнейшим
увеличением угла она возрастает. Угол атаки, при
котором подъемная сила имеет наибольшую
величину, называется критическим, он равен 16—18°.
С увеличением угла атаки больше критического
подъемная сила резко уменьшается вследствие
завихрения— турбулентного потока воздуха за
крылом. Самолет парашютирует, устойчивость и
управляемость его ухудшаются.
Самым благоприятным для полета является
наивыгоднейший угол атаки. Он характеризуется
наибольшим аэродинамическим качеством самолета.
Для определения аэродинамического качества
следует разделить подъемную силу самолета на силу
лобового сопротивления. Чем больше это отношение»
тем лучше летные качества машины.
Наивыгоднейший угол атаки у большинства самолетов равен
4—8°.
Крылья, благодаря развиваемой ими подъемной
силе, поддерживают в воздухе или, как говорят,
«несут* самолет. Поэтому крылья называют несущими
поверхностями.
Разделив полетный вес самолета на площадь
крыльев, определяют, сколько килограммов «несет»
каждый квадратный метр крыльев. Получаемая
таким расчетом величина называется удельной
нагрузкой. Например, если площадь крыльев равна
20 ж2, а вес в полете равен 2000 кгг то удельная на-
2000
грузка будет ~~^ = 100 яг/ж2. Это средняя
нагрузка. На учебных самолетах она меньше этой величины,
а у истребителей достигает 150 кг/м2 и более. У
планеров удельная нагрузка значительно меньше, чем у
самолетов.
Все остальные части самолета (фюзеляж, шасси
и другие) не создают подъемной силы и оказывают
самолету лобовое сопротивление, которое уменьшает
скорость полета. Поэтому лобовое сопротивление
этих частей является вредным, в отличие от лобового
сопротивления крыльев, являющегося полезным, так
как без последнего крылья не могли бы развить
полной подъемной силы.
Чтобы уменьшить вредное сопротивление, всем
наружным частям самолета придают обтекаемую
форму или закрывают их обтекателями. Шасси в
полете обычно убирается внутрь фюзеляжа или в
крылья (подобно тому, как птица в полете
вытягивает ножки вдоль туловища). Все переходы от
одной детали к другой делаются плавными,
«зализанными». А для уменьшения трения воздуха о
поверхность всех наружных частей их тщательно
обрабатывают и даже полируют. Чем меньше вредное
сопротивление на самолете, тем лучше его летные
качества.
Таким образом, в горизонтальном полете на
самолет действуют три главные силы (рис. 6): сила
Рис. 8. Общий вид модели.
тяги Р, сила веса G и полная аэродинамическая си*
ла /?, которую удобнее заменять ее
составляющими — подъемной силой Y и лобовым
сопротивлением Q. Для осуществления горизонтального полета
необходимы два условия равновесия: Y= G и P=Q.
Эти рассуждения применимы для полета
самолетов со скоростью до 600 километров в час. При
полетах с большей скоростью действуют уже другие
законы—законы аэродинамики больших скоростей,
отличающиеся от вышеизложенных.
ш
Дет 18
Дет 19
Расклепать
Пробо/юка 0 2мм
Расклепать
Рис. ?. Конструкция модели самолета:
/ — контур № 1; 2 — контур № 2; 5 —контур № 3; 4 —контур № 4; 5 — обтекатель винта; 6 — воздушный винт; 7 —элерон; в —руль высоты; 9 — руль поворота; 10 —
колесо; // — стойка шасси; 12 — гайки к стойке шасси; 13 — кронштейны; 14 — ручка управления рулями высоты и элеронами; /5 — кронштейн ручки управления;
/6'— кронштейн управления элеронами; /7—мостовое колесо; IS — петля; 19 — Г-образиый крючок; 20 — ножные педали; 21 — направляющая петля.
УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ САМОЛЕТА
При полете самолет нужно поворачивать вверх и
вниз, вправо и влево, а также накренять или
устранять его крен. Для осуществления этих движений
самолет должен поворачиваться в воздухе вокруг
трех взаимно перпендикулярных осей: поперечной,
продольной и оси поворотов. Это производится
рулями. Самолет имеет три вида рулей: руль высоты,
руль поворотов и элероны.
Как работает управление самолета? Обратимся
к рис. 7.
Пилот сидит на сиденье в кабине, в передней
части фюзеляжа. Перед ним расположен
вертикальный подвижной рычаг 14. Это ручное управление
рулями высоты и элеронами. Под ногами пилота,
несколько впереди него, находится второй подвижной
рычаг 20 — поперечно-горизонтальный. В концы
этого рычага пилот упирается ногами, поэтому этот
рычаг называется ножным управлением, а иногда
просто педалями.
Работа ручного управления происходит согласно
схемам 1 и 2 (рис. 7). Ручку его с кронштейном 15
можно отклонять вперед (от себя) и назад (на себя),
а также вправо и влево. К ручке прикреплены
тросы, которые идут к рулю высоты 5, где они
прикрепляются к маленьким вертикальным рычажкам —
кронштейнам 13.
Схема 1. Если летчик передвигает ручку
вперед (от себя), то руль высоты отклонится вниз и на
его нижнюю поверхность начнет набегать встречный
поток воздуха. Вследствие этого воздушный поток
будет давить на нижнюю поверхность руля снизу
вверх. Под действием этой силы хвост самолета
поднимется, а нос опустится, т. е. самолет повернется
вокруг своей поперечной оси, и угол атаки крыльев
уменьшится.
С х е м а 2. Если же пилот потянет ручку назад
(на себя), то руль высоты отклонится вверх. Тогда
воздушный поток будет давить на верхнюю
поверхность руля и хвост самолета опустится, а нос
поднимется, т. е. угол атаки крыльев увеличится.
Таким образом, при помощи руля высоты пилот
может изменять угол атаки крыльев, а значит,
управлять подъемной силой, уменьшая или увеличивая
ее. Поэтому он может изменять скорость и высоту
полета.
Если пилот отклонит ручку вправо (схема 1), то
кронштейн 16 отклонится тоже вправо и потянет
правый трос, который отклонит правый элерон 7
вверх. А так как оба элерона соединены тросом, то
одновременно с этим левый элерон 7 тоже
отклонится, но вниз, и самолет повернется вокруг своей
продольной оси вправо. Если пилот отклонит ручку
влево, то картина получится обратной: левый элерон
отклонится вверх, а правый вниз.
Так при помощи элеронов пилот может
накренять машину в ту или другую сторону или устранять
крен. Это бывает необходимо при поворотах
(виражах) или когда машина сама накренится, например,
под действиехМ сильного восходящего воздушного
потока.
Работа ножного управления происходит согласно
схеме 3. Концы педалей 20 соединены тросами с
кронштейном 13 на руле поворотов 9. Если пилот
нажмет на правую педаль, то руль отклонится
вправо, а если нажмет на левую педаль, то руль
отклонится влево. При отклонении руля вправо
воздушный поток начнет оказывать давление на его
правую поверхность, стремясь повернуть самолет
вправо вокруг оси поворотов. При отклонении руля
влево воздушный поток станет действовать на его
левую поверхность, стремясь повернуть машину
влево.
Рис. 9. Вид модели снизу.
134
Для облегчения горизонтальных поворотов надо
прибегать к так называемым виражам, когда пилот
одновременно с отклонением руля поворотов
накреняет машину в сторону поворота с помощью
элеронов. При глубоких виражах во время
фигурных полетов пилот одновременно действует еще и
рулем высоты, помогая тем самым выполнению
резких поворотов машины.
КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА МОДЕЛИ
Модель собрана из плоских контурных
элементов, похожих по форме на соответствующие части
самолета, но связанных между собой в одно
неразъемное целое (рис. 8). В модель вмонтированы
органы управления движением в виде
действующих рычагов и педалей, связанных с тросами и
рулями, которые изменяют направление движения
натурального самолета в полете.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ И СБОРКА ИХ
1. Изготовление модели начинают с
выпиливания заготовок для четырех основных контуров 1, 2, 3
и 4. Для этого берут березовую фанеру толщиной
4—5 мм и на нее по рис. 7 через копировальную
бумагу переводят контуры заготовок в натуральном
масштабе. Еще лучше будет, если масштаб рисунка
при нанесении контуров на фанеру увеличить в
полтора раза. При этом направление верхнего слоя
фанеры для этих деталей должно быть: контура /—
вдоль по размаху крыла, контура 2 — вдоль по
фюзеляжу, контура 3— вдоль по стабилизатору и
контура 4 — вдоль по контуру.
После того как на фанеру будут переведены все
контуры, их выпиливают лобзиком.
Выпиленная заготовка контура / профилируется
при помощи рашпиля по сечению М — N (крыло) и
К — L (крыло с элеронами). У заготовки контура 2
профилируется по сечению С—Д киль с рулем
поворотов, а у заготовки контура 3 по сечению А—В
профилируется стабилизатор с рулями высоты. После
профилировки все детали зачищаются наждачной
бумагой.
Затем на контурах согласно чертежу
вычерчиваются контуры рулей: на крыле — элероны 7, на
стабилизаторе— рули высоты 8 и на киле — руль
поворота 9, после чего передняя часть рулей
отпиливается лобзиком и закругляется согласно сечениям,
указанным в чертеже.
2. Из целлулоида или фанеры толщиной 1,5 мм
вырезают ножницами четыре кронштейна 13, в
которых просверливают по два отверстия диаметром
1,5 лш. Затем на элеронах, руле высоты и руле
поворотов лобзиком делают пропилы, как указано на
рисунке, и в них вклеивают по одному кронштейну.
3. Для подвешивания рулей изготовляют
четырнадцать шарниров из стальной проволоки диаметром
1,5 мм. Каждый шарнир состоит из четырнадцати
петель 18 и четырнадцати Г-образных крючков 19.
Концы их расклепывают и вставляют в рули и в
неподвижные детали, как указано на увеличенном
рисунке чертежа. На крыле против кронштейнов 13
прокалывают два отверстия и вставляют в них
проволоку, изогнутую в форме восьмерки (шпилька 21),
как указано на рисунке (установка кронштейнов).
Оба руля высоты 8 соединяют друг с другом скобкой
из проволоки диаметром 2 мм, позволяющей
осуществлять их одновременное перемещение.
4. После установки кронштейнов и подвески
рулей модель окрашивают. Крыло, фюзеляж,
стабилизатор и киль окрашивают в любой светлый
цвет, например, в стальной, а остальные детали в
темный, например, элероны — в коричневый, рули
высоты — в красный, а руль поворотов — в синий.
5. Воздушный винт 6 и обтекатель 5
изготовляют из березы или липы. Обе лопасти,
составляющие винт, вырезают по шаблону А из брусочков сече,
нием 7X15 мм, после чего вырезают шаблон Б, и по
нему профилируют брусочки. Обтекатель 5
вытачивают из березы, как указано на чертеже, просверливают
в нем два отверстия под углом 180°. После этого
детали обрабатывают наждачной бумагой, красят и
собирают на клею, вставив лопасти в отверстия
обтекателя. Крепление обтекателя производят к
носовой части на проволочной оси.
6. Стойки шасси 11 изготовляют из двух кусков
мягкой стальной проволоки диаметром 3 мм. На
обоих концах их нарезают резьбу МЗ, проволоку
изгибают Г-образно и навинчивают по одной гайке
на каждый конец. Затем из фанеры по чертежу
выпиливают два колеса 10, профилируют их, надевают
на оси шасси и устанавливают на крыло, закрепляя
гайками на концах, как указано на чертеже.
Изготовление хвостового колеса 17 наглядно видно из
рисунка. Окрашивают шасси в черный цвет.
7. Ножные педали 20 изготовляют из проволоки
диаметром 3 мм и длиной 86 мм. Концы проволоки
спиливают напильником до половины сечения и к
ним сверху припаивают две пластинки из жести и
два ушка из проволоки для тросов, идущих к рулю
поворота, как указано на рисунке (ножные педали).
Центральную часть рычага педалей расклепывают
и в ней сверлят отверстие диаметром 1,5 мм, а затем
гвоздем прикрепляют к полу фюзеляжа, а к
шляпке гвоздя припаивают ушко для прохождения троса
от ручки управления к рулям высоты.
8. Ручное управление состоит из вертикальной
ручки 14 (она изготовляется из проволоки
диаметром 3 мм), горизонтальной трубки, кронштейна 15
управления рулями высоты и кронштейна 16
управления элеронами. Оба кронштейна изготовляют из
листового железа. Чертеж конструкции ручки
управления дан в натуральную величину, а
вынесенные рисунки — в увеличенном виде. Изготовленное
ручное управление прикрепляют к фюзеляжу, как
показано на рисунке, при помощи заклепок и
жестяных пластинок.
9. Порядок сборки основания модели
следующий: в пазы контура 1 (крыла) вводят шипы
контура 2 (фюзеляжа), проклеивая места сопряжения.
Стабилизатор 3 пазом вставляют на клею в киль
фюзеляжа, после чего на киль навешивают руль
поворотов 9. Вид модели в сборе показан на рис.
8 и 9.
МОНТАЖ РУЛЕВЫХ ТРОСОВ
Управление элеронами показано на
схеме 1 рис. 7. Прокладка тросов показана на рис. 8
и 9. От верхнего кронштейна правого элерона трос
проходит через вырез фюзеляжа к верхнему
кронштейну левого элерона, а от нижнего кронштейна
135
правого элерона через отверстие в крыле — к
правому кронштейну 16 ручки управления. От нижнего
кронштейна левого элерона трос проходит через
отверстие в крыле к левому кронштейну той же ручки
управления. Поэтому при отклонении ручки
управления вправо правый элерон поднимается, а левый
опускается и наоборот.
Управление рулями высоты показано
на схеме 2 рис. 7. Трос проложен от верхнего
кронштейна 13 правого руля высоты 8 к нижней
точке ручки управления, проходит через отверстие в
ручке 14 и при нейтральном положении рулей высоты
завязывается узлом. Второй конец троса от ручки
управления проходит через ушко центральной части
ножных педалей 20 и подходит к нижнему
кронштейну правого руля высоты. При наклоне ручки
управления «от себя» рулл высоты отклоняются
вниз, а при наклоне ручки «на себя» — вверх.
Управление рулями поворотов
показано на схеме З.От правой педали 20 трос проходит
к правому кронштейну 13 руля 9, от левой педали—
к левому кронштейну 13. Следовательно, при ходе
правой педали вперед руль повернется вправо, а
при ходе левой педали вперед — влево.
Для изготовления модели необходимы
следующие инструменты и материалы.
ИНСТРУМЕНТ
Лобзик с пилками. Напильник. Рашпиль. Нож
перочинный. Дрель ручная (может быть заменена
обыкновенным шилом). Сверла 0 2, 3 и 5 мм.
Лерка для резьбы МЗ. Молоток. Плоскогубцы.
Круглогубцы. Ножницы по металлу. Ручные тисочки,
Бумага копировальная. Электропаяльник.
МАТЕРИАЛЫ
Фанера березовая толщиной 4—5 мм по
площади контуров крыла, фюзеляжа, стабилизатора и
носовой части, Проволока диаметром 3 мм для шасси,
ручки управления к ножных педалей. Проволока
диаметром 1,5 мм для шарниров рулей. Жесть от
консервной банки для крепления ручки управления
с полом фюзеляжа. Восемь гаек с резьбой МЗ для
крепления стоек шасси и колес. Целлулоид или
фанера толщиной 1,5 мм для изготовления
кронштейнов рулей. Нитки для тросовой проводки № 00.
Для изготовления воздушного винта
используется береза ила липа. Клей может быть применен
столярный, БФ или конторский. Нужны также
наждачная бумага для зачистки фанеры и деталей модели
и краски нескольких цветов.
РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ
Инженер В. Л. САЛОВ
В данной статье описывается модель
радиоуправляемого автомобиля, которую изготовили на
Нижне-Тагильской городской станции юных
техников школьники Шпехт Э., Топоров А., Зимина Ф.
под руководством Ю. А. Панкратова.
Постройка модели радиоуправляемого
автомобиля позволяет ознакомиться с принципами
радиотелеуправления и приобрести навыки в изготовлении
и наладке подобной аппаратуры. Аппаратура
телеуправления основана на принципе
число-импульсного распределения, как наиболее доступном для
самостоятельного изготовления.
Модель выполняет пять команд в следующей
последовательности: ход вперед, поворот направо,
поворот налево, стоп, ход назад, включение света.
Дальность управления зависит от схем приемника в
передатчика и ограничивается расстоянием прямой
видимости. Модель состоит из трех основных частей:
1) шасси с механизмом передвижения, рулевым
управлением и кузовом;
2) селектора, который служит для включения
того или иного механизма автомобиля, в зависимое
ти от числа переданных импульсов;
3) приемника, служащего для приема сигналов,
передаваемых с пульта управления.
Общий вид модели показан на рис. 1.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛИ
Изготовление модели надо начинать с шасси.
Шасси изготовляют аз лагуна толщиной 2—3 мм
или дюралюминия.
Рве 1. Общий вид радиоуправляемой модели автомобиля*
tin
го
v^
z:
45^
Рис. 2. Шасси модели.
//tf
31?
Г
L
Подогнать под запрессовки
дета/7и поз. 2
!_
03+0'1
§
-J w
l~2fl-J
Ж
f0
53
С*
с?
+
к 20 —J
— 31
пи
10
Подогнать под
запрессовку детали 5
*~~3апилить но i
1мм cJL
® Левую т
-4
2?
«
0/2
У\
5
4-
1-£-
р\~Ь
I— 77
U-2{? J
/05
6
кя-
11111111111111ИИП13Ш
kb
Si 20/770.051
*д,
[Г_~ТГ^ ^"T-^lt ♦ rPe5eh
115
нка 7 £
CSiJ
J
© Правую MS+o,2
04 Паять
t'¥
37
„tun
b°*\ \"\\\n\ L
x
'<3*
0/0
10
if—f Tf&^T" i—J*
T § I Mb" ^
\\Гайка i I I «o 1
\\М.?Сппятгл •*// III сч; Л
Гайка
]M3(nami <fiU\
LM
10
10
10
г-го J
/Vft
2a/n6 0J^';
3
]=-
U-20 *4
C4J
Рис. З. Детали приводного и рулевого механизмов:
/ — угольник для задней оси; 2 — подшипник задней оси; 5 — задняя ось; 4 — диск колеса; 5 — втулка для
диска заднего колеса; 5—планка с гребенкой; 7— передняя полуось; 8 — подшипник; 9 — гайка
подшипника; 10 — рычаг; // — угольник для ходового мотора.
Сначала вырезают заготовку размером
450X160 мм и выполняют ее разметку согласно
рис. 2. После разметки вырезают ножницами
контур и обрабатывают его напильником. Отверстия
для крепления узлов надо сверлить при установке
последних, иначе они могут не совпасть с
размерами тех деталей, которые будут устанавливаться.
Изготовление основных деталей приводного и
рулевого механизмов показано на рис. 3.
Угольник 1 для крепления задней оси в
количестве двух штук изготовляют из стали толщиной
4 мм. В угольники запрессовывают по бронзовой
втулке 2, служащей подшипником для задней оси.
Заднюю ось 3 изготовляют из прутка мягкой стали
диаметром 8 мм с резьбой М4 на концах.
Диски колес 4 в количестве
четырех штук можно выточить из
алюминия, текстолита, эбонита, твердого
дерева и т. п. материалов.
В центр диска запрессовывают
латунную втулку-подшипник 5 с
внутренней резьбой М4. На диск колеса
надевают резиновую шину, которую
можно склеить из резинового жгута
диаметром 10 мм. Если колеса изготовить
трудно, то их можно взять готовыми —
от игрушек.
Рулевой механизм модели состоит
из мотора, редуктора, планки 6
поперечной тяги с гребенкой, двух полуосей
7 с подшипниками 8 и рычагов 10.
Наиболее важной деталью узла
служит планка 6 с гребенкой. Планку
изготовляют из мягкой стали или
латуни. Гребенку выпиливают из бруска
латуни размером 5X3X46 мм и припаивают к
планке. Зубцы выпиливают трехгранным напильником.
Расстояние между ними выбирают в зависимости от
диаметра и числа зубцов применяемой шестерни
редуктора.
Полуоси 7, подшипники 8 с гайками 9 и
рычаги 10 изготовляют из мягкой стали или латуни. При
Сборку начинают с монтажа заднего моста.
Общий вид его показан на рис. 4. Сначала
устанавливают на смазке подшипники на оси 3 и
привертывают угольники 1 болтами МЗ к шасси 21. На
концы оси на смазке надевают колеса 12 и
закрепляют их гайками 17, добиваясь минимального
зазора. Гайки закрашивают краской для
предотвращения самоотвертывания.
После этого устанавливают ходовой
электромотор 14а. Его мощность 10 вт, рабочее напряжение
24—28 вольт. Мотор располагается сверху на
шасси на двух угольниках //. Он центруется между
угольниками при помощи двух винтов МЗ. На
выступающую ось мотора надевают резиновую
трубку 13, прижимаемую к шине левого заднего колеса.
Рис. 4. Общий вид приводного механизма заднего моста:
угольник для подшипника оси; 3 — ось; // — угольник ходового мотора; 12 — колесо;
13 — резиновая трубка; 14а — ходовой мотор; 17 — гайка; 21 — шасси.
Этим фрикционным соединением осуществляется
передача вращающего усилия с мотора к ведущим
задним колесам модели.
Сборку рулевого механизма и переднего моста
(рис. 5) нужно начинать с установки подшипников
для полуосей. Для этого в шасси на расстоянии
105 мм друг от друга сверлят два отверстия
диаметром 8+0'2лш.
подшипнику 3,
гайками 9.
В каждый
вставляют две
В них вставляют по
которые закрепляются
Рис. 5. Общий вид рулевого механизма и переднего моста:
6 — планка с гребенкой; 7 — полуось; В — подшипник; 9 — гайка подшипника; 12 — колесо:
146 — рулевой мотор;
"/7"— гайка; 20 — шестерня; 21 — шасси.
этом для полуоси вытачивают две заготовки, как
показано на рис. 3, которые затем спаивают вместе
под углом 90°. Для крепления ходового мотора
нужно изготовить два угольника //.
подшипник на смазке
полуоси 7 — правую и
левую, которые отличаются друг от
друга направлением запиленной
стороны. На запиленные концы полуосей на*
девают по рычагу 10 (рис. 6),
прижимаемому винтом МЗ. Затем оба рычага
соединяют планкой б, укрепляемой на
концах болтами МЗ. По зубцам
гребенки планки перемещается
шестерня 20 редуктора 16.
В модели применен редуктор от
часового механизма будильника с
передаточным отношением 1 : 50. В качестве
мотора рулевого механизма 146
применен такой же мотор, как и з
приводном механизме. Он крепится к шасси
скобой 22 шириной 10 мм и соединен с редуктором
гибким пружинным валом 15.
При сборке рулевого механизма нужно обратить
139
Рис. 6. Размещение основных деталей на шасси (вид сверху))
б — олавка с гребевсов; 10 — рычаг; II — угольввк ходового мотора; 12 — колесо; II — резиновая i рубка; на — ходовое иоюр; Мб —рулевой мотор;
И — гибкая вал; 16 — редуктор; 20 — шестерня; 21 — шасси; 22 — скоба.
\Ча 22
18
У
А
„ifcL. ^l----- bzzzzr-^
id
>
Рис. 7. Размещение основных деталей на шасси (вид сбоку):
// — угольник ходового мотора; /2- колесо; IS — резиновая трубка; На — ходовой мотор; Мб — рулевой мотор; 16 — гибкий вал; /5 —редуктор:
18 - батарев КБС-0.5; /9 — скоба; 20 —шестерня; 21 — шасси; 22 — скоба мотора.
особое внимание на точность сопряжения рычагов 10
и планки б, так как наличие люфта в этом
соединении недопустимо.
Кузов автомобиля делают из папье-маше с
последующей окраской, но можно сделать его и из
мягкого алюминия. В обоих случаях для этого
изготовляют деревянную оправку, форму которой
выбирают по желанию. Объем кузова должен быть
достаточным для размещения всех агрегатов модели.
Порядок размещения всех узлов модели показан на
рис. 6 и 7. Кузов надевают сверху модели и
закрепляют болтами в четырех точках.
ИЗГОТОВЛ ЕН ИЕ СЕЛ ЕКТОРА
Селектор служит основным узлом, от точности
работы которого зависит правильность выполнения
моделью полученных команд. Лучше всего
применить готовый селектор, но если его найти не удастся,
то можно изготовить самим.
Схема селектора приведена на рис. 8, а узлы и
общий вид — на рис. 9 и 10.
Как видно из схемы, селектор имеет пятнадцать
контактов 6 и два полукольца 7. С помощью
полуколец переключают ходовой мотор на передний и
задний ход и «стоп», а через контакты
переключают направление вращения мотора рулевого
механизма и включают освещение фар. Так как
команды поворота повторяются через одну, оказалось
возможным обойтись без реле времени, что
значительно упростило модель*
г— 20
Рис. 8. Электрическая схема селектора:
/ — электролампы фар; 2 — обмотка электромагнит
та селектора; 3 — ходовой мотор; 4 — мотор
рулевого механизма; б — батарея питания; 6 —
контакты; 7 — полукольца.
IT
si
1
7 1
-А—д—г- • ^ . ^]у
- во -1
Рис. 9. Детали механизма селектораз
■ »*n»»tminr щ каркас электромагнита; 2- катушка электромагнит*; S - ярмо электромагнита: 4- якорь электро-
^Тн^а Т^пооволочный подшипник якоря, б - упорные проволочные кольца, «-ось якоря, •-оттяжная пружина.
д собачка .-пружина собачки; 5 - корпус механизма; 5-кснгяк1н*я панель, 7 - стойка с проволочным аодши-
о — соиачла. Vj диком; 8 — храповое колесо; 9 - щетка.
141
Принцип работы самодельного селектора
следующий (рис. 9 и 10). В момент срабатывания реле в
приемнике по обмотке катушки электромагнита 2
селектора протекает ток. Электромагнит
притягивает якорь 4, имеющий на свободном конце
специальную собачку. Она нажимает на зубец храпового
колеса 8 и поворачивает его. Храповик имеет
^зубцов, поэтому при каждом импульсе тока он
поворачивается на Vis окружности. На одной оси с
храповиком укреплена щетка с двумя ползунками, один
из которых движется по полукольцам, другой — по
контактам, замыкая ту или иную цепь.
Изготовление деталей селектора видно из рис. 9.
Сердечник / электромагнита изготовляют из
стального болта длиной 35 мм и
диаметром 8 мм. Под головку его
приклеивают круглую щеку диаметром 20 мм,
а внизу — квадратную щеку со
стороной 20 мм. Болт обматывают двумя
слоями бумаги и между щечками
укладывают обмотку 2 из 1800 витков
провода ПЭШО диаметром 0,15—0,2 мм.
Ярмо электромагнита 3 и якорь 4
можно выпилить из полосы мягкой
стали.
Сердечник, ярмо и якорь
рекомендуется предварительно отжечь,
нагрев их докрасна и медленно
остудив.
в центре — отверстие для оси храпового колеса 8 и
щеток 9. Контакты выгибают из медной проволоки.
Кроме контактов, на панели располагают два
полукольца из латуни толщиной 1—1,5 мм для
переключения ходового мотора. Между полукольцами
должен быть разрыв 5 мм.
Стойку 7 второго подшипника оси храпового
колеса 8 выгибают из жести. К ее верху припаивают
медную проволочную спираль, которая служит
вторым подшипником для оси этого колеса.
Храповое колесо 8 изготовляют из латунного
диска наружным диаметром 18 мм с 15 зубцами.
Высота зубцов 1 мм. Разметку их вести по второй
окружности диаметром 16 мм. Особое внимание нуж-
Принципиальная схема приемника
Л,1П2б
л2 /л 26
С3 R, Ют
0,01+0,02
Схема передатчика
\SLSLr
+1,26
1208
-1206+36
-36
Рис. 10, Селектор в сборе.
Рис. П. Принципиальная схема передатчика и приемника.
С одной стороны якоря к нему припаивают
стальную проволочную спираль а, с другой стороны —
П-образную проволоку—ось собачки. Собачку д
сгибают из жести и прижимают пружиной е к
храповику 8. С ярмом 3 якорь 4 соединен П-образ-
ной проволокой в, служащей осью якоря. По обе
стороны его следует надеть по нескольку
проволочных колец б. К ярму и якорю припаивают концы
оттяжной пружины г, которая возвращает якорь
обратно после выключения тока.
Корпус 5 распределителя согнут из полоски
жести шириной 30 мм. На нижней стенке корпуса
просверливают отверстия для крепления
электромагнита, на верхней — для регулировочного винта.
Контактную панель 6 выпиливают из эбонита,
текстолита или гетинакса размером 45X60X3 мм.
В ней высверливают 15 отверстий для контактов, а
но обратить на точность разметки и выполнения
профиля зубцов, которые выпиливают надфилем.
В центре храпового колеса сверлят отверстие
диаметром 2 мм для оси. Ее изготовляют из куска
стальной спицы и припаивают к храповому колесу.
На ось припаивают также контактную щетку 9 из
тонкой латуни, которая изготовляется согласно
рис. 9.
Сборку селектора начинают с установки ярма 3 и
якоря 4 в корпус 5. Затем устанавливают
контактную панель 6 и стойку 7. В последнюю очередь
вставляют ось с храповым колесом 8 и щеткой 9.
Установить колесо нужно так, чтобы его зубцы
находились точно под серединой собачки якоря. После
сборки следует установить регулировочным винтом ход
якоря так, чтобы от каждого импульса тока щетка
передвигалась на один контакт.
142
Вид селектора в сборе показан на рис. 10.
Селектор укрепляют в левой передней части
верха шасси (см. рис. 6).
Сухую батарею для питания селектора и
моторов составляют из десяти батареек от карманного
фонаря типа КБС-0,5. Они соединяются в две запа-
раллеливаемые группы, состоящие каждая из пяти
включенных последовательно батареек. Такая
батарея будет иметь рабочее напряжение до 24 вольт
при емкости в 1 ач.
Батареи 18 (см. рис. 7) укрепляют на шасси и на
полочке под ним. Полочку 19 можно сделать из
алюминия с креплением на винтах к низу шасси.
Тип батарей для питания радиоприемника и
места их расположения указаны на рис. 6.
Продолжительность работы селекторно-мотор-
ной батареи зависит от тока потребления моторов
и времени их включения.
Если принять ориентировочно расход тока
ходовым мотором 0,5 а и мотором рулевого управления—
0,25 а, то мощность потребления составит при 24 в
в батарее: 0,5X24=12 ватт первым мотором и
0,25X24=6 ватт вторым. Считая установочную ем-
Одним из интереснейших применений радио
является радиотелемеханика — управление
механизмами на расстоянии. Радиотелемеханика находит
широкое применение во всех отраслях народного
хозяйства. За последние годы эта отрасль радио все
больше привлекает нашу молодежь.
В настоящей статье описывается комплект
радиоаппаратуры, состоящий из передатчика и
приемника, предназначенных для передачи и приема
сигналов телеуправления с помощью радио.
Эту аппаратуру можно изготовить в школьном
радиокружке или на детской технической станции.
Ее изготовление позволит кружковцам
ознакомиться с принципами радиотелеуправления и приобрести
навыки в изготовлении и наладке подобной
аппаратуры.
Описанная здесь аппаратура телеуправления
служит для передачи двух команд управления и
может быть установлена на любой движущейся
модели— корабля, самолета, автомобиля.
При разработке аппаратуры основное внимание
было обращено на надежность работы ее основных
частей — передатчика и приемника, так как их
неисправности могут вывести из строя всю
управляемую модель.
Особое внимание было обращено на снижение
веса приемника и его источников питания.
Приемник модели очень легок и компактен. Его вес—170 г,
размеры—50X130X30 мм. Вес исполнительного
механизма— соленоида и источников питания —
около 600 г.
Такой комплект радиоаппаратуры был
установлен на модели самолета и позволял передавать две
команды: поворот вправо и поворот влево. Поворот
вправо производился при включенном передатчике,
поворот влево — при выключенном передатчике. По-
кость батареи равной 24X1 ач=2А ватт-часам,
находим, что запаса энергии ее хватит на питание ходо-
24
вого мотора в течение -jj =2 часов, а рулевого
24
мотора — в течение -g- =4 часов (без расхода тока
на накаливание ламп в фарах). Отсюда нетрудно
определить ожидаемый срок службы одного
комплекта батареи.
Освещение фар лучше всего выполнить путем
установки в каждую из них по одной трехваттной
12-вольтовой автолампе. Обе лампы включают
последовательно согласно схеме, показанной на рис. 8.
Приемник для модели должен иметь размеры не
более 160X40X20 мм. Крепить его надо над
батареями в верхней части кузова. Описание приемника и
передатчика для управления данной моделью
помещено в настоящем сборнике.
В качестве варианта приемника можно также
предложить схему, приведенную на рис. 11. Она
взята из журнала «Крылья родины» № 6 за 1952 год с
некоторыми изменениями: переменное
сопротивление /?i на 10 ком заменено постоянным, а лампы
поставлены типа 1П2Б — от слуховых аппаратов.
лет по прямой осуществлялся попеременным
включением поворота вправо и поворота влево.
Радиус действия аппаратуры — от двух до пяти
километров в зависимости от рельефа местности.
Аппаратура изготовлена автором и применялась
в модели самолета, участвовавшей во Всесоюзных
авиамодельных соревнованиях радиоуправляемых
моделей. Она демонстрировалась на Свердловской
областной выставке радиолюбителей.
Комплект радиоаппаратуры для телеуправления
состоит из двух основных частей: передатчика с
кнопкой управления, находящегося на земле, и
приемника, установленного на модели самолета.
ПЕРЕДАТЧИК
Для передачи сигналов управления на модель
применяется передатчик на электронных лампах,
который работает на волнах УКВ-диапазона на
частоте 39,5 мггц (6,1 м).
Схема передатчика приведена на рис. 1.
Передатчик собран по схеме самовозбуждения на двух
пентодах типа СО-257, включенных тетродами.
Лампы СО-257 являются наиболее мощными
батарейными лампами и позволяют получить мощность
до двух ватт в антенне.
Контур передатчика состоит из катушки Lb
емкости конденсатора С\ и междуэлектродных
емкостей ламп. Анодное напряжение подается на
середину катушки L\ через дроссель ДР\, который
преграждает путь токам высокой частоты к источникам
питания. Связь с антенной индуктивная, через
катушку связи L-2. Подача команды производится
включением передатчика кнопкой /Сь которая
замыкает цепь анодного напряжения.
КОМПЛЕКТ РАДИОАППАРАТУРЫ ДЛЯ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ
14»
Передатчик собран на панели из дюралюминия
или стали толщиной 1,5 мм. Расположение основных
деталей передатчика на шасси показано на рис. 2.
Горизонтальные и вертикальные панели
соединяются между собой винтами М4. Размер вертикальной
панели 160X120 мм, горизонтальной—120X80 мм.
Катушка контура L\ содержит шесть витков
медного голого провода диаметром 1,5 мм. Длина
катушки 60 мм, диаметр 30 мм. Катушка связи с ан-
Сборку передатчика нужно начинать с установки
основных деталей согласно рис. 2. Лампы Л\ и Л?
крепят вертикально, цоколем кверху. Катушку Ц
припаивают прямо к ламелям панелек ламп
Л\ и Л2. Подстроенный конденсатор С\
привертывают к горизонтальной панели около катушки L\.
Катушку связи с антенной L2 крепят между
витками катушки L\ (рис. 3). Один конец катушки Ц
надо подпаять к изолятору антенны, другой—к мед-
С%,
&
ijk ^
п
6
4г Т *V
160 8
Рис. 1. Принципиальная схема передатчика:
bi—катушка контура; Ц — катушка связи с антенной; Сг — 8/30 пф; О, — 20 пф; С. — 20 пф*
С,— 0,1 мкф; Я,— 20 ксш; Я3 — 20 ком; Я4 — 2 ом; Л,—СО-257; Л3—СО-257.
тенной Li содержит два витка того же провода.
Диаметр катушки 60 мм.
Сопротивления R\ и R* типа ВС мощностью 0,25
или 0,5 ватта.
Конденсаторы С? и С3 керамические,
рассчитанные на рабочее напряжение не менее 250 вольт.
Конденсатор С, полупеременный керамический, с
изменением емкости от 8 до 30 пф.
Рис. 2. Схема расположения основных
деталей передатчика:
/ - антенный изолятор: 2 — гнезда для кнопки
включения передатчика. 3 — катушка L%; 4— ламповые па*
велькя. 5 — лампы Лх и Л2; 6 — фишка питания;
7 — включатель питания; #—реостат накала; 9 — ка-
тушкя Ly. W — конденсатор С1#
Панельки для ламп Л\ и Л2 желательно
применить фарфоровые, но можно поставить и
пластмассовые. Выклюяагель ВК\—тумблер с одной парой
контактов. Реостчт накала /?4 должен пропускать
ток не менее 300 миллиампер без заметного
нагрева.
ному лепестку, привернутому к панели.
Выключатель ВК\9 реостат накала /?4, гнезда для включения
шнура с кнопкой управления и фишку питания
укрепляют на вертикальной панели.
Антенный изолятор крепят на утолке из железа
толщиной 2—3 мм над катушкой Ц. Конец
изолятора проходит через деревянную стенку ящика, и на
него навинчивается антенна.
В качестве антенны используется штырь
длиной 1,5 м из алюминиевой трубки диаметром 10 мм.
В один конец трубки введен наглухо медный
цилиндр, внутри которого нарезана резьба М5. Этим
концом антенна навинчивается на антенный
изолятор, который должен иметь ту же резьбу.
Для монтажа передатчика берут жесткий
медный провод в любой изоляции, кроме эмалевой.
Монтаж надо выполнять по возможности более
короткими проводами.
Передатчик и источники питания помещают в
общий ящик размером 160X230X270 мм,
изготовленный из фанеры толщиной 10 мм.
Питание передатчика осуществляется по
анодной цепи — от двух батарей БАС-80, соединенных
последовательно, а по накальным цепям — от двух
элементов щелочного аккумулятора НКН-22, также
соединенных последовательно.
Можно применить другой тип аккумулятора,
имеющего емкость не менее 15 ампер-часов и
дающего напряжение не менее двух вольт.
После сборки передатчика проверяют
правильность монтажа и подключают источники питания.
Прежде всего реостатом накала R\ устанавливают
напряжение накала, равное 2 в, которое
контролируют по вольтметру, подключенному ко второму и
седьмому лепесткам панельки одной из ламп. Пра-
144
вильно собранный передатчик обычно сразу
начинает генерировать.
Наличие колебаний можно проверить с помощью
неоновой лампочки: если ее поднести к одному из
анодов, лампа начинает светиться. Если неоновой
лампочки нет, то наличие генерации можно
определить с помощью пробника — витка провода,
замкнутого на лампу от карманного фонаря. При
сближении витка с катушкой контура лампа должна
загораться, что указывает на наличие генерации.
После проверки генерации нужно установить
частоту передатчика, равную 39,5 мггц. Частота
передатчика определяется величиной индуктивности
катушки контура L\ и емкостью конденсатора С\.
Вращая конденсатор Си изменяют частоту
передатчика в нужную сторону, причем для повышения
частоты его нужно вращать в сторону уменьшения
емкости, а для понижения частоты — наоборот.
Измерение частоты передатчика обычно ведется
по резонансному волномеру. При отсутствии
волномера частоту передатчика можно установить,
прослушивая его работу приемником, имеющим
диапазон 38—40 мггц.
Если в процессе настройки вращением
конденсатора С\ не удается установить частоту в 39,5 мггц,
то следует сжать или растянуть витки катушки L\.
Сжатие витков ведет к увеличению ее
индуктивности и понижению частоты передатчика. Растяжение
витков ведет к уменьшению индуктивности и
повышению частоты передатчика.
После установки частоты передатчика в 39,5 мггц
подбирают связь антенной катушки L2 с анодной
катушкой L\. Для этого к концам катушки
подпаивают лампочку на 6,3 вольта и, вдвигая катушку
L2 в катушку L\, добиваются наиболее яркого
свечения лампочки. Положение катушки L2l при
котором лампочка максимально накаливается, будет
соответствовать наилучшей связи антенны с
анодным контуром передатчика.
После подбора связи лампочку отпаивают, и
передатчик можно считать настроенным. В
дальнейшем настройку передатчика изменять не надо.
ПРИЕМНИК
Приемник радиоуправляемой модели, схема
которого приведена на рис. 4, собран на
сверхминиатюрных лампах типа 1П2Б. Приемник трехлампо-
вый и состоит из трех каскадов: сверхрегенерагора
на лампе Ли усилителя низкой частоты на лампе Л*
и усилителя мощности на лампе Л3.
В анодную цепь лампы Л3 включено
поляризованное реле типа РП-4. Когда сигналов нет,
напряжение шумов, поступающее через конденсатор Сб с
сопротивления /?8, усиливается лампой Л2 и через
конденсатор С7 подается на сетку лампы Л3, после
которой через конденсатор Сю поступает на
выпрямитель из германиевых диодов.
Выпрямленное напряжение в отрицательной
полярности через сопротивление Re подается на сетку
Л3, что сильно уменьшает ее анодный ток. Он
становится недостаточным для срабатывания реле,
и его контакты разрывают цепь питания соленоида
реле.
При появлении сигналов передатчика шумы
сверхрегенератора подавляются, лампа Л3
отпирается, ее анодный ток увеличивается и реле
срабатывает. Контакты реле замыкают цепь питания
соленоида, и якорь его поворачивает руль в другую
сторону.
Рис. 5. Размещение основных деталей
на панели приемника.
Такая схема выходного каскада позволяет очень
экономично использовать батарею анодного
питания. Приемник потребляет около 1 миллиампера при
отсутствии сигнала и около 3 миллиампер при
приеме сигналов передатчика.
Приемник собирается на панели из
2-миллиметрового гетинакса (или текстолита) размером
50X130 мм. Размещение основных деталей на
панели показано на рис. 5,
^•ASg
А аноЪуЛ. *о*оду Лг
Рис. 3. Взаимное
расположение
катушек Ц и £г.
Рис. 4. Принципиальная схема приемника:
С, —8/3On0; Са — 50 пф; С, —Зпсб; С« — 2000 пф; С5 , Св , С7 — по
0,01 миф; С9 — 0.1 мкф; С» — 0,1 мкф; С,0 — 0,05 мкф; С,, — 5 мкф;
f?t—3,0 мгом; Rt — 10 ком; Я, — 1,6 мгом; R4 — 2,0 мгом; /?в — 0.1 мгом;
R6 — 1 мгом; R7 — 3,0 мгом; R8 — 60 ком.
10 Заказ 13
145
Лампы типа 1П2Б имеют мягкие выводы и
впаиваются в схему. Для этого в панели нужно
просверлить отверстия диаметром 2 мм и вставить в них
медные заклепки, залудив их с обеих сторон. С
одной стороны панели к заклепкам припаивают
лампы, с другой — остальные детали схемы.
На одной стороне панели располагают подстро-
ечный конденсатор С\, на другой — катушку Lu
дроссель ДР\, реле и остальные конденсаторы и
сопротивления
Мелкие детали подпаивают непосредственно
друг к другу без соединительных проводов. В
качестве опорных стоек для них можно применить
заклепки, вставленные в соответствующие места
панели. В результате такого способа монтажа приемник
получается малогабаритным и прочным.
Рис. 6, Антенное гнездо, Рис. 7. Схема
регулировки
контактов реле.
Катушка сверхрегенератора Lx содержит 11
витков медного провода диаметром 0,8 мм,
намотанного на керамическом каркасе диаметром 15 мм.
Длина намотки катушки 35 мм. При отсутствии
керамического каркаса можно применить
бескаркасную намотку. Конденсатор контура С\ —
полупеременный, керамический, с изменением емкости от
8 до 30 пф.
Около катушки L\ в панель ввертывается гнездо
для антенны. Гнездо вытачивают из бронзы или
латуни согласно рис. 6.
Дроссель ДРХ содержит 40—100 витков провода
диаметром 0,12—0,15 мм, намотанных на каркасе
в один ряд. В качестве каркаса используется
сопротивление типа ВС-0,5 величиной не менее
50 ком.
В схеме применено поляризованное реле типа
РП-4, имеющее ток срабатывания около 1,5
миллиампера. Катушка реле содержит 2,5 тыс. витков
провода диаметром 0,07 мм. Оно устанавливается
на панели вертикально. Силовые контакты реле для
предотвращения искрения шунтируют
конденсатором емкостью 0,25 мкф. Вместо реле типа РП-4
можно применить другое реле, но оно должно иметь
ток срабатывания не более 2,5 миллиампера.
Выпрямители КП-1 и КП-2 — германиевые диоды
типа ДГ-Ш. Можно применять германиевые диоды
других типов.
Вдоль всей панели приемника, на стороне, где
расположены конденсаторы и сопротивления,
прокладывают медную луженую шинку из провода
диаметром 1,5 мм, к которой подпаивают все
минусовые концы схемы. Цепи питания приемника
оканчиваются фишками, а к ним подключаются
батареи.
Для питания приемника применяются: для
анодных цепей — батарея ГБ-СА-45 напряжением
45 вольт, для накальных цепей — один элемент
НС-СА напряжением 1,2 вольта. Накального
элемента хватает на 10 часов работы приемника, а
анодной батареи — на 50 часов работы.
Для работы приемника требуется антенна
длиной 0,5 — 1 м, которую натягивают вдоль
фюзеляжа модели. Для антенны применяют медный
канатик, оканчивающийся однополюсной вилкой.
Настройку приемника начинают с регулировки
реле РП-4 при отключенном питании приемника и
разомкнутых контактах реле. Регулировку
производят регулировочными винтами 1 и 2, причем один из
них должен быть сдвинут за нейтральную линию
(рис. 7). В этом случае при обесточенной обмотке
реле подвижной контакт всегда будет
притягиваться к одному и тому же неподвижному контакту.
Зазор между этими контактами в положении
«разомкнуто» устанавливают равным 0,5—0,7 мм.
После регулировки реле включают питание
приемника. В первую очередь проверяют, работает ли
сверхрегенератор. Для этого вместо реле в анодную
цепь лампы Лъ впаивают электромагнитные высоко-
омные головные телефоны (наушники). Если
сверхрегенераторный каскад работает, то в наушниках
будет слышен характерный шипящий шум
регенерации. Если приемник не регенерирует, то нужно
немного уменьшить величину сопротивлений /?2
и /?8.
Значительно улучшает регенерацию повышение
добротности контура, чего можно добиться
увеличением индуктивности L\ и уменьшением величины
конденсатора d.
После получения устойчивой регенерации
приемника переходят к настройке входного контура
приемника на частоту 39,5 мггц. Наиболее просто и
быстро «вогнать» приемник в диапазон 38—40 мггц
можно при помощи ультракоротковолнового
сигнал-генератора типа СГ-1. Для этого напряжение
от генератора подается на антенное гнездо
приемника, а частота генератора устанавливается равной
39,5 мггц. Затем вращением конденсатора С\
настраивают приемник на эту же частоту.
Если пределов изменения конденсатора С\ для
получения нужной частоты входного контура не
хватает, то нужно изменить величину
индуктивности катушки Lb сжимая или растягивая ее витки,
как указано выше.
После настройки приемника проверяют его
чувствительность. Для этого выключают внутреннюю
модуляцию в генераторе и замеряют напряжение,
при котором полностью подавляется шум. Оно
должно быть не более 100—200 микровольт.
Затем включают вместо наушников реле и
последовательно с ним миллиамперметр со
шкалой на 5 миллиампер и, подключив к приемнику
антенну, включают передатчик. Вращая
конденсатор С\ приемника, каждый раз добиваются
срабатывания реле при включении передатчика и
одновременно по миллиамперметру контролируют
анодный ток лампы Л3.
Если настройка приемника правильна, то ток
лампы Л3 при включенном передатчике должен
возрастать до 1,8—2,5 миллиампера, а при выклю-
146
ченном передатчике—падать до 0,3—0,6
миллиампера.
После такой предварительной настройки
нужно разнести приемник и передатчик на расстояние
50—100 метров и еще раз дополнительно подстроить
приемник, так как точно настроить его вблизи
передатчика трудно.
В случае отсутствия сигнал-генератора СГ-1
настройку нужно начинать с прослушивания
передатчика. Приняв сигнал передатчика, конденсатором
С{ настраивают приемник по максимуму
подавления шума, что определяют по наибольшему
отклонению миллиамперметра в анодной цепи лампы «/73.
На этом настройку комплекта радиоуправления
можно закончить. Правильно собранный и
настроенный комплект радиоуправления позволяет
надежно управлять моделью на расстоянии прямой
видимости.
При установке приемника в модели самолета
особое внимание следует обратить на
амортизацию приемника, так как фюзеляж модели сильно
вибрирует. Для этого приемник подвешивают в
центральной части фюзеляжа на резиновых
амортизаторах.
К контактам реле подключают цепи питания
исполнительного механизма. Исполнительные
механизмы могут быть любого типа.
ПРИБОР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РАДИОАКТИВНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
Е. М. ВОЛЫНСКИЙ
Зав. лабораторией телемеханики Свердловской областной станции юных техников
В настоящее время в науке, технике,
народном хозяйстве широкое применение находит
атомная энергия. Одним из видов использования
атомной энергии в мирных целях является применение
радиоактивных изотопов. Широко применяется так
называемый метод «меченых атомов», при помощи
которого можно следить за развитием растений,
проверять усвояемость различных веществ
организмом, автоматически контролировать
всевозможные производственные процессы и т. д. Широкое
распространение получила гамма-дефектоскопия —
определение дефектов в металле при помощи
гамма-лучей (рис. 1).
У/у у/Л //, .//.Л-^7~
Рис. 1. Исследование
гамма-лучами:
/ — источник гамма-лучей, 2 —
исследуемый предмет, 3— счетчик
гамма-лучей, 4 — счетное устройство со
стрелочным прибором.
Рис. 2. Внешний вид
счетчика
Гейгера-Мюллера.
Если по одну сторону исследуемого металла
поместить источник гамма-лучей, а по другую —
счетчик интенсивности излучения, то гамма-лучи,
свободно пройдя через слой металла, дадут некоторое
отклонение стрелки на приборе регистрации
радиоактивных излучений. Перемещая исследуемый
предмет, следят за показаниями прибора: наличие
в металле трещин или скрытых раковин дает
увеличение показаний.
Описываемый прибор служит для регистрации
гамма-излучения и рассчитан для
учебно-демонстрационных целей. Его можно применять на уроках
физики в десятых классах средней школы как
учебно-наглядное пособие по теме «Строение атома».
Изготовление прибора доступно для школьного
радиотехнического кружка и не требует
специального оборудования. В изложенной конструкций
прибор выполнен учениками девятых и десятых
классов и показал устойчивую работу в течение
длительного времени. Он демонстрировался на
Свердловской областной выставке детского технического
творчества и получил первую премию.
В схему прибора входят следующие основные
элементы: счетчик гамма-лучей, предварительный
усилитель, измеритель скорости счета со
стрелочным индикатором и выпрямитель.
СЧЕТЧИК ГАММА-ЛУЧЕЙ
Счетчик Гейгера-Мюллера (рис. 2) состоит из
продолговатого стеклянного газонаполненного
цилиндра с двумя электродами. Один из них в виде
тонкой металлической нити служит анодом. Стенки
баллона с внутренней стороны покрыты слоем меди,
который является катодом. К выводам счетчика
подается постоянное напряжение порядка 400 вольт.
Для разных типов счетчиков существует свое
номинальное напряжение. В данной конструкции
рекомендуется использовать счетчики типов СТС-1 и
СТС-8, напряжение которых 380—400 вольт.
Можно использовать и другие типы счетчиков.
При попадании гамма-лучей в счетчик они
выбивают из катода электроны, которые в свою
очередь выбивают электроны из атомов газа внутри
трубки, вызывая тем самым ионизацию его. Про-
Л
ъ
Рис. 3. Хара:л"еристика счетчика.
цесс ионизации нарастает лавинообразно, и в
счетчике возникает электрический разряд. При этом на
счетчике происходит скачкообразное падение
напряжения, т. е. возникает отрицательный импульс.
Но под влиянием среды газа разряд быстро
гасится, и счетчик опять готов для регистрации следу-
148
ющей частицы. Процесс гашения продолжается
500—200 микросекунд. Таким образом, попадание
ионизирующей частицы в счетчик вызывает импульс
напряжения в цепи счетчика. Число импульсов в
единицу времени п будет пропорционально
интенсивности излучения источника.
Счетная характеристика источника изображена
на рис. 3. Работа счетчика происходит на
прямолинейном участке, называемом «плато». Напряжение
конца «плато» превышать нельзя, так как это
выведет счетчик из строя.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Отрицательные импульсы от счетчика подаются
на предварительный усилитель (предусилитель),
собранный по схеме с лампой 6Ж7 согласно рис. 4.
Рис. 4. Принципиальная схема
предварительного усилителя.
Предварительный усилитель обычно
монтируется вместе со счетчиком на отдельном шасси и
соединяется с остальными частями схемы
коаксиальным кабелем длиной до 1,5—2 метров. Общий вид
усилителя показан на рис. 5.
Работу счетчика с предварительным усилителем
можно контролировать при помощи наушников,
которые подключают к егс выходу. При нормальной
работе в наушниках должны быть слышны
щелчки— так называемый фон от естественной
радиоактивности воздуха, а также от космических лучей.
Частота фона 50—60 импульсов в минуту.
С целью экранировки от естественной
радиоактивности воздуха предварительный усилитель и
счетчик должны быть помещены в сплошной
металлический (желательно свинцовый) ящик со щелью
для проникновения излучения. Щель должна быть
закрыта черной бумагой от солнечных лучей,
которые также дают сильный фон.
Предварительный усилитель собирают на
алюминиевом шасси, конструкция и размеры которого
даны на рис. 6. Высота шасси должна быть 40 мм.
На задней его стенке устанавливают две ламповые
панели для соединения предусилителя с
выпрямителем и счетным устройством при помощи кабеля.
Конструкция соединительного кабеля дана на
рис. 7. Для переходных колодок используют
корпуса от металлических радиоламп б-вольтовой
серии. В торце баллона радиолампы просверливают
отверстие диаметром 10 мм для прохода кабеля,
затем, отделив цоколь от баллона, освобождают
последний от деталей. После этого пропускают
провода кабеля через отверстие в баллоне и припаивают
их к штырькам цоколя с внутренней стороны. Далее
кожух лампы присоединяют к цоколю. Такими
переходными колодками оснащают оба конца каждого
кабеля.
Счетчик укрепляют на шасси специальными
кронштейнами, которые выполняют из алюминия
согласно рис. 8.
Рис. 5. Общий вид предварительного усилителя без кожуха.
149
Один из кронштейнов приклепывают прямо к
шасси—он служит выводом отрицательного
электрода счетчика. Для крепления второго кронштейна
в шасси имеется квадратное отверстие, к которому
приклепывают кусок текстолита размером 70X70 мм,
толщиной 1—2 мм. В текстолите выпиливают
продольное отверстие для перемещения кронштей-
Рис, 6. Шасси предварительного усилителя.
^Зак/гепкс^
штампованного металла. При изготовлении штампа
следует соблюдать правильные размеры и соосное
расположение рабочего конца пуансона и гнезда
матрицы относительно установочного стержня.
Иначе штамп будет работать с перекосом и быстро
выйдет из строя.
Шасси предусилителя помещается в
металлическом корпусе, выполненном из листового железа
толщиной 0,5—1 мм (рис. 11).
Заготовка свертывается по линиям сгиба и
склепывается. Готовый кожух следует покрыть нитро-
эмалевой краской.
Передняя стенка корпуса, имеющая щель для
проникновения излучения, покрывается листовым
свинцом толщиной 1 мм, который является
защитным экраном. В экране также прорезается щель.
Крепление экрана к стенке можно произвести
небольшими заклепками или клеем БФ-2.
Электрический монтаж предусилителя прост и
выполняется изолированным монтажным проводом
любой марки с помощью пайки. Внешний вид
монтажа показан на рис. 12.
Правильно смонтированный предусилитель не
требует наладки.
ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ СЧЕТА
Внешний вид измерителя скорости счета
приведен на рис. 13 и 14, а схема—на рис. 15.
На вход измерителя подаются импульсы после
лепесток
Рис. 7« Разделка конца
соединительного кабеля.
Рис, 8. Кронштейны для крепления счетчика.
на вдоль счетчика, что необходимо при установке и
замене его.
Кронштейн закрепляют винтом МЗ с гайкой и
двумя лепестковыми контактами для подключения
счетчика в схему.
Для защиты радиолампы усилителя от
воздействия постороннего радиоактивного излучения служит
свинцовый экран, изображенный на рис. 9, который
угольниками укрепляют на шасси.
Для пробивки отверстий под ламповые панели
в шасси (а эта операция при выполнении ее
обычным слесарным инструментом довольно
трудоемка) можно использовать штамп — простое и удобное
приспособление, показанное на рис. 10.
Штамп состоит из двух частей — матрицы и
пуансона. Пуансон имеет центральный
направляющий стержень, входящий в отьерстие матрицы.
Отверстие нужно для выбивания из матрицы вы-
15
Jz
-^-
nt
1 ш
^
'J
70 *А
J 1
"\ 1
t
Г* 1
я
Г
f
Рис, 9. Свинцовый экран.
150
»—■
г
1
Г"
-
»
%
it
j«r
ll
Jtt
Ut?/
**'
робивки отверстий под ламповые панели.
^
-«за? J— xar-J-i— ^«? Л*-хе5-Л*Аг—
Рис, 11. Корпус предварительного усилителя.
Рис. 12, Монтаж предварительного усилителя.
15t
Рис, 13. Общий вид измерителя скорости счета*
Рис. 14. Шасси измерителя (корпус снят).
Рис. 15. Принципиальная схема измерителя скорости счета.
предусилителя. Схема измерителя содержит четыре
лампы: две типа 6Н8, одну типа 6X6 и одну типа
6Г2. Питание их производится от выпрямителя,
работающего на лампе типа 5Ц4С. Лампа Лх типа
6Н8 выполняет функцию формирователя
импульсов, придавая им прямоугольную форму.
Два диода лампы Л2 типа 6X6 (6X2)
выпрямляют импульсы, и они попадают на интегратор,
представляющий собой интегрирующий (суммирующий)
контур, схема которого показана на рис. 16.
Вход
Рис. 16. Схема интегрирующего
контура.
Рис. 17, Шасси измерителя скорости счета.
Работа его происходит так. Каждый импульс
заряжает конденсатор контура, который в свою
очередь разряжается на ламповый вольтметр,
образованный лампой Лъ типа 6Н8 (см. рис. 15) со
стрелочным прибором — индикатором. В качестве
индикатора можно использовать миллиамперметр, как
указано ниже. Чем больше импульсов попадает на
интегратор, тем большее отклонение дает прибор
вольтметра. Следовательно, показания стрелочного
прибора будут пропорциональны интенсивности
излучения. Шкала прибора градуируется в импульсах
в минуту.
На лампу 6X6 интегратора нужно подавать
небольшое (около 10 вольт) отрицательное
напряжение Е. Для получения этого напряжения
применен каскад на лампе Л\ типа 6Г2. Работа его
заключается в том, что напряжение накала 6,3 в
подается на сетку этой лампы, усиливается ею и
выпрямляется ее диодом. Величину смещения Е
устанавливают подбором элементов схемы.
11 Заказ 13
153
Рис. 18. Общий вид кожуха измерителя скорости счета*
Линии ceudct
Рис 19. Раскрой заготовки для кожуха измерителя.
^
/ос
ФОООкО*
**»*„** **
/Ъ, ^V<f
Рис. 20. Размещение деталей на монтажных
панелях измерителя,
Переключатель П\ служит для подбора
величины С в процессе измерения, а переключатель Пг—•
для переключения шкал прибора. Регулятором /?гз
прибор устанавливается на нуль, при этом
выключатель К на входе замыкают на шасси. Работа
прибора происходит при выключенном К.
Схему измерителя скорости счета собирают на
шасси из листового алюминия толщиной 1,5—2 мм
с вертикальной панелью согласно рис. 17.
На панели монтируются стрелочный прибор и
элементы управления измерителя. На задней
стенке шасси устанавливают колодку для подключения
предусилителя, а также гнезда для
громкоговорителя или наушников.
Шасси помешают в кожух, общий вид которого
показан на рис. 18.
Кожух выполняют согласно рис. 19 из листового
железа толщиной 0,5—1 мм, как указано выше, и
окрашивают. Основные детали в схеме —
промышленного изготовления.
Особенностью монтажа является применение в
нем панельной сборки деталей. Для этого
отдельные узлы и схемные детали располагают на двух
текстолитовых или гетинаксовых пластинках, как
указано на рис. 20, которые затем устанавливают
внутри шасси (рис. 21). Такой способ удобен для
выполнения и обеспечивает хорошее качество.
Стрелочным прибором (индикатором) может
служить любой микроампеометр или
миллиамперметр, например, типа ПМ-70, с током потребления
не более 5 ма.
Наладку измерительного устройства нужно на-
154
Рис. 21, Монтаж на шасси измерителя (вид снизу).
чать с лампового вольтметра. Если монтаж сделан
правильно, то настройка сведется к подбору шунта
к индикатору.
Подавая на вход вольтметра постоянное
напряжение порядка 5—10 вольт, убеждаемся в
правильной работе его схемы. Далее на вход измерителя
подают переменное напряжение порядка 5—10 вольт.
Рис. 22. Схема дискриминатора.
При правильней работе счетного устройства
стрелочный прибор лампового вольтметра должен
показать отклонение, так как интегратор обычно не
требует предварительной наладки.
Для более точной регистрации импульсов от
счетчика на уход измерителя скорости счета
можно подключить так называемый
дискриминатор (ограничитель), схема которого приведена на
рис. 22.
Дискриминатор выполнен на двух лампах типа
6Ж4 и может быть смонтирован на шасси
измерителя скорости счета. Элементы схемы дискриминатора
должны быть в строгом соответствии с указанными
на рисунке.
ВЫПРЯМИТЕЛЬ
Для питания счетчика необходимо
стабилизированное постоянное напряжение порядка 380—400
вольт, получаемое от выпрямителя.
Схема выпрямителя приведена на рис. 23.
Лампа Л{ типа 5Ц4С — кенотрон, лампа Л2
типа 6ПЗ — электронный стабилизатор
напряжения, а лампа Л3 типа 6Ж7 служит для
управления режимом стабилизации. Для
стабилизации выпрямленного напряжения в
схеме применен газовый стабилизатор СГ-4.
В качестве измерителей выхода
выпрямителя используется вольтметр с
достаточно высоким внутренним сопротивлением,
например типа ПМ-70, со шкалой до
500 вольт.
Выпрямитель собирают на шасси с
передней панелью, которое изготовляется из
листового алюминия толщиной 1,5—2 мм.
Размеры шасси указаны на рис. 24.
Крепление передней панели к основанию шасси
производится болтами МЗ или М4. Шасси
закрывают кожухом, конструкция которого, сборка и
отделка аналогичны описанным выше.
Монтаж выпрямителя также производится
способом панельной сборки. Размещение элементов
схемы на панелях указано на рис. 25.
Правильно собранный выпрямитель сразу
начнет работать. Настройка его заключается в
регулировке режима стабилизации сопротивлением /?4.
Качество стабилизации можно проверить, изменяя
11*
155
напряжение сети на +20% и замеряя напряжение
на выходе выпрямителя. При этом изменение
выпрямленного напряжения не должно превышать
1—2 вольт.
НАЛАДКА
Описанная конструкция прибора при тщательной
наладке обеспечивает высокую точность измерения
полнить также трудно, поэтому можно
ограничиться приближенной градуировкой. Для этого замеряют
на какой-либо отградуированной установке
активность используемого излучателя в импульсах в
минуту. Далее по отклонению стрелки индикатора
замечают активность этого же излучателя на нашей
аппаратуре, которая будет соответствовать
измеренной активности.
тц-50
Рис, 23. Схема выпрямителя.
числа импульсов. Произвести тщательную наладку
аппаратуры в условиях радиотехнического кружка
без специальных приборов трудно. Но для учебно-
демонстрационных целей достаточно ограничиться
наладкой, описанной выше.
350
Ш1
s
К 135
30
350
■ SO
\3*03О\ . _
•80-\
ЫБ
-*4W± 40±—
гг ф ф ф \
±
J
-Ф-
50
-Ф-
60
70
Рис, 24. Раскрой заготовки шасси
выпрямителя:
1 — шасси; 2 — панель.
Когда все каскады аппаратуры налажены и
работают устойчиво, производят градуировку
стрелочного прибора-индикатора в импульсах в минуту.
Такую градуировку в условиях кружка точно вы-
В качестве гамма-излучателя можно
использовать светящийся циферблат от часов или какого-
либо прибора, светящееся вещество которого состоит
из сернистого цинка и препарата радия. Такой
излучатель безопасен и вполне годится для
демонстрации явления.
ЗАМЕЧАНИЯ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
Если в качестве излучателя используется
светящаяся шкала, то ее следует запаять в тонкостенный
металлический контейнер, сделанный, например, из
белой жести или латуни. Использовать более
активные излучатели строго запрещается.
Следует соблюдать также осторожность в обра-
Рис 25. Монтажная панель
выпрямителя.
щении с выпрямителем, так как развиваемое им
напряжение доходит до 400 вольт. К работе с
аппаратурой можно допускать только учеников 9—10
классов, хорошо ознакомленных с ее устройством.
РАДИОМЕТР - ПРИБОР ДЛЯ ПОИСКА
РАДИОАКТИВНЫХ РУД
Е. М. ВОЛЫНСКИЙ
Зав. лабораторией телемеханики Свердловской областной станции юных техников
Юные техники Свердловской облСЮТ М.
Васильев, В. Моисеев и В. Сыромятников изготовили
разработанный авторами данной статьи вариант
конструкции радиометра. Эта конструкция
отличается простотой схемы, небольшим габаритом,
экономичностью в эксплуатации и безопасностью
пользования, обусловленными применением низковольт-
Рис. 1. Общий вид радиометра.
ного источника питания, а также обеспечивает
устойчивую работу при достаточной громкости
сигналов.
В приборе нет таких деталей и ламп, которые
трудно достать в условиях периферии, поэтому его
можно изготовить силами юных техников любой
школы.
Радиометр — это прибор, определяющий
наличие радиоактивного излучения урановых, ториевых
и других радиоактивных элементов и веществ. Он
может служить для определения месторождений
радиоактивных руд, залегающих в недрах земли, и
рассчитан на применение в летних походах юных
туристов при числе участников до 20—25 человек.
Общий вид прибора показан на рис. 1.
СХЕМА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РАДИОМЕТРА
Схема радиометра показана на рис. 2. Основой
схемы прибора служит счетчик Гейгера-Мюллера /
типа СТС-1, включенный последовательно в цепь,
состоящую из источника питания постоянного
тока — батареи 4, переключателя 2 и головных
телефонов (наушников) 3.
ч
Работа
Хшядка
Рис. 2. Принципиальная схема
радиометра:
/ — счетчик Гейгера-Мюллера СТС-1; 2 —
переключатель— тумблер; 3 — головные телефоны
(наушники); 4 — батарея ГБ-200; 5 —
конденсатор КБГ-0,1 мкф\ 6 — конденсатор КБГ-0,05 мкф;
7 — сопротивления.
Радиоактивные лучи, попадая в счетчик,
вызывают ионизацию заключенного в нем газа,
вследствие чего в счетчике происходит электрический
разряд, который слышен в наушниках в виде щелчков.
Количество щелчков пропорционально
интенсивности воздействующего радиоактивного
излучения. Если вблизи нет радиоактивного
месторождения или вещества, численность щелчков
незначительна (10—30 в минуту) и объясняется естествен-
157
йым влиянием космических лучей атмосферы. Но с
приближением к радиоактивному источнику число
щелчков резко возрастает и может переходить в
сплошной треск.
Питание прибора производится одной сухой
малогабаритной батареей ГБ-200 или ее
заменяющими батареями ГБ-75, ГБ-45, при номинальном
напряжении 200+10% вольт.
Для повышения этого напряжения до 400 вольт,
необходимых для работы счетчика, в приборе
применена схема удвоения напряжения батареи
посредством конденсатора.
Это осуществляется тумблером — двухполюсным
переключателем 2, который при положении зарядка
подключает конденсатор 5 к питающей батарее,
заряжая его до полного напряжения, а в положении
работа подключает заряженный конденсатор
последовательно к батарее, увеличивая тем самым
подводимое к электродам счетчика напряжение с 200 до
400 вольт.
Поэтому при пользовании прибором необходимо
периодически, через каждые 15—20 минут,
включать тумблер в положение зарядка и сразу же
переключать его в положение работа. Такую
подзарядку конденсатора можно производить достаточно
часто, так как расход батареи при этом
незначителен.
В нерабочем состоянии прибора тумблер
остается в положении зарядка.
Чтобы избежать электротравмирования, связан-
OsJ
535
А
45
Загибается бнутрь
■190-
*65
ного с наличием повышенного напряжения,
поступающего в счетчик, в схеме применены защитные
сопротивления 7, включенные последовательно с
батареей со стороны обоих ее выводных концов.
Это не ухудшает чувствительности прибора, но
ограничивает силу тока, проходящего по его цепи,
до величины, меньшей 1 миллиампера, которая
является вполне безопасной в любых условиях
нормального пользования прибором.
УСТРОЙСТВО ПРИБОРА
Прибор собирается в закрытом корпусе —
коробке, которая изготовляется из листового металла
(стали, алюминия и др.) или из дерева.
Дно коробки имеет несколько отверстий для
свободного проникновения радиоактивного
излучения в колбу счетчика.
В коробке размещаются:
1) счетчик Гейгера-Мюллера типа СТС-1;
2) батарея типа ГБ-200 (ее можно заменить на
5 батарей типа ГБ-45 или 3 батареи ГБ-75,
включаемые последовательно для получения общего
напряжения порядка 200 в)\
3) телефоны-наушники электромагнитные, вы-
сокоомные, сопротивлением около 2 тыс. ом;
4) тумблер — перекидной двухполюсный
переключатель;
5) колодка с двумя телефонными гнездами;
6) конденсатор типа КБГ-400 емкостью 0,1 мкф;
7) конденсатор типа КБГ-400 емкостью 0,05 мкф;
8) два сопротивления типа ВС,
0,25 ватта, по 1 мегому.
_jf Чтобы удобнее было переносить
Т прибор, его следует поместить в
чехол из плотной ткани с наплечным
ремнем. Это позволит носить
прибор, как полевую сумку.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПРИБОРА
190
Й
k5
~д
Заклепки 0 2 мм Fj Л
Рис.
Стенка А
3. Раскрой стенки и разметка стечки А:
а — раскрой стенок, б - разметка стенки А.
К числу деталей,
подлежащих изготовлению, следует отнести
коробку-корпус и изоляционную
панель.
Коробка-корпус изготовляется из
листового металла толщиной 0,5—1 мм или из фанеры
толщиной 4—6 мм.
Если коробка изготовляется из металла, то на
материале сначала выполняют чертилкой раскрой
элементов — дна, крышки и стенок, руководствуясь
данными рис. 3 и 4.
Ножницами по металлу вырезают заготовки и
просверливают в них все необходимые отверстия.
Сгибают кромки деталей на металлической
оправке (двухтавровой балке) деревянным молотком-
киянкой.
Соединение сторон деталей лучше произвести
медными или алюминиевыми заклепками
диаметром 2 мм. Полезно также произвести пропайку
всех швов корпуса.
К крышке коробки прикрепляют с помощью скоб
ручку, которую изготовляют согласно рис. 5.
К стенкам прикрепляют замки с запорными
крючками, которые изготовляют также согласно
рис. 5.
Корпус и крышка в сборе показаны на рис. &
158
Готовую коробку следует покрасить. Для этого
употребляют масляную краску (ее наносят кистью)
или нитроэмалевую (ее лучше наносить
пульверизатором).
При аккуратном изготовлении коробки из
алюминия ее можно не окрашивать, а обработать
мелкой стеклянной или наждачной бумагой путем
нанесения вручную или дрелью так называемого
муара в виде небольших кружков, располагаемых
в неполную накладку.
Если коробка изготовляется из фанеры, то для
соединения стенок, дна и крышки можно
использовать столярный или казеиновый клей с
одновременным применением шурупов или гвоздей.
Более прочной будет коробка, собранная на
шипах из деревянных дощечек толщиной 1 мм с
применением клея, если это доступно квалификации
изготовителей.
Покраску деревянного корпуса следует
произвести масляной или эмалевой краской.
Изготовление плотного чехла для деревянного
корпуса будет особенно необходимым.
Изоляционная панель (рис. 7) служит
для размещения счетчика. Выполняют ее из
органического стекла, текстолита, гетинакса или
другого листового изоляционного материала хорошего
качества.
Закрепление счетчика на панели производится
двумя алюминиевыми кронштейнами, из которых
один прикрепляется к панели заклепками, а
второй—винтом с гайкой для перемещения счетчика
вдоль прорезанной щели.
Сама же изоляционная панель укрепляется на
стенке коробки на двух угольниках, которые
изготовляются согласно рисунку также из алюминия.
СБОРКА И МОНТАЖ ПРИБОРА
Сборку и монтаж прибора производят согласно
рис. 8.
Установка деталей производится в такой
последовательности:
1) укрепляют винтами изоляционную панель;
2) устанавливают тумблер и гнезда для
наушников;
3) припаивают (после проверки) схемные
детали: конденсаторы и сопротивления;
4) устанавливают батарею, укрепляя ее упором-
угольником, чтобы избежать перемещения в
продольном направлении, и картоном, который
кладется между батареей и стенкой, чтобы избежать
перемещения в боковом направлении.
Если батарея составляется из блоков типа ГБ-45
или ГБ-75, то их предварительно связывают вместе
изоляционной лентой.
Затем производят монтаж, т. е. соединение
элементов схемы согласно принципиальной схеме. Для
монтажа рекомендуется применить многожильный
провод в полихлорвиниловой изоляции Монтажные
соединения следует выполняв пайками, обращая
внимание на ах качество.
0Ю*7от6
■33 — 1?*У-7Т- -Г -I
^
15
189
I,
<^>
I '
I
_ igi _|
1
i
L. —
~1bZ
N
5i -
и
ч
1
т
Рис. 4. Дно и крышка коробки радиометра:
а — раскрой два, 0 — раскрой крышка.
159
Все места соединений на концах проводов
следует тщательно обмотать изоляционной лентой и
закрыть трубками из изоляционного материала.
ПРОВЕРКА И НАЛАЖИВАНИЕ РАДИОМЕТРА
После проверки правильности монтажа
приступают к его испытанию.
Включение прибора производят тумблером,
который кратковременно устанавливают в положение
зарядка, а затем переводят в положение работа.
Правильно собранный прибор сразу начнет
работать, и в наушниках будут слышны щелчки от
космической радиации с частотой 10—30 импульсов в
минуту.
При поднесении к прибору какого-либо
радиоактивного тела, например, светящегося
циферблата, частота щелчков резко возрастет.
При отказе прибора следует проверить
правильность подключения счетчика: знак + счетчика
должен быть присоединен к конденсатору 5.
КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ РАДИОМЕТРОМ
Радиометр следует беречь от влаги, нагрева
свыше 40° и длительного пребывания на морозе при
температуре ниже — 10°.
Влага может вызвать значительную утечку тока
батареи и, как следствие, преждевременный
износ ее.
Нагрев прибора прямыми солнечными лучами
вызывает в счетчике усиленный разряд, который
VZ
оо
•5»
05
91
110
Ручка
К
R8
—15
Скода
Волгл с
гайкой
,МЗ
$УГ Замок
Рис. 5. Ручка и замок.
Вид д сборе
•W
4=
А
4а
190
10
4
-57*3 = 171 . v -,
Корпус'
Рис. 6. Крышка и корпус в сборе.
10
23*2-
Рис. 7. Изоляционная панель:
/ — основание панели; 2 — кронштейн; 3 — угольник; 4 — винты МЗ с дв>мя шайбами и
одной гайкой; 5— счетчик.
Рис. 8. Монтаж прибора:
/ — корпус; 2 — батарея; 3 — панель со счетчиком; 4 — тумблер;
5 — гнезда телефонов; б — конденсаторы; 7 — сопротивления;
8 — угольник упорный.
слышен в виде непрерывного треска в наушниках.
Это явление исчезает после остывания прибора, для
чего достаточно вынести его в тень.
Длительное пребывание прибора при
температуре ниже — 10° не рекомендуется, так как батарея
может замерзнуть и перестанет работать. В таком
случае работоспособность ее сразу
восстанавливается после переноса в более теплое помещение.
Срок действия прибора определяется в основном
емкостью, т. е. работоспособностью батареи. В
условиях нормальной эксплуатации это зависит чаще
всего от срока и условий ее хранения, зачастую
мало зависящих от расхода тока йа схему.
В обращении с радиометром требуется
некоторая осторожность. При вскрытой
крышке корпуса не следует браться за оголенные концы
батареи, деталей и проводников, так как они могут
оказаться под полным схемным напряжением
питания счетчика, доходящим до 400 вольт»
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Общие требования
Обслуживание и приведение в действие станков, машин и
другого оборудования может производиться только теми
учащимися, которые на этом оборудовании, машинах
получили предварительно необходимый инструктаж от учителя по
обращению с данным оборудованием и машинами. Другим
учащимся работать ьа упомянутом оборудовании без
разрешения учителя воспрещается.
Учащийся, обслуживающий порученный ему станок,
машину, агрегат:
1. Обязан следить за наличием и исправностью
оградительных устройств и приспособлений; за исправностью
заземления станка, машины, агрегата; за целостностью
изоляции токопроводящих проводов.
2. Не должен производить работу при отсутствии
положенного ограждения, приспособления и при нарушенном
заземлении.
3. Обязан в присутствии учителя проверять до начала
работы действие пусковых, остановочных и тормозных
устройств обслуживаемого станка, машины; воспрещается
начинать работу до устранения обнаруженных неисправностей.
4. Обязан следить за тем, чтобы оградительные
устройства (кожухи, щитки и ч, п.), снятые на время ремонта
или по другим причинам, были немедленно поставлены на
место.
5. Должен пользоваться полагающимися для работы
индивидуальными приспособлениями и предметами (очками,
экранами, щитками, резиновыми перчатками и пр.).
6. Не должен производить измерений обрабатываемых
деталей, передавать детали или другие предметы через
станок во время его работы (на ходу).
7. Не должен производить на ходу чистку, обтирку,
смазку движущихся и вращающихся частей, а также съем
и крепление обрабатываемой детали на ходу, просовывать
руки или залезать за ограждение.
Эксплуатация металлорежущих станков
При работе на токарном станке по металлу необходимо
соблюдать следующие требования:
1) режущий инструмент к обрабатываемой детали
подводить осторожно:
2) не прикасаться к вращающимся частям станка, не
останавливать станоч нажимом руки на ремень, шкив, патрон
или деталь;
3) не сметать стружку руками; для этого необходимо
пользоваться щетками и крючками;
4) остерегаться ранения рук заусенцами и острыми
кромками;
5) не увеличивать без согласования с учителем скорость,
глубину и подачу резания;
6) следить за состоянием центров; с изношенными
центрами работать не разрешается;
7) не держать руки на рукоятках автоматического
управления станка во время работы;
8) перед остановкой станка отводить резец от
обрабатываемой детали;
9) не производить измерений обрабатываемой детали во
время работы станка;
10) рабочая одежда должна быть исправной, без
висячих концов, тесемок, подвяьок и других захватываемых
частей.
При работе на сверлильных станках запрещается:
1) приступать к работе в одежде, имеющей висячие
концы, тесемки и другие захватываемые части одежды;
2) держать мелкие изделия непосредственно в руках и
сверлить детали без крепления и упоров, прикасаться к
вращающемуся сверлу руками или притормаживать шпиндель
руками;
3) сдувать стружку или удалять ее пальцами;
пользоваться тампонами или самодельными мазками при внесении
охлаждающей жидкости в обрабатываемое отверстие;
4) переводить ремень со ступени на ступень при
работающем моторе.
При пользовании наждачными точилами необходимо
соблюдать следующие требования:
1) убедиться, на месте ли и прочно ли закреплены
защитные ограждения; работать без ограждения круга и
вращающихся частей запрещено;
2) убедиться, правильно ли установлен и прочно ли
закреплен подручник, проверить, не «бьет» ли заточной круг
(зазор между подручником и камнем должен быть не более
3 мм);
3) при затачивании оберегать заточной круг от ударов,
не особенно сильно нажимать инструментом на круг; не
затачивать инструмент на боковых поверхностях круга; стаять
в стороне от плоскости вращения круга; обязательно
пользоваться защитными очками или экранчиком.
При работе на фрезерных станках по металлу
необходимо соблюдать следующие требования:
1) обрабатываемую деталь подводить к режущему
инструменту осторожно;
2) приступать к работе только в исправной одежде, не
имеющей висячих концов, тесемок и других захватываемых
частей;
3) не смахивать руками стружку во время хода станка;
пользоваться для этого щеткой или специальными крючками
и только при остановленном станке;
4) не производить измерений обрабатываемой детали
во время работы станка;
5) не облокачиваться на стол станка во время его
работы;
6) не пользоваться самодельными мазками из тряпок,
ниток, ваты и т. п. материалов при внесении охлаждающей
жидкости на фрезу, а пользоваться насосом или специально
подведенными устройствами;
7) остерегаться ранения рук заусенцами при установке
деталей и снятии их со станка;
8) при работе станка фреза должна быть защищена
предохранительным колпаком.
При работе на поперечно-строгальных станках
необходимо соблюдать следующие требования:
1) работать только в исправной одежде, без висячих
концов, тесемок, подвязок и других захватываемых частей;
2) надежно крепить обрабатываемую деталь крепежными
приспособлениями;
3) детали на рабочем месте не разбрасывать, а
укладывать устойчиво.
Меры безопасности при слесарно-монтажных работах
При выполнении слесарных работ учащийся обязан
пользоваться только исправным инструментом. Молоток должен
быть прочно насажен и закреплен. Зубило, молоток, крейц-
163
мейсель, бородок, кернер, обжимка и т. п. не должны иметь
тоещин, отколов и наклепа; поверхность их ударной части
не должна быть скошенной.
Ручки инструмента должны быть без трещин и отколов.
На концах ручек должны быть насажены предохранительные
кольца. Напильники не должны иметь трещин, отколов и
заточенных концов; хвостовая часть не должна быть
поломанной. Ключи подбирать по размеру гаек; не производить
наращивания ключа.
Нельзя сдувать и сметать пальцами металлические
опилки и стружку с тисков и опиленной поверхности. При
выполнении рубки пользоваться установленными на верстаке
защитными сетками.
Меры безопасности при резании металла
1. При работе на гильотинных ножницах следует
внимательно следить за правильной подачей материала и не
допускать его заклинивания. Следует устанавливать
оградительную линейку или предохранительный прижим, особенно
при резке узких полос. Ножная пусковая деталь должна
быть ограждена.
2. При резке материала оберегать руки от ранения о
заусенцы. Работу производить в рукавицах.
3. При работе на балансирных ножницах следует
пользоваться оградительной линейкой, которая предупреждает
попадание руки под нож при подаче материала.
4. При работе на роликовых ножницах следить, чтобы
впереди падающих валков была установлена
предохранительная линейка.
Меры безопасности при пайке
1. Перед началом работы учащийся должен надеть
нарукавники, брезентовый фартук и легкие (не мешающие
движению рук) брезентовые рукавицы; под ноги положить
деревянную решетку.
2. При очистке рабочей части паяльника от нагара
флюс нельзя держать в руках, он должен находиться на
паяльном столе в специальной посуде.
3. Перегретый паяльник не охлаждать в жидкости.
4. При очистке кислотой спаиваемой поверхности не
держать тампон руками, а навертывать его на специальную
рукоятку.
5. При пайке изделий, положенных на колени, следить,
чтобы фартук закрывал ноги.
6. При пайке внутри сосуда пользоваться для освещения
лампами, рассчитанными на напряжение не свыше 12 в.
7. Запрещается производство паяльных работ на
изделиях, которые использовались до этого для хранения
воспламеняющихся материалов, без предварительной очистки и
промывки их; на изделиях, находящихся под давлением;
вблизи легковоспламеняющихся материалов.
8. При работе с паяльной лампой учащийся обязан
соблюдать следующие дополнительные правила: не наливать
бензин до краев чашечки паяльной лампы; не наливать
горючее в горящую или неостывшую лампу; разжигать только
сухую лампу; не наполнять лампу около огня; не
подогревать ее на горне и не разжигать от горна. По окончании
работы выпустить воздух из паяльной лампы.
9. Пользоваться электропаяльниками при напряжении
тока не свыше 36 в. Перед работой в отдельных случаях
электропаяльниками при напряжении 120 в, непосредственно
включенными в сеть без понижающего трансформатора,
учащийся обязан получить дополнительный инструктаж от
учителя и производить работу только с его разрешения.
При работе электропаяльником пользоваться резиновым
ковриком или калошами и резиновыми перчатками. Не
производить самому ремонт электропроводки и трансформатора.
О неисправностях сообщать учителю.
Электробезопасность
1. При пользовании переносными электрическими
лампами применять напряжение не более 12 в.
2. Для местного освещения рабочего места применять
напряжение не более 36 е.
3. Сырость, грязь повышают опасность поражения
электрическим током. Сухая одежда и обувь без металлических
шпилек, сухой пол уменьшают опасность поражения током.
4. Запрещается прикасаться к голым, плохо
изолированным или с поврежденной изоляцией проводам, клеммам,
контактам, к металлическим цоколям электрических ламп.
5. Запрещается наступать на переносные электрические
провода и шланги, так как при повреждении на них
изоляции возможно поражение электрическим током.
6. Все станки и машины, работающие от электрического
тока, корпуса электрических моторов, распределительные
устройства должны быть заземлены. Перед началом работы
каждый учащийся в присутствии учителя обязательно
должен проверить исправность защитных заземлений. При
обнаружении неисправности заземления или действия
электротока (при соприкосновении со станком или другим
оборудованием) надо прекратить работу, сообщить об этом учителю
и возобновлять работу только после устранения
обнаруженных неисправностей и с разрешения учителя.
Запрещается:
1) работать на неисправном и не имеющем заземления
оборудовании, а также неисправным и незаземленным
электрифицированным инструментом (электродрели,
электрошлифовальные переносные машины и т. п.);
2) открывать и снимать защитные кожухи на
рубильниках и электромагнитных коробках, дверцы шкафов
распределительных щитов и другие предохранительные ограждения на
электроустройствах и установках;
3) производить самостоятельное подключение к
электросети и распределительным щитам машин, станков,
электроинструмента, сварочных аппаратов и т. п., а также
производить ремонт и исправление электроустройств (пусковых
кнопок на машинах и станках, электроосвещения, моторов и
т. д.); в этих случаях нужно вызвать электромонтера.
Неумелое или неосторожное обращение с
электроустройствами может привести к несчастному случаю.
В этих случаях нужно немедленно оказать помощь
пострадавшему, для чего следует: выключить
рубильник, вынуть плавкие предохранители или вывернуть пробки.
Если этого сделать почему-либо нельзя, то, не
прикасаясь к телу пострадавшего, оттащить его за сухие части
одежды. Для освобождения пострадавшего из-под тока
можно использовать свою сухую одежду, сухой канат, сухую
палку, доску, резиновый шланг или другой токонепроводя-
щий материал. В случае необходимости прикосновения к
частям тела пострадавшего, не прикрытым одеждой,
пользоваться резиновыми перчатками.
Пострадавшему после его освобождения от действия
электрического тока необходимо оказать медицинскую
помощь, а при бессознательном его состоянии производить
искусственное дыхание до прибытия врача.
Пользование вентиляцией
В целях обеспечения нормальной чистоты воздуха и
температуры в рабочих помещениях должны использоваться
вентиляционные устройства, которые должны быть
приведены в действие перед началом работы в учебной мастерской,
цехе.
Учащиеся обязаны:
1) не допускать порчи, повреждения или разрушения
вентиляционных труб и других частей вентиляционных
устройств;
2) следить за правильной работой и использованием
вентиляционных устройств; периодически производить
очистку и необходимый ремонт;
3) в случае неудовлетворительной работы
вентиляционных устройств (плохой отсос, плохая подача воздуха) или
прекращения их работы учащиеся обязаны сообщить об этом
учителю для устранения замеченных недостатков; при
отсутствии специальных вентиляционных устройств в помещениях
должны быть форточки и помещения в обязательном порядке
должны систематически проветриваться.
список
КИНОФИЛЬМОВ И ДИАФИЛЬМОВ ПО ТЕХНИКЕ
1. Водоочистительная станция
2. Водопровод
3. Шлюзы
4. Передача давления жидкими телами
5. Сила давления и давление
6. Двигатель внутреннего сгорания
7. Паровоз
8. Тепловозы
9. Из истории электрического освещения (звуковой)
10. Электротранспорт (звуковой)
11. Электротрактор и электрокомбайн (немой)
12. Электроэнергия в сельском хозяйстве
13. Ветряные двигатели (звуковой)
14. Гидротурбины (немой)
15. Землеройные машины (звуковой)
16. Закон Ньютона (немой)
17. Подъемные механизмы (звуковой)
18. Применение сжатого воздуха
19. Самоходный комбайн (немой)
20. Трактор
21. Физические основы полета самолета (звуковой)
22. Запись звука (немой)
23. Ультразвук
24. Ультразвуковой дефектоскоп (немой)
25. Эхо-лот
26. Резонанс
27. Опыт Штерна (немой)
28. Диод (немой)
29. История электрического освещения (звуковой)
30. Трехфазный ток
31. Электростанция
32. Электромагниты и их применение в практике
33. Электротранспорт
34. Принцип действия телефона
35. Радиолокация
36. Фотоэлемент и его применение
37. Электролиз
38. Электросварка
39. Магниты
40. На оптическом заводе
41. Ядерная энепгия для мирных целей
42. Бессемерование
43. Волшебный глаз
44. Высокие скорости
45. Восемь великанов (высотные здания)
46. Гидравлический пресс
47. Достижения СССР в области механизации сельского
хозяйства
48. Двигатель внутреннего сгорания взрывного типа
49. Двигатель внутреннего сгорания при постоянном
давлении
50. Железо
51. Жидкий воздух
52. Завод-автомат
53. Запись звука и его применение
54. Использование свойств кругового движения в сепараторе
55. История автомобиля
56. История паровоза
57. Киножурнал «Наука и техника»
58. Как самому сделать проектор
59. Как возникли железные дороги
60. Мартеновская сталь
61. Механизация лесозаготовок
62. Механизация посевов
63. Поваренная соль и ее добыча
64. Производство стекла
65. Производство цемента
66. Производство калийных удобрений
67. Паровоз
68. Принцип действия телефона
69. Планеристы
70. Радиолокация
71. Радиолокация и ее применение
72. Россия — родина трактора
73. Рассказ о магните
74. Я был спутником Солнца
75. Сталинградский тракторный завод
76. Сталевары
77. Ультразвуковой дефектоскоп
78. Чудесное зрение
79. Что такое радио
80. Использование кинетической энергии ветра
81. Малая колхозная гидроэлектростанция
82. Огни Урала
83. Огни колхозных электростанций
84. Шлюз
85. Энергетика
86. Электрификация страны социализма
87. Академик-большевик Вильяме
88. В. В. Докучаев — основатель русской науки о почвах
89. Лысенко
90. Изобретатель радио А. С. Попов.
91. И. В. Мичурин —великий русский ученый и
преобразователь природы
92. Кинодокументы об И. В. Мичурине
93. Механик И. Кулибин
94. Новаторы Уралмаша
95. Первые крылья (Можайский)
96. Русский свет (Яблочков)
97. Циолковский — выдающийся ученый-изобретатель
98. Автоматика и телемеханика
99. Автомобиль
100. Обработка металлов
101. Применение сжатого воздуха
102. Физические основы полета самолета
103. Бурение нефтяных скважин
104. Землеройные машины
105. Самоходный комбайн
106. Как человек использует ветер
107. На кирпичном заводе
108. Поваренная соль
109. Пластмасса и ее применение
ПО. Как печатаются книги
111. Механизированный скотный двор
112. Первая модель
113. На современном автозаводе
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
/. Книги из серии «Умелые руки», изд. Центральной
станции юных техников.
2. А. И. Пьецух. Крылья молодежи. 1954.
3. И. А. М а к с и м и х и н. Как построить модель
корабля. Учпедгиз, 1956.
4. М. Г. Р е й н б е р г. Думающие машины. Детгиз, 1957.
5. Б. С м а г и н. Атом работает. Детгиз, 1957.
6. Г. А н ф и л о з. Что такое полупроводник.
Детгиз, 1957.
7. А. И. Штейнгауз. Завод без людей. Детгиз, 1957.
8. Журнал «Юный техник».
Р. Б. Б. К а ж и н с к и й. Простейшая
гидроэлектростанция. Изд. ДОСАРМа, 1950.
10. Г. Н. Мамаев. После уроков. (Опыты, самоделки,
задачи по физике, астрономии и математике). Молодая
гвардия, 1950.
//. Я. И Перельман. Физика на каждом шагу.
Изд. 3-е, дополн. Детгиз, 1936.
12. Б. В. Р ы к у if и н и Д. С. Шевелкин.
Изготовление упрощенных самодельных физических приборов.
Учпедгиз, 1953.
13. Б. В. Р и х т е р. Самодельные приборы для
физических опытов. Детгиз, 1951.
14. П. 3. А л б ы ч е в. Самодельные приборы по физике.
Учпедгиз, 1950.
15. К. Е. Мартынова. Некоторые виды внеклассной
работы по физике. Учпедгиз, 1953.
16. Г. К. Карпинский. Внеклассная работа по
физике. Учпедгиз, 1951.
17. В. Г. Борисов. Радиокружок и его работа. Гос-
энергоиздат, 1951.
18. И. П. Жеребцов. Элементарная электротехника.
Связьиздат, 1953.
19. В. Г. Б о р и с о в. Юный радиолюбитель. Госэнерго-
издат, 1951.
20. Б. М. С м е т а н и н. Радиоконструктор. Госэнергоиз-
дат, 1949.
21. Справочник конструктора точных приборов.
Оборонно, 1953.
22. Б. Г. Т у р б и н. Сельскохозяйственные машины. Сель-
хозгиз, 1954.
23. Н. Бабаев. Советский авиамоделизм. Изд.
ДОСААФа. 1951.
24. О. К. Г а е в с к и й. Технология изготовления
авиационных моделей. Оборонгиз, 1953.
25. Г. К. К а р п и н с к и й. Юные сризичи Свердловское
областное книжное издательство, \953.
26. А. А. Шатан. Монтаж внутренней
электропроводки. Сельхозгиз, 1950.
27. С. Д. Клементьев. Самодельные гальванические
элементы и аккумуляторы. Детгиз, 1948.
28. В. П. И в а х н е н к о. Устройство и ремонт бытовых
электроприборов. Гостехиздат Украины, 1950.
29. С. Д. Клементьев. Телеавтоматика. Учпедгиз,
1955.
30. Олимпиады и конкурсы. Методическое письмо.
Учпедгиз, 1956.
31. В. А. Буров. Опыт внеклассной работы по физике.
Изд. АПН РСФСР, 1953.
32. Внеклассная работа по физике и технике, под
редакцией Н. П. Булатова. Издание АПН РСФСР, 1955.
33. Ю. В. Шаров. Внеклассная работа по технике.
Учпедгиз, 1956.
34. На выставках юных техников. Издание
«Молодая гвардия», 1957.
35. Техническое творчество. «Молодая гвардия»,
1957.
36. Ю. В. Ш а р о в. Внеклассная работа по технике.
Учпедгиз, 1956.
37. Ф. Д. Б у б л е й н и к о в. О движении. Детгиз, 1956.
38. С. Л. Вальдгард. Что надо знать о машинах.
Детгиз, 1958.
39. С. Павлович. Модели сельскохозяйственных машин.
Детгиз, 1956.
40. Б. В. Р ы к у н и н. Юный конструктор. Ивановское
книжное издательство, 1957.
41. П. И. Никитин. Искусственные спутники Земли.
Изд. ДОСААФ, М.~ 1958.
42. И. А. Р о й т м а н. Сборник заданий на деталирование
сборочных чертежей. Учпедгиз, 1959.
43. А. Дорохов. Как гайка толкнула грузовик. Детгиз,
М.~ 1959.
44. М. М. Госте в. Экспериментальная работа учащихся
в химическом кружке. Учпедгиз, 1959.
45. С. С. Э л ь м а н о в и ч. Научно-атеистическое
воспитание на уроках физики. Учпедгиз, 1959.
Программы технических кружков:
фотокружка, кинокружка, авиамодельного,
судомодельного, столярного, слесарного, кружка юных строителей и
технического моделирования,
Литература, изданная Свердловской областной
станцией юных техников
«Умелые руки», «Вечер в школе, посвященный А. С.
Попову», «Твердые сплавы», «Простейшие контурные модели»,
«Бумажная модель парусной лодки», «Геофизический год»,
«Работа с природным материалом», «Топливо для авиационных
двигателей», «Школьный радиоузел», «Электромеханический
лобзик», «Модель однокорпусного плуга», «Приготовление
пеностекла», «Работа ножом», «Самодельный звукосниматель для
радиолы», «Домашний электромонтер», «Простейший
телефон», «Модель швертбота», «Модель бронекатера», «
Самодельный детекторный приемник», «Юно.му. фотолюбителю»,
«Фототиратронное реле», «Педальный автомобиль»,
«Самодельный кинопроектор», «Воздушный шар». «Парашют»,
«Коробчатый змей», «Бабочка», «Как точить инструмент»,
«Очистка предметов от ржавчины», «Как очистить чайник от
накипи» «Как изготовить гигрометр». «Как построить
автоматическую «черепаху», «Как построить действующую модель
эл. подъемника», «Как построить эл. молот, который
приводится в действие при помощи генератора с электронными
лампами», «Как построить автомат, продающий одеколон», «Как
построить «волшебный свисток», зажигающий новогоднюю
елку», «Как построить электрический, инкубатор»., «Как сделать
маятник, колебания которого все время поддерживаются
электрическим током», «Как построить автоматическую насосную
станцию, которая всегда поддерживает постоянный уровень
воды з водонапорной башне», ^Пластмассовые винты к
серийным авиамодельным моторам», «Как построить червячный
редуктор дли технических моделей», «В каждой школе сделаем
модель искусственного спутника Земли», «Как изготовить
строительные блоки из сырья, лежащего под ногами», «Как
изготовить модель демонстрационного станка с элементами
программного управления», «Сбооник статей по
полупроводникам (постройка различных приборов с полупроводниками}»,
огл
А. Н. Александров, Д. В. Перник. Главная задача
внеклассной работы по технике — подготовка к
жизни, к полезному труду а . • » .
Мой опыт организации внеклассной
АВЛЕНИЕ
А.
И. А. Мотошков.
работы . . . .
Г. К. Карпинский. Занятия кружка юных физиков по
теме «Центр тяжести»
Занятия кружка юных физиков по теме:
«Тепловые явления»
Н. М. Корепанов. Прибор для определения
коэффициента линейного расширения твердых тел « • .
Модель шлангового насоса •♦•■«...,
Действующая модель тепловой электростанции .
B. А. Блинов. Электровикторина
C. И. Князев. Из опыта внеклассной работы по
оптике с учащимися 10-х классов средних школ . . .
3. И. Богушевич. Модель жатки-лобогрейки
Модель полусложной электромолотилки ....
В. И. Варганов. Действующая модель четырехкорпус-
ного плуга *■......*
14
18
26
37
38
40
49
53
63
66
72
Д. Копылов. Действующие реактивные модели . . .
Модель автомата для продажи карандашей . .
Модель фотосортировщика . • . .
Модель полуавтомата для намотки катушек . .
А. Заславский, А. Ф. Дробинин. Ограждения для
дисковой пилы и механического фуганка ....
Станок для электроконтактной заточки . . • . .
Модель «Схема управления рулями са-
С. Псотни.
80
84
93
100
118
125
молета» ■ ••>.•«.< . 131
Л. Салов. Радиоуправляемая модель автомобиля . . 137
Комплект радиоаппаратуры для телеуправления . 143
М. Волынский. Прибор для регистрации
радиоактивного излучения 148
М. Волынский. Радиометр — прибор для поиска
радиоактивных руд ............ 157
Приложения
1. Правила техники безопасности ...... 163
2. Список кинофильмов и диафильмов по технике 165
3. Рекомендуемая литература .,.,,.„. 166
4. Литература, изданная Свердловской областной
станцией юных техников 167