Технологія виготовлення гребних гвинтів для корабля
Найпростіший спосіб виготовлення гребного гвинта для моделі корабля з резиномотором полягає в наступному: на листі жерсті або латуні товщиною 0,5-0,6 мм циркулем-вимірювачем викреслюємо коло потрібного діаметра.
Потім, не змінюючи розчин циркуля, ділимо її на три рівні частини (якщо гвинт трилопатевий), а точки поділу з'єднуємо з центром кола прямими лініями.
Вирізавши заготівлю лопатей по колу ножицями, по розмічених лініях (радіусів) робимо прорізи, не доводячи їх до центру кола на 3-4 мм. Краї лопатей заокруглюємо невеликими радіусами (рис. 145, А).
Далі зі шматка сталевого дроту, цвяха або велосипедної спиці діаметром 1,5-2,0 мм виготовляємо гребний вал, один кінець якого (довжиною 3-4 мм) загинаємо під прямим кутом. У центрі заготовки пробиваємо отвір, вставляємо туди гребний вал і його відігнутий кінець припаюємо до заготовки. Місце паяння та кінці лопатей гвинта необхідно зачистити напилком та наждачним папером.
Щоб гвинт відкидав у корму воду і тим самим створював упор для просування моделі, його лопаті розгортаємо на 30-35 ° в один бік від площини гвинта. Для більшої ефективності роботи гвинта лопаті потрібно трохи вигнути, надавши поперечним перерізам контур дуги. Випуклість дуг має бути спрямована у бік носа моделі, а увігнутість у корму.
Тепер, просунувши вільний кінець валу в кронштейн за допомогою круглогубців, робимо гачок у вигляді знака питання. На цей гачок буде надіта петля гумомотора (рис. 145, Б).
Такі гребні гвинти для моделі корабля виготовити дуже просто, але якість їх невелика. Тому їх рекомендують для невеликих моделей з гумовим двигуном, які зазвичай будують моделісти-початківці.
Мал. 145. Найпростіший спосібвиготовлення гребного гвинта.
Найбільш поширений спосіб виготовлення гребних гвинтів полягає в наступному: з латуні або сталі товщиною 0,5-2,0 мм (залежно від розміру та необхідної міцності гвинта) вирізають лопаті, вставляють їх у спеціально пропиляні прорізи на маточині (мал. 146) і пропаюють оловом, срібним чи мідним припоями.
Мал. 146. Виготовлення паяного гребного гвинта.
Перш ніж вирізати лопату гвинта, із тонкої жерсті або латуні виготовляють шаблон контуру лопаті з позначеною на ньому осьовою лінією. За допомогою рисунка контур лопаті переносять на листову сталь або латунь.
Потім, з невеликим припуском до розміченого контуру, ножицями по металу вирізують заготівлю лопаті і вирівнюють дерев'яним молотком (киянкою) на рівній площині. А щоб усі лопаті були однакового розміру, їх складають разом у пакет та обробляють напилком у лещатах. На лопатях кресленням необхідно провести осьові лінії. Потім на токарному верстаті виточують маточину необхідного діаметра і довжини з внутрішнім отвором під передбачуване різьблення.
Мал. 147. Пропилювання пазів для лопатей у лещатах.
Перш ніж пропилити в маточині пази для встановлення в них лопатей, маточину необхідно розмітити на рівні частки (кути). Роблять це так: маточину приблизно на 1/3 довжини злегка затискають у лещата (якщо її треба розділити на дві частини) або в патрон дриля (якщо її треба розділити на три частини), після чого по ній ударяють дерев'яним молотком доти, доки вільний кінець її не зрівняється з губками лещат або дриля.
Коли маточина буде звільнена, то на ній (від тертя по губках лещат або дриля) будуть профрезеровані дві або три борозенки, що поділяють її на рівні частини. Потім, затискаючиматочину в лещата (щоразу профрезерованою борозенкою догори), на ній по першому кроковому косинці ножівкою по металу запилюють пази для кріплення в них лопатей гвинта (рис. 147). Для пропилювання пазів у маточці можна виготовити нескладне пристосування (рис. 148).
Ножівочне полотно для пропилювання пазів треба підібрати такої товщини або заточити його на наждаку так, щоб лопаті в пропилені пази входили щільно за допомогою молотка. Перед паянням гвинта необхідно перевірити правильність кутів установки лопат на ступиці по відношенню один до одного. Для цього на аркуші паперу викреслюється два кола з одного центру. Одну діаметром гвинта, а іншу діаметром маточини, які потім ділять на кілька частин, залежно від кількості лопатей гребного гвинта (рис. 149).
Мал. 148. Пропилювання пазів у пристосуванні: 1-основа; 2 - стійка; 3 - рухомий упор; 4-стопорний гвинт; 5 - упор з ділильною головкою; 6 - фіксатор; 7 - змінний кроковий косинець; 8 - кріпильні гвинти.
Якщо тепер на цей малюнок накласти гребний гвинт, то по осьових лініях, накреслених на лопатях і наміченим радіусом на колі, буде видно, чи під однаковими кутами одна по відношенню до іншої встановлені лопаті. Якщо різниця кутів установки лопатей гребного гвинта буде незначною, її можна виправити шляхом невеликого пересування лопатей в пазах або підрізуванням пазів. Якщо ця різниця буде значною, то маточину необхідно замінити. Пази маточини запилюють під потрібним кутом за металевим шаблоном першого крокового косинця, побудованого або за величиною крокового кута, або графічним способом.
Після пропаювання гребного гвинта лопаті необхідно закрутити до потрібних крокових кутів на відповідних радіусах. На скільки ж градусів требаробити закрутку лопатей гребного гвинта?
Для кожного радіусу кутиθможна знайти за формулою, наведеною на початку цього розділу.
Гребний гвинт до швидкісної керованої моделі з електродвигуном МУ-100 має постійний крокh= 64 мм, діаметр гвинтаd= 52 мм (радіусr= 26 мм) , Діаметр маточки dс = 10 мм. Потрібно визначити: під яким кроковим кутом треба зробити закрутку лопаті на радіусі, що дорівнює 0,7r?
Величина радіусу на 0,7rдорівнюватиме 26 · 0,7 = 18 мм. Тоді тангенс крокового кутаθна радіусі 0,7rбуде рівним:
Розмір кута в градусах для даного тангенсу за таблицею шкільного довідника дорівнює 27 °. Таким чином, на радіусі, що дорівнює 0,7r, лопату потрібно закрутити на кут 27° по відношенню до поперечного перерізу маточини. Для гребного гвинта хорошої якості кути закрутки лопатей необхідно перевірити принаймні на 3 радіусах, наприклад, на 0,4r; 0,6rта 0,8r. За цією формулою можна визначити, під яким кроковим кутом необхідно запиляти пази в маточині для лопатей. Величина радіусу маточини
rст = 5 мм, тоді
що відповідає кутуθ= 64 °. З таким кутом і роблять перший кроковий косинець.
Величину крокових кутів при закрутці лопат можна контролювати і за допомогою крокових косинців на спеціальному пристосуванні (рис. 150). Гребний гвинт нагвинчують на болт у центрі пристосування. У пази пристосування під лопаті гвинта по черзі вставляються крокові косинці і плоскогубцями підгинають лопаті так, щоб вони стороною, що нагнітає, щільно прилягали до кожного крокового косинця.
Мал. 149. Перевірка правильності встановлення лопат.
Крокові косинці графічно можна побудувати так. На аркуші паперувикреслюють лопату гвинта та дві взаємно перпендикулярні лінії (рис. 151). На горизонтальній осі від точкиОдо точкиFу будь-який бік відкладають так звану фокусну відстань, рівну
а по вертикальній осі вгору від точкиОвідкладають величину радіусу маточини і кілька радіусів. Наприклад, такими радіусами вибрали 0,4; 0,6 та 0,82 від величиниr. З'єднавши зазначені на вертикальній осі точки з точкою фокусної відстаніFна горизонтальній осі, ми отримуємо крокові косинці, з необхідними кроковими кутамиθдля кожного з цих радіусів. По першомуθзапилюють на маточині пази для лопатей гвинта, по решті закручують лопаті гребного гвинта.
Треба пам'ятати, що при закрутці лопат у гребних гвинтів, паяних оловом, лопаті майже завжди виламуються з пазів маточини. Щоб цього не трапилося, їх потрібно закручувати в лещатах заздалегідь, до їх встановлення, причому на величину, дещо більшу, ніж потрібно. Зменшити кути закручування на зібраному гвинті значно легше. Для цього лопата гвинта досить обережно пром'яти губками плоскогубців, через що вона почне розкручуватися у зворотний бік, збільшуючи крокові кути.
Мал. 150. Пристосування для контролю величини крокових кутів при закрутці лопат.
Після того, як лопаті гребного гвинта будуть закручені на відповідні крокові кути, гвинт остаточно обробляють за допомогою різних напилків. У гребних гвинтів постійного і радіально-змінного кроку сторона лопаті, що нагнітає, по всій довжині повинна бути плоскою, засмоктує — опуклою. Товщина лопаті за своєю довжиною повинна поступово зменшуватися від кореня лопаті до її кінця.
Після обробки гребного гвинта напилками його необхідно відбалансувати на простомупристрої з ножів безпечної бритви, закріплених на бруску дерева (рис. 152).
Мал. 152. Пристрій для балансування гребних гвинтів.
Якщо сторона гвинта виявиться важче і переважує, то з неї видаляють частину металу, не порушуючи контуру лопаті і симетрії гвинта. Після балансування гребний гвинт шліфують дрібнозернистими наждачними паперами та полірують пастою, що значно підвищує його к.п.д.
Третій спосіб виготовлення гребних гвинтів полягає у виливку їх з металу (дюралюмінію, цинку) або з будь-якої твердої пластмаси, наприклад епоксидної смоли або розплавленого капрону. Перш ніж відлити гребний гвинт, необхідно із твердої породи дерева (бук, ясен, граб) виготовити модель та ливарну форму. Ливарна форма являє собою дві скриньки однакового розміру, необхідної довжини та ширини, виготовлені з 4-6-мм фанери або тонких дощечок (рис. 153). Верхня скринька не має дна.
Для точного положення шухлядок щодо один одного вони фіксуються шпильками. Спочатку в нижню скриньку заливається розведений водою гіпс і в нього до половини занурюють модель гребного гвинта, попередньо змащену жиром або олією. Після затвердіння гіпсу модель гвинта виймають та перевіряють правильність отриманої форми. Зайвий гіпс видаляють і модель гвинта знову укладають на своє місце.
Змастивши маслом або жиром верхню площину форми, на неї встановлюють другу половину ящика (без дна) і також заливають рідким гіпсом. Відразу після заливки, поки гіпс ще не затвердів, в нього вставляють дві дерев'яні круглі палички діаметром 6 і 10 мм, також змащені жиром. За допомогою цих паличок виходять два отвори, один А по центру гвинта для заливки металу, інший Б над кінцями лопатей для виходу повітря при заливці металу.Після затвердіння розчину обидва ящики обережно рознімають, модель гвинта та дерев'яні палички виймають, а залитому гіпсу дають добре просохнути. Заливати метал у сиру форму в жодному разі не можна.
Мал. 151. Графічний спосіб побудови крокових кутників.
Після повного висихання гіпсу обидві половини форми з'єднують разом і заливають розплавленим металом (температура плавлення цинку 419 °, дюралюмінію 630-680 °). Заливати метал необхідно тонким струмком в один прийом. Рознімати форму і виймати виливок можна тільки після повного остигання залитого металу.
Вийнятий із форми відлитий гвинт обробляється напилками. У маточині просвердлюється отвір і нарізається відповідне різьблення. Після балансування гребний гвинт шліфують дрібною шкіркою та полірують пастою ГОІ.
Мал. 153. Ливарна форма для виливки гвинтів.
Такий спосіб виготовлення гребних гвинтів придатний до будь-яких моделей, крім швидкісних. Справа в тому, що гребні гвинти, виготовлені таким способом для створення необхідної міцності, виходять (крім нашого бажання) товсто-лопатевими, що значно знижує їх к.п.д. Для підвищення коефіцієнта корисної дії гребні гвинти до швидкісних кордових моделей роблять із цілого шматка сталі з подальшою їх термічною обробкою (загартуванням).