Как сделать винт из дерева
Технология изготовления деревянных винтов
ВЫБОР МАТЕРИАЛА
Из какого дерева лучше всего сделать винт? Такой вопрос часто задают читатели. Отвечаем: выбор дерева прежде всего зависит от назначения и размеров винта. Винты, предназначенные для двигателей большей мощности (порядка 15-30 л. с.), также можно изготовлять из монолитных брусков твердой породы, но требования к качеству древесины в этом случае повышаются. При выборе заготовки следует обращать внимание на расположение годичных колец в толще бруска (оно хорошо просматривается по торцу, рис. 2-А), отдавая предпочтение брускам с горизонтальным или наклонным расположением слоев, выпиленным из той части ствола, которая ближе к коре. Естественно, что заготовка не должна иметь сучков, кривослоя и других пороков. Если подходящего по качеству монолитного бруска найти не удалось, придется склеить заготовку из нескольких более тонких дощечек, толщиной 12-15 мм каждая. Такой способ изготовления винтов был широко распространен на заре развития авиации, и его можно назвать «классическим». По соображениям прочности рекомендуется применять дощечки из древесины разных пород (например, береза и красное дерево, береза и красный бук, береза и ясень), имеющие взаимно пересекающиеся слои (рис. 2-Б). Винты, изготовленные из клееных заготовок, после окончательной обработки имеют очень красивый внешний вид. Некоторые опытные специалисты клеят заготовки из многослойной авиафанеры марки БС-1, толщиной 10-12 мм, собирая из нее пакет нужных размеров. Однако рекомендовать этот способ широкому кругу любителей мы не можем: слои шпона, расположенные поперек винта, при обработке могут образовать трудноустранимые неровности и ухудшить качество изделия. Концы лопастей винтов, изготовленных из фанеры, получаются весьма хрупкими. Кроме того, у высокооборотного винта в корне лопастей действует очень большая центробежная сила, доходящая в некоторых случаях до тонны и более, а в фанере поперечные слои на разрыв не работают. Поэтому фанеру можно применять только после расчета площади корневого сечения лопасти (1 см2 фанеры выдерживает на разрыв около 100 кг, а 1 см2 сосны — 320 кг.) Винты приходится утолщать, а это ухудшает аэродинамическое качество. В ряде случаев ребро атаки воздушного винта закрывают полоской тонкой латуни, так называемой оковкой. Она крепится к кромке мелкими шурупами, головки которых после зачистки опаиваются оловом, чтобы предотвратить самоотворачивание.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ По чертежу воздушного винта прежде всего необходимо изготовить металлические или фанерные шаблоны — один шаблон вида сверху (рис. 3-А), один шаблон вида сбоку и двенадцать шаблонов профиля лопасти, которые будут нужны для проверки винта на стапеле. Заготовку винта (брусок) нужно тщательно отфуговать, соблюдая размер со всех четырех сторон. Затем наносят осевые линии, контуры шаблона вида сбоку (рис. 3-Б) и удаляют лишнюю древесину, сначала маленьким топором, потом рубанком и рашпилем. Следующая операция — обработка по контуру вида сверху. Наложив шаблон лопасти на заготовку (рис. 3-В) и укрепив его временно гвоздиком по центру втулки, обводят шаблон карандашом. Затем поворачивают шаблон строго на 180° и обводят вторую лопасть. Лишняя древесина удаляется на ленточной пиле, если ее нет — ручной выкружной мелкозубой пилой. Эта работа должна быть выполнена очень точно, поэтому торопиться не следует. Изделие приобрело очертания винта (рис. 3-Г). Теперь начинается самая ответственная часть работы — придание лопастям нужного аэродинамического профиля. При этом следует помнить, что одна сторона лопасти плоская, другая выпуклая. Главный инструмент для придания лопастям нужного профиля — остро отточенный, хорошо, присаженный топор. Это отнюдь не значит, что выполняемая работа — «топорная»: топором можно делать чудеса Достаточно вспомнить знаменитые Кижи! Древесину удаляют последовательно и не спеша, сначала делая мелкие короткие натесы во избежание отщепления по слою (рис. 3-Г). Полезно иметь также небольшой двухручный стружок. На рисунке показано, как можно ускорить и облегчить работу по обтесыванию профильной части лопасти, сделав несколько пропилов мелкозубой ножовкой. Выполняя эту операцию, надо быть очень осторожным и не пропилить глубже, чем требуется. После грубой обработки лопастей винт доводится до кондиции рубанками и рашпилями с проверкой в стапеле (рис. 4-А). Для изготовления стапеля (рис. 4) надо найти доску, равную по длине винту и достаточно толстую для того, чтобы в ней можно было сделать поперечные пропилы глубиной 20 мм для установки шаблонов. Центральный стержень стапеля изготовляется из твердого дерева, его диаметр должен соответствовать диаметру отверстия в ступице винта. Стержень вклеивается строго перпендикулярно к поверхности стапеля. Надев на него винт, определяют количество древесины, которое предстоит удалить для соответствия лопасти шаблонам профиля. Выполняя эту работу в первый раз, нужно быть очень терпеливым и осторожным. Умение приобретается не сразу. После того как нижняя (плоская) поверхность лопасти будет окончательно доведена по шаблонам,, начинается доводка верхней (выпуклой) поверхности. Проверка ведется с помощью контршаблонов, как показано на рисунке 4-Б. От тщательности выполнения этой операции зависит качество винта. Если неожиданно выяснится, что одна лопасть получилась немного тоньше другой — а это часто бывает у неопытных мастеров, — придется соответственно уменьшить толщину противоположной лопасти, в противном случае и весовая и аэродинамическая балансировки винта будут нарушены. Мелкие изъяны можно исправить наклейкой кусочков стеклоткани («заплаток») или подмазкой мелкими древесными опилками, замешенными на эпоксидной смоле (эту мастику в просторечии называют хлебом). При зачистке поверхности деревянного винта следует учитывать направление волокон древесины; строгание, циклевку и ошкуривание можно вести только «по слою» во избежание задиров и образования шероховатых участков. В некоторых случаях, помимо цикли, хорошую помощь при отделке винта могут оказать стеклянные осколки. Опытные столяры после ошкуривания натирают поверхность гладким, хорошо отполированным металлическим предметом, сильно нажимая на него. Этим они уплотняют поверхностный слой и «заглаживают» оставшиеся на нем мельчайшие царапины.
Как сделать винт из дерева
Технология изготовления деревянного винта аэросаней
Для изготовления блочных деревянных воздушных винтов применяют твердые прямослойные сорта древесины без, сучков и гнили — дуб, клен, ясень, бук и др. Не рекомендуется делать винт из целой болванки, так как он со временем может покоробиться и значительно исказить свою первоначальную форму. Лучше всего болванку для винта склеить из тонких (10—12 мм) досок — дрок. Чтобы предотвратить коробление такой болванки, доски до склейки должны быть хорошо высушены. Клеить их нужно внутренней стороной древесины друг к другу, веером (рис. 70, а).
Склейку желательно производить казеиновым клеем с выдержкой болванки под прессом (можно под грузом или под затяжкой струбцинами) не менее двух-трех суток.
Размеры болванки должны соответствовать габаритным размерам будущего винта с небольшим припуском.
Болванку прежде всего опиливают по контурам винта. Для этого из фанеры вырезают в соответствии с размерами чертежа шаблоны контуров винта по его двум проекциям (рис. 70, б).
По шаблонам размечают болванку, строго соблюдая совпадение осей на болванке и шаблонах. Размеченную болванку обрезают по контурам (рис. 70, в) и просверливают центральное отверстие, по которому в дальнейшем будут центрировать винт. Отверстие разделывают точно перпендикулярно плоскости болванки. Если уже изготовлена промежуточная деталь — втулка винта, посредством которой его будут крепить на ведущий вал, то окончательно обрабатывают торцы втулки и на нее устанавливают на болтах болванку винта.
Для точной обработки лопастей необходимо изготовить стапель и шаблоны всех сечений (дужек) лопасти.
Стапелем может служить толстая, сухая, хорошо отфугованная доска размером не меньше 2/3 длины винта. На ней размечают ось винта и наносят риски в местах установки контрольных сечений — дужек.
На стапель необходимо установить точно по оси винта осевой штырь, который будет имитировать вал винта. На этот штырь надевают болванку винта так, чтобы она не легла вплотную на стапель. Для этого осевой штырь ставят на подкладку.
На каждое контрольное сечение лопасти изготовляют шаблон, состоящий из двух частей — нижней 1 и верхней 2.
Все нижние шаблоны должны рассчитываться по их высоте от плоскости стапеля с учетом толщины подкладки, подложенной под осееой штырь. Если этого не сделать, то изготовить винт с необходимой точностью не удастся.
Верхний шаблон должен точно подходить и центрироваться по нижнему шаблону, для чего при изготовлении его припиливают по контрольным площадкам нижнего шаблона и на обоих шаблонах одновременно наносят контрольные риски. Устанавливают нижний шаблон на стапеле между деревянными брусками.
Рис. 70. Технологическая схема изготовления блочного деревянного воздушного винта.
Обработку лопастей ведут последовательно, контролируя правильность только одним шаблоном, то есть изготовленным в одном экземпляре для каждого сечения. Шаблоны для контроля сечения дужек желательно изготовить из толстого дюралюминия толщиной 3—5 мм.
Перед началом обработки лопасти надо убедиться, что болванка винта на осевом штыре не имеет люфта. Одновременно следует проверить (по произвольно выбранным точкам на болванке) отсутствие перекоса болванки на стапеле.
Грубо обработанный винт зачищают обломками стекла и шкуркой, добиваясь хорошего прилегания к его поверхности контрольных шаблонов сечений.
Балансировка винта. Балансировка винта является одним из важных этапов его изготовления. Это особенно относится к винтам многооборотным и изменяемого шага. У последних лопасти и значительное количество деталей изменяют свое положение в пространстве во время работы, что может нарушать аэродинамическую и весовую симметрию винта.
В эксплуатации плохо сбалансированный винт вызывает тряску и вибрацию моторной установки и корпуса. Это может привести к разбалтыванию крепежных деталей, появлению трещин в узлах и трубах силовых элементов конструкции и к преждевременному износу двигателя, оборудования и самого винта.
Весовая несбалансированность характеризуется сдвигом центра тяжести винта с оси его вращения, благодаря чему центробежные силы на одной лопасти будут больше, чем на другой.
Величина весовой несбалансированности выражается в граммах на радиусе винта в 1 м. Замеряют ее и устраняют на ножевом балансирном приспособлении.
Несбалансированность весовых моментов определяется непараллельностью малой главной оси инерции винта с осью его вращения.
Причины весовой несбалансированности: отклонение размеров деталей от нормальных (даже в случае их изготовления в пределах допусков) и искажение формы лопастей под нагрузкой центробежными силами. Весовую несбалансированность проверяют на балансировочном приспособлении, изготовленном из двух хорошо отфугованных досок и тщательно выверенных при установке по уровню.
Несбалансированность аэродинамических сил определяется из условия, что силы сопротивления вращению отдельных лопастей неодинаковы, а несбалансированность моментов аэродинамических сил — из условия, что моменты силы тяги отдельных лопастей относительно оси вращения неодинаковы.
Причиной аэродинамической несбалансированности является отклонение углов установки отдельных лопастей и их сечений, изменяющих аэродинамические характеристики отдельных участков на лопасти и лопасти в целом. Проверяют аэродинамическую несбалансированность на стапеле путем точной подгонки контрольных сечений лопасти по одному и тому же шаблону для всех лопастей.
Балансировка при изготовлении винта проводится не менее трех-четырех раз (после изготовления винта и его зачистки, после шпаклевки и оклейки материей, после нанесения каждого слоя краски).
Если винт дает весовые отклонения, их можно устранить нанесением дополнительного слоя краски на более легкую лопасть (для деревянного винта) или зачисткой шкуркой более тяжелой лопасти (для металлического винта)*
Окрашивают винт масляной краской по слою грунтовки. После нанесения не менее двух тонких слоев краски винт полируют и покрывают масляным лаком.
Концы деревянных лопастей для обеспечения прочности их рабочей кромки оковывают тонким металлическим листом латуни или нержавеющей стали.
Пропеллер из дерева своими руками
Этот деревянный пропеллер предназначался для обычной моторной лодки. Но его также можно использовать в декоративных целях. Мы изготовим его в гаражных условиях. В работе нам потребуется 2D или 3D-редактор и набор режущих инструментов.
Шаг 1: Параметры
Используя AutoCAD или другой похожий редактор (CATIA), смоделируйте пропеллер и сделайте около 10 или больше ракурсов и деталей (фронтальное положение, вид сбоку, шаг винта и прочее). Тот, кто сталкивался с пропеллерами, знает, что сначала по графику определяется объем двигателя. Потом узнают класс самолета, далее — размеры винта для него. Лучше взять форму эллипса для пропеллера. Как только у Вас получится смоделировать винт, создайте и распечатайте чертежи.
Если Вы не знаете, какие взять размерности, то можете воспользоваться данными, представленными на фотографии (все величины даны в дюймах).
В нашем проекте использовался клен. Лучше использовать твердые породы.
Вырежьте распечатанные чертежи винтовых лопастей.
Выпиливаем профильный вид нашего пропеллера.
Зная шаг винта, с помощью зубила и острого ножа формируем контуры.
Шаг 6: Доработка
Сверьтесь с Вашими шаблонами, чтобы узнать, в каком месте еще нужно снять слои древесины. Постарайтесь не переусердствовать. Самая сложная часть — центр. Ему стоит уделить отдельное внимание.
Шаг 7: Полировка
Пройдитесь наждачной бумагой, начиная зернистостью от 40 до 100, а заканчивая — 600. Теперь можно нанести толстый слой водонепроницаемого лака.
Если у Вас есть доступ к дупликарверу, то можно создать копию Вашего пропеллера.
Источники:
http://sinref.ru/000_uchebniki/05300_transport/023_00_unim_konstruktoram_sanei_univealiev_1969/050.htm
Загрузка...
