Занятие адресовано воспитанникам 1-го года обучения (8 -13 лет) ДООП «Юные корабелы (начальное судомоделирование)».
Данный педагогический опыт может быть полезен педагогам объединений технической направленности, связанными с конструированием и моделированием.
Материал занятия содержит адаптированный к возрасту обучающихся текстовый материал по теории, приложение с иллюстрациями и пошаговую инструкцию, которая позволяет выполнить практическое задание в домашних условиях: сделать свой гребной винт из доступных материалов.
В результате освоения материала ребята повторяют свои знания по масштабированию, закрепляют навыки работы с чертежами, инструментами, формируют умения конструирования мелких деталей модели.
Педагог дополнительного образования: Андреев Константин Анатольевич
Название объединения: «Юные корабелы (начальное судомоделирование)»
Год обучения: 1
Тема занятия: «Изготовление и установка гребного вала и гребного винта - вырез винта, регулировка лопастей»
| Цель занятия |
Сформировать представление о видах гребных винтов и их изготовлении, строении винтовой группы модели; передать навык изготовления винтов простейшим способом. |
| Задачи |
• Ознакомиться с разными видами винтов в судомоделизме, способами их изготовления, основными элементами винтовой группы модели. |
| План занятия |
Теория Практика |
Теория
1. Простейший способ изготовления гребного винта для модели корабля с резиномотором заключается в следующем: на листе жести или латуни толщиной 0,5—0,6 мм циркулем-измерителем вычерчиваем окружность нужного диаметра. Чтобы смаштабировать размер под вашу модель возьмите 1/3 размера транца модели.
Затем, не меняя раствор циркуля, делим ее на три равные части (если винт трехлопастный), а точки деления соединяем с центром окружности прямыми линиями.
 |
Вырезав заготовку лопастей по окружности ножницами, по размеченным линиям (радиусам) делаем прорезы, не доводя их до центра окружности на 3— 4 мм. Края лопастей закругляем небольшими радиусами (Рисунок А). Далее из куска стальной проволоки, гвоздя или велосипедной спицы диаметром 1,5— 2,0 мм изготавливаем гребной вал, один конец которого (длиной 3—4 мм) загибаем под прямым углом. В центре заготовки пробиваем отверстие, вставляем туда гребной вал и его отогнутый конец припаиваем к заготовке. Место пайки и концы лопастей винта необходимо зачистить напильником и наждачной бумагой. Чтобы винт отбрасывал в корму воду и тем самым создавал упор для продвижения модели, лопасти его развертываем на 30—35° в одну сторону от плоскости винта. Для большей эффективности работы винта лопасти нужно немного изогнуть, придав поперечным сечениям очертание дуги. Выпуклость дуг должна быть направлена в сторону носа модели, а вогнутость в корму. |
Теперь, продев свободный конец гребного вала в кронштейн с помощью круглогубцев, делаем крючок в виде знака вопроса. На этот крючок будет надета петля резиномотора (Рисунок Б).
Такие гребные винты для модели корабля изготовить очень просто, но качество их невелико. Поэтому их рекомендуют для небольших моделей с резиновым двигателем, какие обычно строят начинающие моделисты.
2. Наиболее распространенный способ изготовления гребных винтов заключается в следующем: из латуни или стали толщиной 0,5—2,0 мм (в зависимости от размера и необходимой прочности винта) вырезают лопасти, вставляют их в специально пропиленные прорези на ступице и пропаивают оловом, серебряным или медным припоями.
 |
Прежде чем вырезать лопасть винта из тонкой жести или латуни, изготавливают шаблон контура лопасти с обозначенной на нем осевой линией. С помощью чертилки, контур лопасти переносят на листовую сталь или латунь. Прежде чем пропилить в ступице пазы для установки в них лопастей, ступицу необходимо разметить на равные доли (углы). Делают это так: ступицу примерно на 1/3 длины слегка зажимают в тиски (если ее надо разделить на две части) или в патрон дрели (если ее надо разделить на три части), после чего по ней ударяют деревянным молотком до тех пор, пока свободный конец ее не сравняется с губками тисков или дрели. |
| Когда ступица будет освобождена, то на ней (от трения по губкам тисков или дрели) будут профрезерованы две или три бороздки, разделяющие ее на равные части. Потом, зажимая ступицу в тиски (каждый раз профрезерованной бороздкой кверху), на ней по первому шаговому угольнику ножовкой по металлу запиливают пазы для крепления в них лопастей винта. |
1—основание; 2 — стойка; 3 — подвижной упор; 4— стопорный винт; 5 — упор с делительной головкой; 6 — фиксатор; 7 — сменный шаговый угольник; 8 — крепежные винты. |
|
 |
 |
Ножовочное полотно для пропилки пазов надо подобрать такой толщины или заточить его на наждаке так, чтобы лопасти в пропиленные пазы входили плотно с помощью молотка. Перед пайкой винта необходимо проверить правильность углов установки лопастей на ступице по отношению друг к другу. Для этого на листе бумаги вычерчивается две окружности с одного центра. Одну по диаметру винта, а другую по диаметру ступицы, которые затем делят на несколько частей, в зависимости от количества лопастей гребного винта.
Если теперь на этот рисунок наложить гребной винт, то по осевым линиям, начерченным на лопастях и намеченным радиусом на окружности, будет видно, под одинаковыми ли углами одна по отношению к другой установлены лопасти. Если разница углов установки лопастей гребного винта будет незначительной, то ее можно исправить путем небольшого передвижения лопастей в пазах или подрезкой пазов. Если эта разница будет значительной, то ступицу необходимо заменить. Пазы ступицы запиливают под нужным углом по металлическому шаблону первого шагового угольника, построенного либо по величине шагового угла, либо графическим способом.
После пропайки гребного винта лопасти необходимо закрутить до нужных шаговых углов на соответствующих радиусах.
3. Третий способ изготовления гребных винтов заключается в отливке их из металла (дюралюминия, цинка) или из какой-либо твердой пластмассы, например эпоксидной смолы или расплавленного капрона. Прежде чем отлить гребной винт, необходимо из твердой породы дерева (бук, ясень, граб) изготовить модель и литейную форму. Литейная форма представляет собой два ящичка одинакового размера, необходимой длины и ширины, изготовленные из 4—6-мм фанеры или тонких дощечек. Верхний ящичек не имеет дна.
Для точного положения ящичков относительно друг друга они фиксируются шпильками. Сначала в нижний ящичек заливается разведенный водой гипс и в него до половины погружают модель гребного винта, предварительно смазанную жиром или маслом.
 |
После затвердения гипса модель винта вынимают и проверяют правильность полученной формы. Лишний гипс удаляют, и модель винта снова укладывают на свое место. После полного высыхания гипса обе половины формы соединяют вместе и заливают расплавленным металлом (температура плавления цинка 419°, дюралюминия 630—680°). Заливать металл необходимо тонкой струйкой в один прием. Разнимать форму и вынимать отливку можно только после полного остывания залитого металла. Вынутый из формы отлитый винт обрабатывается напильниками. В ступице просверливается отверстие и нарезается соответствующая резьба. После балансировки гребной винт шлифуют мелкой шкуркой и полируют пастой ГОИ. |
Такой способ изготовления гребных винтов пригоден к любым моделям, кроме скоростных. Дело в том, что гребные винты, изготовленные таким способом для создания необходимой прочности, получаются (помимо нашего желания) толсто-лопастными, что значительно снижает их КПД. Для повышения коэффициента полезного действия гребные винты к скоростным кордовым моделям делают из цельного куска стали с последующей их термической обработкой (закалкой).
Таким образом, мы с Вами разобрали три основных способа изготовления гребных винтов в судомоделизме. Некоторые из них можно применить при минимуме инструментов, другие требуют специально подготовленного оборудования, но и свойства выполненных разными способами винтов получаются несколько различными.
Практика
Простейший способ изготовления гребного винта («Простейший способ» рекомендуется для детей всех возрастов из-за технологических сложностей использования способов № 2-3. При наличии инструмента, можно попробовать способ № 2).
Так как вал у вас уже есть, то сегодня мы попробуем изготовить гребной винт для вашей модели. Ориентируясь на фото-инструкцию, работайте поэтапно (смотрите «практическая часть» приложения к данному занятию). Можете усложнить свою работу, добавив рабочих лопастей на винт или убавить. Закрутку лопастей гребного винта сделайте самостоятельно, экспериментальным путем; мы доведем ее до конца позже, при запуске и испытании.
Изобретать ничего не будем, используем подручные материалы и некоторые технологические приемы. Изготовление винта дело сложное и требует аккуратности.
Для работы необходимы:
- шило (тонкое сверло),
- циркуль,
- плоскогубцы,
- ножницы,
- жесть от консервной банки
- малярный скотч.
Гребной вал будет сделан из велосипедной спицы.
Не забывайте о рассмотренных ранее правилах техники безопасности при работе с инструментом и материалами!
Шаг 1. Берем крышку от консервной банки и наклеиваем на неё малярный скотч. Циркулем рисуем окружность диаметром 1/3 транца модели, затем на выкройке рисуем линии для формирования лопастей гребного винта (вспомните материал занятия по масштабированию). Количество лопастей 3-6 штук. Для упрощения разметки можно сделать винт из четырех лопастей.
Шаг 2. В центре окружности шилом пробиваем отверстие равное диаметру гребного вала.
Шаг 3. Аккуратно вырезаем намеченный круг, прорезаем лопасти. Обязательно закругляем заостренные края.
Шаг 4. Изгибаем лопасти, задавая направление потока и шаг самодельного гребного винта. Иногда эту процедуру лучше сделать уже на гребном вале.
Шаг 5. Устанавливаем гребной винт на вал. Если в качестве вала применена велосипедная спица, то можно закрепить винт при помощи гаек.
Если вы придерживались инструкций и руководствовались наставлениями, то у Вас получился отличный винт, в сборе с валом это будет элемент ходовой группы модели. Закрепите свои знания проработкой теоретического материала, сделайте винты с различным количеством лопастей, это нам пригодится в последующей работе.