Муниципальное бюджетное образовательное   дополнительного образования

«Центр детского творчества» г. Ярцево Смоленской области

Конспект

открытого занятия

«Технология изготовления гребных винтов для модели корабля»

Разработал:

 педагог дополнительного образования

 Вырьев Владислав Анатольевич

г.Ярцево

2018 год

Тема занятия: «Технология изготовления гребных винтов для модели корабля»

Место проведения занятия: ЦДТ, кабинет №9

Продолжительность занятия:  3 часа (2 ч. 45 мин)

Участники занятия: обучающиеся творческого объединения «Судомоделирование» (3-ий год обучения)

Цель занятия: технологические особенности и изготовление гребного винта подводной лодки.

Задачи:

Образовательная:

1. Понимать смысл понятий: гребной вал, ступица,  лопасть;
2. Уметь объяснять смысл  и значение этих приспособлений;
3. Использовать понятия: гребной винт при решении задач.

Развивающая:

1. Продолжить развитие навыков обрабатывать и представлять информацию в разных формах (словесно, рисунков и структурных схем);
2. Продолжить развитие умений сравнивать, анализировать и обобщать факты;
3. Продолжить развитие умений представлять и аргументировать групповое решение;
4. Продолжить развитие умений оценивать собственные знания.

Воспитательная:

1. Воспитание умения слушать и быть услышанным.

Оборудование: циркуль, карандаш, лист жести или латуни, ножницы, стальная проволока, напильник, наждачная бумага, олово, паяльник.

Предварительная подготовка:  учебник М.И.Якубовского «Любительская посторойка портативных судов», технологические карты с этапами изготовления гребного винта, необходимые инструменты на каждом столе.

План занятия:

1. Вводная часть:

А) организационный момент;

Б) техника безопасности;

В) повторение темы прошлого занятия.

2. Теоретическая часть:

А) объяснение нового материала.

3. Практическая часть:

А) изготовление гребного винта.

ХОД ЗАНЯТИЯ.

1. Вводная часть.

Педагог. Здравствуйте, ребята! Чтобы начать занятие приготовим все материалы, необходимые для изготовления изделия. А также, вспомним и повторим правила безопасного использования колеще - режущих инструментов.                                                         Далее мы с вами вспомним, для чего служит и какую роль играет гребной вал в модели? Вспомним, где и каким образом он крепится на судне?                                                Сегодня мы с вами рассмотрим три способа изготовления гребного винта.  

Теоретическая часть. 

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. 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 (рис. 145, 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 (рис. 1).

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.

Рис. 1.. Простейший способ изготовления гребного винта.

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 (рис. 146) и пропаивают оловом, серебряным или медным  припоями.

Рис. 146. Изготовление паяного гребного винта.

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.

Затем, с небольшим припуском к размеченному контуру, ножницами по металлу вырезают заготовку лопасти и выравнивают ее деревянным молотком (киянкой) на ровной плоскости. А чтобы все лопасти были одинакового размера, их складывают вместе в пакет и обрабатывают напильником в тисках. На лопастях чертилкой необходимо провести осевые линии. Затем на токарном станке вытачивают ступицу необходимого диаметра и длины с внутренним отверстием под предполагаемую резьбу.

Рис. 147. Пропиливание пазов для лопастей в тисках.

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 (рис. 147). Для пропилки пазов в ступице можно изготовить несложное приспособление (рис. 148).

Рис. 148. Пропиливание пазов в приспособлении: 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 (рис. 149).

Рис. 149. Проверка правильности установки лопастей.

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

Рис. 152. Приспособление для балансировки гребных винтов.

Надо помнить, что при закрутке лопастей у гребных винтов, паянных оловом, лопасти почти всегда выламываются из пазов ступицы. Чтобы этого не случилось, их нужно закручивать в тисках заранее, до их установки, причем на величину, несколько большую, чем необходимо. Уменьшить углы закручивания на собранном винте значительно легче. Для этого лопасть винта достаточно осторожно промять  губками  плоскогубцев,  отчего она начнет раскручиваться в обратную сторону, увеличивая шаговые углы.

После того как лопасти гребного винта будут закручены на соответствующие шаговые углы, винт окончательно обрабатывают с помощью различных напильников. У гребных винтов постоянного и радиально-переменного шага нагнетающая сторона лопасти по всей длине должна быть плоской, засасывающая — выпуклой. Толщина лопасти по своей длине должна равномерно уменьшаться от корня лопасти к ее концу.

После обработки гребного винта напильниками его необходимо отбалансировать на простом приспособлении из ножей безопасной бритвы, закрепленных на бруске дерева (рис. 152).

Рис. 151. Графический способ построения шаговых угольников.

Если либо сторона винта окажется тяжелее и перевешивает, то с нее удаляют часть металла, не нарушая контура лопасти и симметрии винта. После балансировки гребной винт шлифуют мелкозернистыми наждачными бумагами и полируют пастой, что значительно повышает его к.п.д.

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 (рис. 153). 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.

Смазав маслом или жиром верхнюю плоскость формы, на нее устанавливают вторую половину ящика (без дна) и тоже заливают жидким гипсом. Сразу же после заливки, пока гипс еще не затвердел, в него вставляют две деревянные круглые палочки диаметром 6 и 10 мм, также смазанные жиром. С помощью этих палочек получаются два отверстия, одно А по центру винта для заливки металла, другое Б над концами лопастей для выхода воздуха при заливке металла. После затвердения раствора оба ящика осторожно разнимают, модель винта и деревянные палочки вынимают, а залитому гипсу дают хорошо просохнуть. Заливать металл в сырую форму ни в коем случае нельзя.

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.

Рис. 153. Литейная форма для отливки винтов.

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 к.п.д. Для повышения коэффициента полезного действия гребные винты к скоростным кордовым моделям делают из целого куска стали с последующей их термической обработкой (закалкой).

Практическая работа.

Учащиеся самостоятельно изготавливают гребной вал и крепят его на модель судна. Педагог наблюдает за каждым обучающимся и индивидуально помогает каждому ребенку.  После окончания работы педагог оценивает работу учащихся и благодарит за проведенную работу