КАПитальный промысел. Свечи по-домашнему. Обслуживание и ремонт погружных насосов... ("Сделай сам" №4∙2000)

Обслуживание и ремонт погружных насосов

Ефремов Г.Е.

Погружные (глубинные) насосы «Малыш», «Ручеек» и «Нива» очень широко распространены среди населения и служат для разных хозяйственных нужд: для подъема воды из скважин и колодцев, перекачки ее из водоемов, полива садов. и огородов и т. д.

Эти насосы выпускают разные заводы, но конструкции их и технические характеристики не резко отличаются друг от друга. Они заключаются в следующем:

1) напряжение питающей сети ~ 220 В, 50 Гц;

2) мощность полезная 180–220 Вт, а потребляемая из сети — 600–750 Вт и потребляемый ток до 3,5 А;

3) производительность в зависимости от глубины нахождения в скважине (колодце), считая от уровня земли, например, для насоса «Малыш»: 1 м — 1500 л/ч, 10 м — 900 л/ч, 20 м — 660 л/ч и 40 м — 430 л/ч;

4) продолжительность работы насоса, полностью погруженного в воду, не более 12 ч в сутки с. перерывами до 15–20 мин через каждые 2 ч для полного его охлаждения.

Для правильного обслуживания, качественного ремонта насосов необходимо четко представлять устройство и принцип их работы. На рис. 1 приведен общий вид насоса «Малыш». Погружные насосы конструктивно выполнены просто, компактно, в них нет вращающихся и трущихся деталей, они не требуют смазки, в работу включаются непосредственно после погружения в воду и подключения к электрической сети.

Рис. 1. Общий вид насоса «Малыш»:

_{I, II, III — приводная, напорная и рабочая камеры, IV — вибратор; 1 — напорный канал; 2 — эпоксидный клей с металлическими опилками; 3 — кабель силовой; 4 — трубка резиновая; 5 — гайка; 6 — эпоксидный клей; 7 — катушка; 8 — якорь; 9 — прокладка; 10 — болт крепежный; 11 — цилиндр резиновый; 12, 13 — кольца резиновое и стальное; 14 — мембрана; 15 — шток; 16 — клапан всасывающий; 17 — винт М4; 18 — отверстие; 19 — болт с гайкой}

Корпуса насосов отлиты из алюминиевого коррозиестойкого сплава, поэтому погружать их в воду можно на длительное время, а извлекать только для профилактического осмотра.

Использовать насосы для подъема воды из скважин и колодцев можно зимой, но в этом случае необходимо пристроить к ним сливные клапаны, сливающие воду из шланга и труб после отключения от сети. Одну из конструкций сливного клапана можно увидеть на рис. 16.

Основой насосов является вибратор, состоящий из электромагнита и вибрирующего узла. Электромагнит имеет U-образный шихтованный магнитопровод, на его сердечники насажены две катушки, соединенные последовательно и запитанные от сети ~220 В, 50 Гц. Вибрирующий узел (рис. 2) представляет собой якорь, жестко связанный со штоком, на котором установлены мембрана (в руководствах по обслуживанию насосов эта деталь называется поршнем), и резиновые детали, в собранном виде служащие противодействующей пружиной.

Рис. 2. Вибратор:

_{1 — магнитопровод; 2 — катушка; 3 — якорь; 4 — шайба регулирования зазора; 5 — прокладка; 6 — шток; 7 — кабель силовой}

К последним относят: стальную прокладку, опрессованную в эластичную резину, и резиновое кольцо, опирающееся на стальное овальное кольцо. Последняя деталь при сборке насоса садится на боковые выступы корпуса. На конце штока насажена и закреплена гибкая мембрана. Между прокладкой и овальным кольцом располагают резиновый цилиндр в стальном цилиндре, создавая внутри полость, необходимую для защиты от попадания воды из напорной камеры в приводную. Все резиновые детали на штоке насажены и завинчены с помощью тарельчатых шайб и гаек.

Насосы состоят из двух камер, разделенных между собой прокладкой: приводной и напорной с рабочей (рис. 1). В приводной камере расположен электромагнит с катушками, запитанными от сети гибким кабелем. Последний пропускают в приводную камеру через сальниковый ввод и якорь, связанный со штоком. Электромагнит с катушками, кроме торцевых поверхностей сердечников, и кабель залиты эпоксидным клеем.

Напорная и рабочая камеры при вынутом вибрирующем узле составляют одну общую полость. При установке же вибрирующего узла полость разделяется мембраной на две части: напорную и рабочую. Мембрана плотно прилегает к корпусу насоса в суживающейся его части. Внизу рабочей камеры имеются отверстия для прохода воды, которые закрывает всасывающий клапан.

Из напорной камеры к патрубку проходит напорный канал. Приводную и напорную камеры крепят между собой через прокладку с помощью четырех стальных болтов и гаек М8, затянутых очень крепко и раскерненных от отвинчивания. Тогда вода не попадет в приводную камеру.

Всасывающий клапан и мембрана выполнены из эластичной резины, выдерживающей долгую циклическую работу.

Якорь вместе с другими деталями на штоке при сборке насоса устанавливают так, чтобы между ним и сердечниками электромагнита был определенный рабочий зазор 3,5–4 мм, необходимый для вибрирования. Зазор этот определяется как разность двух измеренных линейкой величин б = а — в (рис. 2).

Рассмотрим принцип работы насосов, считая, что якорь, мембрана и другие детали на штоке вибрируют в такт синусоидального изменения тока в катушках. При подключении насоса к сети ~220 В в катушках потечет ток i (рис. 3), наводящий в магнитопроводе магнитный поток Ф, тоже синусоидальный, который создает усилие притяжения Р_э якоря, равное

Р_э = К∙Ф²,

где К — коэффициент, зависящий от конструкции электромагнита.

Как видно из рис. 3, усилие Р_э всегда положительно и его величина изменяется от нулевого значения до максимальной величины в секунду 100 раз, а ему противодействует усилие пружин резиновых деталей, зависящее от величины прогибов.

Рис. 3. Ток и усилие в электромагните насоса:

_{i — ток в катушках; Рэ, Рп — электромагнитное и противодействующее усилия}

При условно принятом положительном направлении тока в катушках с момента времени t₁ усилие электромагнита становится больше противодействующего усилия резиновых пружин, якорь притягивается к сердечникам электромагнита и соответственно центр мембраны приподнимается на величину зазора б (при этом края мембраны не отрываются от корпуса насоса). В рабочей камере образуется разрежение, благодаря чему всасывающий клапан открывается и небольшая порция воды поступает через отверстия в рабочую камеру. Начиная с момента времени t₂ усилие электромагнита становится меньше противодействующего усилия, якорь вместе с мембраной возвращается в исходное положение, объем рабочей камеры уменьшается, давление в ней увеличивается, всасывающий клапан закрывается, и вода, приподнимая края мембраны, поступает в напорную камеру.

А при противоположном направлении тока в катушках, начиная с момента времени t₃, якорь вновь притягивается к сердечникам электромагнита, мембрана приподнимается, и вода поступает в рабочую камеру, а с момента времени t₄ якорь и мембрана возвращаются в исходное положение, и очередная порция воды поступает в напорную камеру. Такое циклическое перекачивание воды из водоема в рабочую камеру, а из нее — в напорную происходит в секунду 100 раз, поток воды устремляется через напорный канал и патрубок в шланг и далее по назначению.

Производительность насоса зависит от глубины его нахождения в скважине или колодце. Чем глубже расположен насос от поверхности земли, тем сильнее давит столб воды, находящейся в шланге и напорной камере, на мембрану и тем меньше воды поступает из водоема в рабочую камеру соответственно из рабочей в напорную, потому что к противодействующему усилию пружин дополнительно прибавляется усилие давления столба воды на мембрану со стороны напорной камеры. Например, для насоса «Малыш» при работе на глубине 40 м от поверхности земли производительность равна 430 л/ч, а при глубине 1 м — 1500 л/ч.

По той же причине во врем работы насоса категорически воспрещается пережимать шланг или перекрывать воду в трубопроводе, а также нельзя пользоваться шлангом очень большой длины (в руководствах диаметр и максимально допустимая длина шланга указаны), в котором создается большое гидравлическое сопротивление. В обоих случаях чрезмерное давление на мембрану приводит к перегоранию катушек.

Далее решим небольшую задачу. Насос качает воду из пруда, его производительность 1080 л/ч. Спрашивается, какое количество воды поступает из рабочей камеры в напорную за 1 ход якоря. Выразим производительность в см³/ч:

1080 л/ч = 1080х1000 = 1 080 000 см³/ч.

Число колебаний якоря в час (3600 с) — 3600 х 100 = 360 000.

Количество перекачиваемой воды за 1 ход якоря:

1 080 000/360 000 = 3 см³.

Насос за 10 с перекачивает воду в количестве: 10x100x3 = 3000 см = 3 л. Этой величиной производительности (3 л за 10 с) будем пользоваться при наладке насосов после их ремонта.

Из практики ремонта насосов можно назвать следующие причины выхода их из строя в процентах: перегорание катушек электромагнита — 90 % и остальные 10 % — износ мембран и всасывающих клапанов, самопроизвольное отвинчивание гаек крепления и попадание воды в приводную камеру.

Последние неисправности насоса легко устранимы. При износе мембраны или всасывающего клапана вибратор работает нормально, но подача воды очень низкая. В этом случае разбирают насос и износившуюся мембрану или клапан меняют на новые. При этом шайбы и гайки желательно поставить из нержавеющего материала (латунь или нержавеющая сталь). Если таковой возможности нет, то нужно поставить стальные же с последующей их покраской для защиты от коррозии тонким слоем эпоксидной смолы.

Если питающий кабель в сальниковом вводе в хорошем состоянии и катушки электромагнита целы и невредимы, но их сопротивление изоляции относительно корпуса, измеренное мегометром, очень мало, это является первым признаком проникновения воды в приводную камеру (сопротивление изоляции токоведущих частей насоса относительно корпуса считается нормальным при R_из >= 2 МОм). Вода, попав в нее, проникает в шихтованный набор магнитопровода и через микротрещины залитого слоя эпоксидного клея — в катушки. Сопротивление изоляции резко падает. Таким насосом категорически запрещено пользоваться. В этом случае поступают так. Разбирают насос, в приводной камере ветошью вытирают влагу и грязь, ржавые места сердечников и якоря очищают шкуркой. Затем приводную камеру зажимают в тиски, на сердечники сверху устанавливают якорь и электромагнит насоса подсоединяют к источнику напряжения 36 В, в качестве последнего можно использовать трансформатор 220/36 В мощностью не менее 25 Вт. Электромагнит оставляют включенным на 5–6 ч, в течение которых магнитопровод и катушки нагреваются и вода из них удаляется. По истечении этого времени, отключая электромагнит от источника 36 В, измеряют вновь сопротивление изоляции токоведущих частей относительно корпуса, которое должно быть R_из >= 2 МОм. Если дальнейший нагрев электромагнита не приводит к повышению сопротивления изоляции, то электромагнит подлежит полному ремонту.

При нормальном сопротивлении изоляции катушек приступают к сборке насоса. Перед сборкой еще раз вытирают ветошью приводную камеру, рабочие поверхности сердечников магнитопровода и якоря смазывают тонким слоем машинного масла, а нерабочие поверхности якоря и трещины в залитом слое эпоксидного клея покрывают тонким слоем этого же клея. При сборке насоса соприкасающиеся поверхности прокладки и приводной камеры смазывают тонким слоем вакуумной смазки (ею пользуются водители) или эпоксидной смолы (не клея!) и надежно стягивают их между собой болтами, которые затем закрашивают водостойкой краской или эмалью. Вакуумная смазка или эпоксидная смола липкой консистенции, не высыхает от времени и, заполняя все микротрещины на соприкасающихся поверхностях, надежно преграждает проникновение воды в приводную камеру.

Выше было отмечено, что основной причиной выхода из строя насосов является перегорание катушек электромагнита. Укажем основные причины их перегорания.

1. Катушки работают от сети переменного тока, и величина тока, проходящего по ним (эффективный ток, который измеряет амперметр), определяется по формуле:

J = U/√(R² + Х²),

где U — напряжение сети 220 В;

R и X — омическое индуктивное сопротивление, Ом.

Забегая вперед, отметим, что катушки электромагнита намотаны проводом d_из = 0,63 мм и величина их сопротивлений постоянная. Например, для насоса «Малыш» сопротивление катушки равно R = 4,66 Ом.

Индуктивное сопротивление катушек — величина не постоянная, а зависит она от величины зазора б между якорем и сердечниками. При полностью притянутом якоре к сердечникам зазор равен нулю, индуктивное сопротивление максимально и, как следует из формулы, ток минимален. При оттянутом жоре от сердечников картина меняется на противоположную: зазор максимален, индуктивное сопротивление минимально и соответственно ток максимален. Таким образом, при каждом ходе якоря ток меняется от максимальной величины до минимальной. И чем больше величина зазора, тем больше величина эффективного тока (табл. 1) и тем больше вероятность перегорания катушек по причине их перегрева от повышенного тока.

Тепло Q, выделяемое в катушках от проходящего по ним тока J, равно:

Q = J²∙R∙t,

где R — омическое сопротивление, Ом; t — время.

Из формулы следует, что, чем больше ток, проходящий по катушкам, тем сильнее они нагреваются. Если теплоотвод с внутренних, наиболее сильно нагретых слоев катушек незначительный, то они в конечном счете перегорают из-за перегрева. Отметим следующее наблюдение: срок службы катушек, намотанных из проводов с эмалевой изоляцией и пропитанных лаком, при температуре t = 90 °C — 10 лет, а при t = 110 °C — 2,5 года. При дальнейшем повышении температуры срок службы катушек сокращается до нескольких месяцев, и наоборот, при t = 80 °C срок службы увеличивается до 20 лет. Поэтому для увеличения срока службы катушек насосов допускать их перегрева нельзя выше предельно допустимой температуры для данного класса изоляции проводов. Насосы должны работать только при погружении в воде, когда происходит интенсивный теплосъем с нагретых частей катушек и магнитопровода.

Повышенное значение тока, проходящего по катушкам, еще приводит к усилению ударов якоря о. сердечники, вследствие чего они расплющиваются, откалываются верхние слои залитого эпоксидного клея, растрескиваются каркасы катушек и разрушается их монолитность.

При ремонте насоса «Малыш» после перемотки катушек и в процессе наладки зазора между якорем и сердечниками была установлена зависимость величин токов в катушках от величин зазора. Данные приведены в табл. 1 и по ним выстроена зависимость J = f (б) (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость тока в катушках от величины зазора между якорем и сердечниками

Плотность тока j (А/мм²) в обмоточном проводе катушек — величина, прямо отражающая нагрев обмоток. Чем она выше, тем выше перегрев обмоток катушек. В катушках реле, пускателей и контакторов плотность тока при расчете берут равной 2–3 А/мм², а в интенсивно охлаждаемых катушках вышеупомянутых насосов плотность тока можно повысить до 13–14 А/мм². В табл. 1 приведены для насоса «Малыш» данные плотности тока в обмоточном проводе d_из = 0,63 мм катушек в зависимости от установленного зазора между якорем и сердечниками.

1. Таким образом, мы пришли к очень важному выводу, какое решающее значение имеет величина тока, протекающего по катушкам электромагнита. Эта величина тока зависит, в свою очередь, от зазора между якорем и сердечниками. Отсюда и срок службы насосов. Поэтому для его увеличения после ремонта насосов необходимо установить такой зазор между якорем и сердечниками, чтобы ток, проходящий по катушкам, был не более 3–3,2 А.

2. При прохождении тока по катушкам переменный магнитный поток вызывает в нем потери от вихревых токов и на гистерезис. Эти два вида потерь значительно нагревают магнитопровод, и тепло от него необходимо отводить на охлаждаемый корпус насоса, в противном случае это тепло, переходя через каркасы в обмотки катушек, может вызвать в них дополнительный нагрев. В насосах после ремонта электромагнита вопрос хорошего теплоотвода с него решается установкой магнитопровода на свое «родное» место, которое он занимал до ремонта, с хорошим контактом с корпусом и без перекосов. Его установка на корпус с перекосом приводит к неплотному прилеганию магнитопровода к корпусу, недостаточному теплоотводу с него и неравномерному распределению магнитного потока в зазоре. В результате появляются боковые усилия и нарушается нормальная работа насоса.

Ниже предлагаем способы (применяем их при ремонте насосов) для правильной установки магнитопровода на свое «родное» место и улучшения теплоотвода с него на охлаждаемый корпус.

Насосы выпускают на заводе с точно установленным магнитопровод ом, без перекосов и отшлифованными поверхностями соприкосновений якоря и его сердечников. И это заводское «родное» положение магнитопровода в приводной камере необходимо зафиксировать. Для этого до вытаскивания электромагнита из залитого слоя эпоксидного клея в приводной камере в торце насоса и магнитопровода (рис. 1, вид А) просверливаем два отверстия и нарезаем в них резьбы М4 глубиной до 10–12 мм, чтобы после ремонта электромагнита можно было поставить магнитопровод на свое же «родное» место и притянуть винтами его к корпусу для хорошего прилегания. (Магнитопровод — твердый материал, сверлится и режется туго, поэтому надо быть осторожным, чтобы не сломать сверла и метчики.)

Практически это выполняем так. После перемотки катушек, проверки и присоединения их к питающему кабелю приводную камеру зажимаем в тиски, магнитопровод устанавливаем на «родное» место, притягиваем его к корпусу винтами и его нижнюю часть (не доходя 4–5 мм до каркасов катушек) заливаем эпоксидным клеем, наполненным металлическими опилками (сталь, медь, латунь, алюминий) в соотношении 3 ч. опилок и 1 ч. клея. Такой клей имеет очень хорошие теплопередающие свойства, как у металла. Заливка им нижней части магнитопровода заметно улучшает его охлаждение благодаря свойствам клея и увеличению охлаждаемой площади в 3 раза (при этом и с катушек отводится часть тепла). Остальную часть магнитопровода с катушками доливаем эпоксидным клеем без металлических опилок.

3. Напряжение сети существенно влияет на надежность и долговечность катушек, соответственно и на срок службы насоса. Катушки электромагнита рассчитаны на напряжение сети 220–230 В. При напряжении свыше 230 В подача воды увеличивается, потребляемый ток и нагрев катушек возрастают, усиливается сила ударов якоря о сердечники и насос сильно гудит. А при напряжении сети 190–220 В наоборот: подача воды уменьшается, насос работает без шума, ток и нагрев катушек уменьшенные. Может случиться, что при сравнительно низком напряжении насос вообще перестанет работать, якорь остается не притянутым и в конечном счете катушки сгорают из-за большого тока, протекающего по ним. Поэтому в случаях сравнительно повышенного и пониженного напряжений необходимо отключать насос до появления в сети 220–230 В.

4. На долговечность катушек насоса существенную роль играют марки проводов, из которых выполнены обмотки катушек, и их пропитка. Марок обмоточных проводов для катушек, аппаратов и машин очень много, но применение широко распространенного обмоточного провода марки ПЭЛ в катушках насосов явно приводит к сокращению срока службы самих катушек, а соответственно и насосов. Причина кроется в наличии на поверхности провода мелких точек повреждения, вследствие чего в непропитанных или плохо пропитанных обмотках катушки выходят из строя очень быстро из-за образования в них К.З. витков при работе насоса в условиях сильной тряски и вибраций. (К.З. виток — это короткозамкнутый виток, в катушке переменного тока в случае образования работает как трансформатор, т. е. в нем индуктируется большой ток, виток сильно перегревается и в конечном счете катушка перегорает). Поэтому применение провода марки ПЭЛ в обмотках катушек насосов должно быть исключено. Необходимо применять при ремонте катушек провода с высокопрочной, теплостойкой эмалевой изоляцией. В табл. 2 приведены рекомендуемые марки проводов для намотки катушек насосов, там же указаны их диаметры с изоляцией d_из, без изоляции d₂ и сечения проводов без изоляции S₂.

Намотанные катушки необходимо хорошо пропитать пропиточным лаком (плохая их пропитка — вторая основная причина выхода из строя). Витки в катушках, уложенные в рядах и непропитанные лаком или некачественно пропитанные, когда нет сцепления между ними во время работы насоса в условиях тряски и вибраций ударяются и трутся между собой. Это ведет к истиранию даже высокопрочной изоляции проводов, и в результате в катушке возникает К.З. виток, приводящий к выходу ее из строя.

В хорошо пропитанных катушках пропиточный лак заполняет все промежутки между витками и слоями, вытесняя из них воздух, и катушки получаются в виде монолитной массы с хорошей механической прочностью, хорошим теплоотводом из внутренних сильно нагретых слоев и хорошими изоляционными свойствами. Непропитанные или плохо пропитанные катушки этими свойствами не обладают и быстро перегорают.

На заводах катушки пропитывают в специальном автоклаве в вакууме и под давлением, повторяя это несколько раз и с сушкой между операциями.

Пропитка катушек простым погружением в пропитывающий лак не дает качественных результатов, так как лак, особенно в каркасных катушках и с изолирующими прокладками между слоями, не доходит до середины катушки, где витки не пропитываются. В результате такая катушка быстро выходит из строя по причине плохой теплоотдачи из ее середины и появления К.З. витка в ней во время работы насоса.

При изготовлении катушек промазывание пропиточным лаком каждого слоя обмотки дает результаты немного лучше, чем простое окунание их в пропиточный лак. Но и в этом случае в процессе высыхания 40–50 % растворителя лака улетучивается и в витках катушки появляются воздушные поры, уменьшающие ее теплоотдачу.

Мы в своей практике ремонта насосов при перемотке катушек для их пропитки пользуемся эпоксидным клеем. В процессе намотки катушки каждый полный ряд витков обильно промазываем клеем, выдавливая воздух из промежутков между витками, затем накладываем тонкую намоточную бумагу, далее продолжаем наматывать очередной ряд и промазывать клеем.

Катушка благодаря заполнению эпоксидным клеем промежутков между витками и рядами становится механически прочной монолитной массой с хорошими диэлектрическими свойствами, улучшенным теплоотводом из ее внутренних слоев. В ней витки настолько прочно скрепляются между собой, что исключено появление К.З. витков, и она имеет большой срок службы. Катушка, плохо пропитанная эпоксидным клеем, вышеназванными свойствами не обладает и ее срок службы недолгий.

По ремонту насосов можно обращаться в мастерские, где специалисты перемотают, пропитают катушки и отремонтируют их. Но эту работу с успехом, не хуже чем в мастерских, можно выполнить своими руками в домашней мастерской. Дальнейшее наше изложение составлено на основе личного опыта перемотки катушек, их проверки и сборки насосов.

Для перемотки катушек насосов требуются: обмоточный провод, обмоточная бумага, эпоксидный клей для их пропитки и для выводов хлорвиниловая или линоксиновая трубка диаметром 1 мм. Марки обмоточных проводов для вышеназванных насосов приведены в табл. 2. Катушки насосов на заводах выполняют проводом ПЭВ-2 d_из = 0,63 мм. Желательно перемотать катушки этим же проводом, но при его отсутствии можно воспользоваться одним из следующих проводов: d_из = 0,63 мм марки ПЭТ-155, d_из = 0,61 мм и d_из = 0,69 марки ПЭВ-1. При перемотке катушек проводом меньшим, чем d_из = 0,63 мм, чтобы сохранить плотность тока в проводе в пределах 13–14 А/мм², необходимо уменьшить ток, протекающий по катушкам, уменьшая зазор б между якорем и сердечниками магнитопровода согласно графику, приведенному на рис. 4.

Обмоточную бумагу используем для прокладки между рядами, применяем бумагу папиросную, кабельную или телефонную толщиной 0,1 мм.

К ремонту электромагнита насоса приступаем в следующей последовательности:

1. После определения обрыва в катушках отрезаем питающий кабель возле сальникового ввода, отворачиваем гайку и вынимаем из него резиновую трубку и шайбу.

2. Насос зажимаем в тиски и, отвинчивая 4 крепежных болта, разбираем его на две половинки приводную и напорную камеры. При отвинчивании крепежных болтов надо иметь в виду, что они раскернены от самоотвинчивания.

3. На торце насоса и в магнитопроводе приводной камеры просверливаем два отверстия глубиной 1-12 мм и нарезаем в них резьбы М 4 (рис. 1). Эти отверстия с резьбой необходимы при сборке насоса для установки магнитопровода на свое «родное» место.

4. Корпус приводной камеры устанавливаем на электроплитку с закрытой спиралью мощностью не более 400 Вт и накрываем кастрюлей, обернутой асбестовым полотном. Через 1–1,5 ч корпус камеры разогревается, эпоксидный клей размягчается. Тогда, беря его брезентовыми рукавицами, ударяем о массивную доску, и электромагнит с катушками выскакивает из приводной камеры. Электромагнит с катушками вновь помещаем на плитке под кастрюлю, а тем временем, пока корпус камеры горячий и клей размягченный, очищаем стенки камеры и посадочное место под магнитопровод от клея, применяя отвертки, напильники, грубую и мелкую шкурки. Эту операцию очищения надо выполнять очень тщательно, чтобы при сборке насоса электромагнит садился на свое место без перекосов.

Высвобождение электромагнита из приводной камеры можно ускорить, разогревая ее корпус паяльной лампой и также ударяя его о доску.

Далее освобождаем электромагнит от катушек. Тут надо быть очень аккуратным, можно легко поломать и отколоть щечки пластмассовых каркасов. Электромагнит устанавливаем в тиски так, чтобы корпуса каркасов катушек садились на их губки, и, применяя деревяшку, ударяем молотком осторожно, выбиваем магнитопровод из катушек (рис. 5). Поверхности магнитопровода и каркасов катушек также очищаем от остатков клея.

Рис. 5. Выбивание магнитопровода из катушек

Последняя операция — удаление сгоревшего провода с каркасов катушек. Если обмотка была не пропитана или слабо пропитана, то провод снимается легко, а если обмотка представляет монолитную массу, то приходится ее разрезать ножовкой по металлу. Затем также очищаем поверхности каркаса от старого пропиточного лака, чтобы поверхности для намотки были ровные.

Для насоса «Малыш», «Ручеек» и «Нива» обмоточные данные катушек известны: провод d_из = 0,63 мм и число витков W = 420, а при ремонте других насосов, которые появились на прилавках в последнее время (например, «Инкар»), обмоточные данные необходимо определять при удалении сгоревшей обмотки катушек.

5. Обычно при осторожном освобождении катушек из электромагнита их каркасы остаются невредимыми, но бывает, что щечки каркасов откалываются или они были разбиты еще при работе насоса. В этом случае отколотые части склеиваем, применяя клей «Момент» или эпоксидный, предварительно очистив и обезжирив склеиваемые поверхности.

Щечки каркаса в случае полной поломки изготавливаем вновь, склеивая из нескольких слоев электрокартона (прессшпана). Сначала по размерам вырезаем торцевые шайбы, склеиваем их до получения толщины 2,5–3 мм, пропитываем лаком, сушим при t = 60–70 °C и затем устанавливаем на втулку каркаса с помощью клея «Момент» или эпоксидки (рис. 6).

Рис. 6. Изготовление щечек каркаса катушки

6. Намотку катушек выполняем на ручном намоточном станке, снабженном счетчиком числа витков (рис. 7).

Рис. 7. Станок для намотки катушек:

_{1 — счетчик числа витков; 2 — шпиндель; 3 — начальный вывод катушки; 4 — каркас катушки; 5 — планшайба; 6 — гайка для закрепления каркаса; 7 — зажим; 8 — рукоятка}

Перед началом намотки счетчик витков устанавливаем на нуль и каркас катушки настраиваем на шпинделе станка так, чтобы не было перекоса относительно оси вращения. Берем провод d_из = 0,63 мм марки ПЭВ-2 или другой провод (см. выше). На начальный вывод надеваем тонкую хлорвиниловую или линоксиновую трубку диаметром 1 мм, укладываем на втулку каркаса, выводим через углубление щечки и закрепляем ее на шпинделе станка. Начинаем намотку, предварительно обмазав втулку каркаса эпоксидным клеем. При намотке катушки будем стараться, чтобы натяжение обмоточного провода было равномерным, без усилий, чтобы он не рвался, не вытягивался и витки укладывались плотно друг к другу, без узлов и впадин. При намотке будем следить за тем, чтобы наматываемый провод не имел оголенных мест, а места одиночного повреждения будем изолировать двойным слоем лакоткани (рис. 8,а). При повреждении обмоточного провода на большом участке его вырезаем, концы зачищаем шкуркой, делаем скрутку (рис. 8,б), паяем припоем ПОС-30 с применением канифоли и место пайки также изолируем лакотканью.

Рис. 8. Изолирование оголенных мест (а), скрутка провода (б) и закрепление последнего витка обмотки (в):

_{1 — лакоткань; 2, 4 — начальный и конечный выводы; 3 —лента киперная}

После первого ряда витков останавливаем станок, обильно обмазываем выложенный ряд витков эпоксидным клеем и затем накладываем межслоевую обмоточную прокладку из двух слоев папиросной бумаги толщиной 0,05 мм или одного слоя кабельной или телефонной бумаги толщиной 0,1 мм. Ширина межслоевой прокладки должна быть на 7–8 мм больше ширины намотки. Прокладка должна еще обхватывать обмотку одним оборотом с небольшим перекрытием 10 мм, подгибаясь равномерно на каждую сторону. Далее наматываем второй ряд витков, также обмазывая его эпоксидным клеем и накладывая прокладку из обмоточной бумаги, и так до конца.

Намотав на катушке 420 витков, отрезаем провод от шпули, надеваем хлорвиниловую или линоксиновую трубку на конец провода и закрепляем его на обмотке (рис. 8,в). Для этого под последние 10–12 витков подкладываем двойной слой обмоточной бумаги и петлю из тонкой киперной ленты, в нее пропускаем последний виток и затягиваем туго. Затем обильно промазываем последний рад витков катушки эпоксидным клеем и обкручиваем ее тонкой киперной лентой с небольшим перекрытием.

Катушку, закончив намотку, снимаем со станка и выдерживаем 10–15 ч, в течение которых эпоксидный клей затвердевает и катушка приобретает необходимые качества.

При намотке катушек проводом, большим, чем d_из = 0,63 мм, необходимо проверять, укладывается ли 420 витков на каркасе. Проведем проверочный расчет для насоса «Малыш». Берем провод d_из = 0,69 мм марки ПЭВ-1, размеры каркаса катушки приведены на рис. 9.

Рис. 9. Каркас катушки насоса «Малыш»: I_ср — средняя длина витка

Число витков в ряду:

W₁ = 42/(1,1∙0,69) = 55.

Число рядов, с учетом прокладки между ними, толщиной 0,1 мм:

W₂ = 7/(1,05∙(0,69 + 0,1)) = 8,5.

Берем W₂ = 8, где коэффициенты 1,1 и 1,05 учитывают неплотности укладывания витков в рядах и между ними.

Число витков, которое можно уложить на каркасе:

W = W₁∙W₂ = 55∙8 = 440.

А нам необходимо уложить 420 витков, таким образом, при отсутствии провода d_из = 0,63 мм смело можно использовать провод d_из = 0,69 мм.

Уложатся ли 420 витков из провода d_из = 0,71 мм на указанном каркасе? Расчет предоставляется выполнить самому читателю.

Катушки. — очень ответственные элементы, поэтому, прежде чем поставить их в насосы и залить эпоксидным клеем, они должны пройти тщательную проверку и испытания, к которым относятся: измерение их омического сопротивления, испытание на диэлектрическую прочность и проверка отсутствия К.З. витков. Омическое сопротивление катушки измеряем омметром или тестером, оно должно соответствовать расчетной величине сопротивления, которое легко определяется по формуле:

R = ρ∙l/S_r = ρ∙(l_ср∙W)/S_r

где ρ — удельное сопротивление меди,

ρ = 0,0175 ом∙мм²/м

W — число витков, W = 420;

l_ср — средняя длина витка намотки (М);

S_r — сечение провода без изоляции, S_r = 0,246 мм² (провод d_из = 0,63 мм) (табл. 2).

Среднюю длину витка намотки определяем по чертежу каркаса катушки, окно которого полностью занято обмоткой, для насоса «Малыш» (рис. 9) она равна 156 мм. Подставляя данные в формулу, получаем расчетное сопротивление:

R = 0,0175∙420∙156∙10^-3/0.246 = 4,66 ом.

Эту величину должен показывать омметр при измерений сопротивления.

Во время работы насосов возможны значительные перенапряжения в сети (например, во время грозы), которые могут привести к пробою изоляции витков в ряду или между рядами в катушке, и поэтому проверка их на диэлектрическую прочность является обязательной для каждой катушки, проверяется она подсоединением к ее выводам повышенного напряжения в течение одной минуты, применяя мегомметр на 1000 В. Пробитые катушки обнаруживаем при проверке наличия К.З. витков и отбраковываем.

В процессе изготовления катушки, как бы мы ни старались, возможны случаи незаметного оголения между соседними витками, которые при их работе приводят к образованию К.З. витков. Применение такой катушки в насосах недопустимо. Много разных устройств и схем для проверки отсутствия К.З. витков в катушках, все они основаны на поглощении энергии в КЗ. витках. Рассмотрим два из них.

На рис. 10 приведено устройство, собранное на магнитопроводе самого же насоса, представляющее собой трансформатор с двумя катушками: на левом сердечнике образцовая, испытанная и без КЗ витков, а на правом — испытуемая.

Рис. 10. Первый способ проверки катушек на отсутствие К.З. витков:

_{1, 4 — образцовая и испытуемая катушки; 2 — якорь; 3 — магнитопровод; 5 — измерительный прибор}

В устройстве якорь необходимо сильно прижать к сердечникам (например, применяя струбцины из досок или фанеры), в противном случае он сильно вибрирует и показания прибора будут неверные. Проверка ведется напряжением - 110 В, равным напряжению катушки. (Катушки насосов соединены последовательно, и на каждую из них приходится по 110 В.) В качестве источника тока применяем автотрансформатор ЛATP-05 и для измерения тока — тестер с разными пределами измерений.

Принцип работы устройства очень простой. Сначала на левый сердечник надеваем образцовую катушку, прижимаем якорь к сердечникам, подаем напряжение -110 В на выводы катушки и измеряем ток J₁ (без испытуемой катушки). Затем на правый сердечник надеваем испытуемую катушку с разомкнутыми выводами, также измеряем ток J₂, потребляемый образцовой катушкой, и сравниваем величины токов. Равенство токов J₁ = J₂ показывает, что испытуемая катушка без К.З. витков, так как она не потребляет электроэнергии. Неравенство токов, обычно J₂ > J₁, показывает наличие К.З. витков в катушке, так как она потребляет некоторую энергию и это влияет на увеличение тока J₂.

В описанном устройстве при применении высокочувствительного прибора можно выявить повреждение изоляции витков с относительно большим переходным сопротивлением.

Второе устройство представляет собой генератор низкочастотных колебаний, настроенный работать в режиме, очень близком к срыву генерирования. Устройство состоит из ферритового стержня с катушками L1, L2 и L3, электронной схемы на одном транзисторе VT и блока питания (рис. 11).

Рис. 11. Второй способ проверки катушек на отсутствие К.З. витков:

_{а — устройство способа; б — электронная схема способа; 1 — ферритовый стержень; 2 — катушки схемы; 3 — испытуемая катушка; 4 — осциллограф}

Ферритовый стрежень марки Ф-600 длиной 140 мм и диаметром 8 мм, который используется в переносных приемниках. Катушки L1, L2 и L3 наматывают на изоляционный каркас, его размеры указаны на рисунке. Данные катушек: для L1 число витков 200, L2 — 60 и L3 — 260, провод ПЭВ-2, d_из = 0,33-0,38 мм и катушки L1 и L2 наматываются в одной секции. Блок питания состоит из трансформатора 220/6 — 14 В и выполнен на магнитопроводе Ш12х15. Сетевая обмотка имеет W₁ = 5060 витков из провода ПЭВ-2 d_из = 0,1 мм, а вторичная сторона — пять обмоток с числами витков W₂ = 138, 46, 46, 46 и 46, соответствующих напряжениям 6, 2, 2, 2 и 2 В, которые необходимы для подбора режима работы схемы. Можно использовать любой другой трансформатор с перемоткой вторичных обмоток, сохранив сетевую 220 В. Выпрямитель выполнен на диодах KD103 А и конденсатор С1 типа К50-6 на напряжение 16 В.

В электронной схеме транзистор VT типа КТ-361 с любым буквенным обозначением и коэффициентом усиления h_21э более 45. Сопротивления R1 типа МЛТ и R2 — переменное типа СП-П-2. В схеме транзистор служит регулятором колебаний и управляется сигналом обратной связи, который снимается с катушки L2. Катушки L1 и L2 соединены так, как нарисовано на рис. 11.

Устройство работает так. Испытуемую катушку L надеваем на ферритовый стержень и схему включаем в сеть. В том случае, когда катушка не имеет К.З. витков, генератор возбуждается, возникают незатухающие колебания и прибор показывает некоторый ток. Если катушка имеет хотя бы один К.З. виток, генерирование срывается и стрелка прибора остается на нуле.

Прежде чем пользоваться устройством, необходимо отладить его электронную схему. Для этого катушку L3 подсоединяем к осциллографу и наблюдаем на его экране незатухающие колебания. Затем на ферритовый стержень надеваем К.З. виток из куска провода и, изменяя величину сопротивления R2, наблюдаем на экране за срывом генерирования, т. е. исчезновением незатухающих колебаний. Положение сопротивления R2, при котором срывается генерирование колебаний, закрепляем, и устройство готово к проверке катушек.

С помощью этого простого устройства молено проверять отсутствие К.З. витков во всевозможных катушках реле, пускателей и обмотках трансформаторов.

Итак, катушки проверили, испытали и прошедшие испытания устанавливаем в насосы. Остаются последние операции: подсоединение катушек к питающему кабелю и заливка электромагнита эпоксидным клеем.

При подсоединении катушек к питающему кабелю надо быть очень осторожным, здесь 4 конца и катушки можно поставить на сердечники двояко, перевернув их низ и верх и легко можно ошибиться. На рис. 12 приведены два варианта подсоединения катушек между собой и к питающему кабелю, показаны направления токов в катушках и магнитных потоков в магнитопроводе от каждой катушки в выбранный момент времени.

Рис. 12. Правильное (вверху) и неправильное соединение катушек насосов

В первом варианте соединение катушек согласованное. конец первой катушки соединяется с началом второй и к остальным двум концам подсоединяется кабель. Магнитные потоки катушек Ф₁ и Ф₂ имеют одинаковые направления и складываются Ф = Ф₁ + Ф₂, также складываются и индуктивные сопротивления катушек X = X₁ + Х₂, и тогда ток, потребляемый насосом, определяется напряжением сети и омическим и индуктивным сопротивлениями (см. формулу выше). Такое соединение катушек правильное. Второй вариант соединений катушек отличается от первого только тем, что вторая катушка перевернута и поставлена низом вверх. Как видно из рисунка, потоки Ф₁ и Ф₂, а также и индуктивные сопротивления X₁ и Х₂ направлены встречно, в результате Ф = 0, X = 0, и тогда ток, проходящий по катушкам, определяется только омическими сопротивлениями катушек. Величина его превышает во много раз величины тока первого варианта. Такое соединение катушек неверное.

Поэтому, чтобы не ошибиться при подсоединении катушек между собой и к питающему кабелю, собираем схему, запитаем ее от источника -36 В (рис. 14), на сердечники электромагнита устанавливаем якорь, прижимая его струбциной к сердечникам, и измеряем токи, используя тестер (рис. 13).

Рис. 13. Схема проверки правильного подсоединения катушек насосов к питающему кабелю

Рис. 14. Электросхема стенда для проверки и наладки насосов:

_{SQ1, SQ2 — автоматический выключатель АП50-2МТ, ток расцепителя 4А; Т1 — автотрансформатор ЛАТР-0,5; XS1, XS2 — розетка штепсельная 10 А; РА1 — вольтметр 250 В; РА2 — амперметр 10А}

При правильном соединении катушек якорь вибрирует и показание прибора, например, для насоса «Малыш» 55–65 мА, а при неправильном соединении катушек якорь не вибрирует и показание прибора в несколько раз больше показания, по сравнению со схемой правильного их соединения (200–300 мА).

Концы катушек правильного их соединения отмечаем и к концам, к которым было подсоединено питание ~36 В, теперь подсоединяем питающий кабель. Несколько слов о нем. Питающий кабель, применяемый в насосах, должен быть гибким, влаго- и морозостойким и механически прочным. Можно применять следующие марки кабелей: КРПГ, РПШ, ШРПЛ и др. сечением не менее 1,5 мм². Прежде чем подсоединить кабель к катушкам, его испытываем на диэлектрическую прочность повышенным напряжением в течение 1 мин, применяя мегомметр на 1000 В.

Конец кабеля до подсоединения к катушкам разделываем. Для этого снимаем его наружную оболочку на длине 5–6 см, надеваем на его жилы хлорвиниловые трубки, отрезанные наискосок, выполняем бандаж суровыми нитками и замазываем его эпоксидным клеем. Очищаем концы катушек и кабеля шкуркой, облуживаем припоем ПОС-30 с применением канифоли, припаиваем их согласно схеме правильного соединения катушек и места соединений изолируем х/б лентой. Пайка обеспечивает хорошую электропроводимость и механическую прочность соединений. Применение же скруток без пайки при соединении концов катушек и кабеля в насосах недопустимо.

Сборку насоса выполняем в следующей последовательности:

1. Поверхности магнитопровода, приводной камеры и каркасов обезжириваем бензином.

2. Магнитопровод устанавливаем в приводной камере на свое «родное» место, притягиваем его к корпусу камеры винтами; приводную камеру зажимаем в тиски строго вертикально.

3. Нижнюю часть магнитопровода до уровня, не доходя 4–5 мм до каркасов катушек, заливаем эпоксидным клеем, наполненным металлическими опилками.

4. Питающий кабель пропускаем через сальниковый ввод и катушки надеваем на сердечники магнитопровода. Соединения между катушками и кабелем устанавливаем в середине пространства между катушками и корпусом камеры. На кабель с наружной стороны надеваем резиновую трубку, устанавливаем шайбу и закручиваем сальниковую гайку.

5. Заливаем катушки и магнитопровод эпоксидным клеем, подогретым в горячей воде. Заливать необходимо в 3–4 приема с перерывами по 5-10 мин. В перерывах включаем электромагнит на ~36 В для вибрации, при которой клей, равномерно растекаясь, заполняет все поры между катушками, магнитопроводом и корпусом, вытесняя воздух из всевозможных карманов. Эпоксидный клей заливаем до уровня, не доходя 0,2–0,4 мм до поверхностей сердечников. Приводную камеру с залитым электромагнитом оставляем в тисках на 10–15 ч, в течение которых клей затвердевает. После этого ее снимаем с тисков и, прозванивая мегомметром на 1000 В со стороны вилки питающего кабеля, определяем сопротивление изоляции токоведущих частей насоса относительно корпуса. Должно быть R_из >= 2 МОм. Обычно при аккуратном отношении к ремонту насоса эта величина сопротивления изоляции легко достигается.

6. Используя вышеназванные рекомендации, приступаем к сборке насоса. Его выполняем в тисках. Устанавливаем первоначальный зазор б = 4 мм между якорем и сердечниками электромагнита (в собранном насосе этот зазор меньше 4 мм из-за проседания резины прокладки). Насос собираем, зажимая надежно крепежные болты.

7. На стенде (рис. 14 и 15), состоящем из электрощита с аппаратурой и измерительными приборами и бачка с водой (25–30 л), налаживаем и испытываем насос. Его погружаем в воду, подвешиваем и включаем в сеть. Насос начинает качать воду, шланг длиной 1,5–3 м направляем в этот же бачок. Обращаем внимание на его работу. Гудение должно быть монотонным, без резких звуков, подача воды равномерной и без разрывов струи.

Измеряем ток, потребляемый насосом, и напряжение сети, которое должно быть 220 В. Величина тока должна быть 3–3,2 А, если она более 3,2 А, выключив и разобрав насос, уменьшаем зазор, установив дополнительную тонкую шайбу. Вновь включаем насос и замеряем ток. Таким образом, после 2 или 3 разборок и сборок насоса добиваемся величины тока 3–3,2 А.

После установки окончательного зазора проверяем производительность насоса. Для этого шланг с водой направляем в трехлитровую банку и измеряем секундомером время, в течение которого она наполняется. Например, если банка наполнилась за 10 с, то производительность насоса равна 1080 л/ч (см. выше), что является признаком хорошей его работы (рис. 15).

Рис. 15. Наладка насосов:

_{1 — бак с водой; 2 — банка для определения производительности насосов}

8. После получения насосом необходимого потребляемого тока окончательно затягиваем крепежные болты, раскерниваем их от самоотвинчивания и закрашиваем масляной краской или эмалью. Насос готов нести службу.

В населенных пунктах и в больших фермерских хозяйствах, где отсутствует централизованное водоснабжение, обычно воду достают из скважин или колодцев, применяя погружные насосы. В зимнее время надземные части скважин и колодцев и системы шлангов и труб от замораживания утепляют, потому что, после отключения насосов накачанная вода из шлангов и труб не сливается обратно в скважину (колодец) по причине запирания в них мембраны и всасывающего клапана. Утепление систем водоснабжения — задача нелегкая, требует много теплоизоляционного материала. Необходимо рассчитывать на самую низкую зимнюю температуру. В руководствах по обслуживанию насосов рекомендуется просверливать несколько отверстий диаметром 1,5–2 мм в шлангах или трубах у выхода из насоса. Такое решение применимо, когда на улице -1…-2 °C и накачанная вода, находящаяся в трубах и шлангах, после отключения насоса успеет слиться до замерзания через эти отверстия обратно в скважину. Но при больших морозах, доходящих нередко до —30–35 °C во многих регионах России, вода из шлангов и труб не успевает слиться, и система водоснабжения замерзает, что недопустимо.

На рис. 16 предлагается один из вариантов сливного клапана, сливающего быстро накачанную воду из труб и шлангов обратно в скважину после отключения насоса. Он конструктивно устроен просто, состоит из корпуса, в него вставлены вкладыш и резиновая мембрана, которые зажаты крышкой посредством винтов М4.

Рис. 16. Общий вид сливного клапана:

_{1 — оливка; 2 — корпус; 3 — прокладка; 4 — вкладыш; 5 — мембрана; 6 — крышка; 7 — винт М4}

Во вкладыше выполнены: центральное, по 4 напорных и сливных отверстий и круговая канавка, соединяющая эти отверстия для ускоренного слива воды. В резиновой мембране просверлены 4 отверстия, расположенные напротив напорных отверстий вкладыша, а в корпусе — 6 отверстий напротив его канавки.

Сливной клапан подсоединяют к насосу с помощью куска гибкого шланга и подвешивают над насосом к тросу посредством двух хомутиков (рис. 17).

Рис. 17. Крепление сливного клапана к тросу:

_{1 — трос; 2, 6 — шланги; 3 — хомутик; 4 — сливной клапан; 5 — винт М4}

При полностью смонтированной системе водоснабжения и подключения насоса к электросети вода из насоса поступает в сливной клапан, под ее сильным давлением из-за разницы площадей мембраны и вкладыша первая прижимается ко второму, закрывая центральное отверстие вкладыша, и вода, проходя мембрану и вкладыш, поступает в шланг и далее к потребителю. Пока насос работает, мембрана прижата к вкладышу. После отключения насоса от сети, под давлением воды, находящейся выше сливного клапана в шланге и трубах, резиновая мембрана выгибается в сторону крышки и тем самым открывается центральное сливное отверстие во вкладыше, и вода устремляется через его сливные отверстия и отверстия корпуса в скважину. Таким образом она выливается из системы очень быстро.

На рис. 18 приведены детали сливного клапана. Корпус, крышка и оливки выточены из коррозиостойких материалов: сталь нержавеющая или алюминиевые сплавы марок АЛ-2, АЛ-4, АЛ-7 и АЛ-9, а вкладыш — из латуни, например, марки ЛК-80-ЗЛ.

Рис. 18. Детали сливного клапана

Размеры оливок взяты из нормалей машиностроения. В предлагаемой конструкции сливного клапана их вытачивают отдельно и сваривают с корпусом и крышкой аргоннодуговой сваркой, но можно выточить как одну деталь: корпус с оливкой и крышка с оливкой.

Основной деталью в сливном клапане является резиновая мембрана, от качества и гибкости которой зависит его работоспособность. В предлагаемом сливном клапане применена техническая резина средней твердости толщиной 1,5 мм (марка 3311). Можно использовать и другую резину, но каждый раз испытывая клапан на работоспособность.

Испытания сливного клапана проводим на стенде. Насос погружаем в бак с достаточным количеством воды, к нему подсоединяем сливной клапан, к выходу последнего — водоподающий шланг длиной 8-10 м, поднимая его середину на высоту 4–5 м и опуская конец в бак с водой. Включаем насос, при котором резиновая мембрана в сливном клапане закрывает центральное сливное отверстие, вода поступает по шлангу в бак и так циркулирует в замкнутой системе. При отключении насоса резиновая мембрана открывает центральное сливное отверстие, и вода, находящаяся в шланге, выливается через отверстия сливного клапана. Если при включении насоса мембрана недостаточно прижимается к вкладышу, то необходимо взять резину более гибкую или уменьшить ее толщину и вновь испытывать сливной клапан.

При монтаже системы водоснабжения со сливным клапаном необходимо выдержать уклон труб и шлангов в сторону скважины не менее 5–7° и не допускать их прогибов и карманов, где возможны скопления воды, замерзающей зимой. При использовании шлангов их необходимо уложить на жесткую основу, сколоченную из досок.

Здесь мы рассмотрим два очень важных вопроса: 1) автоматическую работу насоса в зависимости от уровня воды в скважине или колодце; 2) аварийное отключение работающего насоса при снижении сопротивления изоляции его токоведущих частей относительно корпуса ниже допустимого, прикасании человека к нему непосредственно или через воду и замыкании фазы на его корпус.

1. В летнее время на дачных участках и в фермерских хозяйствах во время полива садов и огородов часто случается, что при выкачивании большого количества воды в скважинах и колодцах ее уровень снижается, и может оказаться, насос работает без охлаждения, провисая в воздухе (уровень воды на его корпусе). В этом случае насос непременно выходит из строя по причине перегорания катушек, работавших без охлаждения. Чтобы не случилось этой неприятности, необходимо контролировать уровень воды в скважинах и колодцах — корпус насоса должен всегда омываться водой и охлаждаться. Для этого в скважинах и колодцах необходимо установить датчики, контролирующие верхний и нижний уровни воды SF1, SF2 (рис. 19).

Рис. 19. Автоматика работы погружных насосов:

_{1 — устройство защитного отключения (УЗО); 2 — штепсельный разъем; 3 — схема управления; 4 — питающий кабель; 5 — шланг; 6 — трос; 7, 8 — датчики верхнего и нижнего уровней воды; 9 — насос; 10 — скважина}

Вода в скважинах и колодцах благодаря растворенным в ней солям является хорошим проводником электрического тока. На этом принципе построены контроль уровня воды и автоматическая работа насоса, которая заключается в том, что при верхнем уровне воды насос включается, а при нижнем — отключается.

Датчики уровня воды представляют трубки длиной 30–35 мм и диаметром 15–20 мм, свернутые из полоски нержавеющей стали толщиной 1–1,5 мм, к ним припаяны медные гибкие изолированные жилы контрольного кабеля, выведенные в схему управления (рис. 20).

Рис. 20. Крепление датчика уровня к тросу:

_{1, 2 — металлическая и изоляционная трубки; 3 — кабель контрольный; 4 — хомутики; 5 — винт М4; 6 — трос}

Трубки вставляют, чтобы предотвратить замыкание с общим проводом, в изолированные втулки (полиэтиленовая, фторопластовая, винипластовая и др.). Для исключения поломки проводов в местах пайки их закрепляют в отверстиях втулок. Датчики прикрепляют к тросу насоса посредством стальных хомутиков.

Если скважина сооружена из металлических труб, то их используют в качестве общего провода датчиков, а если скважина и колодец выполнены из керамических труб или бетонных колец, то общим проводом необходимо использовать трос, на котором подвешивается насос.

На рис. 19 показана скважина из металлических труб с подвешенным насосом, установленными датчиками SF1 и SF2 и приведена схема работы насоса. Насос и его схему управления запитывают от сети 220 В после устройства защитного отключения (УЗО). Общим проводом контроля уровней воды является металлическая труба скважины, к которой подсоединен провод, идущий из схемы.

Рассмотрим работу схемы. В ней предусмотрено два режима работы: ручной и автоматический, выбираемые переключателем SA1 (тумблер типа ТП1–2). Ручной режим выбирается, когда в скважине или колодце много воды и она не выкачивается полностью (осенне-зимний период), а автоматический режим — в летнее время, когда расходуется много воды. Насос подсоединяют к УЗО через штепсельный разъем XS1, ХР1 и выключают магнитным пускателем К2 (тип ПМЕ, 220 В, 10А). Управление при ручном режиме с помощью кнопок SB3 и SB4, и неоновая лампа HL1 сигнализирует о работе насоса.

Автоматический режим работы насоса осуществляют от электрического блока, запитанного от понижающего трансформатора Т1 с напряжением вторичной обмотки 13,5—14,5 В. Электронный блок состоит из тринистора VS1, однополупериодного выпрямителя на диоде VD1 с конденсатором С1, сглаживающим его пульсации и предотвращающим вибрации якоря реле KI. Схема работает так. Когда уровень воды находится выше верхнего датчика SF1, проводимость воды между трубой скважины и датчиком SF1 высокая, и на управляющем электроде тринистора появляется открывающее напряжение по цепочке: точка а — труба — датчик SF1 — точка 6 — резистор R2 — управляющий электрод. Тринистор открывается, сработает реле К1, которое своим контактом включает пускатель К2, и насос начинает работать. Пускатель своим контактом К2.2 подключает в работу датчик нижнего уровня SF2 параллельно датчику верхнего уровня. Через некоторое время уровень воды понижается и становится ниже датчика верхнего уровня, но в этом случае открывающее напряжение на тринистор поступает через датчик нижнего уровня и насос продолжает работать. Когда уровень воды оказывается ниже датчика нижнего уровня SF2, то открывающее напряжение из-за разрыва цепи между трубой и датчиком перестает поступать на тринистор и при переходе напряжения через «ноль» тринистор закрывается, реле К1 обесточивается, пускатель отключается и насос прекращает подачу воды.

Далее следует накопление воды в скважине и подъем ее уровня в ней. При уровне воды выше датчика SF2 насос не включается, так как открывающее напряжение из-за разрыва цепи контакта пускателя К2.2 не подается на управляющий электрод тринистора. Как только уровень воды поднимется до верхнего датчика, открывающее напряжение открывает тринистор, и заработает насос. Таким образом, цикл включения и отключения насоса повторяется.

Для проверки работоспособности схемы имеется кнопка SB2, при нажатии которой срабатывают реле К1, пускатель К2 и включается насос. Схема простая, надежная и испытанная, перед подсоединением ее к датчикам уровней необходимо проверить на макете с водой, взятой из этой скважины или колодца.

Примененный в схеме трансформатор Т1 мощностью 10–15 Вт, можно взять любой с напряжением вторичной обмотки 13,5—14,5 В. Реле К1 типа РЭС22, паспорт РФ4.500.129, можно использовать и другие типы реле, например, РЭС6, РЭС9 с напряжением на 12 В.

2. Рассмотрим автоматическое предотвращение возможных несчастных случаев во время работы насосов при повреждении изоляции их токоведущих частей или снижении ее сопротивлений относительно корпуса ниже допустимого значения.

Заводы-изготовители выпускают вышеуказанные насосы как переносные электроприемники II класса по способу защиты человека от поражения электрическим током (обозначение на корпусах — квадрат в квадрате). Насосы имеют двойную изоляцию: рабочую и защитную — залитый эпоксидным клеем зазор между корпусом и электромагнитной системой. По правилам их корпуса не зануляют, и по нормам сопротивление изоляции их токоведущих частей, измеренное мегометром на 1000 В, должно быть R_из >= 2 МОм.

Двойная изоляция наиболее эффективна, когда у электроприемника корпус выполнен из изолирующего материала. К большому сожалению, корпуса у погружных насосов металлические.

Ошибочно было бы думать, что при пользовании насосами, имеющими двойную изоляцию, полностью исключаются несчастные случаи. Такие факторы, как металлический корпус, рабочее напряжение 220 В, возможность попадания влаги в приводную камеру из-за старения и разрушения резиновой прокладки и в конечном счете в обмотки катушек через микротрещины слоя эпоксидного клея, пробой изоляции токоведущих частей насоса вследствие грозовых разрядов, поступающих из питающей сети, старение и разрушение или механические повреждения питающего кабеля в процессе работы насоса, и другие представляют источник поражения человека электрическим током при работе насосов вследствие разрушения изоляции токоведущих частей или снижения ее сопротивления относительно корпуса.

Положение усугубляется еще тем, что периодическая проверка состояния изоляции насосов, к сожалению, не производится. Причинами поражений электрическим током при работе насосов являются случайное прикосновение человека непосредственно или через воду к корпусу насоса с поврежденной изоляцией токоведущих частей или сниженной величиной ее сопротивления ниже допустимого значения и также случайное попадание человека под «шаговое» напряжение в зоне растекания тока в воде или земле в случае замыкания фазы на его корпус. Исправная отличная изоляция токоведущих частей насоса — основное условие его безопасной работы.

Рассмотрим несколько характерных примеров поражения человека электрическим током от работающего насоса с поврежденной изоляцией и автоматическое отключение такого насоса от сети во избежание несчастных случаев. В каждом примере насосы запитаны от сети 380/220 В с глухозаземленной нейтралью через автоматический выключатель АП50-2МТ (ток расцепителя 4А) и штепсельный разъем. Сопротивление заземляющего устройства нейтрали трансформатора R₀ = 4 Ом.

Пример 1. Насос перекачивает воду для полива из бака, установленного на подставке, у которой сопротивление изоляции относительно земли R_из.п = 10 кОм. Человек стоит на земле в изолирующей обуви с сопротивлением изоляции R_об = 10 кОм, сопротивление его тела R_ч = 1 кОм, и он прикасается рукой к баку с водой, в которой работает насос (рис. 21).

Рис. 21. Перекачивание насосом воды из бака:

_{а, б — запитывание насоса от автоматического выключателя QF и устройства защитного отключения (УЗО); Т1 — трансформатор силовой; XS, ХР — разъем штепсельный; Jн, Jy, Jn и Jч — токи насоса, утечки через подставку и тело человека}

Определяем токи утечки J_y с токоведущих частей насоса без прикасания человека и при прикасании его к баку, а также токи через тело человека при разных значениях сопротивлений изоляции насоса.

Ток утечки J_y без касания человека к баку:

J_y = U/R,

где U = 220 В, R — сопротивление цепи тока утечки (рис. 21), состоящее из суммы сопротивлений обмотки трансформатора Х_т, питающей линии X₁, изоляции насоса R_из.н, подставки R_из.п воды, земли и заземляющего устройства нейтрали трансформатора R₀.

Сопротивления изоляций насоса и подставки во много раз больше других составляющих, поэтому ток утечки определяем упрощенно (сопротивления в кОм, токи — мА).

J_y = U/(R_из.н +R_из.п) = 220/(R_из.н + 10)

Приводим вычисления.

R_из.н = 500 кОм; J_y = 0,43 мА;

R_из.н = 12 кОм; J_y = 10 мА;

R_из.н = 0; J_y = 22 мА.

Как замечаем, с уменьшением R_{из. н} токи утечки пропорционально возрастают.

Далее определяем токи утечки J_y и токи через тело человека J_ч при его прикасании к баку с водой. При расчетах имеем в виду, что сопротивления тела человека и его обуви и сопротивление подставки соединены параллельно, и токи утечки с насоса распределяются по телу человека и подставке обратно пропорционально их величинам. При расчетах сопротивлениями малых величин пренебрегаем. Приводим вычисления.

R_из.н = 500 кОм J_y = 0,435 мА J₄ = 0,273 мА;

R_из.н = 16,75 кОм J_y = 10 мА J₄ = 4,77 мА;

R_из.н = 10 кОм J_y = 14,4 мА J₄ = 6,9 мА

Ток величиной 6,9 мА вызывает судороги и боль по всей руке, и пальцы рук непроизвольно судорожно сжимают электрод.

При R_из.н = 0 фаза оказывается на корпусе насоса (пробой изоляции), соответственно бак с водой становится под напряжением 220 В по отношению к земле, представляя смертельную опасность для окружающих людей. При прикасании человека (в обуви) к баку J_y = 42 мА, а через него проходит ток 20 мА, ток такой величины парализует руки немедленно, дыхание становится затрудненным, человек теряет способность контролировать свои действия и не может освободиться самостоятельно от зажатого в руке проводника. А при его прикасании без изолирующей обуви ток через тело человека будет равным 220 мА, который является смертельно опасным. В данном примере автоматический выключатель QF, от которого запитан погружной насос, не реагирует ни на утечки токов и замыкание фазы на корпус (зануление корпуса насоса при замыкании фазы на него вызвало бы ток короткого замыкания (КЗ.) и мгновенное отключение автоматического выключателя и отсоединение поврежденного насоса от сети, но так как корпус не занулен и отключение автомата не происходит). Поэтому непременным условием применения погружного насоса должно быть запитывание его через устройство защитного отключения (УЗО), которое, являясь единственно надежной защитой человека при его работе и осуществляя непрерывный контроль изоляции его токоведущих частей, автоматически и мгновенно отключает насос при: появлении тока утечки, равного его уставки, вследствие снижения сопротивления изоляции относительно корпуса, замыкании фазы на корпус, случайном прикосновении человека к насосу с поврежденной изоляцией непосредственно или через воду и коротком замыкании в самом насосе или питающем кабеле. Электротехническая промышленность выпускает УЗО нескольких типов с разными уставками на отключение 10, 30 и 100 мА. УЗО с уставкой 10 мА отключает насос от сети при токе утечки J_y >= 10 мА. В вышеприведенном примере это происходит при R_из.н <= 12 кОм, а в случае прикасания человека к баку — при R_из.н =< 16,75 кОм. Запитывание насосов через УЗО очень важно в условиях повышенной опасности (влага), когда автомат QF не обеспечивает отключение насоса от сети.

УЗО (см. рис. 21) состоит из автоматического выключателя с катушкой расцепления КР, трансформатора тока утечки ТТУ, усилителя У и кнопки проверки SB исправности устройства. Автоматический выключатель QF служит для включения и отключения цепей и защиты от токов К.З. в самом насосе и силовом кабеле.

Принцип работы УЗО очень простой и заключается в следующем. Из вышеприведенного примера видим, что при сопротивлении изоляции насоса R >= 500 кОм ток утечки очень незначительный и сумма магнитных потоков в трансформаторе ТТУ, создаваемых уходящим и приходящим токами, близка к нулю, и напряжение, индуктируемое во вторичной повышающей обмотке трансформатора, очень мало. А при снижении сопротивления изоляции токоведущих частей насоса появляется ток утечки J_y, возвращающийся в силовой трансформатор через землю и нейтраль трансформатора, минуя ТТУ, и при этом сумма токов через него не будет равна нулю (в фазовом проводе ток больше, чем в нулевом на величину тока утечки) и в результате в его вторичной обмотке индуктируется напряжение, пропорциональное току утечки, которое поступает в электронный усилитель. При достижении заданной величины уставки, например 10 мА, усилитель выдает сигнал в механизм обесточения, и катушка расцепления КР отключает автоматический выключатель и насос с поврежденной изоляцией автоматически и мгновенно отсоединяется от сети. Тем самым и осуществляется защита от поражения электрическим током.

Пример 2. Насос качает воду из скважины, выполненной из металлических труб. В связи с нарушением изоляции насоса произошло замыкание фазы на его корпус (рис. 22).

Рис. 22. Выкачивание насосом воды из скважины:

_{J3 — ток замыкания; U — f (l) — распределение напряжения на поверхности земли вокруг скважины и Uш1, Uш2 — шаговые напряжения}

В этом случае трубы скважины представляют длинный электрод, забитый в землю и к которому подведена фаза сети с корпуса насоса (сопротивлением воды из-за малой величины пренебрегаем). Ток замыкания J₃ с корпуса насоса направляется по воде к трубам скважины и далее, растекаясь в земле радиально во все стороны, к нейтрали силового трансформатора. Растекающийся ток создает в земле электрическое поле, напряженность которого по мере удаления от труб скважины уменьшается.

Распределение напряжения на поверхности земли вокруг труб скважины по отношению к точке, достаточно удаленной (-20 м), изображено кривой U = f (l), приведенной на рис. 22. Как следует из нее, между двумя радиальными точками на поверхности земли в зоне растекания тока существует определенная разность напряжений. Поэтому человек, находящийся рядом с трубой скважины, попадает под «шаговое» напряжение U_ш1, вследствие чего через его тело на участке рука — ноги протечет ток, опасный для жизни. Эта разность напряжений велика около скважины и уменьшается по мере удаления от нее. Второй человек попадает под напряжение U_ш2, и ток течет по телу человека на участке нога — нога.

Через автоматический выключатель QF (ток расцепителя 4А) протекает суммарный ток, определяемый токами нагрузки насоса и замыкания фазы на корпус. Ток замыкания J₃ определяется напряжением 220 В и сопротивлением цепи тока замыкания. Если величина суммарного тока равна или больше 28–32 А, то электромагнитный расцепитель выключает автоматический выключатель, в течение 0,2 с и тем самым поврежденный насос отсоединяется от сети. Если суммарный ток окажется менее 28–32 А, то его тепловой расцепитель отключает автоматический выключатель в течение времени, зависящего от величины тока, то есть чем меньше ток, тем больше время срабатывания. Например, при суммарном токе 20 А отключение автоматического выключателя происходит через 5—10 с (из характеристик автоматических выключателей типа АП50).

А при применении УЗО отключение насоса с замыканием фазы на его корпус происходит мгновенно, и человек, попавший под шаговое напряжение, не успеет почувствовать действие тока, протекающего через него.

Пример 3. Насос, подвешенный на тросе, качает воду из открытого водоема, запитан так же, как в предыдущем примере. Произошло замыкание фазы на его корпус (рис. 23).

Рис. 23. Выкачивание насосом воды из открытого водоема (обозначения те же, что и на рис. 22)

И в этом случае ток замыкания J₃ растекается в воде радиально во все стороны, и в воде создается электрическое поле. Распределение напряжения на поверхности воды аналогично примеру 2, и пловец, находящийся рядом с насосом, попадает под напряжение U_ш, вследствие чего через его тело на участке голова — ноги протечет ток, очень опасный для его жизни. Как в примере 2, отключение поврежденного насоса от сети происходит мгновенно или спустя некоторое время в зависимости от суммарного тока, протекающего через автоматический выключатель, а при применении УЗО отключение поврежденного насоса происходит мгновенно.

Таким образом, рассмотрев три примера использования насосов, приходим к выводу, что насосы непременно нужно запитывать через УЗО как самую надежную защиту людей от поражения электрическим током. Эти устройства защитного отключения работают независимо от тока нагрузки, потребляют мало энергии — до 10 Вт, просты в исполнении и обслуживании.

В связи с возросшими нормами безопасности и требованиями к бытовым электроприемникам в последнее время УЗО стали широко применять в переносных электроприемниках, приборах, на станках, в системе освещения, в фермерских хозяйствах, мастерских и школах для защиты людей от поражения электрическим током, также во избежание пожаров. Электротехническая промышленность для однофазных электроприемников выпускает УЗО типов УЗОШ, ВЗД2 и другие с установками отключения 10, 30 и 100 мА. Они свободно продаются в магазинах электротоваров. Их можно использовать как защиту, а также для включения и отключения электропотребителей. Для погружных насосов можно использовать любой из этих типов с установкой 10 мА на отключение.

Для проверки работоспособности УЗО имеется кнопка SB, при нажатии которой автоматический выключатель отключается.

На рис. 19 показано подсоединение погружного насоса к УЗО, отключение насоса при нарушении его изоляции происходит автоматическим выключателем QFI.

Наличие двойной изоляции погружных насосов и их запитывание через УЗО не отменяют периодические профилактические осмотры. Регулярные наблюдения за состоянием изоляции токоведущих частей насосов, своевременные обнаружения дефектов и их устранение являются основными мерами, позволяющими предотвратить возможные несчастные случаи при работе

_{ЛИТЕРАТУРА}

_{1. Бабиков М. А. Электрические аппараты. — М., Госэнергоиздат, 1951.}

_{2. Геращенко Г. В. Справочное руководство по изготовлению катушек электроаппаратов. — М., Госиздат, 1958.}

_{3. Молотков Р. В. Эпоксидные смолы и их применение в электротехнике. — М., ВНИИЭМ, 1964.}

_{4. Правила устройства электроустановок. Изд. 6. — М., Энергоатомиздат, 1988.}

_{5. Найфельд М. Р. Заземление и защитные меры электробезопасности. — М., Энергия, 1975.}

_{6. Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроения. — М., Машиностроение, 1973.}

_{7. Сделай сам. — 1997. — № 1.}

Дощаник «СКИФ» — лодка, нужная всем

А.М. Низовцев

Жителям берегов рек и озер, столь многочисленных в нашей стране, без надежной и простой лодки никак не обойтись. Распространенные когда-то шпоновые лодки «Березка» и «Форель» ветшают и приходят в негодность, а новых не выпускают, поэтому приобрести практичную и недорогую гребную деревянную лодку сейчас нелегко.

«Челноки» из КНР вывезли все дюралевые лодки, а российские из Китая привозят только надувные. Для оборонных заводов лодочный ширпотреб был всегда обузой, невыгодной продукцией, а сейчас тем более.

Опытных лодочных дел мастеров становится все меньше, и заказами они явно перегружены. Лодка «Скиф» (рис. 1) изготовлена из досок, она не имеет рамных шпангоутов: их заменяют рамы, образуемые носовой, средней и кормовой банками, прикрепленными к подлегарсам, и поперечными досками днищевой обшивки.

Рис. 1. Дощаник «Скиф»:

_{1 — кница бортовая (2 шт.); 2 — кноп (кница днищевая); 3 — транец, 4 — банка кормовая; 5 — привальный брус; 6 — стрингер; 7 — подлегарс; 8 — банка средняя; 9 — шпангоут; 10 — банка носовая; 11 — брештук; 12 — форштевень; 13 — накладка форштевня; 14 — обшивка днища; 15 — пиллерс; 16 — весло; 17 — уключина; 18 — обшивка борта}

Именно поэтому дощаник «Скиф» может соорудить каждый желающий. Основным стройматериалом являются сосновые или еловые доски, крепеж — гвозди, лучше оцинкованные. Еще понадобятся немного шурупов и лакокрасочные материалы. А от судостроителя требуются лишь старание да аккуратность.

Усилиями двух-трех человек при наличии навыков лодку «Скиф» можно соорудить за несколько дней. Для походов по рекам Сибири многие туристы строили такие лодки прямо на берегу водоема и успешно совершали на них длительные плавания. Для рыбной ловки эта лодка очень практична.

Для работы понадобятся настолько незамысловатые столярные инструменты, имеющиеся в арсенале любого хозяйственного человека, что не стоит их и перечислять. Главное, чтобы они были наточены, снабжены надежными рукоятками и приведены в полный порядок.

Единственный электроинструмент, которым настоятельно рекомендую обзавестись, — электролобзик. С его помощью вы даже не заметите, как станете обладателем уютного суденышка, и впору лететь в магазин за шампанским для торжественной церемонии спуска. Можно обойтись и обычной пилой-ножовкой, но работа пойдет не так споро.

Желательно, хотя бы на время, раздобыть дисковую электропилу, при изготовлении пазов для установки уплотнителей соединений досок обшивки днища она почти незаменима.

Для постройки лодки нужно приобрести, чтобы подсушить до нужной кондиции, полтора десятка дюймовых, толщиной 25 мм досок шириной 120 мм и длиной 6 м. Главное, чтобы пиломатериал не имел неустранимых древесных пороков: гнили, трухлявости, свилеватости и обилия сучков.

Влажность пиломатериала для постройки лодки должна быть 20–25 %. При такой влажности химический карандаш оставляет еле заметный след на оструганной доске. Более сухие доски гнутся значительно труднее.

Потребуются полоски из оцинкованного кровельного железа шириной 55 мм и длиной 1000 мм, сгодятся и алюминиевые. Обзолы необрезных досок опиливают электролобзиком или дисковой пилой по линии, отбитой шнуром, натертым древесным углем или мелом.

Сперва заготавливают оструганные по всем граням рейки размером 25х50х4300 мм для стрингеров и привальных брусьев (4 штуки) и для подлегарсов размером 20х45х4300 мм. Рейки меньших размеров выпиливают и обрабатывают в ходе постройки из обрезков пиломатериала.

Основание стапеля делают из доски сечением не менее 40х100 мм с прямолинейной отфугованной кромкой и крепят к опорам с помощью накладок. Стапель устанавливают так, чтобы верхняя кромка доски основания была горизонтальна (рис. 2)…

Рис. 2. Устройство стапеля:

_{1 — доска основания; 2 — шаблон № 1; 3 — опора (2 шт.); 4 — шаблон № 2}

Позже к доске основания крепит детали набора: форштевень, два промежуточных шаблона и транец. Их чертежи приведены на рис. 3.

Рис. 3. Детали набора

Транец собирают из двух хорошо оструганных, толщиной не менее 25 мм обрезных досок, соединяя их накладками — топтимберсами сечением 25х50 мм; продольный стык герметизируют накладной рейкой, ставя ее на густотертую краску и крепя шурупами. Рейка-нащельник явится еще и опорой для кормовой банки.

В судостроении (и в малом тоже) под шурупы и под гвозди в соединяемых деталях принято сверлить отверстия. Сминая волокна, сверло уплотняет стенки отверстия, шурупы и гвозди держатся прочнее, а древесина не раскалывается. Этот ценный прием обязательно следует использовать.

Промежуточные шаблоны собирают на клее и гвоздях из обрезных досок, предусмотрев по углам вырезы для стрингеров. Шергень-планки должны иметь выструганную прямую кромку, их крепят шурупами. Транец и шаблоны лучше собирать на плазе — листе фанеры, на котором начерчены их контуры.

На боковых рейках шаблонов наносят метки ЛБ — линии верхней кромки борта, на днищевой планке и шергень-планках ставят метки ДП (линии диаметральной плоскости лодки). Форштевень изготавливают из соснового бруска.

На стапеле лодку собирают вверх дном. Размеры, места установки и углы наклона транца и форштевня на основания стапеля и способы их крепления показаны на рис. 4.

Рис. 4. Установка набора на стапеле:

_{1 — транец; 2 — форштевень; 3 — доска основания}

Шаблоны крепят, прибивая к доске основания шергень-планки. Вертикальность установки шаблонов выверяют по отвесу. Линию ДП на элементах набора выставляют по натянутой нити.

Фиксирующая доска сечением 20х100 мм, которую прибивают гвоздями по линии ДП, сообщает набору дополнительную жесткость. Подрезая торец форштевня и состругивая ребро транца, добиваются плотного прилегания доски. Предусмотрев у доски запас по длине и прибив ее гвоздями с помощью так называемых сухариков — фанерных квадратиков, впоследствии можно использовать ее как килевую накладку.

Скуловые стрингеры помещают в гнезда набора, к транцу притягивают струбцинами, к шаблонам привязывают. Размечают гнезда в форштевне: накладная днищевая доска их выборке не помешает. После подгонки стрингеры крепят к транцу и форштевню шурупами 4х50 мм с конической головкой на густотертой краске, а к шаблонам прибивают гвоздями 3,5х50 мм.

Желательно крепить оба стрингера одновременно, начав эту работу с транца. Выступающие за форштевень концы отпиливают, оставив небольшой припуск.

Каждый борт лодки обшивают тремя досками. Может показаться, что если взять доски пошире, удастся обойтись и двумя, но на солнце широкие доски быстро потрескаются. Нет никакой нужды делать высоту борта больше показанной на чертеже, эксплуатационных свойств это наверняка не улучшит — конструкция «Скифа» оттачивалась и совершенствовалась в течение столетий.

Сначала прикладывают скуловую доску, примыкающую к днищу. Ее притягивают к стрингеру струбцинами так, чтобы она слегка выступала над ним, и по нему прочерчивают карандашом линию На транце снимают малку, срезая кромку и добиваясь беззазорного прилегания доски. Скуловую доску другого борта подгоняют точно так же.

Доски располагают так, чтобы заболонная часть находилась внутри корпуса, и метят совместно с шаблонами. После этого доски снимают и отпиливают кромку по разметке.

На скуловой стрингер наносят густотертую краску и далее к нему крепят доску гвоздями размером 3,5х60 мм, желательно оцинкованными. Головку гвоздя утапливают в древесину бородкой для последующего зашпаклевывания. Выступающие концы гвоздей загибают. К форштевню и транцу доски обшивки крепят шурупами.

Примеряя доски верхнего пояса, следят, чтобы оставшуюся часть борта можно было бы зашить одной доской. На доски верхнего пояса переносят метки ЛБ с шаблонов и отмечают край транца и конец форштевня. По этой разметке прочерчивают линию борта по длинной гибкой рейке. Излишки отпиливают. К транцу и форштевню доски крепят на шурупах и густотертой краске, к шаблонам прибивают гвоздями с сухариками.

Среднюю доску обшивки, забойную, прикладывают к уже установленным так, чтобы она перекрывала их кромки. Изнутри очерчивают кромки обеих досок, затем снимают, опиливают по ширине и простругивают кромку точно по линии разметки, подгоняя ее с зазором не более 1 мм. После подгонки доски крепят к набору.

Щели между досками обшивки у лодок-дощаников принято уплотнять конопаткой волокнистыми материалами — льняными или хлопчатобумажными жгутами. Эта кропотливая работа требует определенных навыков и сноровки и не всегда приводит к желаемым результатам. Поэтому лодки-дощаники часто протекают, и воду периодически удаляют черпаком, хотя это свойство скорее является конструктивной особенностью лодок из досок, а не серьезным недостатком.

В данной конструкции для уплотнения стыков обшивки днища в пазы в кромках досок устанавливают специально профилированные уплотнители из оцинкованного железа. Уплотнение досок днищевой обшивки металлопрофилем в сравнении с традиционной конопаткой гораздо технологичнее.

Однако совсем без конопатки не обойтись — борта придется конопатить; изнутри можно установить рейки-нащельники.

Поперечное сечение уплотнителя имеет форму буквы С, благодаря чему он надежно держится в пазах и уплотняет соединение (рис. 5). Нагартовка при гибке придает профилю упругие свойства, обеспечивающие герметичность соединений не только при набухании древесины, но и при усушке.

Рис. 5. Установка уплотнителей обшивки днища

Технология изготовления уплотнителей может быть самой различной. Наиболее быстрый и качественный способ — гибка на листогибе. Возможна гибка вручную, с помощью киянки на оправке или даже протяжка ленты сквозь специальную фильеру.

Днищевую доску, фиксировавшую набор по линии ДП, аккуратно снимают. Кромки досок бортовой обшивки состругивают вровень со стрингерами, проверяя на плоскостность по рейке, на поверхности стыка с досками днищевой обшивки наносят густотертую краску.

Пазы глубиной до 20 мм и шириной 3 мм в кромках днищевых досок выбирают дисковой электропилой или шпунтубелем. Ставить обшивку начинают с транца и завершают у форштевня. Доски обшивки укладывают заболонной стороной внутрь и крепят к скуловым стрингерам шурупами 4х45 мм (по 2–3 шурупа в каждую кромку). Число шурупов определяет ширина доски, которая не должна быть больше 120 мм. Широкие доски сильнее коробятся и растрескиваются при зимнем хранении.

Перед установкой металлических уплотнителей пазы промазывают древесной смолой или антикором «Мовиль» (состоящим в основном из древесной смолы). Уплотнители заправляют в пазы, легонько постукивая киянкой. Зазор между досками обшивки не должен быть больше 1 мм. При набухании досок в воде такой зазор быстро самоустранится. Зазор можно заполнить эластичным автогерметиком. Днищевую обшивку можно уплотнить установкой дубовых пазовых реек 8х30 мм, соответственно расширив пазы в досках.

Выступающие концы досок днищевой обшивки отпиливают. С помощью простейшего кронштейна — державки карандаша (рис. 6) переносят контур днища на видимую сторону. Пилить лучше электролобзиком, установив подошву лобзика с небольшим наклоном и пилку, предназначенную для металла. Хотя полотном по металлу древесина пилится медленнее, зато пилке не страшны металлические фрагменты — уплотнители.

Рис. 6. Перенесение контура днища на наружную поверхность:

_{1 — кронштейн; 2 — карандаш}

По разметке опиливают выступающие за форштевень концы бортовых досок и простругивают поверхность спила рубанком. Накладку на форштевень желательно сделать из дуба и, плотно подогнав ее, прикрепить на шурупах и густотертой краске.

Торец накладки опиливают, после чего днище простругивают полуфуганком, перемещая его под углом относительно линии киля. Наружную килевую накладку крепят к днищу шурупами к каждой доске, предварительно нанеся слой густотертой краски толщиной 0,5 мм.

Выкрутив шурупы крепления шергень-планок и шурупы, крепящие кронштейны транца и форштевня, корпус снимают со стапеля, переворачивают и ставят на днище. Бортовые шпангоуты из реек сечением 25х50 мм размечают и ставят на густотертую краску по месту, завинчивая в каждую доску два шурупа.

Удалив гвозди крепления шаблонов к стрингерам и обшивке, вынимают шаблоны. В верхние концы шпангоутов врезают привальные брусья. Из доски толщиной 25–30 мм выпиливают детали подкрепления набора (рис. 7). У форштевня концы брусьев соединяют с помощью брештука, на транце узел усиливают кницами, которые наряду с кнопом совершенно необходимы при эксплуатации лодки с подвесным мотором.

Рис. 7. Детали подкрепления набора:

_{1 — кноп; 2 — кница (2 шт.); 3 — брештук}

Опорами банок (сидений) являются подлегарсы из рейки 20 х 45 мм, врезанные на 5 мм в шпангоуты и привернутые к ним шурупами. К подлегарсам шурупами крепят банки — носовую и среднюю из досок шириной 250 мм; кормовую банку делают пошире, из двух досок. Среднюю банку ставят точно посередине лодки и подпирают снизу пиллерсом из бруска сечением 40х40 мм, опирающимся на днищевую обшивку.

К килевой накладке шурупами крепят кормовой плавник (рис. 8), обеспечивающий путевую устойчивость плоскодонки при движении на веслах. Сзади плавник срезают и состругивают боковые кромки во избежание срыва пузырьков воздуха, которые при движении с подвесным мотором при попадании на гребной винт могут вызывать кавитацию и мешать лодке развивать скорость.

Рис. 8. Плавник

Движителем гребной лодки являются весла. Чертеж весла для «Скифа» приведен на рис. 9.

Рис. 9. Весло

Весла желательно купить, но это возможно в случае, если повезет и попадутся не слишком дорогие. Самый простой способ обзавестись веслами — насадить покупные пластмассовые лопасти на оструганные шесты. Как и «шутя и скоро» превратить квадратный брусок в кругляк, показано на рис. 10.

Рис. 10. Разметка квадратного бруска

Полностью самодельное весло целесообразнее не делать цельным, а склеить заготовку из трех частей, применив водостойкий клей. Лучшим материалом является мелко- и прямослойная ель. Кромки лопасти тщательно ошкуренного весла покрывают защитным слоем эпоксидной смолы. После ее отверждения весло грунтуют горячей олифой и покрывают двумя слоями масляного (лучше копалового) лака.

Каблук (резиновое упорное кольцо) и манжета из кожи или брезента, прибитые гвоздиками, обеспечивают прочность веретена; латунная оковка защищает нижнюю часть лопасти и предохраняет ее от растрескивания.

Уключины и подшипники для них (подуключины) сваривают из стальных заготовок, подушки для подшипника выпиливают из дуба (рис. 11) и крепят шурупами к обшивке и привальному брусу на расстоянии примерно 500 мм от передней кромки средней банки.

Рис. 11. Детали уключины:

_{1 — подушка; 2 — подшипник; 3 — уключина}

Лодку зачищают рубанком и шкуркой, пропитывают двумя слоями олифы и окрашивают пентафтелевой эмалью или масляной краской изнутри в светло-серый цвет, снаружи днище и часть борта до ватерлинии делают темного цвета, борта — более светлые.

К форштевню привинчивают защитную полосу из оцинкованной или нержавеющей стали толщиной 1,5–2 мм, скулу желательно защитить от повреждений самодельным уголком, согнутым из оцинкованной кровельной стали.

Опрыскиватель

С.И. Сауткин

Каждый огородник-любитель ведет борьбу с вредителями, которые прячутся на деревьях, кустарниках, ботве картофеля и других растениях.

Автор разработал и изготовил простейшую конструкцию опрыскивателя, изображенную на рисунке 1.

Рис. 1. Опрыскиватель:

_{1 — емкость; 2 — пробка; 3 — прокладка; 4 — ниппель; 5, 8 — трубки; 6 — штуцер; 7 — корпус; 9 — насадка; 10, 11 — упоры; 12 — мембрана; 13 — хомут; 14, 15 — прокладки; 16 — шайба; 17 — фильтр; 18 — шланг; 19 — винт; 20, 21 — гайки}

Всю конструкцию монтируем в пробке от бензиновой канистры (или изготавливаем специальную пробку с такой резьбой, как у канистры). В качестве обратного клапана использован велосипедный ниппель, через который велосипедным насосом накачиваем воздух. Под действием давления воздуха жидкость через специальный вентиль и насадку разбрызгивается. Величина давления задается количеством качков насоса.

Например, если использовать 10-литровую канистру, то после 10 качков можно обработать ботву картофеля на площади в 1 сотку. Прерывание струи на каждый картофельный куст осуществляют легким пережатием меткого шланга. После опрыскивания канистру можно использовать по прямому назначению.

Надежный карабин

Некоторые окружающие нас предметы должны быть абсолютно надежны в эксплуатации. К ним относится и сцепной карабин.

Промышленность выпускает карабины различных конструкций. Но все они базируются на промышленных технологиях изготовления, что снижает их функциональную надежность.

Автор разработал и изготовил специальный неразборный карабин повышенной надежности (рис. 1), состоящий из 5 деталей, изображенных на рис. 2.

При всей малогабаритности он надежно удержит не только собаку, но и теленка.

Рис. 1. Карабин:

_{1 — захват; 2 — корпус; 3 — хвостовик; 4 — втулка; 5 — ушко; 6 — пружина № 119 ГОСТ 13766-80.}

_{После сварки дет. 3 должна свободно вращаться относительно дет. 1 и 2, а дет. 2 должна свободно двигаться возвратно-поступательно относительно деталей 1 и 3}

Рис. 2. Детали карабина: хвостовик, захват, корпус, втулка, ушко

Переносной электрический обогреватель с автоматическим регулированием температуры

Микроклимат помещения характеризуется совокупностью температуры воздуха и поверхностей предметов, влажностью и подвижностью воздуха. Для обеспечения комфортных условий для человека эти параметры должны находиться в определенных сочетаниях между собой, или, как говорят теплотехники, обстановка в помещении должна быть в «зоне комфортности тепловой обстановки». Для обеспечения этой зоны применяют источники тепла (батарея водяного отопления, печь, калорифер и т. д.), которые создают с учетом теплопотерь тепловой баланс в помещении. Но так как температура наружного воздуха колеблется в значительных пределах (особенно в весенне-осенний период), то и приток тепла должен происходить в нужное время и в требуемом количестве. Только тогда будут выдержаны параметры «зоны комфортности».

Удобнее всего эти условия обеспечить с помощью электрического обогрева и системы обратной связи.

Для этой цели автор разработал и изготовил переносной электрический обогреватель с автоматическим регулированием температуры помещения (рис. 1, 2).

Рис. 1. Общий вид электрического обогревателя (один из кожухов снят)

Рис. 2. Электрический обогреватель:

_{1 — радиатор типа ЗС-11-6; 2 — емкость; 3 — расширительный бачок; 4 — ТЭН (1 кВт); 5 — кожух}

В качестве температурного датчика использована термопара типа ТХК-0.379-0.1, закрепленная в специальном корпусе (рис. 3).

Рис. 3. Датчик температуры:

_{1 — термопара ТХК-0379-01; 2 — корпус; 3 — экран; 4 — пружина}

Электрический обогреватель (см. рис. 1) состоит из одиночного змеевикового радиатора типа ЗС-11-6, емкости и расширительного бачка. В качестве нагревательного элемента использован ТЭН от электрического чайника мощностью 1 кВт. Пульт управления обогревателя (рис. 4) изготовлен в соответствии с электрической схемой, изображенной на рис. 5.

Рис. 4. Общий вид пульта управления, нагревательного элемента и датчика температуры

Рис. 5. Электрическая схема автоматического регулирования температуры:

_{А1 — прибор автоматического регулирования ЭВ3000К (0—20 °C); В1 — термопара; С1 — конденсатор на 1000 мкФ, ЕК1 — ТЭН на 220 В (1–2 кВт); F1, F2 — предохранитель на 10А; HL1 — лампа неоновая ТН-03; К1, К2 — реле типа РЭН-34 или другого на напряжение 27В; КЗ — реле типа РПУ-2; Т1 — трансформатор типа ТП248-220/50; VD1 — выпрямительный мост (диоды типа Д226Д); Х1 — вилка сетевая на 220 В; S1 — выключатель типа ТВ-40}

Работает пульт управления автоматического регулирования температуры следующим образом.

Включаем вилку в электрическую сеть (220 В). Тумблер S1 устанавливаем в положение ВКЛ. При этом загорается лампочка HL1, сигнализирующая о подаче напряжения в схему автоматического регулирования.

На приборе А1 (ЭВ 3000 К) устанавливаем max и min температуры, в пределах которых работает пульт управления, обеспечивая тем самым требуемое включение и выключение ТЭНа в зависимости от температуры окружающей среды. Принцип работы схемы автоматического регулирования температуры заключается в следующем: питающее напряжение подается на регулирующий прибор А1 и понижающий трансформатор Т1. Срабатывает реле К1 и своим нормально открытым контактом замыкает цепь питания силового реле КЗ, которое своими нормально открытыми контактами включает цепь питания электронагревателя ЕК1 и третьей парой контактов самоблокируется. Начинается подогрев.

При достижении температуры (заданной min — установленной на приборе А1) реле К1 отключается, контакты, питающие реле К1, становятся в нормально открытое состояние. Но реле КЗ не отключается, так как цепь его питания самоблокирована нормально открытым контактом.

При достижении температуры (заданной шах — установленной на приборе А1) включается реле К2. Нормально замкнутые контакты реле К1 размыкаются и цепь питания реле КЗ разрывается. Контакты реле КЗ становятся в нормально открытое состояние и цепи питания электронагревателя и самоблокирования разрываются. Подогрев прекращается.

При снижении температуры ниже min заданной цикл работы повторяется.

Площадь нагревательной поверхности радиатора ЗС116 составляет 1,5 кв. м, что соответствует 1,81 ЭКМ (эквивалентным квадратным метрам). Этого достаточно для обогрева помещения площадью 20–25 кв. м. Конечно, дефицит и высокая стоимость электроэнергии ограничивают использование обогревателя на отопительные нужды. Но при эпизодическом отоплении помещения (например, садового домика) применение его очень эффективно, особенно если его залить не водой, а отработанным машинным маслом

Мебель для малогабаритной кухни

А.В. Зуев

Предлагаю читателям журнала описание комплекта мебели для малогабаритной кухни. Как известно, предлагаемые промышленностью кухонные гарнитуры не помещаются в ограниченные квадратные метры маленьких кухонь, а чаще просто не по карману их владельцам. Последние вынуждены комплектовать кухню штучными приобретениями или заказывать изготовление набора, что тоже недешево.

Предлагаемый комплект принципиально решает все проблемы. Во-первых, изготовить его может человек с элементарными столярными и слесарными навыками и самым простым ручным инструментом. Во-вторых, мебель не только эстетична и экологична, но и максимально использует площадь и объем помещения. И наконец затраты на изготовление не дороже покупки нескольких табуреток.

Откидной столик и стулья можно трансформировать в 2-местный диванчик, освобождая пространство. Внутри стульев предусмотрена емкость, а крышки сидений легко снимаются, обеспечивая простой доступ. Отдельные узкие настенные шкафы позволяют наиболее рационально размешать их на стенах.

Труднее всего из-за количества и сложности деталей изготовить стулья. И хотя все рабочие операции несложны, но требуют предельной аккуратности при разметке и изготовлении. Основные детали и порядок сборки показаны на рис. 1 (планки корпуса с задней стороны и планки сиденья не показаны).

Рис. 1

Основу всей конструкции составляют 4 бруска, являющиеся одновременно ножками и несущим каркасом ящика и стенок. При изготовлении ножек следует обратить внимание на правильное их расположение согласно нумерации, указанной на схеме, где видно, что у брусков № 2 и 4 отсутствует один из верхних пазов. Здесь и далее, чтобы не запутаться в одинаковых заготовках, рядом с чертежами деталей указано их количество, необходимое для сборки комплекта из 2 стульев. Кстати, такая документация, а также простота и технологичность обеспечивают хорошие условия для мелкосерийного производства в небольшой частной мастерской.

Исходя из последовательности сборки, а также наиболее экономного использования материалов и времени, сначала следует изготовить планки ящика и спинки (рис. 2).

Рис. 2

Толщина всех деталей ящика 15 мм, спинки — 20 мм, а размеры шипа указаны в выносном круге. На этом же рисунке показано, как осуществить разметку сегментов в планках спинки. Совместив все 3 детали спинки, проводят окружность диаметром 150 мм с центром в середине средней планки. Размещенные таким образом сегменты выпиливают лобзиком и зашлифовывают, включая и кромки, на 1–1,5 мм. Это необходимо сделать потому, что они выполняют не только декоративную функцию, но и служат своеобразной ручкой для переноски стула. Необработанные кромки будут неудобны для рук, да и лак на них прослужит недолго.

Наиболее сложными в изготовлении деталями являются подлокотники (рис. 3).

Рис. 3

При работе с ними необходимо соблюдать определенную последовательность. Сначала необходимо строго под углом 90° на шипу с клеем соединить две готовые планки (на рисунке соединения показано знаком X). Затем нужно разметить и выбрать пазы и гнезда, соблюдая предельную аккуратность, так как толщина одной из стенок всего 5 мм. Как видно из рисунка, одно из гнезд выбирают прямо в шиповом соединении. При его выборке надо постараться избежать сколов, что может испортить внешний вид и уменьшить прочность соединения. На первый взгляд такое соединение может показаться слишком слабым, но многолетний опыт показывает, что двойное проклеивание в поперечных направлениях (особенно столярным клеем, ЭДП, ПВА) обладает большой прочностью Кроме того, следует учитывать, что при сборке промазывают клеем не только гнезда под шипы опорных брусков, но и пазы подлокотника, в которые заходят кромки планок спинки. При соблюдении технологии склеивания (сухие заготовки, качественный клей, подготовка склеиваемых поверхностей и т. п) подлокотник становится практически одним целым со всей конструкцией.

По такому же принципу изготавливают и рамку сиденья (рис. 4).

Рис. 4

Основные операции понятны из рисунка, но еще раз замечу, что выпиливание углов и выборку гнезда проводят после сборки и высыхания клея.

Изготовление опорных брусков не вызовет затруднений, но следует помнить об отсутствии верхних пазов у брусков № 2 и 4. На рис. 5 даны чертежи брусков № 1 и 3 и указано, какие пазы не выбирать. При этом следует еще раз разобраться с расположением ножек согласно рис. 1.

Рис. 5

Последней деталью является сиденье, состоящее из двух одинаковых половинок (рис. 6,а). По внешнему периметру планок выбирают фальц в половину их толщины так, чтобы внутренний размер получившегося выступа ровно входил в рамку сиденья. Если по какой-либо причине выбрать фальц невозможно, то конструкцию сиденья можно решить по-другому. Толщину половинок следует уменьшить до 10–15 мм, а с внутренней стороны закрепить брусочки для фиксации сиденья в рамке (рис. 6,б). В этом случае от вашего желания зависит, делать ли сиденье цельным или разъемным.

Рис. 6

Вообще же съемное сиденье необходимо для доступа в пространство ящика, задуманное как емкость для хранения различных хозяйственных принадлежностей. Поэтому в ящике стула после его сборки придется сделать легкое донышко из фанеры или реек.

Сборку стула проводят снизу вверх, т. е. сначала собирают ящик, затем накладывают рамку, планки спинок и подлокотник. Все сборочные стыки проклеивают, а при сборке ящика еще и прибивают 20-миллиметровыми гвоздиками с внутренней стороны (невидимой). Заключительная отделка зависит от вкуса и возможностей. Можно использовать тонирование, резьбу или выпиливание, но в любом случае необходимо покрыть готовое изделие 2–3 слоями лака.

Откидной столик состоит из двух основных частей: столешницы и несущего декоративного основания. В свою очередь, основание собирают из четырех крупных деталей — двух в плоскости стены и двух в плоскости столешницы. Для укрепления столика к стене из двух заготовок толщиной 20 мм собирают основание (рис. 7,а). Из рисунка видно, что детали между собой соединяют на шипах, причем вертикальный паз следует размешать и выбирать только после подгонки деталей друг к другу, чтобы избежать возможного смещения паза в месте стыка деталей. В этом пазу на клею и шурупах (с обратной стороны) крепят другую вертикальную пару деталей — неподвижную опорную планку и подвижный (на шарнирах) упор столешницы (рис. 7,б). Здесь же показаны узел, фиксирующий столешницу к упору, шарнирные соединения упора и столешницы, а также направления поворота подвижных элементов при складывании столика.

Рис. 7

Размеры всех мелких деталей даны на рис. 8.

Рис. 8

Прежде всего это крюк (рис. 8,а) фиксирующего узла. Вырезают из полоски металла толщиной 3–5 мм и крепят к упору шурупами. Для этого в упоре выбирают углубление по толщине пластины крюка. При подъеме столика крюк накидывают на шпильку столешницы и закрепляют гайкой-барашком. Шпильку и гайку лучше взять готовые, а место их крепления к столешнице размечать на полностью собранном столе, когда уже четко видно положение выемки крюка. Для крепления шпильки с обратной стороны столешницы высверливают глухое отверстие глубиной чуть меньше толщины столешницы (до 20 мм) и диаметром чуть меньше диаметра шпильки. Шпильку, смазанную клеем, завинчивают или несильно забивают в это отверстие.

Для крепления столика к стене в его основании (см. рис. 7,а) имеются 4 отверстия диаметром 16 мм. С обратной стороны этих отверстий на шурупах крепят 4 металлические накладки (рис. 8,б) с центральным отверстием под крепежные шурупы. После закрепления основания на стене отверстия с шурупами закрывают декоративными заглушками (рис. 8,в), выточенными из древесины.

Столешница также состоит из двух основных частей — неподвижной планки шириной 105 мм (см. рис. 7,б) и собственно столешницы размером 500х600 мм. Неподвижная планка по середине имеет паз глубиной 5 мм и шириной 20 мм (рис. 9).

Рис. 9

Планку на клею и шурупах закрепляют в пазу основания и собственным пазом «надевают» на выступ неподвижной опорной планки. Такое соединение во взаимоперпендиркулярных плоскостях создает необходимую прочность всех конструкций без использования массивных деталей и брусков. Щит столешницы собирают из отдельных досок классическим способом. В частности, здесь применена сборка с выборкой пазов поперек досок набора и укладкой в них на клею опорных реек.

Собранную столешницу хорошо выравнивают и зашлифовывают, особенно с лицевой стороны, и всю конструкцию, как и стулья, покрывают 2–3 слоями лака.

Хорошим дополнением к описанному комплекту являются кухонные шкафы.

Уменьшенный их размер по сравнению с предлагаемыми промышленностью позволяет более рационально использовать пространство маленькой кухни При изготовлении нескольких таких шкафов появляется возможность создавать целые комплекты как из одних шкафов, так и в сочетании с другими элементами (полочками, кухонными наборами, светильниками и т. п.).

Конструкция шкафа проста. Все основные детали выполнены из досок толщиной 20 мм, и это несколько утяжелило их. Так как шкафы были предназначены для использования с другими элементами интерьера, такая толщина была просто необходима. Однако практически без всякого ущерба для прочности можно использовать заготовки толщиной 12–15 мм. Для этого потребуется провести небольшой пересчет размеров, в основном в шиповых соединениях с учетом новой толщины деталей.

Основу шкафа составляет ящик без передней и задней стенок. Так как глубина шкафа довольно большая (28 см), что соответствует ГОСТам, то почти все детали лучше собирать из щитов, набранных из более узких досок. На чертеже (рис. 10) дан именно такой сборный вариант. Там же показаны пазы глубиной 10 мм для сборки отдельных досок-деталей в щит.

Рис. 10

Понятно, что эта сборка может быть и иной (из более чем двух досок или наоборот — из цельной доски). Пазы глубиной 5 мм предназначены для установки средней полки (она же по сути является и дном шкафа). Причем собирать полку в щит совсем необязательно.

Некоторые особенности есть при стыковке деталей в углах. Чтобы открытые шипы не портили внешний вид, соединение выполнено в виде полупотайных шипов. На чертеже хорошо видно, что шипы верха и низа входят в глухие проушины боковинок. Это позволяет шурупы или нагели крепления вводить сверху и снизу, что абсолютно не сказывается на готовом изделии (фрагмент крепления показан в выносном кружочке на рис. 10).

После сборки ящика на клею и шурупах или нагелях с задней стороны выдвигают полку узкой стороной вперед в предварительно промазанные клеем пазы боковинок. После этого на мелких гвоздях закрепляют заднюю стенку из ДВП. Осталось навесить дверку, но именно она наиболее сложна в изготовлении и формирует окончательный внешний вид шкафа. Конечно, конструкцию дверки можно упростить, и это дает возможность выбрать подходящий вариант, исходя из конкретных условий и мастерства исполнителя.

Предлагаемая конструкция дверки также сборная (рис. 11).

Рис. 11

Основу ее составляет рамка, состоящая из двух стоек и перекладин, собираемых в шип. В перекладинах выпиливают паз для последующей укладки планок дверки. В верхней перекладине в декоративных целях делают полукруглый вырез. Наиболее сложный элемент — шиповое соединение (на чертеже показано крупное и в объеме).

При изготовлении перекладин лучше придерживаться следующей последовательности: сначала в заготовке выпиливают или выбирают фальцовкой паз, а затем размечают и выпиливают шипы.

Размеры планок набора дверки хорошо видны на общем чертеже и особых пояснений не требуют. Но в отличие от деталей рамки они имеют толщину 15 мм. После сухой сборки и подгонки всех элементов проводят окончательную сборку на клею. Дверку навешивают на шкаф двумя форточными петлями, обеспечивающими свободное открывание ее на угол более 180°. Для фиксации в закрытом положении используется стандартная магнитная защелка, устанавливаемая в верхнем углу шкафа. После сборки и просушки готовое изделие покрывают 2–3 слоями бесцветного лака. Для навешивания шкафов на стенку можно использовать обычные открытые петли, как и у шкафов, выпускаемых промышленностью.