Строим дом сами. Твоя звезда - твое здоровье. Чудесные превращения камня ("Сделай сам" №4∙1996)

Конструирование любительских сварочных аппаратов

Н.И.ПУСТОВОЙТ

Многие конструкции в быту (в гараже, на даче, дома и т. д.) трудно построить без применения сварки, в особенности электродуговой. В последнее время на прилавках магазинов появилось большое количество электросварочных аппаратов как импортного, так и российского производства. Хорошие аппараты стоят дорого, а более дешевые не всегда обеспечивают качество сварочных работ.

В предлагаемой статье хотелось бы поделиться некоторыми соображениями в основном практического характера по конструированию любительских сварочных аппаратов (СА) на основе личного опыта автора и анализа ранее опубликованных материалов. Это поможет не только в самостоятельном изготовлении любительского СА, но и при выборе и покупке уже готовых сварочных аппаратов.

Сварочные аппараты бывают постоянного и переменного тока.

СА постоянного тока используются при сварке на малых токах тонколистового металла (кровельная сталь, автомобильная и т. д.). Сварочная дуга на постоянном токе более устойчива, возможна сварка на прямой и обратной полярности. На постоянном токе можно варить электродной проволокой без обмазки и электродами, предназначенными для сварки как на постоянном токе, так и на переменном. Для придания устойчивости горения дуги на малых токах желательно иметь повышенное напряжение холостого хода Uxx сварочной обмотки (до 70–75 В).

Для выпрямления переменного тока используются простейшие «мостовые» выпрямители на мощных диодах с радиаторами охлаждения (рис. 1).

Рис. 1. Мостовой выпрямитель для сварочного аппарата. Показано подключение СА для сварки тонколистового металла на «обратной» полярности — «+» на электроде, «-» на свариваемой детали; U₂ — выходное переменное напряжение сварочного аппарата

Для сглаживания пульсаций напряжения один из выводов СА подсоединяют к держателю электродов через дроссель L₁, представляющий собой катушку из 10–15 витков медной шины сечением S = 35 мм, намотанной на любом сердечнике, например от магнитного пускателя.

Для выпрямления и плавного регулирования сварочного тока используются более сложные схемы с использованием мощных управляемых тиристоров. Одна из возможных схем на тиристорах типа Т161 (Т160) приведена в статье А Чернова «И зарядит и приварит» (Моделист-конструктор, 1994, № 9). Преимущества регуляторов постоянного тока — в их универсальности. Диапазон изменения ими напряжений составляет 0,1–0,9 Uxx, что позволяет использовать их не только для плавной регулировки тока сварки, но и для зарядки аккумуляторных батарей, питания электронагревательных элементов и других целей.

Сварочные аппараты переменного тока применяются при сварке электродами, диаметр которых более 1,6–2 мм, а толщина свариваемых изделий — более 1,5 мм. При этом ток сварки значителен (десятки ампер) и дуга горит достаточно устойчиво. Используются электроды, предназначенные для сварки только на переменном токе.

Для нормальной работы сварочного аппарата необходимо:

1. Обеспечить выходное напряжение для надежного зажигания дуги. Для любительского СА Uxx = 60–65 В. Более высокое выходное напряжение холостого хода не рекомендуется, что связано в основном с обеспечением безопасности работы (Uxx промышленных сварочных аппаратов — до 70–75 В).

2. Обеспечить напряжение сварки U_св, необходимое для устойчивого горения дуги. В зависимости от диаметра электрода — U_св =18–24 В.

3. Обеспечить номинальный сварочный ток I_св = (30–40)∙d_э, где I_св — величина сварочного тока, А; 30–40 — коэффициент, зависящий от типа и диаметра электрода; d_э — диаметр электрода, мм.

4. Ограничить ток короткого замыкания I_кз, величина которого не должна превышать номинальный сварочный ток более чем на 30–35 %.

Устойчивое горение дуги возможно в том случае, если сварочный аппарат будет обладать падающей внешней характеристикой, которая определяет зависимость между силой тока и напряжением в сварочной цепи (рис. 2).

Рис. 2. Падающая внешняя характеристика сварочного аппарата:

_{1 — семейство характеристик для различных диапазонов сварки; ΔIсв2, ΔIсв3, ΔIсв4 — диапазоны токов сварки для электродов диаметром 2, 3 и 4 мм соответственно; Uxx — напряжение холостого хода СА; IКЗ — ток короткого замыкания; ΔUсв — диапазон напряжений сварки (18–24 В)}

Универсальный сварочный аппарат на токи от 15–20 до 150–180 А собрать достаточно сложно. Анализ промышленных СА показывает, что для грубого (ступенчатого) перекрытия диапазона сварочных токов необходима коммутация как первичных обмоток, так и вторичных (что конструктивно более сложно из-за большого протекающего в ней тока). Кроме того, для плавного изменения тока сварки в пределах выбранного диапазона используются механические устройства перемещения обмоток. При удалении сварочной обмотки относительно сетевой увеличиваются магнитные потоки рассеивания, что приводит к снижению тока сварки.

Конструируя любительский СА, не следует стремиться к полному перекрытию диапазона сварочных токов. Целесообразно на первом этапе собрать сварочный аппарат для работы с электродами диаметром 2–4 мм, а на втором этапе, в случае необходимости работы на малых токах сварки, дополнить его отдельным выпрямительным устройством с плавным регулированием сварочного тока.

Любительские сварочные аппараты должны удовлетворять ряду требований, основные из которых следующие: относительная компактность и небольшой вес; достаточная продолжительность работы (не менее 5–7 электродов d_э = 3–4 мм) от сети 220 В. Вес и габариты аппарата могут быть снижены благодаря уменьшению его мощности, а увеличение продолжительности работы — благодаря использованию стали с высокой магнитной проницаемостью и теплостойкой изоляции обмоточных проводов. Эти требования несложно выполнить, зная основы конструирования сварочных аппаратов и придерживаясь предлагаемой технологии их изготовления.

Итак, выбор типа сердечника.

Для изготовления сварочных аппаратов используют в основном магнитопроводы стержневого типа, поскольку в исполнении они более технологичны. Сердечник набирают из пластин электротехнической стали любой конфигурации толщиной 0,35—0,55 мм, стянутых шпильками, изолированными от сердечника (рис. 3).

Рис. 3. Магнитопровод стержневого типа:

_{а — пластины Г-образной формы; б — пластины П-образной формы; в — пластины из полос трансформаторной стали, S = a∙b — площади поперечного сечения сердечника (керна), см; с, d — размеры окна, см}

При подборе сердечника необходимо учитывать размеры «окна», чтобы поместились обмотки сварочного аппарата, и площадь поперечного сечения сердечника (керна) S = a∙b, см². Как показывает практика, не следует выбирать минимальные значения S = 25–35 см, поскольку сварочный аппарат не будет обладать требуемым запасом мощности и качественную сварку получить будет трудно. Да и перегрев сварочного аппарата после непродолжительной работы также неизбежен.

Сечение сердечника должно составлять S = 45–55 см. Сварочный аппарат будет несколько тяжелее, но не подведет!

Все большее распространение получают любительские сварочные аппараты на сердечниках тороидального типа, которые обладают более высокими электротехническими характеристиками, примерно в 4–5 раз выше, чем у стержневого, а электропотери невелики. Трудозатраты на их изготовление более значительны и связаны в первую очередь с размещением обмоток на торе и сложностью самой намотки. Однако при правильном подходе они дают хорошие результаты. Сердечники изготовляют из ленточного трансформаторного железа, свернутого в рулон в форме тора. Примером может служить сердечник из автотрансформатора «Латр» на 9 А. Для увеличения внутреннего диаметра тора («окна») с внутренней стороны отматывают часть стальной ленты и наматывают на внешнюю сторону сердечника. Но, как показывает практика, одного «Латра» недостаточно для изготовления качественного СА (мало сечение 8). Даже после работы с 1–2 электродами диаметром 3 мм он перегревается. Возможно использование двух подобных сердечников по схеме, описанной в статье Б.Соколова «Сварочный малыш» (Сам, 1993, № 1), или изготовление одного сердечника путем перемотки двух (рис. 4).

Рис. 4. Магнитопровод тороидального типа:

_{1, 2 — сердечник автотрансформатора до и после перемотки; 3 — конструкция СА на базе двух тороидальных сердечников; W1, W1 — сетевые обмотки, включенные параллельно; W2 — сварочная обмотка; S = a∙b — площадь поперечного сечения сердечника, см; с, d — внутренний и внешний диаметры тора, см; 4 — электрическая схема СА на базе двух состыкованных тороидальных сердечников}

Особого внимания заслуживают любительские СА, изготовленные на базе статоров асинхронных трехфазных электродвигателей большой мощности (более 10 кВт). Выбор сердечника определяется площадью поперечного сечения статора S. Штампованные пластины статора не в полной мере соответствуют параметрам электротехнической трансформаторной стали, поэтому уменьшать сечение S менее 40–45 см нецелесообразно.

Статор освобождают от корпуса, удаляют из внутренних пазов статорные обмотки, срубают зубилом перемычки пазов, защищают внутреннюю поверхность напильником или абразивным кругом, скругляют острые кромки сердечника и обматывают его плотно, с перекрытием хлопчатобумажной изоляционной лентой. Сердечник готов для намотки обмоток.

Выбор обмоток. Для первичных (сетевых) обмоток лучше использовать специальный медный обмоточный провод в х/б (стеклотканевой) изоляции. Удовлетворительной теплостойкостью обладают также провода в резиновой или резинотканевой изоляции. Непригодны для работы при повышенной температуре (а это уже закладывается в конструкцию любительского СА) провода в полихлорвиниловой (ПХВ) изоляции из-за возможного ее расплавления, вытекания из обмоток и их короткого замыкания. Поэтому полихлорвиниловую изоляцию с проводов необходимо либо снять и обмотать провода по всей длине х/б изоляционной лентой, либо не снимать, а обмотать провод поверх изоляции. Возможен и другой проверенный на практике способ намотки. Но об этом ниже.

При подборе сечения обмоточных проводов с учетом специфики работы СА (периодический) допускаем плотность тока 5 А/мм. При токе сварки 130–160 А (электрод d_э = 4 мм) мощность вторичной обмотки составит Р₂ = I_cb∙U_cb = 160x24 ~= 3,5–4 кВт, мощность первичной обмотки с учетом потерь составит порядка 5–5,5 кВт, а следовательно, максимальный ток первичной обмотки может достигать 25 А.

Следовательно, сечение провода первичной обмотки S₁ должно быть не менее 5–6 мм. На практике желательно использовать провод сечением 6–7 мм² Либо это прямоугольная шина, либо медный обмоточный провод диаметром (без изоляции) 2,6–3 мм. (Расчет по известной формуле S = πR², где S — площадь круга, мм; π = 3,1428; R — радиус круга, мм.)

При недостаточном сечении одного провода возможна намотка в два. При использовании алюминиевого провода его сечение необходимо увеличить в 1,6–1,7 раза.

Можно ли уменьшить сечение провода сетевой обмотки? Да, можно. Но при этом СА потеряет требуемый запас мощности, будет нагреваться быстрее, да и рекомендуемое сечение керна S = 45–55 см в этом случае будет неоправданно велико.

Число витков первичной обмотки W₁ определяется из следующего соотношения: W₁ = [(30–50)/S]∙U₁, где 30–50 — постоянный коэффициент; S — сечение керна, см, W₁ = 240 витков с отводами от 165, 190 и 215 витков, т. е. через каждые 25 витков.

Большее количество отводов сетевой обмотки, как показывает практика, нецелесообразно. И вот почему. За счет уменьшения числа витков первичной обмотки увеличивается как мощность СА, так и Uxx, что приводит к повышению напряжения горения дуги и ухудшению качества сварки. Следовательно, только изменением числа витков первичной обмотки добиться перекрытия диапазона сварочных токов без ухудшения качества сварки нельзя. Для этого необходимо предусмотреть переключение витков вторичной (сварочной) обмотки W₂.

Вторичная обмотка W₂ должна содержать 65–70 витков медной изолированной шины сечением не менее 25 мм (лучше сечением 35 мм). Вполне подойдет и гибкий многожильный провод (например, сварочный) и трехфазный силовой многожильный кабель. Главное, сечение силовой обмотки не должно быть меньше требуемого, а изоляция — теплостойкой и надежной. При недостаточном сечении провода возможна намотка в два и даже в три провода. При использовании алюминиевого провода его сечение необходимо увеличить в 1,6–1,7 раза.

Трудность приобретения переключателей на большие токи, да и практика показывают, что наиболее просто выводы сварочной обмотки завести через медные наконечники под клеммные болты диаметром 8—10 мм (рис. 5).

Рис. 5. Крепление выводов обмоток СА:

_{1 — корпус СА; 2 — шайбы; 3 — клеммный болт; 4 — гайка; 5 — медный наконечник с проводом}

Медные наконечники изготавливают из медных трубок подходящего диаметра длиной 25–30 мм и крепят на проводах опрессовкой и, желательно, пропайкой.

Особо остановимся на порядке намотки обмоток. Общие правила:

1. Намотка должна производиться по изолированному керну и всегда в одном направлении (например, по часовой стрелке).

2. Каждый слой обмотки изолируют слоем х/б изоляции (стеклоткани, электрокартона, кальки), желательно с пропиткой бакелитовым лаком.

3. Выводы обмоток залуживают, маркируют, закрепляют х/б тесьмой, на выводы сетевой обмотки дополнительно надевают х/б кембрик.

4. В случае сомнений в качестве изоляции намотку можно проводить с использованием х/б шнура как бы в два провода (автор использовал х/б нить для рыболовства). После намотки одного слоя обмотку с х/б нитью фиксируют клеем, лаком и т. д. и после высыхания наматывают следующий ряд.

Рассмотрим порядок расположения обмоток на магнитопроводе стержневого типа. Сетевую обмотку можно расположить двумя основными способами. Первый способ позволяет получить более «жесткий» режим сварки. Сетевая обмотка в этом случае состоит из двух одинаковых обмоток W₁, W₂, расположенных на разных сторонах сердечника, соединенных последовательно и имеющих одинаковое сечение проводов. Для регулировки выходного тока на каждой из обмоток сделаны отводы, которые попарно замыкаются (рис. 6, а, б).

Второй способ предусматривает намотку первичной (сетевой) обмотки на одной из сторон сердечника (рис. 6, в, г). В этом случае СА обладает крутопадающей характеристикой, варит «мягко», длина дуги меньше влияет на величину сварочного тока, а следовательно, и на качестве сварки.

Рис. 6. Способы намотки обмоток СА на сердечнике стержневого типа:

_{а — сетевая обмотка на двух сторонах сердечника; б — соответствующая ей вторичная (сварочная) обмотка, включенная встречно-параллельно; в — сетевая обмотка на одной стороне сердечника; г — соответствующая ей вторичная обмотка, включенная последовательно}

После намотки первичной обмотки СА необходимо проверить на наличие короткозамкнутых витков и правильность выбранного числа витков. Сварочный трансформатор включают в сеть через плавкий предохранитель (4–6 А) и желательно амперметр переменного тока. Если предохранитель сгорает или сильно греется — это явный признак короткозамкнутого витка. Следовательно, первичную обмотку придется перемотать, обратив особое внимание на качество изоляции.

Если сварочный аппарат сильно гудит, а потребляемый ток превышает 2–3 А, то это означает, что число первичной обмотки занижено и необходимо подмотать еще некоторое количество витков. Исправный СА потребляет ток холостого хода не более 1–1,5 А, не греется и гудит не сильно.

Вторичную обмотку СА всегда наматывают на двух сторонах сердечника. Для первого способа намотки вторичная обмотка также состоит из двух одинаковых половин, включенных для повышения устойчивости горения дуги (рис. 6) встречно-параллельно, а сечение провода можно взять несколько меньше — 15–20 мм.

Для второго способа намотки основная сварочная обмотка W₂¹ наматывается на свободной от обмоток стороне сердечника и составляет 60–65 % от общего числа витков вторичной обмотки. Она служит в основном для поджига дуги, а во время сварки, за счет резкого увеличения магнитного потока рассеивания, напряжение на ней падает на 80–90 %. Дополнительная сварочная обмотка W₂² наматывается поверх первичной. Являясь силовой, она поддерживает в требуемых пределах напряжение сварки, а следовательно, и сварочный ток. Напряжение на ней падает в режиме сварки на 20–25 % относительно напряжения холостого хода.

После изготовления СА необходимо провести его настройку и проверку качества сварки электродами различного диаметра. Процесс настройки заключается в следующем. Для измерения сварочного тока и напряжения необходимо приобрести два электроизмерительных прибора — амперметр переменного тока на 180–200 А и вольтметр переменного тока на 70–80 В.

Рис. 7. Способы намотки обмоток СА на сердечнике тороидального типа:

_{1, 2 — равномерная и секционная намотка обмоток соответственно: а — сетевая; б — силовая}

Схема их подключения показана на рис. 8.

Рис. 8. Схема подключения измерительных приборов.

При сварке различными электродами снимают значения тока сварки — I_CВ и напряжения сварки — U_CВ, которые должны быть в требуемых пределах. Если сварочный ток мал, что бывает чаще всего (электрод липнет, дуга неустойчивая), то в этом случае либо переключением первичной и вторичной обмоток устанавливают требуемые значения, либо перераспределяют количество витков вторичной обмотки (без их увеличения) в сторону увеличения числа витков, намотанных поверх сетевой обмотки.

После сварки можно сделать разлом или распиливание кромок свариваемых изделий, и сразу станет ясно качество сварки: глубина провара и толщина наплавленного слоя металла.

По результатам измерений полезно составить таблицу.

Исходя из данных таблицы, выбирают оптимальные режимы сварки для электродов различного диаметра, помня о том, что при сварке электродами, например, диаметром 3 мм, электродами диаметром 2 мм можно резать, т. к. ток резки больше сварочного на 30–25 %.

Трудность покупки измерительных приборов, рекомендованных выше, заставила автора прибегнуть к изготовлению измерительной схемы (рис. 9) на базе наиболее распространенного миллиамперметра постоянного тока на 1—10 мА. Она состоит из измерителей напряжения и тока, собранных по мостовой схеме.

Рис. 9. Принципиальная схема измерителей напряжения и тока сварки и конструкция трансформатора тока

Измеритель напряжения подключают к выходной (сварочной) обмотке СА. Настройку осуществляют с помощью любого тестера, которым контролируют выходное напряжение сварки. С помощью переменного сопротивления Из стрелку прибора устанавливают на конечное деление шкалы при максимальном значении Uxx. Шкала измерителя напряжения достаточно линейна. Для большей точности можно снять две-три контрольные точки и проградуировать измерительный прибор на измерение напряжений.

Более сложно настроить измеритель тока, поскольку он подключается к самостоятельно изготовленному трансформатору тока. Последний представляет собой сердечник тороидального типа с двумя обмотками. Размеры сердечника (внешний диаметр 35–40 мм) принципиального значения не имеют, главное, чтобы уместились обмотки. Материал сердечника — трансформаторная сталь, пермаллой или феррит. Вторичная обмотка состоит из 600–700 витков медного изолированного провода марки ПЭЛ, ПЭВ, лучше ПЭЛШО диаметром 0,2–0,25 мм и подключена к измерителю тока. Первичная обмотка — это силовой провод, проходящий внутри кольца и подключаемый к клеммному болту (рис. 9). Настройка измерителя тока заключается в следующем. К силовой (сварочной) обмотке СА подключают калиброванное сопротивление из толстой нихромовой проволоки на 1–2 сек (сильно греется) и измеряют напряжение на выходе С А. По закону Ома определяют ток, протекающий в сварочной обмотке. Например, при подключении R_н = 0,2 ом U_вых = 30 В.

Тогда I_вых = U_вых/R_н = 30/0,2 = 150 A. Отмечают точку на шкале прибора. Трех-четырех измерений с различными R_н достаточно, чтобы откалибровать измеритель тока. После калибровки приборы устанавливают на корпус СА, пользуясь общепринятыми рекомендациями.

При сварке в различных условиях (сильная или слаботочная сеть, длинный или короткий подводящий кабель, его сечение и т. д.) переключением обмоток настраивают СА на оптимальный режим сварки, и далее переключатель можно установить в нейтральное положение.

Несколько слов о контактно-точечной сварке. К конструированию СА данного типа предъявляется ряд специфических требований:

1. Мощность, отдаваемая в момент сварки, должна быть максимальной, но не более 5–5,5 кВт. В этом случае потребляемый из сети ток не превысит 25 А.

2. Режим сварки должен быть «жестким», а следовательно, намотка обмоток СА должна проводиться по первому варианту.

3. Токи, протекающие в сварочной обмотке, достигают значений 1500–2000 А и выше. Следовательно, напряжение сварки должно быть не более 2–2,5 В, а напряжение холостого хода — 6—10 В.

4. Сечение проводов первичной обмотки не менее 6–7 мм², а сечение вторичной обмотки не менее 200 мм. Достигают такого сечения проводов путем намотки 4–6 обмоток и их последующего параллельного соединения.

5. Дополнительных отводов от первичной и вторичной обмоток делать нецелесообразно.

6. Число витков первичной обмотки можно взять минимально расчетное в связи с кратковременностью работы СА.

7. Сечение сердечника (керна) менее 45–50 см² брать не рекомендуется.

8. Сварочные наконечники и подводные кабели к ним должны быть медными и пропускать соответствующие токи (диаметр наконечников 12–14 мм).

Особый класс любительских СА представляют аппараты, изготовленные на базе промышленных осветительных и других трансформаторов (2–3 фазных) на выходное напряжение 36 В и мощностью не менее 2,5–3 кВт. Но прежде чем браться за переделку, необходимо измерить сечение керна которое должно быть не менее 25 см, и диаметры первичной и вторичной обмоток. Вам сразу станет ясно, чего можно ждать от переделки данного трансформатора.

И в заключение несколько технологических советов.

Подключение сварочного аппарата к сети должно производиться проводом сечением 6–7 мм через автомат на ток 25–50 А, например АП-50.

Диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла можно выбрать исходя из следующего соотношения: d_э = (1–1,5)∙L, где L — толщина свариваемого металла, мм.

Длина дуги выбирается в зависимости от диаметра электрода и в среднем равна 0,5–1,1 d_э. Рекомендуется выполнять сварку короткой дугой 2–3 мм, напряжение которой равно 18–24 В. Увеличение длины дуги приводит к нарушению стабильности ее горения, повышению потерь на угар и разбрызгиванию, снижению глубины проплавления основного металла. Чем длиннее дуга, тем выше напряжение сварки. Скорость сварки выбирает сварщик в зависимости от марки и толщины металла.

При сварке на прямой полярности плюс(анод) подсоединяют к детали и минус (катод) — к электроду. Если необходимо, чтобы на детали выделялось меньшее количество тепла, например при сварке тонколистовых конструкций, применяют сварку на обратной полярности (рис. 1). В этом случае минус (катод) присоединяют к свариваемой детали, а плюс(анод) — к электроду. При этом не только обеспечивается меньший нагрев свариваемой детали, но и ускоряется процесс расплавления электродного металла за счет более высокой температуры анодной зоны и большего подвода тепла.

Сварочные провода присоединяют к СА через медные наконечники под клеммные болты с наружной стороны корпуса сварочного аппарата. Плохие контактные соединения снижают мощностные характеристики СА, ухудшают качество сварки и могут вызвать их перегрев и даже возгорание проводов.

При небольшой длине сварочных проводов (4–6 м) сечение их должно быть не менее 25 мм.

При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать правила пожарной и электробезопасности при работе с электроприборами. Сварочные работы следует вести в специальной маске с защитным стеклом марки С5 (на токи до 150–160 А) и рукавицах. Все переключения СА выполнять только после отключения сварочного аппарата от сети.

_{ЛИТЕРАТУРА}

_{1. Бракарь Д. Поговорим, посмотрим. — Сельская молодежь, 1989, № 10.}

_{2. Бракарь Д. Автотрансформаторы. — Сельская молодежь, 1991, № 3.}

_{3. Дружинин В. Сварочный из… ничего. — Моделист-конструктор, 1992, № 8.}

_{4. Зайцев В. Сварочный трансформатор. — Моделист-конструктор, 1979, № 2.}

_{5. Лавров О. Вари, вари, моя дуга! — Сам, 1995 № 2.}

_{6. Мишиев В., Иванов Н. Сварочные на выбор. — Моделист-конструктор, 1994, № 3.}

_{7. Мотузас В. Контактно-точечная сварка. — Сельская молодежь, 1991, № 11.}

_{8. Низовцев А. Электродуга сварит прочно. — Моделист-конструктор, 1994, № 10.}

_{9. Соколов И.И., Гисин П.И. Справочник молодого сварщика: (В вопросах и ответах). — М.: Моск. рабочий, 1983.}

_{10. Чернов А.И. И зарядит и приварит. — Моделист-конструктор, 1994, № 9.}

_{11. Шевченко Н., Гладилин М., Журавлев С. и др. Домашняя электросварка. — Сам, 1995, № 5.}

_{12. Петров Б. Макси-возможности мини-сварки. — За рулем, 1994, № 3.}

_{13. Соколов Б. Сварочный малыш. — Сам, 1993, № 1.}

_{14. Лавров О. Сварочный — без схем и формул. — Моделист-конструктор, 1996, № 1.}

Насосы

Л.А.ЕРЛЫКИН

Многие читатели журнала интересуются различными устройствами (в том числе и насосами), которые или вообще не потребляют энергию, или потребляют ее в незначительных размерах. Ниже приводятся три таких насоса. Один из них — волновой — потребляет энергию волн, второй — «Бабочка»— энергию падающей воды. Третий — фитильный насос Шухова — потребляет незначительное количество электроэнергии (если сравнивать его с другими электронасосами).

Волновой насос (в различных вариантах) известен давно. Устройство одного из них (рис. 1) довольно простое. Четыре ошкуренных прямых кола 1 забивают в дно водоема так, чтобы воспринимающее волну бревно 2 было бы параллельно нагонной волне.

Рис. 1

Колья 1, располагаясь в запилах бревна 2, не дают ему вращаться вокруг продольной оси. Верхние поперечные бруски 3 ограничивают движение бревна 2 вверх. Нижние поперечные доски 4 не дают бревну опуститься ниже определенного уровня. Это надо для того, чтобы во время большой волны бревно 2 через систему штоков 5 не разрушило бы насос 6. Насос 6 укреплен на досках 7, связывающих две пары кольев 1.

Система штоков 5 позволяет бревну 2 слегка перекашиваться в горизонтальной плоскости и на несколько градусов вращаться вокруг продольной оси.

Работает насос следующим образом. Волна, набегая на сооружение, поднимает на свой гребень бревно 2. Через систему штоков 5 это движение передается на диафрагму (или поршень) насоса 6. Происходит нагнетание воды. При проходе волны бревно 2 опускается вниз — насос засасывает воду.

При изготовлении такого насоса обращают особое внимание на основной элемент конструкции — бревно 2. Берут, как правило, сухое еловое бревно, желательно менее смолистое и соответственно более легкое. В бревне не должно быть продольных трещин.

Бревно 2 обязательно обрабатывают: пропитывают три-четыре раза смесью керосина и натуральной олифы в пропорции по объему 1:1. Смесь предварительно нагревают в водяной бане (осторожно с открытым огнем!). Торцы и запилы в бревне пропитывают горячей смесью еще три раза.

Регулировка волнового насоса заключается в установке верхних поперечных брусков 3 и нижних поперечных досок 4. Они должны быть расположены так, чтобы бревно в верхнем и нижнем положении (через систему штоков 5) оптимально растягивало резиновую диафрагму насоса при его работе.

Насос «Бабочка». Если поблизости от вашего дома или дачи имеется ручей или маленькая речка, то использование их энергии очень заманчиво. Но здесь есть проблема. Если ручей (речка) имеет большой и постоянный поток воды, то тут все ясно: можно ставить, например, мельничное колесо с приводом, которое обеспечит работу насоса и тихоходного электрогенератора (через соответствующий редуктор). А как быть, если летом ручей (речка) — маленький и хилый ручеек. Мельничное колесо в этом случае совершенно не эффективно. Здесь поможет насос «Бабочка». Он (рис. 2, а) представляет собой следующее. На стальных козелках 1 свободно качаются два ковша 2, связанные жестко друг с другом. На примитивной плотине имеется водосброс и специальный проток для воды, в котором установлен водонаправитель 3, сделанный из оцинкованного железа или дюраля и установленный на оси. Чтобы снизить шум и износ водонаправителя, под него подкладывают круг из пластика толщиной 3–5 мм.

Через два блочка 4 переброшена тяга из капронового шнура, на котором в определенном месте укреплен поводок 6. Другим концом поводок 6 привязан к водонаправителю 3. Верхние два отрезка тяги 5 заключены в трубку 7 так, что поводок 6 при работе скользит по этой трубке.

На рис. 2, а показан момент, когда правый ковш опустился вниз и вода из него выливается. При опускании правого ковша он тянет тягу 5, и последняя через поводок 6 переводит водонаправитель 3 в левое положение. Вода начинает наполнять левый ковш. При наполнении ковш идет вниз, вода выливается, а водонаправитель 3, переместившись в правое положение, опять начинает наполнять правый ковш. И так далее.

На оси ковшей неподвижно установлен кривошип 8, который штоком 9 связан с насосом 10. При качании ковшей движение их через кривошип 8, шток 9 передается насосу, и он качает воду.

Рис. 2

Фитильный насос Шухова. Наш гениальный русский инженер Шухов (за рубежом его называли русским Эйфелем) знаменит не только Шуховской радиобашней в Москве, но и большим количеством сооружений по всей России и в странах ближнего зарубежья. Здесь можно отметить прозрачную крышу перрона Киевского вокзала в Москве, десятки железнодорожных мостов, сотни нефтехранилищ и др.

Наряду с грандиозными постройками Шухов изобретал и конструировал мелкие бытовые устройства. Так им был создан фитильный насос. Последний (рис. 3) представляет собой устройство, которое крепится на обрезе колодца и состоит из системы шкивов, по которым протягивается бесконечный шнур. Делают шнур из так называемого хлопчатобумажного французского шпагата (пучок толстых ниток, оплетенных сверху оболочкой) диаметром 5–6 мм.

Рис. 3

Шнур попадает в воду колодца, обвивает шкив с грузом 1 и, намокнув в воде, подымается вверх. Далее он проходит через шкив 2 и ведущий шкив 3. Снизу к ведущему шкиву 3 прижимается пружиной 4 отжимающий (воду) ролик 5. Затем шнур огибает шкив 6 и спускается снова в колодец. На всех шкивах и особенно на ведущем шкиве 3 происходит отбор воды, которая по лотку 7 сливается в бочку.

Насос приводится в движение электродвигателем 8 мощностью 5—10 Вт. Чтобы снизить частоту вращения электродвигателя (а он имеет 1500 об/мин) и увеличить мощность на валу, применяют червячный редуктор (рис. 3, б). За основу его взята подходящая тонкая шестерня 1, имеющая 40–50 зубьев. Червяк 2 — самодельный. На стальную ось (предварительно залуженную) плотно навивают две проволоки. Одна из них стальная залуженная, другая — нихромовая (или фехралевая). Затем это все пропаивают, удаляют нихромовую проволоку, припаивают два упорных колечка 3 из стальной проволоки — и червяк готов. Естественно, что диаметры обеих проволок выбирают в соответствии с профилем зубьев на шестерне 1. Зубья последней слегка подправляют надфилями так, чтобы вращение пары червяк — шестерня было бы свободным от заедания.

Червяк 2 устанавливают на двух кронштейнах 4 и подсоединяют к электродвигателю. Шестерню 1 насаживают на общую с ведущим шкивом ось и закрепляют между щечкой 5 устройства и скобой 6.

Материалом для изготовления насоса может служить металл, но изготовить из него все устройство не так просто (токарные работы, борьба с коррозией и т. д.).

Проще насос сделать из листовой пластмассы, причем здесь имеется два варианта. Первый — сделать все из пластмассы, которая хорошо клеится (оргстекло, полистирол и т. п.). Второй — когда пластмасса не клеится (винипласт и т. п.). В этом случае детали придется собирать на заклепках или винтах. В обоих вариантах шкивы и отжимающий ролик делают составными (рис. 3,в). Например, для первого шкива надо иметь три кружка из пластмассы, которые в первом варианте склеивают, во втором — склепывают.

На рис. 3, в (справа) изображен отжимающий ролик. Его гребень должен свободно входить в ручей ведущего ролика.

Вырезают кружки из листовой пластмассы цапфинбором или простейшим инструментом, изображенным на рис. 3, г. Его делают из обломка ножовочного полотна от ручной ножовки по металлу. Полотно отжигают при температуре 78 °C (вишнево-алое каление). Сверлят отверстия, загибают и затачивают рабочую часть. Затем инструмент закаливают при температуре 80 °C (светло-вишнево-алое каление).

Работают инструментом так. В пластмассе делают отверстие. Винтом с гайкой укрепляют инструмент в нужном месте. Вращают инструмент по часовой стрелке, приподымая его ручку После того как пластмасса будет прорезана наполовину толщины, ее прорезают с другой стороны.

При изготовлении шкивов надо помнить, что их размеры некритичны, кроме ведущего. Чем меньше диаметр последнего, тем большее усилие будет приложено к нему. То есть чем меньше диаметр ведущего шкива, тем менее мощный электродвигатель можно применять, но скорость наполнения водой емкости, естественно, будет меньше.

Пластмассовые щечки 6 (рис. 3, а), между которыми расположены шкивы, соединены четырьмя стойками 9 и винтами с пружинными шайбами. Стойки 9 представляют собой втулки с резьбой внутри (сечение А-А).

Оси всех шкивов установлены не в самих щечках 6, а в металлических пистонах, закрепленных в соответствующих местах щечек.

Вода, стекающая со шнура и шкивов, попадает в лоток 7 и по нему в емкость. В местах прохождения шнура через лоток 7 впаяны две короткие трубочки 10 (для экономии воды).

Насос, как правило, используется в ночное время для наполнения бочек водой для полива огорода. Для того чтобы остановить насос, когда емкости заполнены, ставят автоматический выключатель (рис. 3, д). Он представляет собой коромысло 1, качающееся на оси. С одной стороны на коромысле укреплена банка 2, с другой — груз 3. При наполнении бочки вода льется в банку 2, она перевешивает груз и своим весом выключает микровыключатель 4 (типа Д703), а тот, в свою очередь, разрывает цепь питания электродвигателя.

Инструмент под рукой

Золотое правило — инструмент всегда должен находиться под рукой. Хранить его навалом — значит терять много времени на его поиски.

Садово-огородный инструмент лучше хранить развешанным на стене сарая. Первый вариант (рис. 1) — самый простой. В стенку забивают гвозди так, чтобы инструмент надежно фиксировался.

Рис. 1

Более «капитальный» вариант показан на рис. 2. В двух горизонтально закрепленных планках делают отверстия: в нижней — глухие, в верхней — открытые. Верхние отверстия имеют крючки, изготовленные из листового металла, надежно фиксирующие инструмент.

Рис. 2

В небольшом и низком сарае инструмент можно хранить у потолка (рис. 3). Для этого к потолку прибивают две рейки, на которые раскладывают инструмент.

Рис. 3

Мелкий расхожий слесарный и столярный инструмент удобно хранить на специальной полке (рис. 4). Полка изготовлена из двух деревянных реек, в одной из них сделаны отверстия под инструмент.

Рис. 4

Подобную полку можно сделать из рейки и скоб (рис. 5). Скобы делают из стальной проволоки диаметром 1,5–2,0 мм.

Холодное копчение при помощи электротока

Холодное копчение рыбы и мясных продуктов — процесс длительный и трудоемкий. В специальных помещениях (коптильнях) эти продукты непрерывно обрабатываются дымом несколько суток, температура при этом должна быть не выше 25 С. Если температура хотя бы на короткое время превысит этот рубеж, то продукция будет испорчена.

Известен технологический процесс холодного копчения с использованием высоковольтного электрического поля. Идея его не нова, например, в промышленности с помощью этого процесса красят автомашины и т. п.

Копчение по этому процессу дает ряд преимуществ: не надо специального помещения, высокий КПД использования дров, значительное сокращение времени обработки, идеальные противопожарные условия, хорошие экологические результаты (установка практически не дымит) и другие.

В нашем случае копчение продуктов занимает от 1,5 до 6,0 часов в зависимости от их единичных размеров.

Коптильная установка (рис. 1) представляет собой короб 1 из оцинкованного железа. Одна боковая сторона короба — дверца 2, которую крепят на петлях. Дверца 2 имеет по всему периметру уплотнение (поролон, войлок и т. п.) и два запора 3 типа оконных (затягивающих уплотнение при закрытии).

Рис. 1

Внутри короба 1 в два ряда расположено шесть-восемь вешал 4. Они представляют собой отрезки проволоки (лучше нержавеющей) диаметром 3,5–5,0 мм. Вешала 4 устанавливают во втулки 5, изготовленные из изоляционного материала (текстолит, эбонит и т. п.). Втулки закреплены в стенках короба.

К каждому вешалу 4 с помощью зажима типа «крокодил» подключают плюсовой высоковольтный провод от блока разверток старого крупноэкранного телевизора. Минусовый провод («корпус») подключают к коробу. При отсутствии телевизора высоковольтный блок (на 18–25 кВ) можно сделать, руководствуясь описанием, приведенным в книге «Справочник по схемотехнике для радиолюбителей» (Киев, 1987).

Здесь надо оговориться о технике безопасности. Высокое напряжение опасно для жизни. Поэтому все работы по обслуживанию установки должны проводиться при выключенном питании.

Короб 1 неподвижно установлен на деревянном основании 6. У раструба 7 короба к основанию 6 закреплен электродвигатель 8 мощностью 300–350 Вт и частотой вращения 1500 об/мин. На оси двигателя насажен чугунный диск 9 диаметром 80—100 мм и толщиной 40–50 мм. К чугунному диску 9 мощной пружиной прижата ольховая чурка. При работе двигателя в месте трения диска и чурки образуется большое количество дыма. Дым в результате тяги поступает в короб и под действием электрического поля почти полностью оседает на развешанных продуктах. При идеальных условиях на выходе трубы не должно быть дыма. Регулируя тягу задвижкой 10, добиваются этого.

Прижимное устройство (рис. 2) представляет собой следующее.

Рис. 2

К фланцу электродвигателя 1 (с чугунным диском 2) закреплено на болтах основание 3 из листовой стали толщиной 3,5–4,0 мм. К основанию 3 приварена (прикреплена) коробчатая обоймы 4, в которой расположена ольховая чурка 5. К приливу 6 (через вращающуюся проушину 7) прикреплен рычаг 8, который свободно ходит в прорезях коробчатой обоймы 4. На втором конце рычага 8 свободно установлен стержень 9 с резьбой, по которой вращается гайка-барашек 10. На другом конце стержня 9 укреплена мощная пружина 11. Другим концом она зацеплена за прилив 12.

Стержень 9 может отклоняться от вертикального положения, для этого отверстие под него в рычаге 8 слегка увеличено (рис. 2, сечение А-А).

Работа с прижимным устройством. Отвертывают гайку-барашек 10, выводят рычаг 8 из прорези коробчатой обоймы 4, отводят рычаг 8 в сторону. В обойму 4 закладывают ольховую чурку 5, заводят рычаг 8 в прорезь обоймы 4, гайкой-барашком 10 натягивают пружину 11. Чурка 5 оказывается постоянно и плотно прижатой к чугунному диску 2.

Просоленные продукты промывают, протирают насухо полотенцем и развешивают их на вешалах. Следят за тем, чтобы расстояние между рыбой (мясными продуктами) и стенками короба было не менее 30 мм.

Включают электродвигатель и блок разверток. Когда пройдет половина предполагаемого времени обработки, установку выключают и меняют местами вешала с продуктами: верхние — вниз, нижние — вверх. Это делается для равномерного копчения загруженной партии продуктов. Причем в партии должны быть все продукты примерно одной массы (рыба одного размера).

Бустер для плеера

А.М.НИЗОВЦЕВ

В современной технике под термином «бустер» обычно понимают какой-либо дополнительный блок, предназначенный для существенного усиления определенных свойств объекта. Например, дополнительные твердотопливные блоки, присоединяемые параллельно основной ракете-носителю и называемые в западной литературе бустерами, позволяют кардинально увеличить массу выводимой на орбиту полезной нагрузки.

Ток, потребляемый аудиоплеером от источника питания, достаточно велик и для элементов типа 316, которые обычно применяются в аудиоплеерах, является чрезмерно большим разрядным током, в силу чего их истощение наступает весьма быстро. Этот недостаток в значительной степени можно устранить, если применить принцип бустера: использовать внешнюю дополнительную батарею питания на элементах типа 343, помещенных в специальном контейнере, подключаемую к плееру в соответствующее гнездо-разъем. Контейнер может быть любой конструкции. К примеру, можно использовать карманный фонарь. У него вместо лампочки ввернут цоколь от вышедшей из строя лампочки. К цоколю припаян тонкий двухжильный провод, другой конец которого соединен с соответствующим гнезду плеера штеккером. В качестве штеккера можно приспособить двухконтактный штеккер-вилку Ш2П от миниатюрного телефона типа ТМ-2.

При отсутствии на плеере гнезда для подключения внешнего источника питания имеет смысл доработать плеер, установив в подходящем месте унифицированное гнездо типа ГК-2, предназначенное для подключения телефона типа ТМ-2, и подключив его в цепь питания плеера так, чтобы при подключении штеккера внешнего источника обеспечивалось отключение его внутренней батареи (рис. 1). Разумеется, необходимо обеспечить правильную полярность подключения внешнего источника питания. Попутно отмечу, что «+» должен быть на выступающем конце штеккера. Разумеется, в это гнездо может быть подключен и сетевой источник питания соответствующего напряжения.

Рис. 1

Следует отметить, что элементы типа 343 очень хорошо поддаются подзарядке асимметричным переменным током. Поэтому для бустера целесообразно изготовить зарядное устройство (ЗУ). Схема ЗУ приведена на рис. 2.

Рис. 2

Устройство — бестрансформаторное, асимметричный зарядный ток формируется с помощью балластного резистора R2. Лампа накаливания HL1 сигнализирует о работе устройства и, в некоторой степени, стабилизирует зарядный ток. Резистор R1 исключает возможность удара током при случайном касании вилки ЗУ после отключения от сети. Устройство собирается в пластмассовом корпусе, имеющем прозрачное окно в зоне нити накала лампы, и подключается к сети с помощью стандартной вилки.

На выходе ЗУ устанавливается гнездо-разъем, по типу аналогичное уже имеющемуся на плеере. Из-за того, что блок бестрансформаторный, один из контактов разъема XS1 соединен непосредственно с сетевым проводом. Для исключения возможности поражения электротоком внутри корпуса следует обязательно установить бобышку (рис. 3), служащую для установки выходного разъема, благодаря которой разъем заглублен относительно наружной поверхности корпуса.

Рис 3

Модернизируем «Киев-30»

В нашей стране из миниатюрных фотокамер с форматом кадра 13x17 мм наиболее распространен «Киев-30» и его модификации. Камера в целом неплохая, однако имеет ряд недостатков, главный из которых — неудачный рамочный видоискатель — не устранен и в последней модификации «Киев-303». Все дело в том, что через рамку просматривается значительно менее 50 % кадрового сюжета, в силу чего кадрирование производим весьма условно, хотя при таком формате приходится дорожить буквально каждым квадратным миллиметром площади кадра.

Поскольку габариты корпуса фотоаппарата «Киев-30» таковы, что возможности для расширения поля зрения видоискателя путем простого увеличения размеров передней рамки попросту нет, для увеличения поля зрения в качестве оптической системы видоискателя я применил зрительную трубку, состоящую из отрицательной (объектив) и положительной (окуляр) линз и представляющую перевернутую систему Галилея. Для положительной линзы был использован окуляр видоискателя кинокамеры «Спорт», представляющий установленную в оправе линзу с фокусным расстоянием 135 мм. Расчет фокусного расстояния другого элемента оптической системы видоискателя — объектива был выполнен по методике, приведенной в книге И.А.Турыгина «Прикладная оптика» (М.: Машиностроение, 1966). Из расчета было получено, что для объектива необходима линза, имеющая фокусное расстояние 85 мм. В соответствии с расчетом для изготовления объектива я использовал очковую линзу — 12 Д, которую обработал по размеру окна рамки видоискателя. Для установки окуляра в корпусе была нарезана соответствующая резьба. При наличии линз с несколько иными параметрами расчет оптической системы можно провести по вышеуказанной книге.

Заметим, что если вы пользуетесь очками, то для обеспечения резкого изображения в видоискателе для невооруженного глаза расчетную диоптрийность линзы, примененной для окуляра, при близорукости необходимо уменьшить на диоптрийность ваших очков, а при дальнозоркости соответственно увеличить.

Процесс проявления фотопленки шириной 16 мм, применяемой в фотоаппарате «Киев-30», вызывает некоторые затруднения ввиду того, что дополнительная вставка-диск, входящая в комплект этого фотоаппарата, недостаточно удобна в обращении, а рекомендованный инструкцией бачок производства НПО «Пластик» не всегда имеется в продаже.

Этот недостаток можно устранить, если изготовить самодельный фотобачок путем переделки двухспирального бачка для широкой пленки, имеющегося в продаже. Самодельный бачок очень удобен в эксплуатации и, что немаловажно, экономичен: объем бачка после переделки составляет всего 80 мл, что дает возможность обработать пленку каждый раз свежей порцией проявителя.

Переделка фотобачка заключается в следующем (рис. 1).

Рис. 1

Необходимо уменьшить высоту корпуса и спирали на 44 мм (60 мм — 16 мм = 44 мм). Переделку спирали следует начать с укорачивания втулки верхней спирали на 4–5 мм (рис. 1, а). Втулку нижней спирали необходимо проточить снаружи по внутреннему диаметру втулки верхней спирали по всей длине (до нижней спирали) (рис. 1, б). На проточенной части рисками нужно отметить секториальное положение сектора-выреза, имеющегося на торце втулки. После этого втулку укорачивают на 44 мм, а на торце по рискам делают секториальный вырез. Внутри втулки приклеивают зацеп клеем «Момент-1» (рис 1, в).

Корпус бачка уменьшаем по высоте на 44 мм, для чего вырезаем среднюю часть бачка: сначала отрезаем верхнюю часть бачка шириной 8 мм, высота нижней части бачка после обрезки должна составлять 32 мм (рис. 1, г). Верхнюю и нижнюю части корпуса бачка склеивают эпоксидной шпаклевкой либо эпоксидным клеем с наполнителем (алюминиевой пудрой или кварцевым песком) (рис. 1, д). Разрезание корпуса лучше произвести на токарном станке, так как в этом случае легче обеспечить фаску на поверхностях для лучшего склеивания и обеспечения надежной светозащиты.

Применение ламп накаливания на 127 В в сети 220 В

Проблема увеличения срока службы ламп накаливания в некоторой степени может быть решена путем применения ламп накаливания на 127 В в сети 220 В.

Заметим, что ввиду уменьшения спроса на лампы напряжением 127 В такие лампы довольно часто бывают в продаже по «очень смешным» ценам. Проще всего эти лампы использовать в сети 220 В в тех светильниках, где имеются группы в две или более ламп, включенных одновременно. Рассмотрим этот случай на примере трехрожковой люстры: параллельную схему включения пары ламп (рис. 1, а) здесь можно изменить на последовательную (рис. 1, б) и включить в эту цепь две лампы одинаковой мощности на напряжение 127 В. При такой схеме напряжение, действующее на лампу, составит половину сетевого, т. е. 110 В. Вследствие этого срок службы ламп заметно возрастет, но световой поток по сравнению с лампами такой же мощности, рассчитанный на напряжение 220 В, не уменьшится, так как светоотдача ламп на 127 В больше. При этом одиночные лампы будут служить как обычно, т. е. недолго.

Рис. 1

После произведенной доработки светильника убедительно попросите своих домочадцев, особенно женщин, не напрягаться с заменой ламп: обычно первым телодвижением в этом направлении является перестановка соседней исправной лампы взамен перегоревшей, а это здесь приводит к полному погасанию люстры. Такой опыт имеется. Электрически подготовленным и сознательным гражданам объясните принцип действия схемы.

Лампы на напряжение 127 В можно применять и в светильниках с одиночными лампами: настольных лампах, торшерах, бра и т. п. Для гашения избыточного напряжения необходимо последовательно с лампой включить балластный конденсатор соответствующей емкости (рис. 2).

Рис. 2

Заметим, что при таком способе включения ламп заметно возрастет их долговечность, поскольку существенно уменьшается ток, проходящий через лампу в момент включения. Кроме того, при этом увеличивается величина cos φ в сети. Лучше всего здесь использовать типы конденсаторов, обычно применяемых с лампами дневного света, например, ЛСБ1-400-3,75У, TESLA WK70971-M, 3,8 mk-400 В и им подобные, поскольку они рассчитаны на длительную работу в цепях переменного тока с частотой 50 Гц.

Для лампы на 127 В мощностью 60–70 Вт достаточна емкость конденсатора 8 МКФ на напряжение 250 В. Шунтирующий резистор Ri исключает возможность удара электротоком при случайном касании вилки при отключении светильника из розетки. Балластный конденсатор размещают в основании светильника.

Следует отметить, что применение конденсаторов для продления срока службы и для ламп накаливания на 220 В вместо активных балластных резисторов или диодов представляется способом более предпочтительным. Емкость конденсаторов несложно подобрать опытным путем, контролируя напряжение на лампе с помощью вольтметра или по требуемой яркости свечения лампы.

Лампы накаливания очень часто используются в качестве источника тепла, например, в инкубаторах и балконных контейнерах для хранения овощей. Работая здесь, как правило, в импульсном режиме, лампы обычно перегорают в момент включения, особенно ночью, когда сетевое напряжение становится больше. В этих случаях наиболее надежным токоограничивающим элементом, обеспечивающим длительную работу ламп, несомненно, будет конденсатор. К тому же снижение степени яркости накала нити лампы приведет к благоприятному в данном случае смещению спектра излучения лампы: зона максимума спектра сместится в сторону инфракрасных лучей.

Довольно часто в продаже отсутствуют лампы накаливания малой мощности (15–25 Вт), в то время как в некоторых интимных местах чрезмерная освещенность действует на психику человека как средство пытки. Балластный конденсатор выручит вас, и в этом случае для лампы мощностью 40 Вт в ряде случаев достаточен конденсатор емкостью 3 МКФ. Пониженное освещение необходимо и при просмотре телепередач. При одиночном светильнике, подвешенном, например, под потолком, можно усовершенствовать схему его включения, установив двуклавишный выключатель с конденсатором, что обеспечит регулировку яркости свечения лампы (рис. 3).

Рис. 3

На базе набора из конденсаторов и клавишного выключателя можно изготовить очень элегантный ступенчатый регулятор яркости. Регулятор на базе двухклавишного выключателя обеспечивает четыре градации яркости (рис. 4), регулятор с трехклавишным выключателем может обеспечить восемь градаций яркости за счет включения в цепь лампы разных сочетаний конденсаторов. Особенно важно то обстоятельство, что в отличие от тиристорных регуляторов, которые при малейшей неисправности в элементах фильтра создают мощнейшие помехи, нарушающие нормальную работу радиоэлектронной аппаратуры, данный регулятор совершенно не создает помех!

Рис. 4

Регулятор может быть смонтирован в основании светильника либо выполнен в виде автономного устройства, представляющего собой плоский корпус из изоляционного материала, в котором размещены конденсаторы, а на верхней поверхности — клавишный выключатель, желательно объединенный с розеткой в единый блок. Неоновая лампа типа ТН-02 сигнализирует о работе устройства. Для подключения устройства к сети служит провод с вилкой.

При использовании конденсаторного регулятора светильник целесообразно оснащать лампой на напряжение 215–225 В. Конденсаторный регулятор в автономном исполнении может быть использован и для регулировки степени нагрева жала паяльника, регулировки числа оборотов дрели небольшой мощности, а также других устройств, оснащенных электродвигателями коллекторного типа.

Яркость свечения ламп, освещающих лестничные площадки, обычно не играет большой роли: важнее обеспечить длительную их работу, так как здесь лампы очень часто перегорают из-за значительного броска тока в момент включения группы ламп. Для светоточек такого рода весьма целесообразна установка балластных конденсаторов. Для одиночной лампы мощностью 40–60 Вт вполне достаточен конденсатор емкостью 5-10 МКФ на напряжение 400 В. Опыт показывает, что лампа будет светить практически вечно!

Оклейка дверей шпоном

В.В.ТЕРЕХОВ

Вы получили новую квартиру. Это радостное событие, но, простят меня строители, качество отделки дверей, коробок и наличников зачастую оставляет желать лучшего. А какие красивые двери продаются в магазинах! Но цены!.. Современные двери, в том числе производимые в Европе, чаще всего отделывают шпоном. Шпон (нем. Span, Spon — щепка, подкладка) — древесный материал в виде листов древесины, получаемый лущением коротких бревен на лущильных станках (лущеный шпон), строганием брусков на шпонострогальных станках (строгальный шпон), пилением на фанеропильных станках или горизонтальных лесопильных рамах (пиленый шпон).

Пиленый шпон (толщина 1-10 мм) вырабатывают из древесины ели, кавказской пихты и сибирского кедра. Отличается высоким качеством и используется для изготовления дек струнных музыкальных инструментов. Производство пиленого шпона связано с большими потерями древесины на опилки (полезный выход шпона из сырья не превышает 40 %).

Лущеный шпон (толщина 0,1-10 мм) вырабатывают из древесины березы, дуба, бука, ели, ольхи, осины, сосны и других пород. Это наиболее массовая разновидность шпона, широко используется для изготовления фанеры, древесно-слоистых пластиков и других видов слоисто-клееной древесины, для фанерования деталей и узлов столярных изделий.

Строганый шпон (0,2–5 мм) вырабатывают из древесины акации, бука, дуба, ильма, каштана, ореха, тисса, ясеня, карельской березы, красного дерева и других ценных пород, обладающих красивой текстурой дерева. Декоративный эффект текстуры, получаемый на разных разрезах древесины, определяет выбор направления строгания при изготовлении шпона. Различают радиальный, радиально-тангенциальный, тангенциальный и тангенциально-торцовый строганый шпон. Строганый шпон применяют для фанерования столярных изделий. Для отделки дверей чаще всего используют шпон дуба, ясеня (от светло-желтого до светло-коричневого цвета), ореха и красного дерева (от светло-коричневого до темно-коричневого цвета). Шпон дуба и ясеня твердый, после покрытия клеем и сушки ломкий, поэтому лучше немного недосушить. Шпон ореха и красного дерева мягкий, поэтому при обработке циклей и шкуркой необходимо соблюдать осторожность, чтобы не срезать шпон до клея.

Попробуйте сделать двери похожими на те, что вы видели в магазинах, затратив значительно меньше средств. Прежде всего необходимо решить, как будут выглядеть двери. Совсем не обязательно украшать двери излишним количеством деталей. Двери, покрытые листами шпона с вертикальным расположением слоев, смотрятся строго и вместе с тем изящно. Можно в средней части двери сделать «окно» из шпона. Стыки между полосами шпона с разным направлением слоев можно скрыть, прибив поверх шпона деревянные резные рейки-раскладки. Некоторые варианты отделки приведены на рис. 1.

Рис. 1

Итак, рисунок выбран. Закупите небольшое количество клея, шпона и лака. На дверь высотой 2000 мм и шириной 800 мм необходимо примерно 1 литр клея ПВА, 0,8 литра лака (лучше использовать нитролак НЦ-222, НЦ-218) и 0,4 литра растворителя. Если вы хотите поменять петли и замки, их необходимо закупить до начала отделки.

Приступаем к подготовке дверей. Перед снятием двери с петель замерьте зазоры между полотном двери и дверной коробкой. Приклеивание шпона увеличит толщину и ширину двери примерно на 2–4 мм. Окрашенную дверь необходимо очистить от краски до дерева. Полиэтиленовую пленку, покрывавшую дверь, необходимо снять. Как правило, необходимо снимать 1,5–2 мм дерева с боковых (вертикальных) поверхностей двери со стороны петель и замка. Целесообразно также снять фаску на углу двери (рис. 2). Это предохранит угол двери, оклеенной шпоном, от задевания за коробку, а изгиб шпона и изменение толщины двери будут практически незаметны.

Рис. 2

Подберите шпон по текстуре на все двери. Желательно, чтобы двери, находящиеся рядом, были похожи друг на друга. Разметьте лицевую и тыльную стороны двери в соответствии с выбранным рисунком. Разложите на двери листы шпона по разметке, пронумеруйте их лицевые стороны карандашом, начиная от левого края и верхнего края «окна». Аналогичную нумерацию нанесите на дверь. Тыльные стороны листов шпона и соответствующие поверхности двери покройте с помощью шпателя или кисти клеем ПВА. Клей необходимо подсушить минут 15–20, за это время он из белого станет почти прозрачным. Наложите на дверь лист шпона № 1 так, чтобы его края выступали за плоскость двери на 5–7 мм. Разгладьте (начиная от края двери) лист шпона горячим утюгом, установив регулятор в положение «шерсть». 0,5–1 см правого края листа шпона № 1, который будет стыковаться с листом № 2, утюгом не разглаживайте. Лист шпона № 2 накладываете внахлест на лист № 1 (рис. 3), средняя часть листа шпона № 2 слегка разглаживается утюгом.

Рис. 3

Это нужно, чтобы зафиксировать лист № 2 на плоскости двери. На стык листов № 1 и 2 накладываете линейку и излишки шпона обрезаете ножом. Нож целесообразно держать под углом 40–60 градусов к плоскости листа № 1. После удаления излишков шпона стыкуемые торцы листов № 1 и 2 промажьте клеем, подсушите и место стыка разгладьте утюгом. Если между листами шпона образовалась щель (до 1 мм шириной), ее можно убрать путем расплющивания горячим утюгом листов № 1 и 2 навстречу друг другу. Если щель больше 1 мм, стык лучше переделать или вклеить на это место узкую полоску шпона, подобранную по цвету и текстуре. Так последовательно наклеивают все листы шпона. Если на двери есть «окно», зазор между листами шпона «окна» и остальными листами должен быть на 3–4 мм уже ширины реек «раскладки». Особое внимание, кроме стыков листов, необходимо уделить наклейке листов шпона к краю двери. Утюг при наклейке листа шпона к краю двери целесообразно держать под углом к плоскости двери. После полного высыхания клея (2–4 часа) выступающие за края двери листы шпона срезают ножом и рубанком. После оклейки всей поверхности двери со шпона с помощью цикли удаляют остатки клея и следы утюга и поверхность обрабатывают шкуркой. Помните, что направление перемещения цикли и шкурки должно быть только вдоль слоев шпона.

Обработанную шкуркой и нарезанную по размеру раскладку закрепите на полотне двери с помощью клея и гвоздей без шляпок. Концы гвоздей забейте в дерево на 2–4 мм с помощью отвертки. Загладьте отверстия от гвоздя утюгом и зачистите шкуркой. Покройте дверь с помощью распылителя 2–3 слоями лака, установите петли, замок и ручки.

Снимите наличники, очистите их от краски, смажьте наличники и шпон клеем, подсушите, наклейте шпон на наличник и прогладьте утюгом. Шпон хорошо гнется и приклеивается к наличнику, имеющему скругленные углы. Перед оклейкой шпоном дверной коробки ее надо очистить от краски. Шпон целесообразно сначала покрыть клеем и высушить, а затем разметить и нарезать на куски. Оклейку надо начинать с верхней планки коробки. Последовательность наклейки полос показана на рис. 4.

Рис. 4

После наклейки каждой полосы излишки снимают ножом и рубанком. Наличник крепят к коробке гвоздями, отверстия закрывают кусочками шпона, подобранными по цвету и текстуре. Наличники и коробку лакируют кисточкой. Небольшие щели между листами шпона надверной коробке можно зашпаклевать. Для шпона красного дерева отличная шпаклевка получается, если смешать коричневую гуашь с клеем ПВА. Перед лакировкой необходимо высушить зашпаклеванные щели в течение 3–4 часов. Описанная технология отделки шпоном успешно может быть применена и для отделки мебели.

О полировке кусочков янтаря

Ю.Н. НОВОЖИЛОВ

В журнале «СДЕЛАЙ САМ» № 3 за 1995 год опубликован обстоятельный и конкретный материал по обработке янтаря. Автор публикации — В.А.Воронов.

В этом материале справедливо отмечается, что полировку янтарных кусочков шерстяным лоскутком или пальцами можно производить «в дороге, между делом, не тратя специально время». Действительно, полировать кусочки янтаря можно во время поездки в общественном транспорте, смотря телевизор или читая литературу, находясь в кино или театре, прогуливаясь по улице.

Но вот беда! Порой практически готовый кусочек янтаря выскользает из пальцев и теряется на полу троллейбуса, на тротуаре.

В кармане он тоже может затеряться среди других предметов или будет поцарапан ими.

Чтобы эту возможность исключить, целесообразно из лоскутка шерстяной ткани сшить что-то вроде небольшого мешочка или кармана. Внутрь помещают кусочек янтаря, где его и полируют о ткань или пальцами.