Самодельные электрические и паровые двигатели - Коллектив авторов (книги полностью бесплатно .txt) 📗
При изготовлении всякой вещи перед инженером стоит задача сделать ее как можно проще, но прочной и легкой. Прочность и легкость всегда „воюют“ между собой. Сделать, скажем, ложку толстой — получится она крепкой, но тяжелой: много металла пойдет на нее; сделать ее тонкой — весить она будет немного, но зато гнуться будет легко.
Кажется, эти две задачи никак) нельзя решить одновременно, но техники всегда стараются сделать все, что можно. А можно многое сделать.
Рис. 27. Ручка ложки профилирована.
Посмотрите на тонкую алюминиевую ложку (рис. 27); видите, вдоль ручки ее идет канавка; ручка сделана выпуклой как будто для того, чтобы казалась толстой. На самом деле это совсем не для того. Если сделать ручку ложки не выпуклой, а плоской, ложка никуда не будет годиться. Захотите вы ею набрать густое -варенье из банки — она выгнется дугой; захотите есть пудинг такой ложкой, измучаетесь; только сахар в чае размешаете ею да кисель жидкий съедите. Нет, скажете вы, не нужна мне такая ложка, дайте покрепче. А из того же количества алюминия можно сделать прочную ложку: нужно только прогнуть вдоль ручки канавку, сделать ее выпуклой. Оказывается,^ изогнутый, как говорят инженеры — профилированный, материал при одном и том же весе гораздо прочнее плоского.
В наших первых моторах подшипники укреплены между деревянными столбиками. Это сделано потому, что жестяные стойки не выдержали бы — быстро согнулись. Если сделать стойки металлическими, надо брать железо толщиной не меньше 2 мм. А нельзя ли все-таки сделать стойки жестяными? Из профилированной жести?
Рис. 28. Различные профили железа.
В строительстве употребляют железо разных профилей, где какой выгоднее. Есть железные полосы (балки), изогнутые в виде буквы Т — это угловое железо. Есть изогнутые в виде буквы П — это швеллерное. В виде буквы Т — тавровое. Если два Т сложены вместе вот так: —
┬
┴
это двутавровое железо. Есть железо, профилированное в виде латинской буквы Z; его так и называют — зетовое железо. Всякий знает профиль. рельса, трубы или волнистого железа (рис. 28). Какой профиль лучше выбрать для стоек нашего мотора? Удобнее всего швеллер.
Уж если стойки из жести, тогда, конечно, и винты для электромагнита не нужно применять — нужно сделать сердечник его жестяным. Ведь это очень удобно: взять пачку полосок жести, согнуть ее в „подкову“, и готов сердечник магнита. Тут не надо искать винты подходящих размеров: мотор можно сделать совсем небольшим (рис. 29).
Вырежьте из жести десять полосок длиной по 15 см и шириной 1,5 см.
Согните их в тисках в букву П так, чтобы перекладина получилась длиной 4 см.
Чтобы полоски не рассыпались, оберните жестью полюсы по всей длине (рис. 30). Отрежьте выступающие концы и ровно запилите напильником.
Якорь изготовляется так же, как и в первых моторах. Только длина его зависит от того, на каком расстоянии друг от друга получились полюсы подковообразного магнита статора. Если сделали их на расстоянии 4 см один от другого — 5 см снаружи, — длина полосок якоря должна быть тоже равна 5 см.
Рис. 29. Фото. Мотор с жестяным статором и профилированной стойкой.
Рис. 30. Установка сердечника электромагнита на доске.
Коллектор, щетки и клеммы точно такие, как во втором моторе. Так же, как в первых моторах, здесь нужен нижний подшипник для оси. Он тоже выгибается в виде „скамеечки“ и двумя жестяными полосками прикрепляется к деревянному основанию мотора. Дощечка основания — 7,5x7,5 см.
Когда отрегулируете высоту крепления якоря на оси, сделайте П-образную арку для верхнего подшипника. Вырежьте из жести полоску длиной 21 см и шириной 2 см. Отогните по длине с обеих сторон полусантиметровые края. Получился длинный швеллер (рис. 31)., В середине швеллера отмерьте 7-сантиметровую часть; прорежьте в этих местах края швеллера и изогните его в букву П. Снизу надрежьте концы по сгибам на 0,5 см и разогните лапки, которыми стойка станет на основание мотора. Попробуйте, какой прочной получилась наша жестяная конструкция! И красиво, и просто, и очень крепко.
Если хотите, чтобы этот мотор был сильнее второго, сделайте обмотку проводом диаметром 0,4 мм. Изоляция может быть какая угодно.
Рис. 31. Изготовление профилированной стойки.
На якорь намотайте четыре ряда проволоки — по 80 витков на каждую сторону, а на электромагнит — по три ряда на каждый полюс, по 120 витков. Включение обмоток точно такое, как во втором моторе.
Когда обмотка будет закончена, прибейте швеллерную стойку верхнего подшипника. Но надо еще позаботиться о том, чтобы мотор работал во всех положениях. Сейчас ротор может передвигаться в подшипниках, и, если поднять ось, обмотка якоря будет задевать за края швеллера. Прежде чем окончательно прибивать стойку к основанию, наверните на ось над обмоткой якоря несколько витков проволоки без изоляции. Количество витков нужно рассчитать так, чтобы проволока не упиралась в швеллер, а давала возможность чуть- чуть приподнимать ось, как сделано у нас в первом моторе (рис. 11).
Всем, кажется, хорош этот мотор, но вот из-за его мощности довольно быстро разрабатываются отверстия жестяных подшипников. Ось начинает болтаться, и мотор приходится „сдавать в ремонт“.
Если умеете паять, можете сделать замечательные подшипники из обрезков звонковой проволоки. Их очень легко сделать: намотайте на ось пять-шесть витков звонковой медной проволоки диаметром 0,8 мм, расширьте отверстия подшипников в жести и вставьте в них эти медные вкладыши; остается чуть припаять их на месте, и ©се готово (рис. 32). При этом получается двойная выгода: подшипник изнашивается медленно, и в меди очень легко вращается стальная ось.
Лучше всего впаивать подшипники в собранный уже мотор. Но тогда может заодно припаяться и ось. Это препятствие легко обойти: натрите ось графитом черного карандаша, и можете спокойно паять. Олово в этих местах не пристанет. В таких подшипниках хорошо держится смазка, и мотор долго работает без перебоев.
Раз уж паяете, троньте паяльником еще в четырех местах— в сгибах швеллера (места паек показаны стрелками' на рисунке 32). Он тоже немного разбалтывается при работе.
Теперь все. Ни к одной детали нельзя придраться.
Рис. 32. Места спаек.
Всем хорош наш третий мотор, но мало похож он на настоящий. Почти все настоящие моторы имеют горизонтальную ось, а наши — вертикальную. И якорь в настоящих моторах всегда расположен внутри статора, а у нас вращается отдельно, над ним.
Мотор с горизонтальной осью и якорем внутри статора соорудить нетрудно. При такой конструкции магниты статора сильнее действуют на ротор.
Этот первый мотор с горизонтальной осью сделаем попроще (рис. 33). Он очень похож на второй мотор. Примерно такие же винты и двухполюсный якорь с коллектором, только немного изменены формы электромагнитов: там магнит статора был подковообразным, а здесь он замкнут сверху. Такая конструкция работает, как два подковообразных магнита, сложенных одноименными полюсами (рис. 34).
Для изготовления этого мотора достаньте два толстых винта. Только найдите винты покороче, а то мотор полу-_ чится слишком высоким. Не найдете толстых винтов, можете туго обернуть тонкие винты полосками жести. Намотайте жесть до диаметра б—7 мм.
