Технология изготовления модели «Е-600»

Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Красноярский краевой Дворец пионеров и школьников»

Технология изготовления модели «Е-600»

Автор: педагог

дополнительного образования КДПиШ

г. Красноярск, 2013 г.

Вновь пришедшие в лабораторию на первый курс ребята начинают работать над изготовлением макета судна, которое не является моделью - копией, а является всего лишь комплексом для отработки методик работы с материалом и ручным инструментом, для приобретения и закрепления навыков и умений, а также проверки серьезности намерений ребенка строить модели судов. На постройку такого макета у ребят уходит до 3 - 4 месяцев, итогом работы за полугодие является выставка изготовленных макетов, как правило, к новогодним каникулам.

Начиная занятия во втором полугодии, с учащимися - судомоделистами первого курса обучения на занятиях возникают определенные сложности при выборе судна-прототипа для изготовления модели. Ребята уже освоили основные технологии работы с инструментом и материалами, однако еще не приобрели достаточного опыта и умения для изготовления полноценной модели - копии.

На данном этапе вполне уместным будет предложение построить многофункциональный поисково-спасательный катер УМК-20В МЧС России.

Как следует из наименования, данный катер предназначен для выполнения ряда служебных функций – он может использоваться как поисковый и спасательный катер при возможных чрезвычайных обстоятельствах, авариях и катастрофах на водном транспорте и в прибрежной зоне, как подвижный штаб сил и средств министерства чрезвычайный ситуаций, как служебно - разъездной, при небольшом переоборудовании – установке средств пожаротушения, иного оборудования, может использоваться как пожарный, как водолазный, как полицейский, таможенный, даже возможна и установка вооружения – пулеметов, что позволяет использовать его как пограничный, патрульный корабль.

Тактико-технические данные этого катера имеются на прилагаемых информационных схемах.

Данный проект катера обладает целым рядом особенностей, способствующих постройке этой модели учащимися первого года обучения:

- корпус катера образован простыми плоскими обводами, что позволяет использовать при его строительстве любой листовой материал;

- обводы катера простые прямоугольные, что позволяет обойтись минимумом шпангоутов и одной продольной плоскостью при наборе каркаса корпуса;

- простые соединения плоскостей днища, борта и палубы позволяют собрать корпус методом склейки на шпангоутах практически без продольных стрингеров;

- наличие привального бруса и носовых накладок усиливают корпус катера и предохраняют его при возможных столкновениях;

- надстройка катера также является простой плоскостной формой, легко собираемой из листовых материалов;

-на катере имеется минимум другого палубного оборудования, что также облегчает постройку данной модели;

- снимаемая надстройка открывает доступ через вырез палубы во внутренний отсек, удобный для установки аккумуляторов, а технологический люк на корме открывает доступ для контроля двигателя и валопривода.

Исходя из многофункциональности катера, моделист может выбрать любой из вышеуказанных вариантов его использования, путем соответствующей окраски и установки дополнительного оборудования или вооружения, что позволяет использовать модель как основу в классах ЕК, ЕН, ЕХ.

Для постройки модели выбран масштаб 1:28, при этом длина катера составит 57 см, ширина -11 см, то есть модель входит в категорию до 600мм, соотношение длины и ширины обеспечивает его остойчивость, а простые обводы гарантируют устойчивость на курсе. Размеры модели и ее небольшая масса позволяют установить на ней электродвигатель средней мощности и довольно емкий аккумулятор. Установка одного винтомоторного комплекса в отличие от прототипа облегчает строительство модели и улучшает ее ходовые качества по курсу.

Постройку модели следует начать с подбора материала. Для работы подойдет любой листовой материал – пластик, фанера и технический картон и даже жесть. Для постройки описываемой модели использован пластик ПВХ - 4мм для каркаса и 2 мм для обшивки корпуса.

На 4 мм пластик переносятся и затем выпиливаются лобзиком шпангоуты и продольная осевая плоскость. Имеющиеся на шпангоутах №№2 и 4 и осевой плоскости окна предварительно засверливаются и выпиливаются. Вырезы для взаимного крепления шпангоутов и плоскости подгоняются под конкретный размер используемого материала для плотной посадки.(рисунок 1 - 5)

При намерении строить несколько данных моделей рекомендуется размеры шпангоутов и осевой плоскости перенести и вырезать из жести и использовать как трафареты.

Рисунок 1, 2 шпангоуты

Рисунок 3,4 продольная осевая плоскость

Рисунок 5

Для сборки каркаса катера необходимо использовать стапель – обрезок доски или бруска немного большего размера по длине и ширине корпуса модели. Поскольку кормовая часть катера занижена по сравнению с линией палубы, то на стапеле надлежит закрепить обрезок другой доски толщиной 15 мм и длиной по кормовой палубе катера. На верхней поверхности стапеля надлежит провести карандашом осевую линию и перпендикулярные к ней линии шпангоутов согласно их размещению на продольной плоскости.

Для точной установки продольной плоскости по осевой линии необходимо на стапеле закрепить несколько деревянных брусков для фиксации каркаса корпуса. (Рисунок 6, 7)

Рисунок 6, 7 Стапель

Сборку каркаса корпуса следует начать с установки шпангоутов на продольную плоскость, при этом 2 и 4 шпангоуты необходимо вставлять через окна плоскости. Перед установкой шпангоутов места их соединения с плоскостью следует покрыть клеем. Клей может использоваться любой в зависимости от материала – для склеивания деталей из пластика ПВХ можно использовать клей «Момент – жидкие гвозди». Собранный каркас следует установить на стапеле, проследив, чтобы не было искривления продольной плоскости и она прочно лежала между брусками, набитыми на стапель. При этом шпангоуты также должны быть перпендикулярны к продольной плоскости и плотно прилегать к поверхности стапеля. Необходимо проследить, чтобы излишки клея не соприкасались с плоскостью стапеля, иначе возникнут проблемы при снятии корпуса со стапеля. Собранный и склеенный каркас должен хорошо просохнуть. (рисунок 8,9, 10)

Рисунок 8, 9, 10 Сборка каркаса

Рисунок 10 Сборка каркаса

Следующим этапом является перенос с чертежа размеров днищевых плоскостей и их выпиливание, из 2мм пластика ПВХ возможно их вырезание ножницами, равно как и из технического картона. Установка днищевых плоскостей производится на каркас на стапеле. Предварительно необходимо примерить плоскости на каркасе и произвести их подгонку. Затем необходимо промазать клеем места соприкосновения шпангоутов и продольной плоскости и закрепить днищевые плоскости –ПВХ можно закрепить иголками, фанеру или картон – мелкими гвоздиками.

Необходимо вырезать подтранцевую плоскость, разрезать ее вдоль и подогнать по размерам по месту, после чего приклеить и закрепить ее аналогичным образом.

Дав время для схватывания клея, необходимо все места соприкосновения и склейки днищевых плоскостей дополнительно промазать клеем для обеспечения герметизации корпуса.

После просыхания клея корпус необходимо осторожно снять со стапеля, убрать иголки и гвоздики и еще раз изнутри промазать клеем все места соприкосновения продольной плоскости, шпангоутов и днища. (рисунок 11)

Рисунок 11, Корпус

Для последующей установки руля и дейдвуда необходимо укрепить продольную плоскость в районе 1 и 2 шпангоутов, для чего надлежит вырезать дополнительные кусочки примерно 15 на 40 мм из материала продольной плоскости и приклеить их с двух сторон плоскости, плотно, к шпангоутам и днищу. (рисунок 12)

Рисунок 12 Укрепление продольной плоскости

Просушив клей, необходимо произвести обработку каркаса корпуса для обшивки бортовыми плоскостями – зашкурить, подрезать или застрогать днищевые плоскости по размерам шпангоутов, устранить всякие неровности и затем снова установить корпус на стапель. (рисунок 13)

Рисунок 13 Корпус на стапеле

Затем следует перенести с чертежа размер бортовых плоскостей и произвести их выпиливание или вырезание. В случае установки бортовых иллюминатов следует произвести и их вырезание. Установка днищевых плоскостей производится на каркас на стапеле. Предварительно необходимо примерить плоскости на каркасе и произвести их подгонку. Затем необходимо промазать клеем места соприкосновения шпангоутов и днищевых плоскостей и закрепить бортовые плоскости. Следует вновь использовать иголки или гвоздики, для прочного склеивания плоскостей на форштевне надлежит использовать канцелярские зажимы или микрострубцинки.

Дав время для схватывания клея, необходимо все места соприкосновения и склейки днищевых и бортовых плоскостей, транец и форштевень дополнительно промазать клеем для обеспечения герметизации корпуса. После просыхания клея корпус необходимо осторожно снять со стапеля, убрать иголки и гвоздики и еще раз изнутри промазать клеем все места соприкосновения бортовых плоскостей, шпангоутов и днища. (рисунок 14)

Рисунок 14 Корпус снят со стапеля

Одновременно надлежит вырезать из тонкого оргстекла или другого прозрачного материала достаточного размера кусочки и крепко и герметично заклеить изнутри прорези для иллюминаторов корпуса. Впоследствии указанные иллюминаторы для их предохранения при шпаклевках и покрасках корпуса необходимо заклеить снаружи точно вырезанными по размеру иллюминаторов кусочками малярного скотча или изоленты, которые снимаются после окончательной окраски корпуса. (рисунок 15)

Рисунок 15 Изготовление иллюминаторов

Наступает очередь изготовления и установки электромотора и валопровода, - винто-моторного комплекса - ВМК. Для данной модели использован электродвигатель Граупнер СПИД вольта. К электродвигателю припаиваются провода, изготавливаются из жести диск диаметром на 2 мм меньше диаметра двигателя, по центру диска высверливается отверстие соответствующее диаметру окружности выступа со стороны длинного конца вала, диск надевается на указанный выступ и опаивается по корпусу двигателя. Затем из жести вырезается пластинка, соответствующим размером в центре ее вырезается окно-отверстие необходимым размером, после чего указанная пластинка сворачивается в трубку вокруг сверла, которым просверливалось отверстие в диске, трубка тщательно пропаивается. Данная трубка является крепящей конструкцией двигателя с дейдвудной трубкой. Далее из жести вырезается диск, диаметром на 1-2 мм больше диаметра трубки, в центре высверливается отверстие диаметром 6 мм, затем указанный диск тщательно припаивается к одному концу крепящей трубки. От стандартной трубки из нержавейки диаметром 6 мм отрезается отрезок необходимой длиной. На токарном станке или с использованием электродрели из подходящего материала, в частности – полистирола – вытачиваются заглушки – подшипники по размеру внутреннего диаметра трубки – 4 мм, в заглушках сверлом 2 мм просверливаются по центру отверстия, после чего заглушки устанавливаются в оба конца трубки. Заглушки должны стоять очень плотно, чтобы исключить возможность их выпадения из трубки.

(Рисунок 16-20)

Рисунок 16-20 Валопровод, гребной вал, рули

Перед установкой заглушек желательно в трубку набить смазку для дейдвуда - специальную судомодельную или иную легкую смазку, например вазелин. При отсутствии трубки из нержавейки возможно изготовление трубки из жести путем сворачивания ее по стержню соответствующего диаметра и тщательной пропайки. Для гребного вала более всего подойдет велосипедная спица диаметром 2 мм с резьбовым наконечником. Наконечник узкой частью надевается на вал двигателя и опаивается, с другого конца наконечника с фланцем вкручивается по резьбе спица и также пропаивается. При этом необходимо проследить за соосностью вала двигателя и прикрепленной к нему спицы. На спицу надевается трубка – дейдвуд. Длина спицы со стороны винта должна быть не более 1,5 - 2 см, излишки длины спицы откусываются, на трубку дейдвуд надевается ранее изготовленная крепящая трубка, которая открытым кольцом припаивается к двигателю, другим концом припаивается к дейдвудной трубке. Пайка должна быть качественной и надежной. Такая конструкция обеспечивает жесткое соединение двигателя, дейдвудной трубки и вала и позволяет надежно установить ее в корпусе путем приклеивания только дейдвудной трубки.

Более прогрессивным вариантом изготовления данной винто-моторной конструкции является использование вместо впаиваемого наконечника специальной муфты с зажимными болтами, что позволяет через окно крепящей трубки закручивать или раскручивать зажимные болты и соответственно вынимать или вставлять гребной вал с винтом.

Изготовленная винто - моторная установка проверяется в работе с аккумулятором, при тщательной и надежной сборке гребной вал вращается легко, без осевых биений и каких либо громких звуков. Для притирки заглушек - подшипников следует дать определенное время работы мотора, после чего конструкция готова к установке в корпус катера. (рисунок 21)

Рисунок 21 Установка валопровода в корпус

Принимая во внимание сложность и тщательность описываемых технологий, работа учащегося должна быть под постоянным контролем и помощью со стороны педагога.

Возвратившись к корпусу катера, надлежит произвести тщательную шкуровку всей внешней поверхности корпуса, особенна места проклеивания, удалить все излишки клея, зашкурить соответствующими шкурками, от грубой к более мелким.

Подготовленный корпус загрунтовать либо грунтовкой либо жидкой шпаклевкой с целью скрыть места склеек, царапины и иные дефекты корпуса.

Согласно размеров корпуса необходимо из пластика толщиной до 1 см или из фанеры, дерева изготовить, прошпаклевать и окрасить подставку под модель. Модель должна плотно прилегать к формам подставки, однако не должна царапаться или повреждаться от подставки. Внутреннюю часть – ложе модели – следует оклеить ворсистой тканью или иным мягким материалом.

По пазу, имеющемуся в осевой продольной плоскости катера, снаружи, тонким, 2 - 3 мм, сверлом надлежит просверлить канал для установки дейдвудной трубы, соответствующим куском проволоки или спицы проверить точность сверления, при необходимости подкорректировать, отверстие должно быть в центре дополнительно наклеенных ранее внутренних брусков ПВХ и затем уже рассверлить сверлом диаметром 6 мм. В данное отверстие установить винто-моторный комплекс, устанавливать его надлежит изнутри корпуса, при этом электродвигатель не должен выходить за пределы моторного отсека, особенно по высоте, иначе невозможно будет закрепить палубу. При надлежащей установке ВМК, не забывая, что окно крепящей трубки должно быть сверху, клеем тщательно промазывается место соединения дейдвудной трубы и корпуса, как с внутренней, так и с внешней стороны. На период высыхания клея двигатель можно зафиксировать в нужном положении с помощью скотча или изоленты, которые удаляются после просушки.

Далее готовится гребной винт, используется готовый винт диаметром от 20 до 30 мм либо изготавливается самостоятельно. Существуют разные технологии изготовления винтов – изготавливается ступица винта, лопасти, которые затем припаиваются к ступице, центруется, обрабатывается и шлифуется. Более простой трех лопастной гребной винт указанного диаметра вырезается из жести, лопастям придается соответствующая кривизна – шаг винта, по центру делается отверстие по диаметру гребного вала. Крепить винт на валу можно как на закрепленном ранее валу, так и возможно вынуть вал из дейдвудной трубы, для этого, удерживая мелкими плоскогубцами наконечник с фланцем, паяльником разогреть пайку и вывернуть вал из наконечника и извлечь его из дейдвудной трубы. При установке вала действовать в обратной последовательности. Затем на вал наворачивается полоска жести 7 - 9 мм шириной и длиной 50 – 60 мм – ступица винта. К гребному валу припаивается гребной винт, затем заготовленная ступица и все тщательно пропаивается и шлифуется. Излишки длины гребного вала удаляются. Собранный полностью ВМК опробывается путем подключения питания.

Для установки руля берется кусок спицы или проволоки диаметром 2 мм и длиной 50-60 мм – баллер руля. Из жести по спице плотно наворачивается трубка - гельмпорт длиною 30 мм, с одной стороны на трубку наворачивается и припаивается 2 - 3 оборота полоски жести шириной 3-5 мм, образующие своеобразный фланец, затем засверливается сверлом с диаметром, подобранным по диаметру трубки, отверстие в 30 мм от транца корпуса, строго вертикально. Отверстие проходит через продольную плоскость между ранее наклеенными усиливающими брусками, в отверстие устанавливается трубка, нижний конец которой на 5 мм выходит вниз из корпуса катера. Соприкасания трубки и корпуса изнутри и снаружи тщательно промазываются клеем, чтобы крепко зафиксировать и загерметизировать вклеенную трубку. Из жести вырезается пластинка руля размером 30 на 50 мм и сгибается посередине на 90 градусов, к внутренней стороне пластинки, в 15 мм от края, тщательно пропаивается баллер, после чего пластинка сгибается полностью, образуя руль размером 30 на 25 мм. Руль опаивается по периметру и шлифуется.

Баллер руля вставляется в трубку гельмпорт снизу, на выступающий сверху конец баллера руля надевается шайба из резины от автомобильной камеры или иной пластинки упругой резины, которая опирается на фланец, затем надевается шайба из жести, шайба устанавливается с усилием на резиновую шайбу и пропаивается. Упругость прижатой резиновой шайбы обеспечивает регулировку и фиксацию руля на ходовых испытаниях. (рисунок 22)

Рисунок 22 Установка руля

Последней деталью внутри корпуса является место - контейнер для аккумулятора или батарейки. В зависимости от типа аккумулятора необходимо из жести вырезать развертку, согнуть и спаять невысокий ящичек - емкость, в который должен плотно укладываться аккумулятор или батарейка, изготовленный ящичек необходимо приклеить или закрепить иным способом в носовой части корпуса под надстройкой. В носовой части катера, в отсеках за 5 и 6 шпангоутами, необходимо вклеить несколько кусков пенопласта, обработанных под размеры указанных отсеков и не выходящих за габариты корпуса по высоте. Данный пенопласт должен обеспечить непотопляемость модели при различных аварийных ситуациях.

После всех указанных работ из 2-х мм ПВХ пластика, фольгированного гетинакса или иного материала изготавливаются носовая и кормовая части палубы методом обрисовывания точных обводов соответствующей части корпуса катера с последующим их вырезанием или выпиливаем. В соответствии с чертежом на заготовках палуб производят разметку и вырезают проемы – на носовой части для надстройки, на кормовой – технологический люк. Технологический кормовой люк желательно аккуратно выпиливать лобзиком, чтобы можно было использовать выпиленный люк на палубе. Для закрепления люка на проеме палубы с носа и кормы с внутренней стороны палубы следует приклеить две узкие полоски того же материала, что и палуба, с тем чтобы эти полоски немного перекрывали проем и позволяли закреплять на них ранее вырезанный люк, предохраняя его от падения внутрь корпуса. Проем под надстройкой должен быть на 2 - 3 мм меньше габаритов надстройки, поскольку в последующем по периметру указанного проема, соответствующего проекции надстройки, необходимо аккуратно и герметично приклеить бортики из материала палубы высотой до 10 мм. На эти бортики снаружи будет надеваться надстройка и чем будет обеспечено как крепление надстройки, так и герметичность проема от протекания в него воды. Также необходимо приготовить и стапель, удалив с него все центровочные бруски, гвоздики, иголки, потеки клея. Необходимо подготовить и корпус катера, в частности, целесообразно с помощью кусачек удалить верхние части продольной плоскости между шпангоутами 2 и 3 и между 3 и 5, а также верхнюю часть между бортовыми ветвями шпангоута 4.

После изготовления палуб клеем тщательно промазываются верхние части шпангоутов, продольной и бортовых плоскостей корпуса, на них накладываются участки палуб и корпус вновь устанавливается на стапель, проверяется правильность установки палуб и корпус загружается каким либо грузом для более тесного склеивания корпуса с палубами. После высыхания клея корпус катера вновь снимается со стапеля, клеем еще раз промазываются места соединения палубы с транцем и бортовыми плоскостями, после высыхания все места проклеивания тщательно ошкуриваются и шлифуются, затем покрываются жидкой шпаклевкой или грунтовкой, шлифуются мелкими шкурками.

В кормовой части палубы, в 130 мм от кормы по правовому борту необходимо установит тумблер – выключатель, один провод от которого соединить с электродвигатем, второй провод через просверленное отверстие в шпангоуте №3 прокинуть до аккумулятора в носовой отсек. Второй провод от электродвигателя также через отверстие в шпангоуте №3 прокинуть до носового отсека. Для соединения проводов из кормового отсека и аккумулятора необходимо использовать пару разъемных контактов при соблюдении полярности и вращения винта. Разъемные контакты обеспечат быструю замену аккумуляторов или батареек.

Из ПВХ пластика или иного эластичного материала белого цвета, возможно и из дерева, в соответствии с чертежом изготавливаются, ошкуриваются, шлифуются и приклеиваются к корпусу привальные брусья и носовые накладки. Из тонкого целлулоида или иного материала вырезается и наклеивается согласно чертежу тонкая полоска – ватерлиния.

Затем производится окраска корпуса. Корпус катера окрашивается в зависимости от назначения катера, при покраске следует пользоваться малярным скотчем или иным способом для разграничивания окраски надводной и подводной части корпуса. Подводная часть катера может быть красной, зеленой или черной. Надводная часть - синей, серой - шаровой, желто - оранжевой или красной. Палуба может быть серой, красно - коричневой, светло - стального\ алюминиевая пудра \ или зеленого цвета. После окраски корпуса необходимо выделить цвета привального бруса, носовых накладок и ватерлинии путем ошкуривания их мелкой шкуркой до естественного белого цвета. Указанные конструкции из дерева целесообразно покрасить в черный цвет. На транце необходимо произвести надпись белого цвета «МЧС РОССИИ» и город – порт приписки.

Из жести в соответствии с чертежом необходимо изготовить якорь, покрасить его в черный или металлический цвет и приклеить в носовой части по правому борту.

В части изготовления надстроек особых рекомендаций не имеется, преподаватель и учащиеся могут использовать свой опыт и навыки изготовления надстроек.

Основную носовую надстройку желательно изготовить из тонкого оргстекла или иного прозрачного листового пластика. Заготовки надлежит вырезать в соответствии с чертежом и склеить. Иллюминаторы рубки надлежит вырезать по размерам из малярного скотча или изоленты – после окрашивания надстройки скотч необходимо осторожно, с помощью ножа - резака снять – образовавшиеся иллюминаторы украсят модель. Крышу рубки желательно сделать из двух пластин, на плоскую крышу из 2-мм пластика наклеить сверху второй слой – предварительно обработанную шкуркой с покатостью по периметру пластинку из 5-мм пластика, что создаст рельефность крыши.

На рубке надлежит закрепить дверь в комовой части и люк в носовой части, по бокам изготовить и вклеить леера-поручни, на крышу вклеить мачту, антенны и иное оборудование. Для установки надстройки ее контур в плане следует нанести на палубу в месте установки, затем по данной разметке герметично напаять или наклеить комингс – периметр высотой до 1 см, на который должна плотно садиться и держаться надстройка, при необходимости ее можно закрепит маленьким винтом - саморезом к комингсу в кормовой части.

На палубе надлежит изготовить и установить кнехты, люки, изготовить и вклеить трапик, леерные ограждения, ящики и круглые емкости для хранения тросов и канатов. Из пластика или дерева выточить круглые элементы двух кабестанов-лебедок, собрать и установить их на палубе в носовой – не забыть об якорной цепи между кабестаном и носовым якорным клюзом на палубе - и в кормовой части. Из пластика или иных материалов изготовить и приклеить воздухозаборные колонки – в носовой их части желательно сделать соответствующие проемы и заклеить их изнутри сеточкой.

В соответствии с размерами по чертежу изготовить кормовой кран – для детализации можно использовать чертежи аналогичных кранов от других моделей. Шлюпку также можно изготовить по данному или аналогичному чертежу из дерева или пластика. Спаять из жести, тонких трубок или проволоки забортный и складной трапики и установить их на свои места согласно чертежу. На леерные ограждения следует закрепить спасательные круги.

Всю деталировку перед установкой следует окрасить, при необходимости следует также шпаклевать и грунтовать.