«Для умелых рук»
Московская областная
станция юных техников
Г. Р. Глущенко
Модель железной дороги
*** 1959 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
Кому из юных техников не захочется самому построить железную дорогу? Конечно, не настоящую, а маленькую, игрушечную Но чтобы она была с рельсами, паровозом, вагонами. Впрочем, паровоз уже отжил свой век. и его на железных дорогах заменяют электровоз и тепловоз Чтобы не отставать от жизни, лучше сделать электрифицированную железную дорогу. ОСНОВА ДОРОГИ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ПОЛОТНО Далеко не у всех юных техников имеются а распоряжении такие помещения, где можно было бы монтировать дорогу прямо на полу или подставках «стационарно», то есть на всё время. Скорее вам придётся ее выставлять, убирать, переносить с места на место и т. д. Поэтому лучше сделать переносную основу. Сделайте из сухой без сучков доски 12 реек длиной 1500 — 1600 мм сечением 30X50 мм. Из хорошей прочной фанеры вырежьте 4 — 6 кругов диаметром 400 — 500 мм. Затем выстругайте 12 дощечек длиной 750 — 800 мм и шириной 180 — 200 мм; толщина дощечек должна быть 12 — 20 мм. Выстругайте из дерева центральный столбик высотой 750 — 800 мм, диаметром 60 — 80 мм. Полотно дороги будет представлять собой правильный круг, укреплённый на подставке, — правильном двенадцатиугольнике. Круг лучше сделать диаметром 2,5 — 3 ж. так как при меньшем диаметре электровоз плохо «вписывается» в закругление, а при бблыних размерах модель получается слишком громоздкой. ... На «днем из приготовленных фанерных кругов (в конструкции ои будет верхним) проведите радиусы через каждые 30°. Затем разложите на полу рейки под углом 30°. На рейки положите один или два фанерных круга (в зависимости от того, сколько вы приготовили), а на них — размеченный фанерный круг (радиальные метки должны находиться как раз против реек). Теперь осторожно прибейте рейки к фанерным кругам, вбивая гвоздики иа расстоянии примерно 20 мм от края круга. На рейках сделайте отметки на расстоянии 40 — 50 мм от края. Для этого в центре круга вбейте гвоздь н к нему привяжите нитку, на которой сделайте две метки (одна на расстоянии 1500 — 1600 мм, другая 1460 — 1450 мм). Теперь возьмите одну из дошечек, приготовленных под полотно дороги, и приложите её к меткам на двух смежных рейках. К дощечке приложите лннейку так, чтобы она шла по направлению осевой линии одной из реек (смотреть надо сверху). Отметьте карандашом иа дощечке это направление. То же проделайте и на другом конце дотцечки. По этим меткам обрежьте дошечку. У вас должна получиться равнобочная трапеция. Так поступают и с остальными одиннадцатью дощечками. Отпиливать каждую дощечку по первой, используя её в качестве шаблона, не следует, так как при укладке они окажутся короче или длиннее, чем радо. ва) вырубается из двухмиллиметрового железа. Размер большого отверстия должен соответствовать толщине той части стойки, на которой она будет закреплена шурупами. Основа дороги готова Можно укладывать рельсы. На верхнем конце главного столбика вбейте в центре гвоздик и привяжите к нему нитку. К свободному её концу на нужном расстоянии прикрепите карандаш и отметьте иа дошечках круги полотна будущей дороги. По этим кругам проложите внешний и внутренний рельсы. Измерьте диаметры и D2 получившихся кругов и по формулам ... определите длину рельсов Sx и S2. Внешний рельс должен оказаться длиннее внутреннего на 6,28 h, где h — ширина колеи. Теперь надо сделать рельсы. Так как куски металлических полосок, из которых вы будете делать рельсы, обычно короче длин S, и S2, то вам придётся соединять их между собой. Лучше всего склепать их, так как пайка оловом даёт недостаточно прочное соединение. Концы поставьте впритык и соедините их накладкой, наложенной с внешней но отношению к рельсам стороны (рис. 4). Остаётся укрепить в центре у тановки столбик-стойку с растяжками. Зтолбик заострите вверху и укрепите и век- или петлю, с помощью которых основу можно будет подвешивать. Для креплегия столбика приготовьте из двухмиллимгтрового железа три угольника и 12 кусков проволоки для оттяжек. Проволока должна быть прочной. Лучше всего взять железную диаметром 3 — 4 мм. Уголки равномерно расположите вокруг стойки и закрепите шурупами. Следите, чтобы шурупы пришлись против реек и при завинчивании вошли в них. Затем на расстоянии примерно двух третей длины реек, считая от центра, сделайте в них вертикальные отверстия, в которые потом просуньте концы оттяжек. На этих концах нужно сделать узлы или петли. Верхние же концы прощлочных оттяжек закрепите в отверстиях специальной муфты (обоймы), установленной на верху стойки. Неплохо поднять подкладочками внешний рельс выше внутреннего на 1 — 2 мм. Чтобы полотно более походило иа настоящее, мюжно рядом с «настоящими» проволочнькми шпалами уложить брусочки из дерева (фальшивые шпалы), прибив их к дощечкам основы. Под полотно дороги насыпьте «балласт» из песка и мелкого гравия. Чтобы балласт не рассыпался, его предварительно смешивают с каким-либо клеящим веществом (например, с цементом нли даже с глиной). Неплохо основу полотна закруглить. Для этого к внутренней и внешней сторонам прибейте нужной формы плаики в местах, указанных на рис. 2 пунктиром. Однако все эти усовершенствования лучше делать тогда, когда дорога будет в основном готова, так как балласт в •процессе наладки может «помешать. Питать электровоз током можно через рельсы или контактный медный провод, который подвешивается обычно посередине иад железнодорожным полотном. Провод надо взять сечением не менее 2 мм, но не очень толстый. Для крепления контактного провода заготовьте 12 столбиков-опор и 12 кронштейнов. При расчёте высоты опор надо учесть, что высота от рельсов до контактного провода должна составлять 200 — 250 мм. Клптптейны сгибают нз двухмиллиметровой годной проволоки по форме, указанной рис. 6 Материалом для рельсов могут служить любые металлические полоски (только не алюминий) шириной 5 — 7 мм и толщиной 1 — 2 мм. Можно использовать обмотку возбуждения из пришедшего в негодность автомобильного стартера, так как она изготовляется из медной полоски подходящих размеров. Теперь приступайте к изготовлению шпал. При ширине дороги в 60 — 70 мм заготовки для шпал должны иметь дли ну приблизительно в 110 — 120 мм. Вначале концы заготовок расклепайте в «лопаточку», а затем согните гю форме, указанной на рис. 5, А. Шпалы припаивают к внешней стороне рельсов (рис. 5). В середине шпалы делают выгнутыми — это даст возможность в дальнейшем регулировать ширину колеи. Пайка шпал к кольцам рельс требует большой аккуратности. Пайку надо начинать в любых трёх точках, отстоящих друг от друга на 120°. Потом припаивайте шпалы посередине получившихся промежутков, затем посередине новых и так до конца. Шпалы прикрепите к дощечкам шпильками (рис. 5, Б). Тщательно выровняйте ширину колеи. Рис. 6. Кронштейн н крепление провода до точки» к которой будет припаиваться контактный провод, должно равняться 100 — 120 мм. Вначале прикрепите кронштейны к столбикам. Затем столбики с кронштейнами установите в просверленные на рейках сквозные отверётия диаметром 7 — g Мм. Отверстия просверливайте на расстоянии 100 — 120 Юл от середины межрельсового промежутка. Теперь можно припаять к кронштейнам контактный провод (рис. 6, Б). Коггактиый провод на нижней стороне ие каких-либо неровностей которые мог бы зацепить шнтогриф электровоза. Если почему-либо вы не сможете построить кольцевую дорогу, то сделайте прямой путь. В этом случае основой дороги буДет доска, рельсы можно изготовить ИЗ толстой (4 — 5 мм) проволоки, а контактный провод натяните на двух столбикгах, установлению иа концах доски. Иа этих столбиках можно установить упоры, ударяясь о которые, электровоз будет изменять направление своего движения. Рис. 5. Изготовление и крепление шпал к рельсам ЭЛЕКТРОВОЗ Прежде чем пристугить к постройке «лсктрошоза, надо подобрать для него электродвигатель. Электродвигатель дол- жен быть небольшим по размеру, но достаточно мощным. Лучше всего сделать или подобрать электродвигатель постоянного тока на 6 — 12 вольт с последовательным возбуждением Такой двигатель будет работать и от переменного тока напряжением 10 — 15 вольт, но в этом случае он обычно перегревается, и это надо учитывать. В зависимости от электродвигателя подберите размеры платформы. Примерные её размеры указаны на рис. 7. Платформу вырубите или выпилите из двухмиллиметрового железа. Затем зубилом или лобзиком сделайте на ней пропилы (на рисунке — сплошные линии), а затем по линиям, обозначенным пунктиром, отогните части 1 и III вниз, а II вверх. Вырежьте окна (IV) для колёс, отогните вверх по пунктирным линиям бортики, к которым будет прикреплён корпус электровоза. Отверстия-подшипники высверливаются для осей после того, как части I и III будут отогнуты. Их диаметр должен соответствовать диаметру подобранных осей. Нужно строго следить, чтобы оси, вставленные в эти отверстия, оказались в одной плоскости, иначе электровоз будет опираться только на три колеса. Центры отверстий должны находиться иа одном расстоянии от плоскости платформы. Если отверстие будет пчлоепчоил jjpvunrn ПНШР ИЛИ НИЖе. ТО высверлено немного выше или ниже, то его можно подпилить круглым надфилем. Чтобы ось ие болталась, её прижимают в нужную етороиу кусочком медной проволоки, концы которой необходимо припаять к стойкам подшипника. На рис. 8 показана колёсная пара с осью б и распорной втулкой в, которая должна туго надеваться на ось. Колёса лучше всего выточить на токариом станке. В крайнем случае их можно склепать из нескольких кружков железа, но тогда обод колеса трудно сделать коническим, что необходимо при движении электровоза по круговым рельсам, когда внешние и внутренние колёса проходят разный путь, так как внешнее колесо катится по рельсу той частью, которая имеет больший диаметр, внутреннее колесо — частью, имеющей меиыиий диаметр. Колёса не следует сразу наглухо прикреплять к осям, так как в процессе наладки их придётся не раз снимать и вновь ставить на место. Хорошо было бы на концах осей сделать винтовую нарезку и поверх насаженных колёс навинтить гайку и контргайку. Между колесом и стойкой поставьте необходимой толщины шайбы; их можно сделать из нескольких витков проволоки. Строго следите за тем, чтобы колёса не «били» (не делали «восьмёрок»), иначе электровоз будет часто сходить с рельсов. Передачу от электродвигателя к ведущей паре колёс проще всего сделать ремённую. Схема её показана на рис. 9 и 10. Шкивы сделайте из кружочков железа, скреплённых между собой. Диаметры шкивов подбираются в зависимости от мощности и числа оборотов электродвигателя. Наиболее подходящей будет передача, сообщающая ведущим колёсам 1 — 2 оборота в секунду. Однако, если двигатель маломощный, придётся скорость вращения ведущих колёс снизить до 0,5 — 1 оборота в секунду. Как видно из рисунков, последний шкив IV передачи надевается и крепится на оси ведущей пары. Оно должно иметь диаметр на 2 — 3 мм меньше диаметра ведущих колёс (диаметр измеряйте по реборде). Шкивы II и III жёстко сидят на оси ОО, (put. 9), которая устанавливается в отогнутых пластинках II (рис 7). Если двигатель делает очень много оборотов, то можно установить ещё одну ось, щодобно оси ОО. Ремень от шкива электродвигателя в этом с ту чае будет идти на (лольший шкив этой оси, а с меньшего--на шкив II. Но чтобы электродвигатель ие свисал с платформы, придётся ш&ив II установить по другую сторону от шкива III. Тогда шкивы иа второй оси расположатся так, что большее из иих будет против шкива двигателя I, а меньшее — против шкива И Ремни следует делать из тонких резиновых полосок. Места, скрепления концов рем-ией не должны иметь узлов. Всё лишнее из механизма удалите, а пла гтины, на которых монтируется часовой механизм, обрубите Чтобы электровоз moi двигаться в обе стороны, сделайте механизм реверсирования. С помощью этого механизма направление тока в якоре электродвигателя изменится на противоположное, следова тельни и якорь начнёт вращаться в про гивоположную сторону. Механизм ревер сирования состоит из изолированной панельки с тремя контактами а (рис. 10, А). В торцы брусочка г прочно вбит кусок толстой проволоки в, которая выходит через отверстия в переднем и заднем бортиках. Расстояние между контактами а должно быть равным раестоянию между пружинящими контактами о. Для того чтобы контакты б прижимались к контактам а, на деревянном брусочке укрепляется уголок е (рис 10, А и В), который нижией частью упирается в платформу и вместе с брусочком г и контактами 6 может перемешаться вперёд и назад. На проволоках в надо напаять фиксаторы ж, которыми будет ограничиваться движение реверса, и при его крайних положениях пружинящие контакты б будут касаться либо первого и второго контактов а, либо второго и третьего из них. Электрические соединения в механизме реверсирования видны на рисунке 10, Б. Лучше сделать зубчатую передачу (будет меньше потери энергии). Но делать её труднее. Возьмите часовой механизм от старого будильника и вместо оси минутной стрелки Остановите ось ведущей пэры колёс. Вращение от двигателя передаётся с помощью тоненького резинового ремня на ось колесика, примыкающего к анкеру. От одного из пружинящих -контактов проводники идут к одному из концов обмотки возбуждения электродвигателя, а от другого — на «массу», то есть на уголок е и проволоку в. Один провод от щёток электродвигателя идёт к среднему контакту а, а другой — к двум крайним. Свободный конец провода обмотки возбуждения электродвигателя присоединён к дуге бугеля или к пантографу. Учтите, что буфер механизма реверсирования должен выступать с той стороны электровоза, в которую в данный момент движется электровоз. Если случится наоборот, то поменяйте местами проводники у щёток двигателя. Если теперь на путях установить упорные столбики, то электровоз, ударяясь о них своим буфером, изменит вращение электродвигателя и двинется в противоположную сторону. Впрочем, надо ещё сделать корпус и контактное устройство. Корпус электровоза оформите по своему усмотрению. Вы можете его сделать по типу электровоза В Л (рис. 11), Н-О (рис. на первой странице обложки) или Н-В (рис. 12). Следует не забывать, что крышу электровоза надо делать деревянной, это облегчает установку контактных устройств. Ток от контактного провода к обмоткам электровоза подаётся через бугель или пантограф. Бугели обычно ставят на электровозах малой мощности. Если ваш электровоз будет изменять движение с прямого на обратное, то лучше сделать пантограф. Общий вид бугеля и его установка показаны на рис. 13. Дуга крепится к ушкам плиты, которая, в свою очередь, крепится к крыше электровоза. Пружины прижимают бугель к проводу. Пантограф имеет вид поставленной на ребро призмы (рис. 14). Лыжа пантографа крепится на двух стержнях, пропущенных через отверстия и загнутых внизу. Лыжа прижимается к проводу пружинами. Сам пантограф крепится к крыше электровоза лапками. АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ Если вы изолируете в каком-либо месте контактный провод, то как только бугель или пантограф попадут на этот изолированный участок, электровоз остановится. А как заставить его снова тронуться в путь через 15 — 20 секунд? Укрепите кусок оголённого провода рядом с изолированным участком контактного провода (рис. 15, А). Этот кусок не должен соединяться с контактным. Затем установите своеобразное реле времени — механизм автоматического включения тока (рис. 15, Б и В). Это пробирка, заполненная маслом и закрытая пробкой, сквозь которую пропущены два провода: один — через центр пробки, а другой — сбоку. Второй провод внутри пробирки заканчивается спиралью. Внутрь пробирки помещён железный шарик. Пробирка закрепляется иа стойках, а её проводники соединяются один с контактным проводом, другой — с проводником, укреплённым рядом с изолированным участком контактного провода. Пробирка удерживается в стойках полуосями, расположенными перпендикулярно рельсам дороги. Полуось, обращённая к дороге, заканчивается длинным рычагом, согнутым так, как показано на рисунке. Предварительно проводники несколько раз свободно заматывают вокруг полуосей автомата (рис. 15, Б). Обычно пробирка обращена пробкой вверх. Как только бугель (или пантограф) электровоза коснётся изолированного провода, специальный рычаг, установленный на электро! озе, упрётся в ручку-рычаг автомата (примерно в точке, указанной на рисунке стрелкой) Пробирка при этом опрокинется почти вверх дном, и шарик начнёт постепенно приближаться к пробке, нажимая иа спираль н заставляя замкнуться концы проводников (рис. 15, В). Тогда ток от контактного провода пойдёт через автомат в добавочный провод, а через него — в двигатель электровоза, так как лыжа пантографа или бугель на изолированном участке будет соприкасаться и с дополнительным проводником. Электровоз тронется, рычаг автомата освободится, и пробирка примет прежнее положение, а шарик опустится ВАГОННЫЙ СОСТАВ Неплохо сделать для железной дороги саморазгружающиеся вагоны. Вагоны этого типа имеют покатое дно и короб с заслонками, при открывании которых вагой разгружается. Если основным грузом у вас будет песок, то лучше делать вагон с опрокидывающимся кузовом. Заготовку для рамы вагона сделайте из миллиметровой жестн (рис. 16), отогните края а под прямым углом вверх, а края б — вниз под углом 20 — 30° к плоскости рамы (это будут защитные полочки). Из такой же жести сделайте заготовки для подшипников (рис 17), Ряс 16. Вагонетка с механизмом подъёма и сбрасывателя (вид сзади). ной проволоки, чтобы кузов не мог сдвигаться по оси (рис 19). На задйей стойке вагонетки закрепите сбрасыватель б с рычагом а. Полоску пружинящей пластинки (можно взять пружину от часов) одним концом при крепите к стойке. На сбрасывателе закрепите крючок. На нем петля (1), укреплённая на вагонетке, будет удерживать кузов в рйбочем положении. На той же стойке крепится другая пружинящая полоска — рычаг сбрасывателя а, который связан со сбрасывателем проволочкой или .аклёпкой (2). Конец рычага сбрасывателя нужно отогнуть назад. На кузове (на передней и задней сторонах) припаяйте два рычага подъёма вагонетки виг. Рычаги сделайте из проволоки, например медной, толщиной в 2 мм. Теперь установите около путей, у пункта выгрузки, столбик, за который должен зацелитьсл рычаг сбрасывателя. При этом сбрасыватель отклонится назад, петля кузова соскользнёт с крючка сбрасывателя, и кузов опрокинется. Для восстановления рабочего положения кузова вагонетки с внутренней стороны рутей поставьте подъёмник (рис. 20) из проволоки толщиной 2 — 3 мм. Высота должна быть на 3 — 5 мм Рис. 17. Заготовка подшипников для ко лесных пар вагонетки ... ОСВЕЩЕНИЕ И СИГНАЛИЗАЦИЯ Чтобы осветить дорогу, установите на верхушках столбов, поддерживающих контакты .ш провод, фонари (рис. 21). Если к дэроге подведён переменный ток на 127 в»льт, то установите иа каждом столбе по одной 12-вольтовой лампочке или по дне 6-вольтовых, соединив их последовательно. Если напряжение сети 220 воль , то лучше всего взять восемнадцать 12-вольтовых лампочек, соединив их также последовательно. Для сигнализации сделайте светофор. Его устройство понятно из рис. 22. Он состоит из продолговатой коробочки, устанавльваемой вертикально. Внутри коробочк-1 разделена иа три секции, в каждой из которых установлена электролампочка. Колбочка лампочки должна быть обращена к цветному стеклу (зелёному — з, красному — к или жёлтому — ж), вделанному в переднюю стенку коробки Над цветными окошками укрепите козырьки из жести. После этого всю дорогу или её часть разбейте иа три блока участка. На этих участках (рис. 22, справа), параллельно контактному проводу, прикрепите изолированные от него проводники, называемые сигнальными. Один конец каждого проводника подведён к соответствующей лампочке, второй — остаётся свободным. Цоколи всех лампочек соединяются с рельсами. Когда контактное устройство (бугель или лыжа пантографа) попадёт на соответствующий блок-участок, оно замкнёт контактный и сигнальный провода. Ток от контактного провода пойдёт через лыжу и сигнальный провод к соответствующей лампочке светофора Лампочка будет гореть до тех пор, пока электровоз не перейдёт на другой блок-участок. Тогда загорится другая лампочка, а первая погаснет и т. д. Если движение на вашей дороге будет очень оживлённым, поставьте два или больше светофора, хотя для начала вполне достаточно одного. УСТРОЙСТВО ТУПИКА И СТРЕЛКИ Железную дорогу можно будет считать законченной только в том случае, если, помимо основного пути, она будет иметь ещё и запасные — в виде тупиков или веток. Устройство тупика или ветки показано на четвёртой странице обложки (участок А — основной путь, В — ветка или тупик). Прибейте к основе, в местах, где будет проходить тупнк, дощечки такой же толщины, как и под основное полотно На этих дощечках, строго соблюдая принятую ширину колеи, проведите карандашом те линии, по которым будут уложены рельсы При этом рельсы тупика должны плавно сойтись с рельсами основного пути в точках а и б. Полотно тупика делают таким же способом, как и при монтаже основного полотна. Кроме того, конец рельса тупика. прижимается к внешнему рельсу основного пути. Внутренний рельс основного пути в точке б разрезается и ляется с конном внутреннего рельса тупика, а свободный конец основного внутреннего рельса спиливается на клин. Заостренные концы 1 (то есть в точке перекрещивания внешнего рельсв тупика и внутреннего рельса основного пути) оба рельса распиливаются, их концы 3 и 3 спаиваются вместе, а концы 4 н 4 закрепляются так, что!б они не мешали ребордам колёс при движении электровоза как по пути А, Перья стрелки скрепляются между собой тягой а, которая Должна проходить под рельсами. Тяга свободным концом прикрепляется к устройству, с помощью которого её можно передвигать вправо (открывая путь А) или влево (открывая путь В). Механическую стрелку мижно заменить электромагнитом. На деревянную катушку намотайте 200-300 витков медного провода диаметром 03-05 мм в любой изоляции, а в её отверстие вставьте железный гёппечник диаметром 10 — 20 мм. К тяге г прикрепите кусочек железа — якорь д При включении тока якорь будет притягиваться к сердечнику н тем самым с помощью тяги а переводить стрелку на прямое направление. Если ток выключить, упругость рельсов вернет начальное положение. Зазор между якорем и сердечником катушки дол жен быть на 0,1 — 0,2 мм больше зазора между пером 2 и основным внутренним Рельсом прокладывают твк чтобы они не мешали пере- Е0Д На конце тупика можно построить депо (рис. 23). Внутри его поставьте столбнк; тогда электровоз, снабжённый реверсом, входя в депо и ударяясь буфером реверса о столбик, сам выйдет из депо.
|
