Архимедов винт своими руками

Как сделать шнек своими руками: чертежи, схема, пошаговая инструкция

Для осуществления механического бурения скважин на воду используются специальные приспособления. Но многие умельцы стараются сделать шнеки своими руками. Чертеж и подробная инструкция по изготовлению помогут смонтировать механизм, который будет не хуже заводского. Главное, подготовить материал и инструмент.

Подготовительный этап

Прежде чем приступать к сборке конструкции шнека необходимо подготовить рабочий инструмент. В этот список входят:

• сталь листовая;
• автомобильные рессоры;
• напильник;
• специальные тиски для фиксации заготовок;
• молоток;
• картон и маркер;
• болгарка и диски для нее;
• крепежные элементы; рулетка;
• трубы разной длины.

Кроме этого, понадобится сварочный аппарат и защитные очки, чтобы снизить риск попадания искр в глаза при работе.

Что касается материала труб, то лучше подбирать стальные элементы, у которых повышенная коррозийная стойкость. Если брать дешевый вариант, то уже спустя некоторое время на поверхности появится ржавчина.

Если все подготовлено, то можно приступать к работе. Чтобы изготовить шнек своими руками, необходимо выполнить следующие действия:

• вначале сделать проект, а затем — шаблон на плотном картоне;
• взять стальную полую трубу, этот материал должен выдерживать серьезное механическое воздействие;
• изготовить из гибкого стального листа витки и с помощью сварочного аппарата приварить перья к трубе — получится своеобразная пружина.

Если требуется шнек для работы с сыпучим материалом, то витки должны быть расположены всплошную. В обратном случае нужного эффекта не будет. Если все сделано правильно, получится эффективный инструмент, который будет иметь следующие положительные качества:

• компактный размер;
• высокая производительность;
• длительный эксплуатационный срок;
• удобный в работе;
• быстрое углубление и подъем земли.

Но все эти характеристики можно получить только в том случае, если строго следовать инструкции при монтаже. Некоторые самодельные устройства сможет смонтировать даже новичок.

Простой способ

Есть очень простой способ быстро собрать самодельный шнек с двумя лопастями. Эти элементы будут прекрасно врезаться в грунт. Единственный минус, что работать им можно только на небольшой глубине, не более 10 м.

Изготавливается шнек по следующей технологии:

1. Берем трубу длиной от 100 до 140 см, тут все зависит от роста работника. В ее верхней части привариваем продолговатую гайку, которая будет соответствовать болту. Можно заменить двумя стандартными. Если взять меньше, то конструкция будет держаться ненадежно.
2. В нижней части привариваем металлическую гильзу или толстую арматуру — этот элемент будет исполнять роль переходника к буру. Долото покупаем готовое или изготавливаем самостоятельно из стальной полосы длиной 30 см и толщиной 3 мм. Ее сначала хорошенько прокаливаем, а затем охлаждаем в кипящем свинце или масле. Эту спираль фиксируем в гильзе, а потом тщательно затачиваем.
3. Берем два диска от болгарки: один с ровной кромкой на 150 мм, другой зубчатый — 180 мм. Распиливаем эти диски напополам, в таком случае центральная часть расширяется и совпадает с основной трубой. Устанавливаем их поочередно: вначале меньший, а на 10 см выше — больший. Расположение деталей делаем строго под углом 35 градусов к земле. В таком случае повышается коэффициент полезного действия при минимальных усилиях.
4. Далее изготавливаем трубчатые элементы для продления. Для этого берем трубу с аналогичным диаметром и длиной 100−140 см. Затем вставляем снизу болт и привариваем его. В верхней части устанавливаем и привариваем продолговатую гайку.

В таком случае бурильная конструкция будет делать более продолжительные ходы, а значит, работать инструментом будет проще и быстрее. На этом шнек готов.

Сложный вариант

Этот способ изготовления шнека позволит собрать качественное и точное приспособление, которое будет служить долгое время. Для начала делаются расчеты и чертеж, затем — замеры. Также стоит заранее подготовить инструменты и подходящий материал, а уже потом приступать к сборке самодельного бура.

Пошаговая инструкция по монтажу шнекового смесителя выглядит следующим образом:

• Взять подготовленную трубу, причем она должна быть гладкой, без каких-либо изгибов или деформаций. Просверлить на одном конце перпендикулярное отверстие с диаметром 8 мм. Здесь будет соединяться верхняя часть с ручкой.
• Снизу установить наконечник — эта деталь будет задавать направление движения земли. Сделать его можно из старой автомобильной рессоры. Вырезать необходимый квадрат можно при помощи болгарки.
• В трубе проделать продольный пропил, который должен иметь толщину равную наконечнику. Дальше следует вставить его острым кончиком внутрь трубы. В результате должно получиться приспособление, напоминающее копье.
• Соединить детали при помощи сварочного аппарата, не забывая о мерах безопасности.
• Вырезать из рессоры резак длиной равной ½ диаметра изготавливаемого бура, а уже на нем пропилить зубцы. Именно эти элементы будут вгрызаться в грунт, рыхлить его, а уже после земля будет попадать на спираль самодельного шнека.
• Расположить резцы таким образом, чтобы они были под острым углом к основной поверхности. После этого следует приварить детали к стальной трубе.
• Вырезать из металлического листа круг, одинаковый по диаметру со спиралью шнека. Проделать в его центре отверстие, в которое будет вставляться труба. Приложить изготовленный диск к резцу, приваренному к трубке. Сделать разметку их соприкосновения при помощи карандаша или специального маркера.
• По полученным отметкам разрезать круг от края до центра, лучше всего сделать это болгаркой. Разрезанный диск положить в тиски и скрутить элементы в спирали молотком. Изготовленный своими руками шнек насадить на трубу и приварить. В конце обработать поверхность металлической щеткой и покрасить.

Собственно, на этом работа окончена. Остается сделать ручку и удлинитель. Первую можно сделать пластиковой, она будет удобнее, а вот последнюю деталь можно изготовить из любой подходящей трубы.

Несколько советов

Некоторые рекомендации помогут сделать качественное бурильное приспособление. При работе стоит учитывать следующее:

• Необходимо правильно рассчитывать диаметр шнека. Дело в том, что во время работы отверстие будет слегка отличаться от размера режущей детали. Например, 200 мл элемент обеспечит лунку в 240−250 мл.
• Можно заменить диски для болгарки обычной листовой сталью, толщина которой будет около 2 мм. Но ее придется дополнительно гнуть и затачивать, чтобы придать идеальную форму.
• Во время работы с диском необходимо соблюдать меры безопасности. Его следует тщательно и надежно закрепить в специальные тиски, а резать исключительно в защитных очках.
• Чтобы произвести расчет пера шнека, можно воспользоваться специальной программой «Компас-3 D». Она сделает все необходимое, достаточно внести исходные данные и дождаться готового чертежа. Все это позволит значительно сохранить время.

Чтобы продлить эксплуатационный срок самодельного шнека, нужно чистить его после каждой работы. Устранять землю с металлических деталей, при необходимости править лезвия и подтачивать их. Кроме этого, для хранения выбирать помещения с пониженной влажностью.

Источник

Как собрать винт Архимеда: 12 шагов (с картинками) — Вне — 2021

Мы являемся командой Team Shark, группой студентов, занимающихся проектированием изделий, и в рамках нашего универси курса нам была поставлена ​​задача спроектировать и построить водяной насос. Задача состоит в том, чтобы спроектировать и изготовить насос, способный поднять 5 литров воды на высоту 600 мм за 5 минут или меньше. Мы решили сделать винт Архимеда, и вот как мы продвигаемся.

Расходные материалы:

Шаг 1: Необходимые материалы / инструменты

материалы:
Дерево
Деревянный дюбель (диаметр 27 мм)
Листовая сталь толщиной 1 мм
Стальной стержень 1,5 м (наружный диаметр 19 мм)
Пластиковая водосточная труба 1,25 м (внутренний диаметр 65 мм)
Кронштейн водосточной трубы
Коробка передач (мы использовали одну из дешевой дрели)
24 В Мотор
Инструменты:
Токарный станок по дереву
Металлический токарный станок
Ленточная пила
шлифовальная машинка
Плазменный резак
Bench Grinder
Углошлифовальная машина
Ручная дрель
Газосварщик
Станок с ЧПУ
Скамья Тиски
G-Хомуты
Программное обеспечение Solidworks

Шаг 2: Расчеты

Прежде чем мы смогли приступить к изготовлению винта, мы должны были сделать расчеты для оптимального угла наклона винта, на котором он расположен, и для шага лопастей. Для этого мы упоминали «Поворот винта: оптимальный дизайн винта Архимеда» Крис Роррес.
Наши результаты дали нам 40 лезвий с шагом 30 мм, и мы сохранили наш угол на этом этапе гибким.
http://www.cs.drexel.edu/

Шаг 3: Создание шаблонов

Чтобы сделать винт более эффективным, мы хотели, чтобы все лопасти были одинакового размера и шага. Чтобы сделать лезвия одинакового размера, мы просто вырезаем шаблон из дерева, поворачивая деревянный цилиндр на токарном станке по дереву, нарезая его на диски и сверля через центр.
Для подачи мы создали шаблон, используя станок с ЧПУ. Мы знаем, что многие люди не имеют доступа к станку с ЧПУ, поэтому диски можно просто изогнуть в процессе сварки с помощью молотка.

Шаг 4: Создание дисков

резка
Каждый диск вырезан из листа стали с помощью плазменного резака. Шаблон выполненный в шаге 3 прикрепляется к листу стали, затем плазменный резак проходит вокруг шаблона, разрезая диск.
шлифовка
Затем края дисков шлифуют до нужного размера, используя настольный шлифовальный станок наши диски имели диаметр 64 мм. Это также удаляет заусенцы, оставленные плазменным резаком. Поверхность дисков также шлифуют, используя угловую шлифовальную машину, чтобы удалить заусенцы с поверхности и улучшить эстетику.
сгибание
Затем каждый диск зажимается в шаблоне ЧПУ сделанном в шаге 3 в тисках верстака, чтобы согнуть его до нужного шага.

Шаг 5: Сварка и доработка винта

Затем мы приварили каждый диск к центральному полюсу с помощью газосварщика, и, обнаружив при изготовлении прототипов, газосварщик дал намного более чистую поверхность, чем дуговая сварка. Это создало лопасти винта.
Сварка привела к тому, что центральный полюс слегка деформировался, поэтому пришлось вручную отогнуть полюс так, чтобы он был максимально прямым. Это заняло некоторое время! Мы сделали опоры, чтобы винт мог сидеть так, чтобы он удерживался на одном уровне и охватывал его, используя сверло, чтобы увидеть, где было искривление, затем нам пришлось согнуть его вручную.
Также на этом этапе, когда мы попытались установить винт в водосточной трубе, он был слишком плотным, поэтому нам пришлось шлифовать некоторые лезвия, используя угловую шлифовальную машину. Чтобы выяснить, какие лезвия нуждаются в шлифовании, мы затолкнули винт в трубу и отогнули его от сверла, это заставило винт разрезать внутреннюю часть трубы, и когда мы вытащили винт, лезвия, на которых было много пластика, и поэтому больше всего врезались в трубу, были те, которые нуждались в шлифовании.

Шаг 6: Запечатывание винта

Традиционно винт Архимеда вращался внутри трубы, пока труба оставалась неподвижной. Однако после многих испытаний мы решили, что с нашим насосом было бы более эффективно, если бы винт был герметизирован внутри трубы, а труба вращалась вместе с ним, так что теперь это вариант спирального насоса.
В любом случае, винт плотно прилегает к трубе, но для того, чтобы сделать ее герметичной, нам сначала нужно было нанести силиконовый герметик любой герметик для ванной комнаты должен работать, мы использовали многоцелевой силиконовый герметик из магазина фунта вокруг центрального полюса, чтобы не было зазоров между это и лезвия. Затем мы нанесли щедрую линию герметика вокруг наружных поверхностей лезвий, а затем ввернули винт в трубу и оставили его сохнуть на выходных мы рекомендуем оставить его как минимум на 24 часа. Это закрутило винт к трубе и, таким образом, мы надеемся, что никакая вода не стечет обратно по трубе, как это было бы в традиционном Архимедовом винте.

Шаг 7: Тестирование, Тестирование, 1 2 3 …

Этот шаг действительно выполняется на протяжении всей сборки. Мы обнаружили, что необходимо продолжать тестировать наш винт, чтобы посмотреть, будет ли он набирать воду, и вначале мы получили довольно впечатляющие результаты. Выше видео нашего первого опытного образца, в то время как его сбили с ручной дрели.

Шаг 8: Создание рамки

Рама представляет собой очень простую L-образную раму из дерева. Мы хотели сделать так, чтобы мы могли регулировать угол, под которым труба сидит, пока она находится в раме. Чтобы сделать это, мы сделали простую квадратную рамку, которая бы вставлялась в выемки по бокам резервуара, который мы будем использовать. В передней части рамы находятся 3 выемки с каждой стороны, дюбель с прикрепленным кронштейном находится в наборе выемок, и его можно перемещать, причем каждый комплект вырезов дает различный угол.
Две «ножки» спускаются с заднего конца квадратной рамы, и на ней было два набора крючков, в которых сидит другой дюбель с другой скобой, и это может еще больше изменить угол. Винт удерживается на раме простым хомутом, который сидит над дном с пластиной на конце, на котором упирается конец винта, а также есть еще один хомут, который сидит перед первым кронштейном и предотвращает скольжение трубы вниз, удерживая его на месте.

Шаг 9: Включение двигателя

В конце этого проекта у нас есть соревнование, чтобы увидеть, какая команда может наиболее эффективно перемещать воду, и для того, чтобы отрегулировать насосы, все команды получили один и тот же мотор 24 В. Теперь этот двигатель выдает крутящий момент 0,1 Нм, а сверло, которое мы использовали для проверки нашего винта, производит крутящий момент 40 Нм, поэтому мы столкнулись с серьезной проблемой — заставить наш двигатель вырабатывать достаточно крутящего момента для вращения винта.
Мы решили, что лучший способ сделать это — купить дешевую дрель и извлечь из нее коробку передач. Затем мы прикрепили его к двигателю и оценили, что это увеличило крутящий момент примерно до 20 Нм. Однако, как только мы это сделали, мы поняли, что, сильно увеличив крутящий момент, мы слишком сильно понизили скорость, и теперь винт вращался слишком медленно, чтобы вытянуть воду, поэтому нам пришлось ввести еще одну коробку передач, на этот раз готовя это немного назад.
Мы также смазывали коробку передач от сеялки, чтобы она работала более плавно.

Шаг 10: Корпус мотора

Мы должны были найти способ надежно удерживать двигатель над винтом, и его также нужно было удерживать таким образом, чтобы он не мог вращаться. Для размещения двигателя мы использовали корпус из дешевой дрели, так как он был уже подходящего размера, поэтому идеально подходил к двигателю и патрону. Мы отрезали ручку сверла и отшлифовали неровные края, чтобы получить правильную форму.
Мы, как Team Shark, решили немного позаботиться о том, чтобы корпус двигателя выглядел как акула, поэтому сначала мы спрей покрасили корпус в белый цвет, а затем закрасили сверху серо-голубой цвет. Мы добавили плавник MDF и вуаля. Как я уже сказал, это немного забавно, и прошло время, пока мы ждали, чтобы все было сделано на семинаре.
Двигатель не вращается, поскольку он привинчен к задней пластине держателя, и держатель будет надежно прикреплен к раме.

Шаг 11: Воронка

Когда мы выполнили тестовые прогоны винта, мы обнаружили, что когда вода выходила из трубы, большая ее часть стекала обратно за пределы трубы, и поскольку она все еще вращалась, когда выходила из нее, она имела тенденцию выплескиваться повсюду. Поэтому мы решили создать воронку для направления воды в выходное ведро.
Сначала мы сформировали вакуум над полушарием, чтобы создать форму чаши. Затем мы просверлили и выпилили отверстие, которое плотно прилегало к концу трубы. Наконец, мы снова нагрели пластик с помощью теплового пистолета и изогнули его в форме носика.

Шаг 12: Соединяем все вместе

К сожалению, мы не смогли заставить последний винт сработать с нашего мотора, но он работал бы нормально с более мощным двигателем или дрелью, подобной той, которую мы использовали для тестирования на протяжении всего проекта. Вот последний винт отработки сверла

Источник