ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ К ВЕТРОГЕНЕРАТОРУ

К сожалению, проблемы с электроэнергией возникают всё чаще, и нет никакой гарантии, что тебя минует чаша сия, независимо от того, где ты проживаешь — в городе или, тем более, в сельской местности.
 Чтобы обезопасить себя на случай «нештатной» ситуации, неплохо приобрести дизельную мини-электростанцию, но… не всем это удовольствие по карману — сам агрегат стоит немало, да ещё и «кормить» его нужно, а «овёс нынче дорог». Другое дело — ветроэлектрогенератор. Его можно и самому сделать, а дальше — копи энергию и пользуйся, когда понадобится. И многие рачительные хозяева дач и приусадебных участков так и поступают.

Наибольшей трудностью в любительской постройке ветроустановки является изготовление воздушного винта. Связано это со сложной теорией его расчёта. Однако, с достаточной для практического применения степенью точности этот расчёт можно произвести по упрощённой методике.

Мощность проектируемой установки рассчитывается по формуле:

N=(рFV3)/2, (Вт),

где р = 1,25 кг/м3 — плотность воздуха;

F — площадь, ометаемая воздушным винтом, м²;

V — скорость ветра, средняя для района за год.

Отсюда площадь, ометаемая винтом:
F= 2N/рV3,
а диаметр винта 

Проектируемая установка должна рассчитываться на мощность в 1,7 раза больше мощности генератора, поэтому

Изготавливается воздушный винт из пород древесины, хорошо поддающейся обработке и не очень склонной к короблению, например из березы или лиственницы. Заготовка должна быть хорошо выстругана и высушена. Её размеры: длина — на 100 мм больше диаметра воздушного винта Dвв, ширина — 0,09 Dвв, толщина — 0,025 Dвв.

На подготовленной заготовке с двух сторон размечаются продольные и поперечные оси и наносятся поперечные линии расчётных сечений лопастей по радиусам r, — r5.

Трёхлопастный ветродвигатель:

1 —лопасть воздушного винта (3 шт.); 2—блок крепления лопастей; 3—крышка (2 шт.); 4—подшипник 204 (2 шт.); 5—вал; 6—гильза; 7—корпус подшипников опорной оси; 8—опорная ось; 9—контргайка; 10—опорная площадка; 11 —подшипник 203 (2 шт.); 12—корпус подшипников приводного вала; 13—винт М6 (12 шт.)

Технологическая оснастка включает в себя стапельную доску и шаблоны профилей.

Стапельная доска представляет собой так же, как и заготовка воздушного винта, выстроганную доску длиной больше половины его диаметра на 80 — 100 мм и размечается аналогично заготовке. На пересечении осей и в заготовке воздушного винта, и в доске стапеля сверлятся отверстия, в стапеле закрепляется шпилька диаметром 12 — 18 мм длиной 180 — 200 мм. Шаблоны профилей изготавливаются из фанеры толщиной 4 — 5 мм с размерами 0,25×0,18 Рвв. На фанерные заготовки наклеиваются профили сечений, вычерченные в соответствии с таблицей и рисунком в масштабе 1:1. После того как клей высохнет, в шаблонах вырезаются лобзиком профили (заштрихованная часть) и шаблон разрезается на две части. К нижней из них гвоздями крепятся брусочки сечением 30×15 мм, с помощью которых профили устанавливаются на стапельной доске. При этом центры профилей должны лежать на одной горизонтальной оси.

Процесс изготовления пропеллера ведётся в следующей последовательности.

После закрепления шаблонов к стапельной доске на шпильку надевается заготовка и опускается на шаблоны, верхние кромки которых покрываются краской. Далее заготовка снимается и в местах оставленных шаблонами отпечатков производится выборка древесины с помощью стамески шириной 5 — 6 мм или круглого напильника с крупной насечкой на глубину 4 — 5 мм. Затем заготовка вновь надевается на шпильки для последующего отпечатка. Этот процесс повторяется до получения «маячков» — сплошного окрашивания по линиям профилей. Верхняя часть лопасти обрабатывается аналогично, при этом контроль сечений ведётся касанием верхней части шаблонов вручную без закрепления.

Как и в предыдущем случае, кромки шаблонов покрываются краской.

Выборка древесины производится до совпадения нижней и верхней частей шаблонов.

Для перехода к изготовлению второй лопасти под заготовку подводится гайка на шпильке и закрепляется контргайкой, которая остаётся так до изготовления двух остальных лопастей. После этого заготовка поворачивается на 180° и начинается работа с заготовкой втором лопасти. Оставшуюся древесину между «маячками» осторожно снимают рубанками, обрабатывают напильником и вышкуривают. После этого пропеллер пропитывается олифой и несколько раз окрашивается.

Трёхлопастный воздушный винт:

1 —лопасть (берёза или липа, 3 шт.); 2—хомут (полоса 20×3,3 шт.); 3—шпилька (пруток d5, 3 шт.); 4—крепление хомута (болт М8, 6 шт.); 5—зажим лопасти (труба 42×3,5, 3 шт.); 6—центральная втулка (круг d50); материал деталей поз. 2—6—сталь

Размеры профилей в расчётных сечениях й изготовление лопастей трёхлопастного пропеллера аналогичны. Заготовка на каждую лопасть на 50 — 60 мм длиннее радиуса пропеллера.

При разметке поперечную ось располагают на расстоянии 25 — 30 мм от края и в месте пересечения осей сверлят отверстие под шпильку.

Далее со стороны конца лопасти с отверстием под шпильку изготавливается шип, диаметр которого равен толщине заготовки, а длина — 1,5 — 1,6 толщины заготовки.

Делать шип необходимо очень аккуратно, так как погрешности несоосности неизбежно приведут к тому, что лопасти расположатся в разных плоскостях.

Шаблон профиля:

1 —верхний участок шаблона (фанера s4); 2—профиль (вырезается); 3 — стойка (брусок 15×30); 4—нижний участок шаблона (фанера s4); 5—стапельная доска

При обработке заготовки воздушного винта могут быть сколы или излишняя выборка древесины. В этом случае дефекты зашпаклёвываются.

Шпаклёвка готовится на основе влагостойкого клея и древесных опилок. Высохшую шпаклёвку осторожно опиливают напильником и зачищают шкуркой.

В торцевой части шипа лопасти трёхлопастного воздушного винта сверлится отверстие диаметром 0,005 Dвв на глубину 3,5 толщины заготовки. В это отверстие вставляется металлическая шпилька соответствующего диаметра и заливается эпоксидным клеем. Готовые винты необходимо тщательно отбалансировать.

Л. КУРДЕЛЯС