УДОБНАЯ ЛАМПА

Александр Коношонкин — студент физико-технического факультета Томского государственного университета. Выбор будущей профессии не случаен — с детских лет Саша увлекается самодельным техническим творчеством.

Учась в выпускном классе Татауровской общеобразовательной средней школы (Прибайкальский район), Александр Коношонкин успешно участвовал в конкурсе технического творчества среди школьников с работой «Проектирование и конструирование настольного светильника». Объект конкурсной работы лишь на первый взгляд кажется несложным: он потребовал от школьника немало усилий и знаний. И в результате серьезный творческий подход к решению поставленной задачи, продуманность и техническое обоснование элементов конструкции, привлекательный дизайн полученного изделия были по достоинству оценены взыскательной конкурсной комиссией.

Школьному руководству было рекомендовано использовать конструкцию лампы в качестве учебного пособия в мастерских на уроках труда: ведь в нее входят детали как из дерева, так и из металла, обработка которых по сложности охватывает почти весь школьный курс трудового обучения. На этом примере ученики могут понять, что даже, казалось бы, сложные конструкции могут иметь простые решения, и почувствовать, что своими руками можно изготовить красивые, удобные и полезные в быту вещи.

Тот, кто много времени проводит за письменным столом, не понаслышке знает, какое значение имеет правильное освещение его рабочего пространства. Недостаточность света или его неверная направленность приводят к усталости глаз, потере остроты зрения, снижению производительности труда. Студенты и школьники при этом страдают больше других: ведь домашние задания приходится делать в основном по вечерам.

Настольная лампа:

1—прижимной винт струбцины (гвоздь Ø4); 2—вороток (гвоздь Ø2); 3—скоба струбцины (сталь, лист s3); 4—столешница; 5,11, 20,34,37—гайки-барашки М5; 6—кронштейн нижних шарниров (алюминий, латунь, сталь); 7—вертикальная ось нижнего шарнира (винт М5); 8,16,21 —фигурные тарельчатые шайбы (сталь, лист s1); 9—нижнее плечо (фанера s5, 2 шт.); 10—горизонтальная ось нижнего шарнира 11 (болт М5); 12—шайба; 13 — прижим струбцины (пробка от пластиковой бутылки); 14—шайба (сталь, лист s2,2 шт.); 15—горизонтальная ось промежуточного шарнира III (болт М5); 17—верхнее плечо (фанера s5); 18—скоба крепления электрошнура; 19—электрошнур; 22—тумблер включения лампы; 23—крепление патрона электролампы; 24—электролампа с арматурой (от потолочного светильника); 25—основание верхнего шарнира (сталь, лист s1); 26—плафон светильника (жестяная банка); 27—прокладка (сталь, лист s1,5—2); 28—гайка М4 (2 шт.); 29—ось V поворота светильника (винт М4); 30—подкладка верхнего шарнира (фанера s5); 31 —прокладка (сталь, лист s1); 32—заклепка Ø4 (2 шт.); 33—накладка верхнего шарнира (сталь, лист s1); 35 — фиксатор шарнира V (винт М5); 36—горизонтальная ось верхнего шарнира IV (болт М5)

В продаже сейчас очень много различных настольных ламп. Однако удобные слишком дорого стоят, а дешевые, как правило, не могут обеспечить комфорта при работе. Вот эти обстоятельства и подвигли меня на разработку лампы собственной конструкции.

На первом этапе изучил конструкции большого количества различных ламп промышленного производства, начинал от изделий еще советского времени и закончил современными.

В результате проведенного анализа определил, что конструкция должна соответствовать следующим техническим требованиям:

1. Лампа—жестко и надежно крепиться к столу с обеспечением возможности ее быстрой переустановки на другое место.

2. Светильник—легко и свободно перемещаться на расстояние не менее 0,5 м от точки крепления; легко изменять высоту расположения и угол поворота не менее 45° в любую сторону.

3. Шарнирные соединения—надежно обеспечивать выбранное положение лампы.

На следующем этапе обдумал конструкцию в целом и ее отдельные элементы, а затем изготовил опытный образец.

В результате я остановился на конструкции, приведенной в данной статье.

Описание конструкции

Лампа к столу крепится с помощью специальной струбцины (этим обеспечивается требование ТЗ № 1). Скоба струбцины согнута из 3-мм стального листа. Через резьбовое отверстие в нижней полке проходит прижимной винт, изготовленный из 4-мм гвоздя длиной 150 мм. На длине около 100 мм нарезана резьба М4, а острый конец проточен до диаметра 3 мм. На этой проточке между двумя шайбами устанавливается и приклепывается прижим—укороченная пробка от пластиковой бутылки. Воротком струбцины служит сталистая проволока (или гвоздь) диаметром 2,5 мм. В верхней полке струбцины просверлено и раззенковано снизу отверстие диаметром 5 мм под вертикальную ось нижнего шарнира—винт М5. Головка винта должна быть утоплена в полку струбцины заподлицо и зафиксирована от проворота при затяжке с помощью керна по всей окружности или сваркой (с последующей зачисткой напильником или небольшим наждачным кругом).

Следующее требование—возможность перемещения осветительного прибора в вертикальном и горизонтальном направлении до 0,5 м—осуществляется с помощью шарниров, расположенных по осям I, II и III. Как видно из чертежа, вся конструкция лампы базируется на кронштейне нижних шарниров, через который проходят вертикальная ось I (см. выше) и горизонтальная ось II, перпендикулярная плоскости плеч.

Шарнир I позволяет поворачивать всю лампу вокруг вертикальной оси, а шарниры III и II—перемещать светильник по вертикали и горизонтально по отношению к опоре (струбцине) посредством, соответственно, верхнего и нижних плеч. Устройство шарниров однотипно: зажимаемые элементы размещаются между двумя фигурными тарельчатыми шайбами, пронизываются болтом-осью М5 и фиксируются гайкой-барашком (в шарнире I роль одной из шайб играет полка струбцины). Чтобы при закреплении шарнира ось не прокручивалась вместе с гайкой-барашком, желательно в качестве оси использовать мебельный болт с квадратным приливом под головкой, а в шайбе в этом случае следует распилить соответствующее квадратное отверстие.

Такое соединение оси с тарельчатой шайбой предохраняет ее от проскальзывания при закручивании

Верхний шарнир:

1—основание; 2—подкладка; 3—заклепка Ø4; 4—гайка-барашек М5; 5—ось V светильника; 6—прокладка

Светильник:

1—абажур (консервная банка Ø100; Н120); 2 — арматура; 3 — патрон; 4—включатель; 5—ось шарнира V; 6—гайка (М4; 2 шт.); 7—прокладка (сталь, лист s 1,5); 8 — шайба

Изготовление тарельчатых шайб

Изготовление гаек-барашков

Плечи сделаны из 5-мм шлифованной фанеры. Нижнее плечо состоит из двух одинаковых элементов, а верхнее по оси III зажимается между ними. Для всех плеч межцентровое расстояние—305 мм. На консольном конце верхнего плеча крепится узел верхнего шарнира. Его назначение—поворот светильника в любом направлении: за счет шарнира по оси IV осуществляется поворот в плоскости плеч, а по оси V—в перпендикулярном направлении.

В качестве основного элемента светильника использованы патрон и арматура от подвесного потолка; абажур—консервная банка диаметром 100 мм, высотой 120 мм; лампа—рассеянного света с отражателем (такая лампа меньше греется и дает мягкий свет). Экспериментально было установлено, что абажур нагревается не выше 50°С. Это безопасно при эксплуатации (не обжигает руки), позволяет разместить включатель непосредственно на абажуре и использовать обычный (не термостойкий) кабель питания. Абажур к поворотной оси V крепится двумя гайками М4 через стальную 3-мм прокладку изнутри и 1,5-мм шайбу снаружи.

Провод лучше всего закрепить к верхнему плечу в трех местах проволочными скрутками и у основания нижнего кронштейна—скобой.

Технология изготовления

Как следует из иллюстраций и описания, в конструкции лампы использованы довольно простые детали, а их изготовление и сборка вряд ли затруднят даже не очень опытного самодельщика. Поэтому я не буду приводить подробного описания всех элементов конструкции, а остановлюсь лишь на двух деталях.

Для изготовления тарельчатой шайбы из 1-мм стального листа вырезаем квадратную заготовку со стороной чуть больше диаметра будущей шайбы. Уложив заготовку на резиновую подкладку, наносим по ее центру удар стержнем со сферической головкой для формирования впадины тарельчатой формы. Затем размечаем центр впадины и циркулем очерчиваем контур шайбы. По центру сверлим отверстие под ось, контур обрезаем ножницами по металлу, выравниваем напильником и зачищаем наждачной бумагой. Последняя операция — покраска (или еще лучше, если есть возможность, гальваническое покрытие, например, анодирование).

Другая деталь—гайка-барашек. Если у вас нет готовых, то их можно сделать самому. Берем стальной (а лучше аллюминиевый) уголок 15×15 или 20×20 мм необходимой длины (в зависимости от количества гаек). Острое ребро на стыке полок аккуратно стачиваем до получения ровной лыски шириной 3 мм. Лучше всего это делать на фрезерном станке (такой имеется в большинстве школьных мастерских). Но допускается применение наждачного круга или даже напильника. Далее на лыске с шагом около 10 мм размечаем и сверлим отверстия диаметром 4 мм и нарезаем в них резьбу М5. Разрезаем заготовку на отдельные детали шириной 8— 9 мм, притупляем острые кромки, скругляем углы и получаем удобные гайки-барашки.

А. КОНОШОНКИН, г. Томск