ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ К ВЕТРОГЕНЕРАТОРУ

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=(pFV3)/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/pV3,

а диаметр винта

диаметр винта

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

диаметр винта

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.

Двухлопастный пропеллер
Двухлопастный пропеллер
Профиль расчётного сечения
Профиль расчётного сечения

На подготовленной заготовке с двух сторон размечаются продольные и поперечные оси и наносятся поперечные линии расчётных сечений лопастей по радиусам r1 — r5.

Размеры профилей для лопасти воздушного винта диаметром 1 м*

Расчётный радиус сечения, r, ммУгол наклона профиля, град.Координата профиляКоордината x, мм
0123456789
10016°30′X02,14,28,316,525,04157,57482
Yв6,19,010,412,014,215,013,79,834,60,5
Yн6,13,42,51,70,830,320,00,00,00,0
20010°X01,843,57,114,121,23549,263,371,0
Yв5,07,58,39,711,512,211,77,923,70,41
Yн5,02,82,11,30,50,220,00,00,00,0
3006°40′X01,322,85,511,016,52833,447,055,0
Yв3,55,436,07,08,329,08,25,52,50,34
Yн3,51,821,340,830,420,00,00,00,00,0
400X01,02,04,08,012,020,028,03640,0
Yв1,63,23,74,425,15,424,73,31,70,25
Yн1,61,00,70,420,00,00,00,00,00,0
4754°20′X00,71,42,75,48,113,519,024,327,0
Yв1,01,742,12,52,73,02,411,70,70,2
Yн1,00,540,40,130,00,00,00,00,00,0

* Для винта другого размера данные таблицы (кроме угла λ) умножить на коэффициент, равный его диаметру в метрах.

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 RВВ. 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.

Трёхлопастный ветродвигатель

Трёхлопастный ветродвигатель
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.)

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 второй лопасти. Оставшуюся древесину между «маячками» осторожно снимают рубанками, обрабатывают напильником и вышкуривают. После этого пропеллер пропитывается олифой и несколько раз окрашивается.

Трёхлопастный воздушный винт
Трёхлопастный воздушный винт:
1 — лопасть (берёза или липа, 3 шт.); 2 — хомут (полоса 20×3, 3 шт.); 3 — шпилька (пруток Ø5, 3 шт.); 4 — крепление хомута (болт М8, 6 шт.); 5 — зажим лопасти (труба 42×3,5, 3 шт.); 6 — центральная втулка (круг Ø50); материал деталей поз. 2—6—сталь

Размеры профилей в расчётных сечениях и 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
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

Рекомендуем почитать

  • ПОПЛАВОК ИЗБАВИТ ОТ ХЛОПОТПОПЛАВОК ИЗБАВИТ ОТ ХЛОПОТ
    Во многих индивидуальных домах и дачных, в которых хозяева проживают круглый год, вместо не очень удобного печного отопления устраивается более экономичное и эффективное «паровое», когда...
  • ВСЕГДА ПОД РУКОЙВСЕГДА ПОД РУКОЙ
    При работе на подмостьях вам потребовался молоток — приходится спускаться за ним, а после? Опять спускаться, чтобы положить на место. А вскоре он снова потребовался... Чтобы не прыгать...