На следующий день, 17 апреля, моряк первым делом спросил Спилета:
- Кем же мы будем сегодня?
- Кем пожелает Сайерс, - ответил журналист.
Из горшечников товарищам инженера суждено было теперь превратиться в металлургов.
Жюль Верн "Таинственный остров"
Наверное, многие читатели уже заждались материалов по другим разделам физики. Со временем всё будет, а кое-что полезное для будущих опытов по механике мы сделаем уже сейчас. Речь пойдет о важнейшем элементе любого лабораторного оборудования - штативе.
Какой инструмент нам понадобится, мы описывали в самой первой статье. В этой работе нам предстоит научиться кое-чему в слесарном деле. Но прежде наведаемся в магазин сети "Крепеж". Из ихнего ассортимента нам понадобятся:
- Стальная пластина с отверстиями размером 10х20 см
- Длинная (у них продаются метровой длины) шпилька с резьбой М6
- Полдесятка самых коротких болтов М6 и широких шайб этого же типоразмера.
- Десяток гаек М6
- Комплект метчиков М6 и вороток под метчики.
Последний пункт очень важен. Нам сейчас понадобиться освоить такую слесарную операцию, как нарезание резьбы. Это очень выгодно - вкручивать болты в резьбовое отверстие, а не крючить пальцы, пытаясь навернуть гайку с обратной стороны детали. Не нужны гайки, можно обойтись более коротким болтом или винтом. Кроме того, это удобнее, особенно в труднодоступных местах, да и готовая конструкция выглядит приличнее. А еще, освоив эту операцию, вы сможете создавать механизмы типа "винт-гайка", преобразующие вращательное движение в медленное, точно дозированное поступательное. Незаменимая вещь для тонкой настройки самых разных приборов.
Смысл работы в следующем: в купленной вами пластинке есть масса отверстий диаметром в 5 мм. Мы должны превратить их в резьбовые отверстия М6, в которые будут вкручены стойка штатива и 4 регулируемые ножки.
Купленная нами шпилька слишком длинна. Зажмите ее в тисках и распилите пополам ножовкой по металлу. Обдерите плоским напильником или надфилем получившиеся на срезе заусеницы. Впрочем, внутри витков резьбы заусеницы наверняка еще останутся. Поэтому важный совет: если вам приходится подобным образом укорачивать какой-нибудь болт - прежде всего наверните на него гайку. Ободрав заусеницы напильником, скрутите гайку и она очистит витки резьбы. Иначе вам будет трудно вкрутить куда-нибудь грязный болт, особенно в первый раз.
А теперь перейдем к метчикам. Их два - первый и второй. Первый на этом фото сверху. Видно, что его передняя часть сильно срезана, она только-только начинает намечать и нарезать резьбу.
Резьба проходится сначала первым метчиком, затем вторым. Впрочем, второй метчик создает резьбу, в которую винт или болт вкручивается свободно и легко. Нам же надо прочно закрепить детали в пластине. Так что, возможно, вам будет достаточно пройтись только первым метчиком. И только если детали не будут вкручиваться, сделайте два-три оборота вторым.
Итак, вставляйте метчик в вороток, смазывайте метчик или отверстие какой-нибудь консистентной смазкой: солидолом, литолом или вязкой силиконовой смазкой. На худой конец пойдет смалец или жидкое машинное масло. Вставьте носик метчика в отверстие и убедитесь, что направляете его перпендикулярно поверхности детали. И начинайте с усилием вкручивать, одновременно с силой вдавливая его в отверстие. Чтобы только-только намеченная резьба забрала его, не сорвавшись. Не насилуйте инструмент, если он через несколько оборотов станет вращаться слишком туго. Сдайте его на оборот назад, чтобы сломать стружку. Можете даже выкрутить и очистить его. Потом продолжите. Сделайте таким образом 5 резьбовых отверстий: 4 по углам под регулируемые ножки и одно у середины короткой стороны - под стойку штатива.
У вас нет воротка? Нет в продаже или он слишком дорог? - Тогда лучше купить еще комплект метчиков М3, и сделать его самим! Найдите или выпилите две полоски металла шириной миллиметров 8, толщиной миллиметра 3-4 и длиной примерно по 10 сантиметров. Или два десятисантиметровых куска металлического прутка, арматурины или болта диаметром миллиметров 8.
Вам надо будет сделать две совершенно одинаковые детали. Если ваши заготовка круглые, то поточите их плоским напильником на длине миллиметров 35, чтобы образовалась плоская площадка, с которой можно уже будет работать. На расстоянии 5 и 25 мм от конца с помощью кернера или обычного гвоздя или дюбеля, ударом молотка наметьте центры отверстий, чтобы сверло не соскакивало. Просверлите в каждой заготовке у конца отверстие сверлом диаметром 3 - 3,2 мм, а те, которые ближе к середине - сверлом диаметром 2,5 - 2,6 мм. Эти диаметры надо соблюсти точно. Для облегчения сверления и предотвращения заклинивания смажьте место сверления жидким машинным маслом. Затем в отверстиях меньшего диаметра нарежьте резьбу М3, причем пройдите ее полностью обеими метчиками. Благо, что такие мелкие резьбы можно делать без воротка, вращая метчик плоскогубцами. Посредине между отверстиями проточите квадратным надфилем углубление, повернув надфиль под углом в 45 градусов. В них и будет зажиматься квадратный хвостовик метчика. На рукоятки получившегося воротка можете одеть термоусадочные трубки. Осталось подобрать два винтика М3 - и вы стали обладателями вполне годного к делу самодельного инструмента!
Итак, нарезав резьбу в выбранных отверстиях основания, вкрутите в угловые отверстия по короткому болтику М6. Поставьте штатив на ровную поверхность и, подбирая степень затяжки болтов, добейтесь, чтобы основание не шаталось. В пятое отверстие вкрутите стойку штатива. Однако полагаться на одну эту резьбу нельзя - сами прикиньте, какое получается соотношение плеч рычага от какой-либо нагрузки, пытающейся выворотить стойку из основания. Поэтому сверху и снизу подтяните стойку гайками М6 с подложенными под них широкими шайбами и как следует затяните это соединение. Чем больше всяких железяк мы тут поставим, тем массивнее и устойчивее будет штатив.
Теперь о лапках штатива. Начнем с самого простого - кольца, на которое можно поставить для нагрева кружку или колбу, на которое можно что-то подвесить или привязать. У вас же еще осталась вторая половинка шпильки? Отпилите от нее сантиметров 30 и выгните на ее конце кольцо диаметром 5-6 см. Проследите, чтобы оно было плоским, не перекошенным. Одними плоскогубцами вы с такой толстой заготовкой не совладаете. Поэтому вам обязательно потребуются тиски. Сгибайте заготовку ударами достаточно тяжелого молотка, передвигая ее шаг за шагом.
Нам понадобится еще одна деталь - бобышка, соединяющая стойку и лапку штатива и позволяющая регулировать положение последней. Думаю, что читатели, способные ее сослесарить сами, ни в каких инструкциях не нуждаются. А менее опытным мастерам мы опишем, как сделать бобышку из дерева. На первое время она нас вполне устроит. Выпилите из дерева куб со стороной в 3 см, просверлите в нем два перпендикулярных и не пересекающихся отверстия диаметром 6 мм.
К каждому из этих отверстий перпендикулярно подведите по отверстию под нарезание резьбы. Диаметр выбирается в зависимости от того, какую резьбу вы думаете там нарезать.
- Для резьбы М6 сверлится отверстие диаметром 5 мм
- Для М4 - 3,2 мм
- Для М3 - 2,5 мм
Заготовку, а также большие отверстия изнутри покройте эпоксидкой или хотя бы нитролаком. Впитавшись в дерево, клей увеличит его прочность. После полного затвердевания покрытия нарежьте резьбу в малых отверстиях. Убедитесь, что стойка и лапка нормально входят в предназначенные для них отверстия. В противном случае расточите их изнутри круглым надфилем.
Но не бегать же каждый раз за отверткой или ключом, чтобы подрегулировать положение лапки штатива? Нам нужны такие стопорные винты, которые можно было бы затягивать рукой. К сожалению, барашковые винты в магазинах "Крепеж" бывают нечасто, да и выбор невелик. Придется действовать самим. Например, взять барашковую гайку и туго вкрутить в нее на клею винт до полного заклинивания соединения. Другой вариант: туго навернуть на винт две обычные гайки, а затем усадить поверх получившейся головки термоусадочную трубку.
Еще минута - и штатив готов к работе!
Кстати, аналогичным образом оформите и винты вашего самодельного воротка для метчиков. Вы не начинаете уже ощущать всемогущество, способность сделать своими руками все, что вам нужно?
Готовый штатив желательно обезжирить спиртом или ацетоном, покрыть грунтовкой (если она у вас имеется) и окрасить в два слоя краски. Так вы предотвратите коррозию основания от разных химических и физических воздействий и убережете аппаратуру от лишнего риска коротких замыканий при опытах с электричеством.
Раз уж мы занялись слесарным делом, то сделаем себе еще одну вещь, часто используемую в школьных опытах - подковообразный магнит. Сами понимаете, его так сразу в обычных магазинах не купишь. Ну, вы помните: "У вас же еще остался отрезок от длинной шпильки М6?" ))) Отпилите от него кусок длиной сантиметров в 6 и ударами молотка в тисках согните его полукругом. Пришлифуйте торцы шпильки плоским напильником, чтобы они стали плоско-параллельными. В некоторых радиомагазинах продаются разного размера неодимовые магниты. Найдите там парочку цилиндрических диаметром 5 или 6 мм и длиной 3 - 6 мм. Прилепите один магнит на торец и сделайте две бумажные трубочки, которые бы с легким трением надевались на магнит и стальную заготовку. Намажьте детали эпоксидкой или хотя бы клеем "Момент", прилепите магниты на торцы подковки, а затем на том же клею надвиньте на них бумажные трубочки. Важно правильно присоединить магниты к подковке - последовательно, а не встречно. Как это сделать, показано на рисунке.