Сварка на спортплощадке
Движение – это жизнь, говорили древние мудрецы. Занятия физкультурой дарят нам самое дорогое – здоровье. И если потратить совсем немного времени на создание несложного спортивного оборудования, то станут ненужными многие лекарства, а выполнение гимнастических упражнений будет более эмоциональным и привлекательным на собственноручно изготовленных тренажерах.
Турник на подворье
Одним из наиболее известных и в то же время простых спортивных снарядов является турник – упругая перекладина, установленная на стойках. В спортивных залах перекладина для возможности регулировки ее положения по высоте устанавливается на телескопических стойках, а сами стойки закрепляются растяжками. В жизни же можно часто увидеть перекладину, установленную на двух столбах или между двумя деревьями.
Конструкция данного турника напоминает стойку детских качелей (рис. 113). Здесь вместо прямых стоек – две пары подкосов, установленных под одинаковыми углами к вертикали, поддерживающих друг друга и перекладину. Каждая пара соединена между собой распором.
Подкосные стойки изготовлены из стальной водопроводной трубы ∅ 42 мм с толщиной стенки 2,5 мм. В верхней части концы подкосных стоек соединены приваренным к ним уголковым кронштейном, в средней части – распором (отрезком такой же трубы), а ближе к нижним концам, в фундаментной части, еще и перемычкой из стального арматурного стержня ∅ 16 мм. Уголковые кронштейны изготовлены из равнополочного уголка 40 × 40 × 5 мм, у которого профрезерован внутренний радиус, чтобы кронштейны перекладины плотно стыковались с кронштейнами подкосных стоек. Отверстия под крепежные болты в стыкуемых кронштейнах следует сверлить одновременно.
Перекладина отрезана в размер (1500 мм) от толстостенной водопроводной трубы наружным диаметром 30 мм. Эта толщина оптимальная. Если взять трубу потоньше, то может оказаться недостаточной ее прочность и жесткость, а более толстую трудно будет обхватить пальцами «в замок». К концам трубы приварены кронштейны из уголка 35 × 35 миллиметров.
Для монтажа подкосных стоек на облюбованном месте для каждой из пар устраивают отдельный фундамент. Под фундамент выкапывают небольшие траншеи размером 1000 × 500 × 200 мм, а их дно по краям заглубляют еще на штык лопаты – устраивают квадратные приямки под нижние концы подкосных стоек. Надо постараться, чтобы расстояние между стойками внизу было равно верхнему промежутку при подстыкованной перекладине, а сама перекладина расположилась строго горизонтально. Приямки после установки в них стоек вновь заваливают грунтом, щебнем, кирпичным боем и т. п. В это время выверяют положение подкосных стоек в вертикальных плоскостях, обратную засыпку трамбуют. Далее траншеи заливают бетонной смесью, которую для экономии раствора бутят – заполняют крупными камнями.
Начинать пользоваться турником можно только через две-три недели, когда бетон наберет достаточную прочность, чтобы не позволять стойкам смещаться под нагрузками.
Рис. 113. Садово-огородный турник:
1 – перекладина (стальная труба 30 × 2,5 мм); 2 – подкосная стойка (стальная труба 42 × 2,5 мм, 4 шт.); 3 – распор (труба 42 × 2,5 мм, 2 шт.); 4 – перемычка (стальной арматурный стержень ∅ 16 мм, 2 шт.); 5 – фундамент (монолитный бетон); 6 – обратная засыпка приямка (грунт, щебень, кирпичный бой); 7 – кронштейн перекладины (уголок 35 × 35 мм, 2 шт.); 8 – кронштейн подкосных стоек (уголок 40 × 40 мм, 2 шт.); 9 – крепление кронштейнов перекладины и подкосных стоек (болт М8, 4 шт.); 10 – естественный грунт
Такой спортивный снаряд можно использовать не только по прямому назначению. К перекладине на канатах легко подвесить детские качели. Можно даже изготовить отдельную сменную перекладину с подшипниками качения для более солидных качелей. Пригодится турник и для хозяйственных нужд – на нем удобно подвешивать ковры и паласы для чистки, просушивать на вешалках зимнюю одежду в солнечную погоду и т. д.
Турник для узкого коридора
В малогабаритных квартирах, где проживает, пожалуй, большинство нашего населения, не так много свободного места для спортивных тренажеров. Предлагаемый вариант турника представляет собой вращающуюся в подшипниках перекладину. Ее устанавливают в коридоре, ширина которого не более 2 м. Высота установки определяется высотой потолка. На перекладину можно подвесить качели, трапецию, кольца, веревочную лестницу, грушу, канат. Она состоит из узла труб и подшипникового узла. Изготовить такую конструкцию можно с помощью ручного инструмента (тиски, ножовка, напильники, электродрель, сверла, электросварка) в домашних условиях.
Для изготовления узла труб использованы обыкновенные газо– и водопроводные трубы ¾˝, наружный диаметр которых 26,8 мм, и трубы 1˝, наружный диаметр которых 33,5 мм, толщина стенки 3,2 мм, внутренний диаметр 27,1 мм. Труба ¾˝ легко вставляется в трубу 1˝, так как зазор между наружным диаметром первой и внутренним диаметром второй составляет 0,3 мм. Трубы на изгиб будут работать совместно и при длине менее 2 м могут выдержать без остаточной деформации нагрузку 100 кг при приложении нагрузки в двух точках, как это показано на рис. 114.
Подшипниковый узел (на рис. 114, б представлен его разрез) мало нагружен, поэтому во избежание станочных работ предлагаем выполнить его слесарным путем. Корпус, являющийся наружным кольцом подшипника, выполнен из трубы 1,5˝, наружный диаметр которой равен 48 мм, с толщиной стенки 3,5 мм и внутренним диаметром 41 мм. Зазор между трубой 1˝ и внутренним диаметром трубы 1,5˝ составляет 7,5 мм, и следовательно, возможно заполнение этого зазора роликами ∅ 3,75 мм. Учитывая возможность отклонения сопряженных деталей от расчетных диаметров (наличие допуска и близость сварного шва), заполнение подшипника проведем роликами, изготовленными из прутка ∅ 3,5 мм и длиной 35 мм. Промежуточные шайбы толщиной 10 мм, установленные с торцов роликов, изготавливают слесарным путем из контргаек 1˝. Внутренние шайбы приваривают в трех точках.
Перед сборкой детали узла необходимо обильно смазать невысыхающей консистентной смазкой «ЦИАТИМ-201».
Рис. 114. Вращающаяся в подшипниках перекладина для узкого коридора:
а – схема размещения; б – подшипниковый узел; 1 – труба прямоугольная 50 × 25 мм; 2 – труба 1½˝; 3 – шайбы из контргаек 1˝; 4 – ролик ∅ 3,5 мм; 5 – труба 1˝; 6 – труба ¾˝
Простой велотренажер
В отличие от импортных велотренажеров со всевозможными приборами, спидометрами и датчиками, предлагаемый тренажер предельно прост. Зато и цена такого спортинвентаря несопоставима с покупным. К тому же в условиях городской квартиры он имеет несомненные преимущества перед «фирменным»: малые габариты – его можно хранить под диваном, возле стенки за ковром, в ванной, в туалете; малый вес – 3–4 кг, что позволяет брать тренажер с собой практически в любое место – на дачу, в санаторий; возможность «кататься» на нем где угодно – перед телевизором, на кухне, на балконе.
При наличии необходимого материала и инструмента собрать его можно за пару часов. Понадобятся две металлические трубы 1–1½˝ длиной 140 см. Их концы изгибают под прямым углом на расстоянии 20 см и сваривают между собой в четырех местах (рис. 115, а). Верхние загибы будут ручками будущего велотренажера, а нижние – боковыми упорами. Чтобы на сгибе не было резко сжатого перехода (он должен быть плавным и красивым), сгибать начинают на расстоянии 30 см от конца трубы, постепенно перемещая другую трубу большего диаметра на 1–2 см вверх.
Поскольку удерживать тренажер надо от наклона не только вбок, но и вперед/назад, потребуется продольная опора. Ее роль будет исполнять еще одна труба того же диаметра и длиной 1,2–1,5 м. Для ее присоединения в самом низу рамы между трубами в месте их изгиба вваривают втулку такого диаметра, чтобы труба продольной опоры в нее проходила. Например, если использовать для рамы водопроводные трубы, то в качестве втулки отлично подойдет отрезок трубы 1½˝. Длина втулки должна быть не менее двух диаметров трубы-опоры.
Рис. 115. Простой велотренажер:
а – рама; б – крепежная пластина для оси педалей; в – крепление прута-оси педалей к раме; г – прут-ось педалей; д – педаль на оси; е – общий вид; 1 – трубы рамы; 2 – крепежная пластина; 3 – втулка для продольной опоры; 4 – болт М5; 5 – пластмассовая втулка; 6 – прут-ось педалей; 7 – педаль деревянная; 8 – гайка; 9 – шплинт; 10 – ручка; 11 – пружина; 12 – амортизатор; 13 – продольная опора (показана условно)
На сваренные вместе трубы – раму тренажера – на расстоянии 40 см от нижнего конца приваривают стальную пластинку толщиной 2 мм с выгнутым в тисках овалом (рис. 115, б). Таких пластинок изготавливают сразу две, собирают в пакет и просверливают по углам четыре отверстия ∅ 5,5 мм для того, чтобы потом стянуть эти пластины болтиками. Верхняя пластина будет прижимать к приваренной пластмассовую втулку диаметром чуть больше диаметра стального прута для оси педалей. Втулка – это любая подходящая пластмассовая трубка со стенками толщиной 2–3 мм, распиленная вдоль пополам (для замены, когда со временем сотрется) (рис. 115, в).
Ось педалей выгибают из стального прута ∅ 12 мм (рис. 115, г).
Педали изготавливают из твердого дерева в виде параллелепипеда 14 × 8 × 4 см. Вдоль педали по центру просверливают отверстие ∅ 15 мм для оси, а в центре педальной площадки надо сделать поперечную прорезь для прохода пружины, которая будет зацеплена за прут-ось. В соответствующем месте оси для крепления пружины выбрана кольцевая фаска (рис. 115, д). Чтобы педали не слетали с оси, их фиксируют гайкой с шайбой, для чего на концах прута-оси нужно нарезать резьбу длиной 15 мм. Для предотвращения самоотвинчивания гаек при «езде» их шплинтуют. А если есть педали от старого велосипеда, то можно приспособить и их.
Теперь остается подобрать пружины – не слишком жесткие, чтобы хватило силы их растянуть, но и не слишком слабые, чтобы мышцы получали нагрузку.
Внизу пружины крепят к раме через отверстия ∅ 5 мм, просверленные на расстоянии 7 см от конца трубы. Сверху их надевают на ось педали. Чтобы не поцарапать пол, на нижние упоры рамы надевают отрезки мягкой трубки длиной 2 сантиметра.
В нижнюю втулку продевают продольную опору, на которую тоже надевают трубчатые амортизаторы. Для фиксации трубы-опоры во втулке в ней можно соосно просверлить небольшое отверстие и фиксировать трубу, вставив в это отверстие, например, отрезок гвоздя. Можно сделать проще – надеть на продольную опору не пару трубчатых амортизаторов, а четыре, по два с каждой стороны. Тогда внутренняя пара, придвинутая вплотную к втулке, будет препятствовать сдвигу опоры.
На верхние загибы – ручки – также надевают трубки, желательно белого цвета, так как при быстрой и длительной «езде» ладони могут вспотеть и от черной трубки окраситься в тот же цвет. Лучше всего, конечно, подойдут ручки велосипедного руля. На деревянные педали маленькими гвоздиками крепят кожаные ремешки для фиксации ног. Остается покрасить тренажер подходящей краской – и он готов к эксплуатации. Общий вид его представлен на рис. 115, е.
Велосипед в чемодане
Складным велосипедом сегодня никого не удивишь. Однако его габариты даже в сложенном виде велики, и хранить его дома, а тем более транспортировать в автобусе или трамвае не всегда удобно. Двухколесная машина, представленная на рис. 116, после трансформации помещается в чемодане или сумке с габаритами 650 × 450 × 150 миллиметров.
В основу конструкции положены колеса-дутики от детского велосипеда или самоката с шинами, имеющими обозначение 250 × 56. Если же у вас окажутся другие колеса, в конструкцию придется внести изменения.
Рама велосипеда – хребтового типа, согнута из трубы с внешним диаметром 40 мм и толщиной стенки 2–2,5 мм. Спереди рамы располагается шарнирно-стыковочный узел, состоящий из двух фигурных 3-миллиметровых стальных пластин. К раме пластины их прикрепляют сваркой. Отверстия под шарнир и болт-фиксатор сверлят в пластинах и разделывают после сварки. С противоположной стороны хребтовой трубы приваривают подшипниковый узел ведущей звездочки – корпус каретки. Делать его самому совсем не обязательно – подойдет каретка практически от любого велосипеда.
Около каретки к раме приваривают фиксирующее устройство, с помощью которого задняя вилка надежно стыкуется с рамой. Этот узел лучше всего монтировать по месту в процессе сборки велосипеда. Это позволит достичь того, что ответные части – и та, что на раме, и та, что на задней вилке, – четко совпадут при складывании велосипеда.
Передняя вилка состоит из неподвижной и поворотной частей. Поворотная часть сварена из велосипедной рулевой колонки (отрезается от рамы старого велосипеда) и двух перьев, каждое из которых сварено из двух труб, телескопически входящих друг в друга. Внешний диаметр большей трубы – около 30 мм, толщина стенки – 2 мм; диаметр внутренней – около 20 мм, толщина стенки – 2–2,5 мм. Концы перьев расплющивают, в них засверливают отверстия в соответствии с диаметром оси колеса, выбранного для велосипеда. Рулевую колонку сваривают с перьями с помощью двух мостиков – пластин из листа толщиной около 3 мм с просверленными в них отверстиями под колонку и перья.
Неподвижная часть передней вилки – это стальная труба, внешний диаметр которой такой же, как у вваренной в поворотную часть вилки велосипедной рулевой колонки. В последнюю вставлена и закреплена сваркой еще одна труба – такого диаметра, чтобы на нее можно было надеть подшипники велосипедной рулевой колонки. На неподвижной части передней вилки закрепляют узел поворота, относительно которого складывается передняя часть велосипеда, а также «ухо» под болт-фиксатор, удерживающий переднюю вилку в рабочем положении.
На верхнем мостике передней вилки закрепляют два хомута, которыми крепятся полудуги руля, – их можно выгнуть самостоятельно из листовой стали или приобрести в магазинах, где продаются запчасти для мопедов и мотоциклов.
Задняя вилка сварена из двух перьев – отрезков стальных труб ∅ 20–22 мм с толщиной стенки около 2,5 мм. В задней ее части вваривают две фигурные стальные пластины толщиной 3 мм с продольным пазом – в них закрепляют заднее колесо велосипеда. Спереди приваривают два стальных кольца, совместно с кареткой выполняющих функцию шарнира. Правое и левое перья соединяют в единый сварной узел с помощью двух трубчатых поперечин.
Рис. 116. Подростковый складной велосипед (вверху – в чемодане, внизу – в рабочем положении):
1 – хомуты крепления полудуг руля; 2 – фиксирующий узел; 3 – узел поворота передней вилки при складывании; 4 – руль; 5 – рама; 6 – барашковые гайки с болтами центрального фиксирующего узла; 7 – седло; 8 – подседельная труба; 9 – заднее колесо; 10 – задняя вилка; 11 – поворотный узел задней вилки; 12 – педальный узел (от любого велосипеда); 13 – передняя вилка; 14 – переднее колесо. Размеры «а» и «б» выбираются в соответствии с размерами применяемых колес, размер «в» определяется по используемой в конструкции каретке
Шарнирное соединение задней вилки и рамы – неразъемное. Выполнять его лучше так. Для начала подготавливают правое и левое перья вилки, т. е. к трубам приваривают кольца шарнира и фигурные пластины. Далее перья устанавливают на каретку и временно соединяют с помощью деревянного бруска и стяжки из стальной проволоки. Необходимо тщательно проверить функционирование шарнира – рама и задняя вилка должны легко поворачиваться друг относительно друга и не иметь больших люфтов. Далее к перьям подгоняют поперечины и прихватывают двумя-тремя сварочными точками. Сняв проволочную стяжку и удалив деревянный брусок, убедитесь в надежной работе шарнира и окончательно заварите стыки узла.
Руль велосипеда состоит из двух полудуг, закрепляемых двумя хомутами на верхнем мостике передней вилки. Для руля подойдут тонкостенные стальные трубы ∅ 22 × 1,5 мм. Сгибать их следует, предварительно набив песком и разогрев паяльной лампой или в горне.
Седло обычное, велосипедное. Подседельная труба удлиненная, ее длина составляет около 400 мм. Ее фиксируют в разрезной трубе, к которой приварены два «уха» со сквозным отверстием ∅ 8 мм. Получается своего рода цанга, которая затягивается болтом М8 с барашковой гайкой.
Сборка. Сначала закрепите на раме и задней вилке фиксирующее устройство. Оно состоит из двух ответных частей, соединяемых при раскладывании велосипеда в рабочее положение двумя болтами и барашковыми гайками. Первая представляет собой две сваренные в виде буквы Т стальные пластины толщиной 6 мм. Вторая – отрезок стального швеллера П-образного профиля с толщиной стенки также около 6 миллиметров.
Фиксирующее устройство закрепляют на велосипеде, как уже упоминалось, по месту. Для этого после изготовления его ответных частей их соединяют болтами и подгоняют к раме и задней вилке, установленным в показанном на чертеже положении. После этого фиксирующее устройство прихватывают к раме и задней вилке, проверяют его работоспособность и окончательно приваривают.
Для хранения или перевозки складного велосипеда понадобится чемодан с габаритами, как уже говорилось, 650 × 450 × 150 мм. Если подобрать его не удастся, сумку таких размеров можно сшить самостоятельно – из искусственной кожи или брезента. Чтобы она держала форму, по периметру (на виде сбоку) вшивается стальная проволока ∅ 5 мм, а в верхнюю часть (под ручку) – фанерная пластинка.
Складывают велосипед следующим образом. Сначала откручивают барашковую гайку с болта-фиксатора, закрепляющего переднюю вилку в рабочем положении. Так же отсоединяют полудуги руля и снимают седло. Далее переднюю вилку поворачивают по часовой стрелке до упора. После этого отворачивают барашковые гайки центрального фиксирующего устройства и поворачивают по часовой стрелке до упора заднюю вилку. Седло отсоединяют от подседельной трубы. Педали выворачивают и завинчивают с внутренней стороны рычагов. Все детали и узлы велосипеда свободно размещаются в том же чемодане. Сборка и разборка велосипеда занимают не более десяти минут.
Велотандем
Какое же удовольствие от путешествия, если не с кем поделиться впечатлениями? Как раз для этого и существуют двухместные велосипеды – тандемы. Но найти в продаже такое транспортное средство довольно сложно, да и стоит оно немало. Что нужно, чтобы сделать его самому? Обычный велосипед и рама с кареткой от другого такого же. После доработки и соединения получается жесткая, прочная и надежная конструкция. Кроме этих двух основных компонентов, нужны еще дополнительное ведущее зубчатое колесо, вторая цепь, седло, руль и некоторые другие детали, изготовить которые придется самостоятельно (рис. 117).
Для начала разберите одноместный велосипед: снимите колеса, узел каретки, крылья, седло, переднюю вилку и руль. Переделка рамы первого велосипеда состоит в том, что отрезают заднюю вилку и прямые трубки около гнезда оси большой передачи (вид Б). У второй рамы надо отрезать рулевую колонку (узел Д).
Обе рамы соединяют таким образом, чтобы их верхние трубы составляли одну прямую линию (сечение А – А), а наклонные сходились в точке, усиленной щечками. Передний конец трубы 8 располагают так, чтобы он точно входил между отрезанными трубками задней вилки первой рамы (вид Б), а задний упирался в гнездо каретки второй рамы, при этом расстоянием L необходимо обеспечить правильное нормальное натяжение цепи. Это вызвано тем, что в примененной системе передняя передача – нерегулируемая.
Руль (а вернее, опора для рук) велосипедиста, сидящего сзади, приваривается готовый или выполненный самостоятельно.
При сборке рам сначала приваривают трубку 8 к гнездам кареток обеих рам, а затем наклонные трубки. В последнюю очередь сваривают части заднего руля 3, 4, 12. Если имеется готовый руль с осью, то к задней раме приваривается только элемент 3.
После окончания сварочных работ места сварки выравнивают напильником, а затем зачищают наждачной бумагой, причем снимают также и лак, сгоревший при сварке.
Если лак на рамах не поврежден, то окрашивают только места сварки. В противном случае лаком покрывают всю раму тандема. Когда лак просохнет, тандем собирают: вставляют переднюю вилку и руль, ставят крылья, седла и колеса. Цепную передачу собирают в соответствии с кинематической схемой. Как видно из чертежа, на второй оси педалей собраны две одинаковые звездочки: к одной из них подводится цепь передней передачи, а с другой вращение передается уже на ведущий узел заднего колеса.
Рис. 117. Велотандем:
1 – рама первого велосипеда; 2 – накладка; 3 – стойка второго руля (труба ∅ 22 мм); 4 – второй руль (труба ∅ 20 мм); 5 – косынка; 6 – рама второго велосипеда; 7 – второе седло; 8, 11 – цепи; 9, 12 – каретки; 10 – лонжерон (труба ¾˝)
На передней зубчатой передаче цепь не натягивают. На задней передаче натяжение цепи регулируют обычным способом. При этом надо следить за тем, чтобы было выдержано одинаковое расстояние колеса от боковых трубок вилки.