НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
«ЮНОСТЬ, НАУКА, КУЛЬТУРА – 2013»

Секция: Инноватика, альтернативные источники энергии (гелиотехника, термоэнергетика, ресурсосберегающие технологии)

Исследовательская работа на тему:" Универсальный прибор слесаря-инструментальщика."

Автор: Топильский Александр Сергеевич,

ЦД (Ю) ТТ. «Городской» г. Липецка, ученик 9 класса

Руководитель: Самохин Юрий Петрович,

педагог дополнительного образования, руководитель

лаборатории радиотехнического конструирования,

ЦД (Ю) ТТ «Городской» г. Липецка

Россия, г. Липецк, 2013г

Аннотация

Наш город был и остается промышленным, где сосредоточено большое количество заводов и фабрик. Чтобы всё это работало бесперебойно необходимо первоклассное обслуживание оборудования. И наиважнейшее - универсальные инструменты для этого, позволяющие при необходимости (а такая необходимость возникает часто во время выполнения ремонтных работ) намагнитить инструмент - для удержания гайки, что бы закрутить в труднодоступных местах или отвёртки для удержания винта. А также размагнитить тот или иной инструмент, если он намагниченным мешает выполнению работ.

Кроме того, предложенный прибор имеет электрокарандаш, т.е. приспособление для гравировки, будь это инструмент или другая деталь. А если по каким-либо причинам отвалится шильдик, то и здесь пригодится предложенное устройство и с помощью контактной сварки закрепит шильдик на место.

Прибор во многом автоматизирован. Необходимо только выбрать режим работы, а далее работает внутриблочная автоматика.

Предложенный и изложенный прибор найдет себе применение по прямому назначению.

План исследования

Проблема

Максимум создания универсального и удобного в эксплуатации приспособления для выполнения ремонтных работ.

Гипотеза

Дополнение ряда и расширение возможностей существующих приспособлений этого направления

План

1. Анализ и изучение принципа работы приборов этого направления

2. Изучение схем работы фотодатчиков

3. Разработка схемы автоматики

4. Разработка печатных плат

5. Испытания и доводка в реальных условиях

Время от времени возникает ситуация, когда нужно намагнитить инструмент. Обычно это требуется для того, что бы доставить на кончике отвертки, пинцета и ключа в нужном положении винт, шуруп, гайку в труднодоступное место ремонтируемого аппарата.

Чаще всего для намагничивания используют мощный постоянный магнит, которым несколько раз проводят по металлическим частям инструмента. К сожалению, таким способом не всегда удается намагнитить инструмент до нужного уровня, и тогда монтируемые детали срываются с инструмента, после чего достать их бывает очень непросто.

Но бывает ситуация обратного характера. То есть намагниченный инструмент мешает в работе, к нему цепляются не нужные детали, которые могут сорваться в агрегат и этим самым вызвать его неполадку.

Мною было разработано устройство, которое в нужное время способно намагнитить инструмент, а по окончанию работ размагнитить его. Кроме того, внутрисхемное решение было такого, что без особых проблем устройство дополнено двумя функциями - это приспособление для нанесения надписи на металлических инструментах и крепления шильдиков с помощью контактной точечной сварки, а также прожигания отверстий в тонких стальных пластинах из нержавеющей стали, который плохо поддаются сверлению, получившее название "Универсальный прибор слесаря-инструментальщика".

При выполнении намагничивания устройство представляет собой накопитель энергии в батарее конденсаторов большой емкости (см. прил. 1). При нажатии на передней панели (см. фото 3) соответствующей кнопки начинается заряд батареи конденсаторов, о чем сигнализирует светодиод на передней панели. Как только получена команда "Зарядка окончена" можно приступить к намагничиванию инструмента.

Для этого с правой стороны прибора имеется прорезь, прикрытая форточкой. Форточка при открывании, через оптопару (фотодиод и светодиод) подает команду электронному блоку (см. прил. 3) который выполнен на микросхеме К561ЛН2, и работает следующим образом. Первые три секунды, которые нужны для установки инструмента в проем, схема делает паузу, далее подается команда на намагничивание в течение 1-2 сек. и потом автоматически переходит в режим ожидания. Как только инструмент вытащили, схема начинает новый заряд батареи конденсаторов и по его окончании - готово к работе. Таким образом, блок автоматики имеет следующий алгоритм работы: 1. Получение команды (инструмент вставлен для намагничивания). 2. Выдержка до 3х секунд. 3. Команда на намагничивание. 4. Переход в ждущий режим. При получении команды на намагничивание включается реле P1(см. прил. 3) и своими контактами подает напряжение на управляющий элемент мощного тиристора VD1 Типа Т-123-250(см. прил. 1), он открывается и разряжает батарею конденсаторов через катушку L1, она своим полем намагничивает нужный нам инструмент.

Для размагничивания - с левой стороны прибора имеется прорезь (проём) закрытый форточкой. И если нам необходимо размагнитить инструмент, нужно вставить его в эту прорезь. Алгоритм работы автоматики такой же, как и у намагничивания. Получив команду готовности, вставили инструмент - работа катушки размагничивания и переход в ждущий режим.

Автоматика собрана на составных трех логических элементах К561ЛН2(см. прил. 3) и реле P2. которая своими контактами подает напряжение на управляющий электрод симистора VD2(см. прил. 1) типа КУ208, он открывается и подает переменное напряжение на катушку L2. Катушка своим переменным магнитным полем размагничивает нужный нам инструмент.

При использовании устройства в качестве аппарата для точечной электросварки нажимаем соответствующую кнопку на передней панели. Теперь уже энергию, накопленную на батарее конденсаторов, подаем через резистор ограничения тока R1(см. прил. 1) на свариваемые объекты. Электродом может быть как медный, так и угольный стержень.

При нажатии кнопки "Электрокарандаша" мы блокируем работу всех остальных режимов устройства. Подключаем разъем кабеля электрокарандаша на задней панели и можно работать (производить надписи). Работает схема следующим образом (см. прил.2). Пульсирующее напряжение, полученное с основного диодного мостика через трехжильный кабель поступает на электрокарандаш, внутри которого находится электромагнит P1 и к якорю которого подключен специальный заточенный стержень. Чтобы обмотка электромагнита не перегревалась, служит резистор R1. Чтобы электрод не залипал при написании, установили резистор R2. Основной ток для создания искры проходит через диод VD1 и если это нужно, то через катушку L1 для получения более длинной дуги и далее на подложку.

Электромагнит создает вибрацию стержню при написании, этим самым облегчается работа и улучшается качество написания.

Предлагаемый прибор прост и не требует написания специальной инструкции по его эксплуатации.

Возможности его таковы - после двух импульсов намагничивания отвертка своим жалом примагнитившись к металлическому предмету удерживает себя. И обратное - легко и быстро размагничивается. Возможно, производить надписи на поверхности любого металла, а также легко приваривает (например, лезвие к станине), прожигает отверстия в диаметре до 1 мм в нержавеющей стали толщиной о,5 мм (например, легкоточная пружина).

Использованная литература

1. Чистяков Н.И. Справочная книга радиолюбителя конструктора. М: Радио и связь, 1990 г.

2. Журнал "Радио", №№ 2000-2012 гг.

3. Журнал "Радиоконструктор" №№ 2002-2012 гг.