Содержание
Из какого материала делают машины
Чен Янкси за рулем машины собственного изготовления.
Чен Янкси за рулем машины собственного изготовления.
Три года назад 26-летнего китайского реквизитора Ли Вейлея так впечатлил бэ) из «Темного рыцаря» Кристофера Нолана, что он построил реплику. На это у него и четырех друзей ушло 70 000 юаней (около 11 тысяч долларов) и всего два месяца работы. Сталь для кузова Ли брал со свалки, перелопатив 10 тонн металла. Чтобы компенсировать расходы, теперь он сдает свой Тумблер в аренду для фото- и видеосъемок, всего за 10 баксов в месяц. Но арендаторы должны быть готовы катать «реплику» вручную. Ездить машина не может, так как у нее нет ни силового агрегата, ни функционального рулевого. К тому же в КНР на дороги выпускают только автомобили, выпущенные сертифицированными производителями.
Гоночная машина из картонного рулона
Итак, что понадобится, чтобы была создана подвижная машинка из картона своими руками, фото которой вы уже видели:
- несколько картонных тубусов одинакового размера;
- краски, кисточка и вода;
- очень плотный картон;
- циркуль или любой предмет с округлым основанием подходящего размера;
- цветная бумага для оформления (удобнее будет работать с самоклеющейся бумагой);
- клей (ПВА или полимерный);
- никелированные канцелярские кнопки.
Машинка из бумаги будет более крепкой и долговечной, если за ее основу взять бумажную втулку от туалетной бумаги. Этот картонный тубус легко превратить в корпус автомобиля, а остальные детали вырезать из обычного картона.
Картонные рулоны
Первым делом окрашиваем в яркие цвета наши картонные тубусы – это будут корпусы спорткаров.
Из плотного черного картона вырезаем кружки – в четыре раза больше, чем заготовлено тубусов. Это будут колеса. Если нет черного картона, можно использовать не цветной, а затем окрасить.
Вырезаем круги из картона
Каждому колесу рисуем белой краской диск. Можно вырезать диски из белой бумаги и приклеить.
Приклеиваем круги
Заранее делаем кружки, которые окрашиваем, как руль автомобиля. Можно также заготовить разные декоративные элементы – стрелки, полоски, языки пламени. Подсохший корпус машинки превращаем в настоящий гоночный автомобиль: вырезаем кабину (одну ее часть отгибаем вверх, как спинку сиденья). С другой – противоположной стороны – клеим руль. Обязательно даем каждой машинке номер и украшаем ее. Колеса прикрепляем к корпусу никелированными канцелярскими кнопками, и вот уже наш спорткар готов к самым настоящим испытаниям!
Раскрашиваем машинку и сажаем водителя
А при желании, с малышами младшего возраста можно использовать такие машинки как материал для закрепления математических навыков. К примеру, составлять таблицу рейтинга, в которой отмечены номера автомобилей в порядке их прибытия на финиш. Ребенок должен выстроить машинки в соответствии с таблицей.
Гоночный заезд
Бэтмобиль
Чтобы иметь бэтмобиль, не обязательно быть Брюсом Уэйном. Можно просто поработать два месяца на городской свалке.
Чтобы иметь бэтмобиль, не обязательно быть Брюсом Уэйном. Можно просто поработать два месяца на городской свалке.
Другой китайский умелец, Ванг Цзиань из провинции Цзянсу, сделал собственную «копию» Lamborghini Reventon из стареньких минивэна Nissan и седана Volkswagen Santana. И также тащил металл со свалки. Потратил на это дело 60 000 юаней (9,5 тысячи долларов). У машины карбюраторный двигатель, она нещадно дымит, у нее отсутствует интерьер и даже стекла, но самому автору получившееся нравится, а соседи считают, что машина Цзианя довольно точно копирует Lambo. Автор утверждает, что способен разогнаться на своем суперкаре до 250 км/ч. Разуверять его никто не рискует.
Из чего делают кузова автомобилей?
Ни в одном другом элементе легкового автомобиля не использовано так много разнообразных материалов, как в кузове. Это конструкционные, отделочные, изолирующие и другие типы материалов. В данной статье мы поговорим из чего делают кузова автомобилей в современном мире? Какие новые технологии появились?
Для изготовления кузова необходимо больше сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.
Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении современных кузовов автомобилей.
Сталь для кузова автомобиля
Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,6. 2,5 мм
. Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой и т. д. Недостатками этого материала являются очень высокая плотность (поэтому кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите.
Этот материал используется для изготовления кузовов давно. Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию. Разработан новый сорт стали
(упрочняющийся во время термической обработки, легированный), позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.
Изготавливается кузов в несколько этапов.
С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются — полуавтоматом в среде углекислого газа или используется контактная сварка.
С появлением алюминия потребовалось разрабатывать новые технологии для получения заданных свойств, которые должны быть у стальных кузовов. Технология Tailored blanks как раз и является одной из новинок – сваренные встык по шаблону стальные листы различной толщины из разнообразных сортов стали образуют заготовку для штамповки. Тем самым отдельные части изготовленной детали обладают пластичностью и прочностью.
Преимущества стали:
- низкая стоимость
- высокая ремонтопригодность кузова
- отработанная технология производства и утилизации кузовных деталей
Недостатки стали:
- самая большая масса
- требуется защита от коррозии
- потребность в большом количестве штампов
- дороговизна
- ограниченный срок службы
Все материалы, о которых говорилось выше, имеют положительные свойства. Поэтому конструкторами проектируются кузова, сочетающиеся детали из разных материалов. Тем самым при использовании можно обходить недостатки, а использовать исключительно положительные качества.
Кузов Mercedes-Benz CL является примером гибридной конструкции, так как при изготовлении применялись такие материалы – алюминий, сталь, пластик и магний
. Из стали изготовлены днище багажного отделения и каркас моторного отсека, и некоторые отдельные элементы каркаса. Из алюминия изготовлен ряд наружных панелей и деталей каркаса. Из магния изготовлены каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и передние крылья. Еще возможна такая конструкция кузова, в которой каркас будет изготовлен из алюминия и стали, а наружные панели из пластика и/или алюминия.
Алюминий для кузова автомобиля
Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно, хотя и были применены впервые в прошлом столетии, в 30-е годы. Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей – капот, каркас, двери, крышу багажника.
Алюминиевые сплавы применяются в кузовостроении пока еще в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у кузовной стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения необходимой акустической характеристики кузова. Учитывая высокую теплопроводность материала и образование на его поверхности окислов алюминия с высокой температурой плавления, для сварки алюминиевых деталей необходимо применять более мощное и дорогое оборудование.
Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального кузова. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.
Достоинства алюминия:
- возможность изготовить детали любой формы
- кузов легче стального, при этом прочность равная
- легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда
- устойчивость к коррозии (кроме электрохимической), а также низкая цена технологических процессов.
Недостатки алюминия:
- низкая ремонтопригодность,
- необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей
- необходимость специального оборудования
- значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.
Lamborghini Reventon
Соседи Ванга Цзианя думают, что сделанный им автомобиль похож на Lamborghini Reventon, и с удовольствием фотографируются за рулем.
Соседи Ванга Цзианя думают, что сделанный им автомобиль похож на Lamborghini Reventon, и с удовольствием фотографируются за рулем.
Как видно, больше всего самодельщики обожают копировать Ferrari и Lamborghini. Внешне. Внутри этой машины авторства Мистера Мита из Таиланда стоит мотоциклетный двигатель Lifan объемом в четверть литра.
Самое смешное и трогательное творение — китайского фермера Гуо из Чженчжоу. Он сделал Lambo для… своего внука. У машины детские размеры — 900 на 1800 мм и электромотор, позволяющий разгоняться до 40 км/ч. Батареи из пяти аккумуляторов хватает на 60 км пути. Гуо потратил на свое детище 815 долларов и полгода работы.
Из чего делают машины
Можно смело сказать: нет ни одной машины, изготовленной из одного какого-либо материала. И чем сложнее машина, тем больше различных материалов используется для изготовления ее деталей. Какой материал выбрать для детали? Этот вопрос конструктор должен решить, исходя прежде всего из ее назначения и условий, в которых ей придется работать.
Возьмем, к примеру, какой-либо металлорежущий станок. Его станину надо сделать тяжелой и монолитной, чтобы станок был устойчивым и не вибрировал при работе. Ее изготовляют из чугуна. Но чугун — хрупкий металл и не выдерживает ударных нагрузок. Все движущиеся части (валы, шестерни, шпиндели, суппорт и т. д.) делают из стали. Для очень ответственных деталей, подвергающихся большим нагрузкам, в отдельных случаях используют специальные легированные стали высокой прочности и износоустойчивости.
Зато для насосов, предназначенных для перекачки каких-либо химических растворов или кислот, эти материалы непригодны: они подвержены коррозии. В этом случае надо использовать нержавеющую или кислотоупорную сталь, фарфор или пластические массы.
Вы конструируете электрическую машину, например трансформатор. Какие вам нужны материалы? А вот какие: для сердечника — трансформаторная сталь с особыми магнитными свойствами, а для электрических обмоток — медь, хорошо проводящая электрический ток.
Самолет должен быть по возможности легким, но в то же время и прочным. Если взять один из самых легких металлов — алюминий, будет выполнена только первая задача. Поэтому применяют алюминиевые или магниевые сплавы: их прочность в 8 раз выше, чем у чистого алюминия. А вот для обшивки космического корабля и эти материалы непригодны: они не выдерживают высоких температур. Здесь на помощь приходят титановые сплавы.
Глубоко под землей работает турбобур (см. статьи раздела «Как добывают полезные ископаемые»). Его долото, вращаясь, сокрушает породу. Но и само изнашивается. Чтобы сменить долото, приходится вынимать всю «цепочку» труб, длина которой достигает 3—5 км. Ясно, что быстро изнашивающееся долото здесь не годится. Поэтому его изготовляют из сверхтвердых сплавов или алмазов.
Условия взаимной работы деталей тоже влияют на выбор материала. Нельзя сделать и вал, и вкладыши подшипника скольжения (см. ст. «Опоры») из стали. Такой подшипник не будет работать: сталь по стали «не скользит». Надо вал сделать из стали, а вкладыши подшипника — из бронзы или из специального сплава — баббита. А если для смазки вместо масла применяется вода, вкладыши подшипника надо сделать из пластических масс. Цилиндры автомобильного двигателя сделаны из стали, а поршневые кольца делают из мягкого чугуна, чтобы при работе не стирались стенки цилиндра.
Но машина должна быть еще и технологичной, т. е. удобной для изготовления (см. ст. «Что такое технология»). Это тоже связано с выбором материалов. Возьмем, например, корпус редуктора. Его можно сделать и из чугуна, и из стали. На чем же остановиться? Выбор делает технология — попробуйте выточить из целого куска стали деталь такой сложной конфигурации. Сколько потребуется труда, различных станков, сколько лишнего металла будет превращено в стружку! Такую деталь надо отливать из чугуна — просто, удобно и почти никаких отходов.
При выборе материала конструктор обязан постоянно думать о стоимости машины. Прежде чем окончательно принять решение, он должен несколько раз проверить: а нет ли более дешевого материала с требуемыми свойствами.
Надо сказать, что сейчас у конструкторов почти неограниченный выбор материалов. Там, где не подходит металл, они обращаются к пластмассам. Это не случайно: сейчас созданы пластмассы, которые и прочнее, и легче, и дешевле
стали. Мало того, они обладают такими качествами, которых нет у металлов, например прозрачностью, способностью пропускать невидимые лучи, устойчивостью против коррозии. А самое главное — пластмассы очень легко обрабатывать. Нагреванием и давлением из них можно получать детали любой формы, не требующие последующей обработки.
Пользуются конструкторы-машиностроители и железобетоном, который применялся раньше только в строительстве. А теперь из него делают станины для тяжелых станков.
Как видите, различные материалы начинают теснить металлы. Но металлурги не сдаются. Они создают все новые и новые способы изготовления деталей. Один из интереснейших — металлокерамический, т. е. прессование деталей из металлических порошков (см. ст. «Порошковая металлургия»). Этот способ позволил конструкторам проектировать детали сложнейшей конфигурации из различных металлов и сплавов.
При выборе материалов конструктор не должен забывать и о тех возможностях, которые дает ему применение тех или иных способов металлопокрытий и термической обработки (см. ст. «Защита металла»). Например, закалка концов вала повысит его прочность и износоустойчивость; хромирование, никелирование, кадмирование и другие покрытия позволят защитить деталь от коррозии, сделать ее красивой.
Надежность и долговечность
Конечно, хорошо, когда внешний вид машины радует глаз (см. ст. «Техника и эстетика»). Но надежность машины в работе — более важное качество.
Надежность машины складывается из двух основных моментов: прочности конструкции и четкости работы механизмов. Казалось бы, выбирая наиболее прочные материалы, увеличивая размеры и сечение деталей, конструктор может создать «сверхпрочную» машину, которая выдержит любую нагрузку. Но такое решение будет неверным. Оно приведет к излишней затрате материалов и труда на их обработку, к увеличению веса и размеров машины. Может случиться и так, что «сверхпрочная» машина окажется неуклюжей и непригодной к работе. Значит, к вопросу прочности надо подходить более разумно. Безусловно, все детали машины должны быть рассчитаны на ту нагрузку, которую им придется выдерживать при работе, но наиболее ответственные из них должны иметь определенный запас прочности. И величина этого запаса определяется прежде всего назначением детали и последствиями в случае ее поломки.
Возьмем для примера обыкновенный стальной трос. С его помощью раздвигают занавес перед экраном в кинотеатрах, поднимают грузы на подъемных кранах и людей в кабинах лифтов и т. д. Что произойдет, если оборвется трос занавеса? Ничего особенного — занавес раздвинут вручную. При обрыве троса подъемного крана упадет груз, и это может причинить серьезный ущерб. И уж совсем недопустимо, чтобы оборвался трос пассажирского лифта. Кроме того, в кабину лифта иногда заходит пассажиров больше, чем положено. Поэтому, конструируя пассажирский лифт, конструктор обязан применять тросы, способные выдержать нагрузку в пять раз больше расчетной. Иными словами, конструктор должен в данном случае предусмотреть пятикратный запас прочности.
Значительно труднее обеспечить четкость работы всех механизмов машины. И эта трудность тем больше, чем машина сложнее. Следовательно, конструктор должен стремиться к простоте кинематической и электрической схем машины. Чем меньше движущихся и трущихся деталей, чем меньше электрических контактов, тем легче обеспечить их четкую работу.
Подчас работа машины зависит от работы не очень важных на первый взгляд ее деталей. Если, скажем, засорится фильтр бензопровода в автомобиле, то двигатель заглохнет и машина постепенно остановится. А если прекратится подача топлива или смазка в двигателях большого скоростного самолета — это грозит катастрофой. Следовательно, конструктор должен оценить значение каждого узла и последствия его повреждения и, если надо, предусмотреть установку резервных устройств.
С другой стороны, многие мелкие неисправности, возникающие в машинах во время работы, не принесут вреда, если их вовремя заметить и устранить. Поэтому, создавая, например, гидравлическую или паровую турбину для электростанции, необходимо предусмотреть соответствующие контрольно-измерительные приборы и устройства, своевременно сигнализирующие о возникших ненормальностях в работе машины.
Если все эти условия выполнены, машину можно считать надежной. Но как долго она будет такой? Вечных машин, конечно, не бывает: даже самые прочные детали рано или поздно изнашиваются, даже самый крепкий металл устает и разрушается. Но разные детали работают в различных условиях. Станина станка, изнашиваться они будут неодинаково. В каждой машине есть группа деталей, которые изнашиваются значительно быстрее, чем другие. Следовательно, одним из способов продления срока службы машины и сохранения ее надежности является своевременная замена быстро изнашивающихся деталей и целых узлов.
Исходя из назначения машины и условий ее будущей работы, конструктор должен определить время надежной работы этих деталей, сроки замены, а также обеспечить возможность заменять их удобно и быстро. При этом в ряде случаев с целью повышения надежности машины такая замена производится задолго до износа механизма. Так, авиационные двигатели снимают с самолетов после определенного времени их работы, даже если они в хорошем состоянии. А на судах и наземных машинах они работают в несколько раз дольше.
Мы говорили о том, что конструктор должен в новой машине использовать возможно больше деталей и приборов, уже выпускаемых промышленностью. Но и к этому вопросу надо подходить очень внимательно.
Представьте себе, что конструкторское бюро разработало, а завод изготовил сложную электронно-счетную машину. Все в ней хорошо продумано, и завод сделал все возможное, чтобы машина была надежной. В этой машине завод применил электронные лампы, изготовленные на другом заводе. И завод электронных ламп в свою очередь сделал свои лампы тоже добротными и установил им большой срок службы, скажем тысячу часов. Но мы не учли одного обстоятельства. Дело в том, что в счетной машине пять тысяч ламп. Через некоторое время
лампы начнут выходить из строя, и постепенно вероятность порчи ламп составит до 5 штук в час! Разве такую машину можно считать надежной? Поэтому создатели машин пошли по другому пути: они стали применять в электронно-счетных устройствах вместо ламп более надежные полупроводниковые приборы и тем самым повысили надежность работы всей машины в целом.
Конечно, нельзя всю ответственность за надежность и долговечность машины возлагать на конструкторское бюро. Не менее важную роль играет и завод-изготовитель. Высокое качество используемых материалов, правильность изготовления деталей, строгое соблюдение технологии их обработки, точность сборки и общая культура производства — обязательные условия высокого качества машины.
Разумеется, надежность работы машин во многом зависит и от обращения с ней в эксплуатации. Машина требует внимания и бережного отношения. У одного велосипед служит несколько лет, а у другого приходит в негодность за одно лето.
Нельзя забывать и о том, что повышение надежности и долговечности не дается даром — оно неизбежно ведет к увеличению стоимости машины. До каких же «пределов» следует увеличивать надежность, а следовательно, и стоимость машины? Ответ на этот вопрос должны дать экономические расчеты.
В одном случае, например, надо определить, что выгоднее: сделать дорогую машину, которая будет безотказно работать десять лет, или машину подешевле, которую через пять лет заменить другой, более совершенной? В другом — сравнить, что больше: затраты на изготовление дорогих, но надежных машин или убытки от простоев из-за частых ремонтов более дешевых машин? В третьем — учесть значение этих машин в работе других машин, цеха или завода в целом. На основании этих расчетов определяется экономически целесообразная степень надежности и долговечности новых машин. Но в том случае, когда от надежности машины зависит здоровье и жизнь людей, вопросы ее стоимости отступают на второй план.
самодельный ламборгини
Старый Гуо везет внука на самодельном мини-Ламборгини.
Старый Гуо везет внука на самодельном мини-Ламборгини.
Вьетнамский автослесарь из провинции Бакзянг создал подобие Роллс-Ройса, использовав для этого старую вазовскую «семерку». Купил ее за 10 миллионов донгов (примерно 500 долларов). Еще 20 миллионов потратил на «тюнинг». Большая часть суммы пошла на металл, электроды и решетку радиатора а-ля «роллс-ройс», заказанную в местной мастерской. Получилось грубо. Но парень прославился. Настоящий Rolls-Royce Phantom во Вьетнаме стоит около 30 миллиардов донгов.
самодельный rolls-royce
Вьетнамская пародия на Роллс-Ройс, сделанная из Лады седьмой модели.
Вьетнамская пародия на Роллс-Ройс, сделанная из Лады седьмой модели.
Самавто-2017
На просторах бывшего СССР тоже сильны традиции самостроя. В советские годы было движение, называемое «самавто», объединявшее энтузиастов самодельных автомобилей и мотоциклов. И таковых было немало, так как в те годы казалось, что собрать своими руками машину проще, чем купить — несмотря на тотальный дефицит запчастей и бюрократические препоны. А какие интересные проекты рождались в те годы! ЮНА, Панголина, Лаура, Ихтиандр и прочие… Да, были люди. Впрочем, и остались.
Несколько лет назад я писал о детище москвича Евгения Данилина под названием «Калистрат» — внедорожнике, напоминающем Hummer H1, но значительно превосходящем его по проходимости.
Какой автомобиль сделать
Чтобы выбрать для изготовления подходящий вид поделки, следует трезво оценить свои силы, и средства. Если подросток самостоятельно решил заняться этим процессом, то ему следует начать с простых идей машинок выполненных своими руками.
Для начала можно выбрать поделку из картона и бумаги. Делать их относительно просто, и комплектующие материалы с инструментами имеются под рукой. Потребуются только ножницы, клей, а так же картон.
Как делать бумажные машинки, если опыта в конструировании совсем нет? С чего следует начинать, и каковы последующие этапы работы? Относиться к этим вопросам нужно серьезно. Ребенок должен научиться ставить перед собой задачу, и уметь ее решать.
Самодельный автомобиль Евгения Данилина
«Калистрат», или «жертва ядерного взрыва», Евгения Данилина.
«Калистрат», или «жертва ядерного взрыва», Евгения Данилина.
Тут же вспоминается давнее знакомство с Александром Тимашевым из Бишкека. Его мастерская ZerDo Design в 2000-х создала целую серию интересных самоделок, первой из которых стал «Бархан», также подобие Хаммера на базе ГАЗ-66. Потом появилась «Бешеная кабина» (Mad Cabin), типа американского хот-рода, сделанная из кабины армейского грузовика ЗИЛ-157 — «Захара». Подробный рассказ об этом проекте тут.
За «Бешеной кабиной» последовали самоделки в стиле ретро — так называемые репликары, спидстер и фаэтон. И для них киргизские мастера изготавливали не только кузовы и интерьеры, но даже рамы.
Кузов из стали: в чем плюсы и минусы?
Производители изготавливают основные детали кузова из стали, причем предпочтение отдается низкоуглеродистому листовому материалу, толщина которого 0,65-2 мм. За счет применения листовой стали в 2 мм удалось снизить общую массу авто и при этом повысить жесткость кузова. И обусловлено все это высокой механической прочностью материала, а также его способностью к вытяжке и высокой технологичностью соединения после сварки. При этом у такого материала есть и некоторые недостатки и связана они с высокой плотностью и низкой коррозионной стойкость стали. По этой причине для защиты от коррозии данный материал требует сложных мероприятий.
Источник https://i-ride.ru/avtoyurist/iz-chego-delayut-mashiny-2.html
Источник