V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изготовление и экономическое обоснование роторного ветровентилятора для сельских строений в условиях Крайнего Севера
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Якутия славится своими морозами, но летом жара достигает до + 300 и выше. И зимой и летом самым проблемным местом является туалет.Зимой холод в -500 на улице, а летом в жару запах, мягко выражаясь, некомфортно. Поэтому вентилятор жизненно необходим в сельской местности.
Цель исследования: экономически обосновать и собрать роторный ветровентилятор для сельских строений в условиях Севера
Задачи:
изучить источники информации по теме исследования;
изучить технологию изготовления;
экономически обосновать и собрать ветровентилятор;
Предмет исследования: сбор ветровентилятора для сельских строений в условиях Севера
Объект исследования: роторный ветровентилятор
Практическая значимость: данный ветровентилятор можно использовать для проветривания всех загородных построек: сараев, подвалов, туалетов.
Глава1.Организационно-подготовительный этап.
1.1 Обоснование потребности. Постановка проблемы
В проветривании нуждаются многие загородные строения. Без него отсыревают дома и сараи, мокнут погреба и подвалы, а уж пользоваться люфт клозетом, в котором отсутствует вентилятор, мягко выражаясь, некомфортно. Разумеется, оснастить туалет или погреб электрическим приточным или вытяжным вентилятором несложно, однако многие дачные строения далеко не всегда бывают электрифицированными. Благоустраивать дачный участок начинают с проведения водопровода и строительства канализационной системы. На небольших по площади территориях с маленькими сельскими домиками обустраивают на улице кабинку для клозета, который имеет выгребную яму. В этом случае часто возникает проблема появления неприятного запаха от человеческих нечистот. Правда, можно предпринять ряд мер для того, чтобы избавиться от него. Проблема, как устранить запах в туалете, волнует многих владельцев загородных дачных клозетов. Прежде всего, в обязательном порядке требуется вентиляция. Наличие неприятного запаха относится к побочным результатам эксплуатации клозета. Нельзя допускать чрезмерной концентрации газа в санузле, поскольку это может привести к небольшому отравлению, а также к возможному ухудшению здоровья. Вэтом случае вентиляция дачного туалета может быть:
естественного типа, когда воздухообмен происходит в результате передвижения воздушных масс из помещения клозета на улицу;
принудительного типа - неприятный запах эффективно удаляется при помощи работающего вентилятора.
Принудительная вентиляция сельского туалета считается наиболее эффективным способом, поскольку пары зловония удаляются быстро и своевременно. Его суть состоит в комплексном подходе к проблеме воздухообмена туалета. Проветривание кабинки клозета вентиляционным устройством – вариант принудительной вентиляции.
Но вентилятору, о котором я хочу рассказать, электричество не потребуется - его приводит во вращение роторный ветродвигатель.
Сделать такое самодельное устройство сможет каждый. Состоит он из роторного ветродвигателя и 12-лопастного вентилятора. И тот и другой установлены на оси подшипникового узла, в качестве которого используется втулка от переднего колеса велосипеда. Последняя с помощью болтиков М4 и гаек закреплена в центре круга, вырезанного из листа фанеры толщиной 8мм.
Для выполнения проекта мне необходимы знания по следующим предметам:
технология – работа со столярными инструментами, ножницами, шаблонами;
ОБЖ – соблюдение правил техники безопасности;
химия – свойства пластмассы (и хотя я еще не изучаю химию, ее элементы присутствуют в разделе технологии – материаловедение);
математика – расчеты количества заготовки;
экономика – расчет себестоимости изделия;
информатика – оформление проекта и презентации на ПК;
история – историческая справка.
Чтобы ничего не упустить во время работы, я составил «звездочку обдумывания». Это мой план работы.
1.2. Технологический этап.
Подбор материалов, инструментов и приспособлений
Столярные работы я буду выполнять в школьной мастерской. Мне потребуются следующие:
Материалы:
Кастрюля или ведро
Тонколистовой металл
ДВП
Клей «Момент»
Чертежные инструменты:
Линейка
Карандаш
Циркуль
Столярные инструменты:
Тиски
Лобзик
Ручная дрель
Рубанок
Наждачная бумага
Ножницы по металлу
Компьютер, фотоаппарат.
Организация рабочего места и техника безопасности
Надеть рабочую одежду, перчатки
Подготовить рабочее место
Подготовить все необходимые инструменты.
Во время работы быть внимательным.
После выполнения работы все инструменты положить на место, убрать мусор.
Правила безопасности при работе с лобзиком
Перед началом работы лобзиком и шилом проверить, надёжно ли закреплены ручки;
Надёжно крепите выпиловочный столик к верстаку;
Надежно закрепляйте пилку в рамке лобзика;
Не делайте резких движений лобзиком при выпиливании,
Не наклоняйтесь низко над заготовкой.
Правила безопасности при работе ручной дрелью
Надёжно закрепляйте заготовку и подкладную доску;
Надёжно и без перекоса закрепляйте сверло в патроне;
Коловорот или дрель держите крепко и без перекосов, рукоятку вращайте Свободно и без больших усилий;
Коловорот или дрель кладите на верстак сверлом от себя.
Правила безопасности при работе с рубанком
Надёжно закрепляйте заготовку при строгании;
Работайте только рубанком с хорошо заточенным ножом;
Нельзя проверять руками остроту лезвия;
Очищайте строгальные инструменты от стружки только
При помощи деревянного клина;
Инструменты для строгания можно класть на верстак только на бок.
Правила безопасности при работе ручной пилой
При пилении надёжно закрепляйте заготовку, пользуйтесь упорами, стулом и другими приспособлениями;
Пилите только исправной, остро заточённой пилой;
Не делайте резких движений пилой;
Не держите левую руку близко к полотну пилы;
Кладите пилу на верстак зубьями от себя;
Не сдувайте опилки и не сметайте их рукой – пользуйтесь только щёткой.
Глава 2. Практическая часть
2.1 Технологическая карта на изготовление вентилятора
|
№ |
Наименование операции |
Материалы, инструменты, приспособления |
|
1 |
Полуцилиндры ротора ветродвигателя вырезаются из подходящей по размерам алюминиевой кастрюли или ведра. |
|
|
2 |
Роторный ветродвигатель собран из пары полуцилиндров и двух дисков из 6-мм фанеры. Хорошей заготовкой для полуцилиндров послужит старая алюминиевая кастрюля или ведро. Подойдет также и соответствующая по размерам посудина из пластика. Кастрюля аккуратно разрезается по диаметральной плоскости и закрепляется между парой фанерных дисков |
|
|
3 |
Сборка ветродвигателя:1.2- торцевые шайбы (фанера. s8); 3. 4 - полуцилиндры ротора; 5 - уголок для стыковки полуцилиндров и шайб (6 шт.); 6 - крепеж полуцилиндров и шайб (болт M5 с гайками, 12 комплектов). |
|
|
4 |
Изготовление крыльчатки вентилятора(А - заготовка.Б - готовая крыльчатка) |
|
|
5 |
Крыльчатка вентилятора - 12-лопастная: сделать её можно из стального или дюралюминиевого листа толщиной около 2 мм. После изготовления плоской заготовки каждая лопасть крыльчатки дважды сгибается приблизительно на 90 градусов, причем направление изгиба будет зависеть от того, какой вентилятор вам нужен -приточный или вытяжной. |
|
|
6 |
Ветровентилятор устанавливается поверх своего рода ресивера, в качестве которого выступает небольшой пластиковый тазик, в дне которого прорезано отверстие под вентипяционную трубу (асбоцементную или сколоченную из досок). В верхней части ресивера (выше крыльчатки вентилятора) прорезаются отверстия для выхода (или забора) воздуха. |
|
|
7 |
Конструкция вентилятора:1 - роторный ветродвигатель; 2 - гайка крепления ветродвигателя на валу: 3 - подшипниковый узел (втулка от переднею колеса велосипеда); 4 - крыльчатка вентилятора (стальной или дюралюминиевый лист s2); 5 шуруп-cаморез крепления ветровентилятора на вентиляционной трубе ( 12 шт); 6- вентиляционная труба (короб квадратного сечения, сколоченный ит досок s20): 7 - гайка крепления крылчатки вентилятора на валу: 8 - ресивер (пластиковый тазик): 9 - болты и гайки M5 крепления подшипникового узла на крышке ресивера (3 комплекта): 10 - крышка ресивера (фанера s8) |
|
|
8 |
туалет с ветровентилятором:1 - ветровентилятор, 2 - люфтклозет: 3 - вентиляционная труба; 4 выгреб |
Вентиляция нужна в обязательном порядке. Появление неприятного запаха в кабинке туалета - это лишь один из побочных факторов его эксплуатации. Намного опаснее для человека ухудшение санитарного состояния в помещении. Готовый агрегат закрепляется поверх вентиляционной трубы - и он непрерывно будет проветривать туалет.
Экономическое обоснование проекта
Оцинкованный лист (ТСМ) - 0,0625 м2
С1= 350 х 0,0625 = 21,87руб.
Лист из 8 мм фанеры площадью 0,081 м2
С2= 480 х 0,081 = 38,88руб.
10саморезов для сборки
С3 = 0,5 х 10 = 5 руб.
Для шлифования деталей из древесины потребовалась наждачнаябумага-2 листа по цене 25руб. за лист
С4= 2 5 x 2= 50 руб.
При изготовлении деталей использовались электроинструменты и станки. Общее время работы на токарном и сверлильном станках 4 часа и равно расходу электрической энергии в 8 кВт. Расходу электрической энергии при работе ручным электроинструментом приблизительно составили 0,5кВт
С5=4х8,5 = 34руб.
6. Клей «Момент» по54руб.
7. Пластмассовое ведро- 140руб.
Общие затраты составляют:
Себестоимости 21,87+38,88+5+50+34+54+140= 343,75 руб.
Заключение
При изготовлении ветровентелятора я использовал отходный материал: втулку от переднего колеса велосипеда, посудину из под майонеза, пластмассовое ведро, поэтому я с экономил деньги на покупку данных материала. Реальная для меня стоимость изделия составила 120 рублей. Большая экономия для семьи. При установки ветровентилятора воздух вытягивается непосредственно из туалетного бака, запах пропал моментально.
Выводы:
минимум технологических операций при изготовлении;
минимум усилий и навыков при сборке;
простота конструкции;
низкая стоимость;
высокая степень надёжности;
отсутствие шума;
нет необходимости ориентации на ветер;
не вредит окружающей среде и является экологически чистым и безвредным.
Литература:
1. Гуревич М.И., Сасова И.А., Павлова М.Б. Технология. Технический труд: 7 класс: Учебник для учащихся образовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 2008.
2. Денежный П.М., Стискин Г.М., Тхор И. Е. Токарное дело. Изд.2-е, перераб. И доп. Учебник для средних проф.-техн. Училищ. М.: «Высшая школа», 1976.
3. Леонтьев А.В., Капустин В.С.,СасоваИ.А.Технология. Технический труд: 8 класс: Учебник для учащихся образовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 2011.
4. Федотов, Г. Я Дарите людям красоту / Г. Я. Федотов. - М.: Просвещение, 1985. – 25
5. Шегельман И.Р., Быков Е.Н. Поштучный учет и приемка лесоматериалов. Пороки и дефекты древесины. - СПб.: ПрофиКС, 2006. 136 с.
6.Энциклопедический словарь юного техника / сост. Б. В. Зубков, С. В. Чумаков. - ? Педагогика, 1980. - 512 с
Интернет-ресурсы
http://www.toybytoy.com/toy
http://www.dimkin-dvorik.ru/stati-o-igrushk
http://www.etsy.com/shop/friendlytoys
http://delostroika.ru/org/dreved/porod/