Лопасти для ветрогенератора

,

Популярные новости
Наш опрос

Оцените сайт

Новости от наших партёнров

XML error in File: http://solargenerator.com.ua/engine/rss.php XML error: at line 0

» Январь 2019 «
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

Примущества и недостатки однолопастных ветрогенераторов (ветряков)

  • 22 октября 2014 |
  • 00:10 |
  • VMoseichuk |
  • Посмотрело: 5113 |
  • Комментарии: 0 |
  • 40
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Главное достоинство однолопастных ветрогенераторов – высокие обороты вращения. У них вместо второй лопасти установлен противовес, мало влияющий на сопротивляемость движению воздуха, что даёт возможность использовать их для генераторов с высокими оборотами вращения, в том числе асинхронными и синхронными. А это позволяет уменьшить массу и габариты всей установки.
1-лопастный ветряк имеет быстроходность Z = 9,0, т.е. однолопастной ветряной генератор крутится почти в 2 раза быстрее трехлопастного при одинаковой скорости ветра (количество оборотов однолопастной турбины диаметром 2 метра при скорости 9 м/с 774 оборотов в минуту, а у трехлопастной — 478). Поэтому они могут работать и при более слабых ветрах. Однако стоимость тихоходного асинхронного двигателя больше из-за большего количества полюсов, и вес его выше. Поэтому часто даже выгоднее использовать готовый мотор-редуктор, а не просто один двигатель.
Кроме того шум от вращения одной лопасти при средних ветрах 4-8м/с будет в 1,5-2 раза меньше, чем у трёхлопастных аналогов, несмотря на большую скорость вращения. Это результат меньшего количества источников аэродинамического шума – один вместо трёх концов лопастей, с которых и срываются турбулентные вихри, создающие шум.
Недостатки однолопастного ветряка: из-за высокой скорости вращения велик и гироскопический эффект, что замедляет поворот при смене ветра и создает дополнительную нагрузку на лопасти, ступицу и узел поворота. Также сила удара быстроходной лопастью выше, т.е. такие ветряки опаснее. Необходима точная балансировка лопасти.

,

Популярные новости
Наш опрос

Оцените сайт

Новости от наших партёнров

XML error in File: http://solargenerator.com.ua/engine/rss.php XML error: at line 0

» Январь 2019 «
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

Устройство и принцип работы безлопастного ветрогенаратора Vortex Bladeless

  • 7 июля 2015 |
  • 12:07 |
  • VMoseichuk |
  • Посмотрело: 14427 |
  • Комментарии: 1 |
  • 60
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Когда цилиндрическая структура, как труба, стоит на пути жидкости или ветра, происходит явление, называемое вихрями Кармана. Жидкость или воздух образуют цикличность, закрученную в спиральном движении, что делает колебания по бокам. Он имеет аэродинамическое объяснение и расшифрован физиком Теодором фон Карманом в 1911 году.

С тех пор инженер принимает во внимание эти вихри и делает доступными методами профилактику для предотвращения неустойчивости инфраструктур от компрометации. Испанский стартап Vortex Bladeless решил сделать новый шаг и использовать это негативное для обычных инженеров явление для получения энергии ветра. Для этого, они создали Вихрь, ветровую турбину без лопастей, что колеблется от одной стороны к другой в соответствии с ветром, чтобы захватить кинетическую энергию.

Вот как это работает

«Эти вихри — проблема, как правило, инженеры стараются избегать любой ценой, потому что здания могут рухнуть,» объясняет Дэвид Суриол (Devid Suriol) соучредитель Vortex Bladeless. Менеджер объясняет, что его дело обстоит как раз наоборот: «Мы сознательно искали и оптимизировли его».

Чтобы сделать это, компания создала структуру, где геометрия в сочетании с частотой колебаний вихря заставляет их повторяться вокруг неё. Принцип работы Vortex Bladeless — турбина содержит систему катушек и магнитов (магнит колеблется в катушке как в генераторе Фарадея, фонарике Фарадея только эти катушки зависят от направления как это сделано у них независимо от направления не очень понятно — В.М.), интегрированных в механизм, который в дополнение к генерации электроэнергии сделан так, что структура «настроена» на правильную частоту, чтобы оптимально качаться в ритме вихря. То есть это фактически резонансный генератор, работающий от ветра!

Устройство представлено в виде вертикального конусообразного цилиндра, изготовленного из стекловолокна, что делает его как легким, так и жестким. Текущие прототипы достигают шести метров в высоту, хотя компания планирует более высокие версии. В 2015 году они будут запускать модель 12,5 метров и в течение трех лет, один выше, чем 100 метров. «Чем больше высота, тем больше производительность,» объясняет Девид.

«Работая не с лопаcтями мы устраняем многие из традиционных движушихся механических частей турбины, что позволит существенно сократить расходы на производство ветровой энергии и эксплуатационные расходы,» говорит соучредитель. Он рассчитывает добиться снижения на 53% в расходов по строительным процессом по сравнению с обычной ветровой турбиной. Кроме того, «сокращение и отсутствие лопастей также будет способствовать транспортировке и упростит работы по техническому обслуживанию,».

Преимущества

В дополнение к снижению затрат, эта технология имеет и другие полезные функции, по сравнению с другими моделями. Суриол объясняет, что вихрь может генерировать энергию в широком диапазоне скоростей ветра, «выше, чем у обычных ветровых турбин.» В частности, устройство стартует от скорости ветра в один метр в секунду «, меньше, чем требуется по традиционной турбины» объясняет он. При нескольких лопастях турбины начинают работу с трех метров в секунду.

Цилиндрическая форма структуры также исключает необходимость ориентировки ветровой турбины в направлении ветрового потока. Тем не менее, в тех же условиях, энергия, вырабатываемая Vortex будет на 30 % ниже, чем от традиционной ветровой турбины.
Кроме того, его конструкция делает турбину менее ранящим природный ландшафт и отсутствие лопастей делает его менее опасным для птиц. Нова турбина не производит шум, уменьшая воздействие на окружающую среду еще больше.

К пьезоэлектрическому генератору

В среднесрочной и долгосрочной перспективе, исследователи Vortex работают над альтернативой электромагнитной индукции для того, чтобы генерировать электричество из вихревых колебаний. Эта альтернатива будет основываться на пьезоэлектричестве.

Это явление, обнаруженное в 1880 году братьями Пьером и Жаком Кюри, происходит в некоторых кристаллах, таких как кварц, которые не имеют центра симметрии. При сжатии их масса поляризована и генерирует электрический потенциал.

С момента своего открытия, пьезоэлектричество (от греческого piezein, «крутить или сжать») служил для многих целей, начиная от проектирования гидролокаторов подводных лодок и механизма зажигалки и часов, до усилителей и микрофонов гитар. Пьезоэлектричество также используется для приложений сбора энергии, но не для получения большого количества энергии.

Что касается Vortex, в том числе по пьезоэлектрическим генераторам в устройстве цилиндра, колебания ветра деформируется компоненты, таким образом, что можно производить электричество. «Сейчас пьезоэлектрические материалы существующие сегодня не достаточно сильны, чтобы быть прибыльным, но будут необходимы,» объясняет Суриол. Тем не менее, существуют различные исследовательские группы, работающие над новыми материалами на основе пластмасс и керамики, более мощных и более легкого веса «, что действительно было бы интересно Vortex», заключает он.

А ребята молодцы — собрали за месяц 64,550USD из необходимых 50,000USD к 30 июля 2015 года https://www.indiegogo.com/projects/vortex-bladeless-a-wind-generator-without-blades—3#/story

Категории: Вертикальные ветрогенераторы / Схемы, чертежи, советы / ЕС, Европейский Союз / США
Ключевые слова (теги): Vortex Bladeless, безлопастный ветрогенератор, безлопастный ветряк, вертикальный ветрогенератор, вертикальный ветряк, вертикальная ветроустановка, вертикальная турбина, Vertical Axis Wind Turbine, Vertical Windmill, пьезоэлектрический генератор, пьезоэлектрический ветрогенератор, пьезоэлектрический ветряк, вихревая дорожка Кармана, вихревой генератор, вихри Кармана

ВЛ — винтовая лопасть (тип сварной)

Сварные винтовые лопасти привариваются к трубе, геометрия лопастей учитывает особенности установки сваи. Соединительный шов может выполняться электродуговым методом или с использованием газовой сварки. Лопасть приваривается к нижнему окончанию ствола сваи выполнено в форме заостренного конуса. Это заострение формируется благодаря плазменной резке, чем гарантирует высокое качество и несомненную точность изделия. Преимущества – относительно низкая себестоимость изготовления и реализации. Винтовые сваи со сварными лопастями могут быть разнообразных диаметров от 57 до 325 мм и больше). Ограничения – невозможность использования на каменистых и скалистых грунтах, ограничена возможность применения на мерзлых глинистых почвах.

Сварной тип винтовых лопастей

ОЗМК (Одинцовским Заводом Металлоконструкций) изготавливаются и реализуются комплектующие к различным типам (наименованиям) винтовых свай – лопасти для их винтовых наконечников (шнеков), от которых зависит надежность самих свай.

При производстве лопастей для винтовых свай (СВС, СВСТ), выполненных из электросварных труб, нами в качестве материала используется исключительно качественная горячекатаная толстолистовая сталь и самое современное оборудование. Так при вырезании заготовок для будущих лопастей наконечников для винтовых свай нами используется плазменная резка, оснащенная компьютеризированным управлением. Благодаря этому мы имеем возможность вырезать практически идеально ровные заготовки заданной геометрической формы и необходимых размеров из листовой стали любой марки.

Далее путем прессования на гидравлическом прессе с матрицей эти заготовки изгибаются под определенным углом, что в дальнейшем обеспечивает легкое завинчивание свай в почву и выполнение лопастью своей основной функции – снизить давление сваи на грунт и воспрепятствовать его морозному пучению, способному даже ее выдернуть. Неправильно изготовленные лопасти существенно снижают выполнение этой функции, что в дальнейшем может привести к проблемам с сооружаемым фундаментом.

Для желающих купить винтовые лопасти производства компании «ОЗМК» предлагаем ознакомиться с их видами и ценами на них в нашем прайс-листе, который распологается чуть выше.

Винтовые лопасти сварного типа нами изготавливаются с учетом особенностей дальнейшей установки сваи и привариваются к нижнему окончанию ее ствола (трубы), выполненного в виде конуса с острым концом, электродуговой или газовой сваркой. Заостренные наконечники для винтовых свай мы изготавливаем с применением плазменной резки, что обеспечивает высокое качество свай в целом.

Преимущества наших винтовых свай со сварными лопастями:

  • приемлемая цена реализации;
  • разнообразие диаметров (57-325 мм и более);
  • соответствие ГОСТам;
  • возможность отдельно купить наконечник винтовой сваи.

ВЛ — винтовая лопасть (тип сварной) Москва
ОЗМК (Одинцовским Заводом Металлоконструкций) изготавливаются и реализуются комплектующие к различным типам (наименованиям) винтовых свай – лопасти для их винтовых наконечников (шнеков), от которых зависит надежность самих свай.

Самостоятельное изготовление винтовых свай

Свайно-винтовой фундамент настолько популярен, что буквально в каждом населенном пункте можно встретить многочисленные конструкции, опирающиеся на него. Так как технология установки такой основы не вызывает особых трудностей, некоторые умельцы пошли дальше и начали изготавливать винтовые сваи своими руками. Это вполне реально, тем более если вы хотите возвести на своем участке легковесную постройку, а для строительства массивной жилой постройки лучше отдавать предпочтение заводским изделиям. Сразу оговоримся, что для такого процесса не потребуется сложное оборудование, и это тоже говорит о простоте работы.

Конструкция винтовой сваи

Чтобы опора получилась качественной и прочной, необходимо ознакомиться с ее конструкционными особенностями. Свая с лопастями включает в себя несколько элементов:

  • ствол, который представляет собой круглую трубу. Толщина ее стенок равна 4 см;
  • наконечник в форме конуса, закрепленный на нижнем конце опоры;
  • лопасти, образующие спиральный виток, приваренные на конус;
  • оголовок – заглушка, которую приваривают к верхушке трубы.

Оголовок нужен тогда, когда планируется строительство наземной части конструкции из деревянных материалов. Чтобы придать оголовку большей прочности, его обычно усиливают ребрами жесткости. В каждом углу заглушки необходимо просверлить отверстия (в диаметре 24 мм).

Самодельная винтовая свая

Начало работы

Первое, что нам необходимо сделать, это составить чертеж будущей винтовой сваи. Это может быть самый простой набросок, но он даст вам возможность отметить все необходимые размеры опорного стержня, да и подсчет нужного количества материалов с его помощью будет идти легче. Здесь же будет размечаться каждый элемент заготовки.

На чертеже необходимо указать:

  1. Какого диаметра будет труба.
  2. Необходимую длину опоры с учетом конуса.
  3. Высоту или угол конуса.
  4. Расстояние от низа лопасти до самой верхушки конусного наконечника.

Чертеж и размеры основных элементов

Если вам нужны опоры под деревянную конструкцию, не забудьте предусмотреть оголовок (заглушку) и усиление в виде ребер жесткости. Здесь работа может застопориться из-за необходимости точно указать длину сваи, а выяснить вы это сможете только после того, как будет проведен анализ грунта. Нас интересует глубина залегания плотных грунтов. Правильнее всего будет заказать анализ почвы в специализированном бюро, но за такую услугу придется немало заплатить. Но, так как на самодельных сваях вы вряд ли будете строить жилую постройку, можно обойтись без нецелесообразных для легкой конструкции трат. Можно спросить у знакомых или соседей, которые вели серьезное строительство, не известна ли им такая информация, вдруг они смогут ее прояснить. Технология предусматривает следующее: по своей длине опора должна превосходить глубину залегания несущего слоя на 0,5 м, именно на столько она будет возвышаться над уровнем земли.

Определив размеры, можете начинать изготавливать лопасть в домашних условиях, для чего вам понадобится:

  • качественная листовая сталь;
  • плазморез;
  • тиски;
  • шаблоны, при помощи которых размечают внутренний и наружный диаметр заготовки;
  • оборудование, на котором растягивают винтовую спираль (можно ограничиться ломом).

Этапы работ

Так как нужно изготовить не одну сваю, с циркулем вы будете возиться очень долго. В данном случае лучше изготовить специальные шаблоны, которые ускорят процесс разметки лопастей. Здесь нужно будет сделать самому два шаблона. На одном из них необходимо начертить малый круг с диаметром, равным диаметру трубы по ее наружной стороне. Второй шаблон будет содержать большой круг, а его диаметр будет равен наружному диаметру винта. На каждом шаблоне должна быть нанесена центральная ось, что упростит их посадку на стальную полосу в момент нанесения разметки. Теперь, когда шаблоны готовы, можно переходить к следующему этапу.

Кроим полосу

Чтобы расход материала свести к минимуму, необходимо правильно провести раскрой стальной полосы. Обратите внимание на то, что ее длина и ширина будут кратны наружному диаметру лопасти (заготовки):

  • по ширине большой шаблон должен лечь без припусков. К примеру, он имеет диаметр 250 мм, а значит, ширина полосы должна составлять все те же 250 мм;
  • длина полосы должна быть равна диаметру шаблона лопасти, умноженному на количество заготовок. Припуски зазоров тут не нужны.

Раскрой полосы

Чтобы добиться одинакового размера всех винтовых лопастей, полосу необходимо расчертить, для чего по длине лопасти проводят горизонтальную ось, и вертикальную – шаг которой обязательно должен равняться диаметру винтовой лопасти. Первая вертикальная линия будет проходить от короткой стороны полосы на том расстоянии, которое будет равно ½ диаметра заготовки.

Теперь необходимо разметить круги, а поможет нам в этом шаблон. Процесс может проводиться в произвольном порядке, то есть вы можете разметку начинать с малых кругов, а завершать большими, или в обратной последовательности, разницы нет.

Создание винтовой спирали

Когда вся разметка готова, настало время заняться вырезанием заготовок. Сначала наносится надрез начиная от вертикальной оси и до внутреннего круга, а далее по внутренней оси. В конце нужно вырезать наружный контур винтовой лопасти.

Вырезание заготовок

Здесь нам понадобится оборудование – тиски и разводной рычаг. Образовавшиеся кольца одно за другим фиксируют тисками так, чтобы вертикальный разрез был повернут вверх, а затем аккуратно рычагом разводят в разные стороны торцы. После того как первый торец отогнули, необходимо высвободить заготовку из тисков, перевернуть ее на другую сторону, и точно так же отогнуть второй торец. Перемеряем расстояние – оно должно составлять между ними от 130 до 140 мм, при диаметре лопасти в 200 мм. Следите за тем, чтобы конец винтовой лопасти, входящий в землю, был меньше отогнут, нежели верхний.

Изготовление винтовой спирали

Обратите внимание, что в данном процессе это наиболее сложная и ответственная задача, ведь неправильно выверенный угол не позволит вам произвести вкручивание винтовой опоры в грунт.

Работа над конусом

В промышленных условиях наконечники производят по методу литья, но по понятным причинам домашняя технология видоизменена, и мы будем мастерить конус из трубы – именно так происходит изготовление винтовых свай частным образом.

Треугольники для формирования наконечника

Теперь возвращаемся к процессу изготовления шаблона. В данном случае он будет представлять собой треугольник, который нужно вырезать из тонкого металлического листа (можно заменить картоном). Высота нашего шаблона будет равна диаметру трубы, умноженному на два.

Размер основания определяется путем простейших расчетов:

  • сначала подсчитываем длину окружности ствола в разрезе, для чего наружный диаметр ствола необходимо умножить на 3,14;
  • полученную цифру делим на сектора, из которых будет изготовлен винтовой конус. Если мы берем трубу, диаметр которой равен 76 мм, то нам вполне хватит четыре сектора. Так мы быстро и точно вычислили длину основания нашего шаблонного треугольника.

Формируем конус

Размечаем 4 сегмента с помощью изготовленного ранее шаблона, и болгаркой вырезаем их из трубы. Треугольники, которые остались на трубе, без лишнего усилия нужно кувалдой подогнуть к центру поперечного сечения. Набивать нужно до тех пор, пока они полностью не сомкнутся. Теперь в работу вступает сварочное оборудование. Стыковочные швы заваривают сварочным аппаратом. При необходимости количество сегментов-треугольников может быть увеличено. Следите за тем, чтобы шов от сварки был аккуратным, иначе он может разойтись, и усилия будут напрасными.

Установка лопасти на наконечник

Когда лопасть будет устанавливаться на конус, ни в коем случае не должны появиться зазоры. Если все же они есть, придется корректировать угол подъема спирали. Сверьте расстояние от нижнего угла спирали до конусной вершины – у вас должно получиться 50 мм. Когда элементы плотно сомкнуться между собой, стык проваривается ровным сплошным швом.

Ни в коем случае нельзя допускать прерывистый шов, ведь при завинчивании в грунт на винт будет воздействовать огромная нагрузка.

Настало время приваривать оголовок и ребра жесткости, созданные в форме треугольников с прямым углом и катетом в 50 мм. Именно катет приваривают к низу оголовка и трубе.

Вот так несложная технология и абсолютно простое оборудование позволят вам самому сделать отличные лопастные сваи, на которых можно обустроить небольшую легкую конструкцию.

Винтовые сваи своими руками: инструкция
Профессионалы раскрывают секреты технологии изготовления винтовых свай. Самодельные опоры позволят сэкономить на дачном строительстве.

Лопасти для винтовых свай

Количество построек, возведенных на винтовых сваях, растет с каждым годом. Уже тысячи потребителей оценили их надежность. Каждая из винтовых свай имеет одну или несколько лопастей, способствующих равномерному распределению вертикальной нагрузки.

Лопасти для винтовых свай купить можно различного диаметра и конфигурации. Что же они из себя представляют и какие функции выполняют?

Лопасть находится на конце сваи и превращает ее в своеобразное подобие винта, который без особого труда ввинчивается в грунт. Если лопасть делается с технологическими нарушениями, то есть опасность, что она не войдет в грунт или вовсе оторвется в момент закручивания.

Большинство компаний, специализирующихся на винтовых сваях, используют двухсегментные лопасти. Это понижает устойчивость свай к вертикальной нагрузке. Она не прослужит долго, если не учесть эту особенность и не повысить ее сопротивляемость.

Лопасти для винтовых свай — СВАЙНОЕ ДЕЛО
Компания «Свайное дело» — изготовление цельногнутых лопастей для винтовых свай по собственной технологии.

Источник: xn—-7sbfkdcyunkfz.xn--p1ai

Изготовление винтовых сваи своими руками

При наличии материалов, электроинструмента можно сконструировать винтовые сваи своими руками, немного снизив бюджет строительства. Экономия составляет 15 – 20%, однако домашний мастер может быть уверен, что СВС будет иметь максимальный ресурс. Многие недобросовестные производители для снижения себестоимости изделий используют шовную трубу, допускают брак при центровке наконечника, что снижает характеристики фундамента многократно.

Конструкция винтовой сваи

Конструкция СВС промышленного производства предельно простая. Бесшовная толстостенная труба имеет отверстия или хомуты в верхней части для крепления рычагов, заостренный наконечник-пику с лопастью в нижней части. Для слабых грунтов может использоваться вторая лопасть на расстоянии 0,4 – 0,6 м от нижнего винта. Специальное антикоррозионное покрытие защищает металлические элементы от разрушения.

Изготовление винтовой сваи пошагово

На начальном этапе достаточно купить бесшовную трубу со стенкой 4 – 5 мм, независимо от того, какая конструкция будет опираться на свайное поле. Для остальных элементов СВС (свая винтовая сварная) понадобится листовой металл 4 – 6 мм толщины. Все детали стыкуются сваркой, для кроя потребуется УШМ с диском по металлу либо более современное оборудование (например, плазморез), которое часто присутствует в арсенале домашнего мастера.

В зависимости от глубины залегания пласта с достаточной несущей способностью, длина СВС составляет 2 – 3 м. Более длинные изделия вкручивать вручную неудобно, поэтому при необходимости погружается трехметровое изделие, наращиваемое у земли куском точно такой же трубы несколько раз. Труба должна соответствовать нескольким критериям при выборе:

  • обеспечивать легкий крой
  • иметь достаточную жесткость
  • соединяться сваркой

Указанным параметрам оптимально соответствует сортимент из сталей 09Г2С (соответствует ГОСТ 19281) либо Ст20 (соответствует ГОСТ 8732).

Варианты наконечников

Проще всего в изготовлении вариант сваи с трубным наконечником. Затем идет крестообразная пика, лепестковая технология. Самым сложным наконечником является приварной вариант.

Крестообразная пика

Для изготовления этого наконечника потребуется четыре заготовки из листовой стали. Технология имеет вид:

  • крой листа – 1 круглая заглушка для трубы; 1 треугольник (основание равно диаметру трубы, высота составляет 2 – 2,5 диаметра); 2 косынки, служащие ребрами жесткости для треугольника
  • прихватка – треугольник устанавливается под прямым углом на основание-заглушку, по бокам прислоняются косынки
  • сварка – двойной шов для всех стыков

Лопасть в этом варианте невозможно приварить к пике, поэтому она начинается выше. В сочетании с крестообразной формой это заметно увеличивает усилие закручивания.

Сварной наконечник

Пика изготавливается из нескольких заготовок-лепестков треугольной формы. Для диаметров 76 – 89 мм обычно используют 4 лепестка, для диаметров 108 – 159 увеличивают до 5 лепестков, для труб 219 – 325 применяется 7 – 11 лепестков. Шаблон имеет размеры:

  • короткая сторона равнобедренного треугольника 3,14D/n, где n – число лепестков
  • высота треугольника составляет 2 – 2,5 диаметра трубы

Из заготовок сваривается пика, которую необходимо приварить к трубе, соблюдая соосность конуса, тела сваи. В домашних условиях это непросто. Смещение наконечника на пару сантиметров в сторону обеспечит биение, рыхление грунта вместо уплотнения стенок скважины.

Пика из тела сваи

Технология аналогична предыдущему способу с небольшими дополнениями:

  • шаблон вычерчивается точно так же, прикладывается для разметки к нижнему краю трубы
  • лепестки вырезаются из самого тела сваи, отгибаются к центру
  • после чего обвариваются двойным швом

Ввиду схожести технологий, отсутствия у домашнего мастера токарного станка центровка так же производится на глаз. Качество сваи в данном случае полностью зависит от квалификации резчика, раскраивающего зубья для сварки.

Простейший трубный наконечник

Многие производители винтовых свай реализуют модификации без конусных наконечников двух типов:

  • с заглушенным отверстием – труба срезается под 45 градусов, из листа вырезается заглушка овальной формы, привариваемая по месту реза
  • с незаглушенным отверстием – конец трубы срезается под 45 градусов, отверстие не глушится

В последнем варианте бетон при заполнении внутренней полости подается под давлением, выходит в глубине пласта наружу, после застывания увеличивает площадь опирания, несущую способность, соответственно. Эти сваи самые простые в изготовлении, однако, лопасть начинается на теле трубы, что увеличивает усилие вкручивания. Рекомендуется механизированный способ погружения (дрель + мультипликатор).

В заводских сваях с литыми, сварными конусообразными наконечниками лопасть начинается в нижней трети пики, затем переходит на тело трубы. Это заметно снижает усилие вкручивания при ручном способе погружения. Нижняя лопасть монтируется на всех модификациях СВС, верхняя применяется в грунтах с недостаточной несущей способностью. При самостоятельном изготовлении двухлопастные СВС изготавливаются редко.

Однолопастная свая

Для заготовки этого элемента СВС понадобится листовая сталь минимум 5 мм толщины. Технология изготовления однозаходной лопасти выглядит следующим образом:

  • вычерчивание – две окружности с общим центром, внутренний диаметр равен наружному размеру трубы (тело сваи), наружный составляет 15 – 20 см для 57 мм, 76 мм изделий, соответственно, 25 – 30 см для 89 мм, 102 мм труб, 35 – 40 см для труб 133 мм, 159 мм, соответственно, 50 – 65 см для труб 219 мм, 273 мм
  • крой листа – для лопастей с одним заходом вырезают кольцо с прорезью, для многозаходных – несколько полуколец, которые затем стыкуют по месту для получения полутора либо двухзаходного винта
  • разводка – плоскому кольцу с прорезью необходимо придать форму спирали, для чего участок напротив разреза зажимают в тиски, разводят края лопасти ломом, монтажкой на 5 – 7 см
  • установка – в сваях с конусными наконечниками лопасть монтируется в нижней трети пики, верхний ее край заходит на тело сваи

В самодельных СВС с крестообразным наконечником либо без наконечника лопасть начинается от нижнего края тела сваи. Все стыки провариваются двойным швом, окалина сбивается перед антикоррозионной обработкой.

Двухлопастная свая

Второй винт изготавливается аналогично нижней лопасти, монтируется выше нее на 40 – 60 см, в зависимости от характеристик пласта, расположенного над несущим слоем. Для дополнительного винта может использоваться 4 мм сталь, так как нагрузки при погружении СВС на него значительно меньше.

Двухлопастные сваи более стабильны в вертикальном направлении после заглубления на 70 см. они выдерживают сборные нагрузки от коттеджа в 1,5 раза большие, чем однолопастные модификации. Более устойчивы к боковым нагрузкам, часто применяются для заборов из профлиста с высокой парусностью, баннерных растяжек.

Узел крепления рычагов

Для вращения СВС используются рычаги, концы которых каким-то образом необходимо зафиксировать в верхней части СВС. Для этого обычно изготавливают отверстия, в которые можно вставить два лома или адаптер для усилителя крутящего момента (мультипликатора) при вкручивании СВС дрелью. Чтобы сохранить трубу в некоторых случаях на нее наваривают два хомута (арматура 12 – 16 мм), которые после погружения срезают «болгаркой».

Отверстия в теле сваи

Ввиду большого диаметра рычагов (лом или труба 1 дюйм) высверливание отверстий неэффективно. Поэтому их прожигают сваркой либо газорезкой, затем выравнивают УШМ с диском по металлу. Отверстия должны располагаться ниже края трубы на два диаметра, быть напротив друг друга.

В качестве хомутов обычно применяется 12 – 16 мм арматура (гладкая или периодического сечения), изогнутая по диаметру рычагов. Недостатком этого способа является увеличение трудозатрат (сварка, срезание хомутов после монтажа сваи), достоинством – сохранение тела сваи (лишних 15 – 20 см), что актуально для бюджета строительства.

Антикоррозионное покрытие

Металлические конструкции, эксплуатирующиеся под землей, ржавеют даже в отсутствие кислорода в нижних слоях почвы. Поэтому по окончании сварочных работ со всех швов сбивается калина, свая полностью покрывается антикоррозионными составами. Самым эффективным первым слоем защиты является горячее цинкование. Однако этот способ не доступен в домашних условиях. Поэтому в качестве грунта применяют составы:

Вторым слоем являются составы:

  • эмаль двухкомпонентная ЗингаМеталл
  • полиуретановая эмаль (производителей Маско либо Хемпел)

Эти лакокрасочные смеси в комплексе с грунтовкой обеспечивают 30 – 90 летний ресурс свайного поля. От электрохимической коррозии (блуждающие токи в грунте) защищает исключительно стеклопластик, который в домашних условиях качественно нанести невозможно.

Следуя приведенным технологиям можно изготовить сваю СВС самостоятельно, обеспечив высокий ресурс фундамента. Изменения в конструкции лопастей, произвольные размеры пики приведут к увеличению крутящего момента, снижению несущей способности изделия.

Винтовые сваи своими руками
Изготовление винтовых сваи своими руками При наличии материалов, электроинструмента можно сконструировать винтовые сваи своими руками , немного снизив бюджет строительства. Экономия составляет

Оптимальные лопасти для ветрогенератора: вид, форма, материалы и инструкция по изготовлению своими руками

уже прочитали: 2 694

Существующие цены на ветрогенераторы и окупаемость не соответствуют возможностям большинства владельцев загородных домов, дачных участков. Жителям отдаленных районов, где сетевой электроэнергии до сих пор никогда не было, приобрести подобное оборудование еще сложнее, поскольку они лишены информации о нем и не могут получить достаточно подробные сведения о качестве, характеристиках и прочих параметрах оборудования для использования энергии ветра.

Приходится изготавливать ветровые устройства самостоятельно, опираясь на экспериментальные результаты или отрывочные сведения, почерпнутые из разных источников. Рассмотрим важный вопрос, возникающий при создании ветряка — устройство лопастей.

Как работает простой ветрогенератор?

Существует два типа ветрогенераторов:

  • горизонтальные
  • вертикальные

Разница состоит в расположении оси вращения. Наиболее производительными считаются горизонтальные конструкции, напоминающие своими формами самолет с пропеллером. Винт — это крыльчатка ветряка, хвост — устройство наведения на поток ветра, автоматически разворачивающее ось по направлению движения воздуха.

При воздействии ветра на крыльчатку возникает вращающий момент, передающийся на ось генератора. В его обмотках возбуждается электроток, который заряжает аккумуляторные батареи. Они, в свою очередь, отдают заряд на инвертор, изменяющий параметры тока и выдающий на потребляющие приборы стандартное напряжение 220 В 50 Гц.

Мнение эксперта Эксперт Energo.House Фомин О. А. Горный инженер, строитель. Существуют более простые комплексы, где с генератора запитываются сразу потребители, но такая система никак не защищена от скачков или пропадания напряжения. Вариант используется только для освещения или привода насосов, качающих воду.

Какая форма лопасти является оптимальной?

Основной элемент горизонтального ветряка — крыльчатка. Она больше всего напоминает пропеллер, хотя выполняет абсолютно противоположные функции. Лопасти принимают на себя энергию воздушного потока, перерабатывая ее во вращательное движение. От их конфигурации напрямую зависит эффективность работы крыльчатки и всего комплекта в целом.

Горизонтальные устройства имеют крыльчатки, снабженные большим количеством лопастей. Обычно их больше 3. В этом вопросе существует зависимость числа лопастей от производительности. Дело в том, что с возрастанием числа принимающих плоскостей падает мощность крыльчатки, а с убыванием — чувствительность. Поэтому выбирают «золотую середину», принимая среднее число лопастей.

Мнение эксперта Эксперт Energo.House Фомин О. А. Горный инженер, строитель. Важно! Большое число лопастей увеличивает фронтальную нагрузку на устройство, создавая опрокидывающее усилие на основании мачты и сильное осевое давление на крыльчатку, разрушающее подшипники генератора.

На практике создано большое количество разных устройств, имеющих форму крыльчатки от простых секторов окружности, немного развернутых по радиусной оси, до сложных вариантов с тщательно просчитанной аэродинамикой, испытанных в разных условиях. Результаты испытаний показали, что оптимальной формой является модель, приближенная к пропеллеру. Такая лопасть несколько расширяется от центра (обтекателя) крыльчатки и плавно сужается к концу.

Преимуществом этого вида является равномерное распределение нагрузок на опорный подшипник, поверхность лопасти и всю систему ветряка в целом. Поток ветра воздействует на все участки с одинаковой силой, но, если расширить лопасть к концу, то получится достаточно длинный рычаг, перегружающий подшипник и выламывающий лопасти. Отсюда возникла такая форма, с небольшими изменениями используемая практически на всех ветряках.

Выбор вида

Вариантов или видов лопастей для горизонтальных ветряков существует немного. Причина этого кроется в самой конструкции крыльчатки — создавать сложные формы или конфигурации там попросту негде. Тем не менее, разработки наиболее удачного варианта ведутся постоянно, на сегодня можно выделить несколько видов:

  • твердолопастные крыльчатки
  • парусные

Твердые лопасти изготавливаются из различных материалов сразу в определенной форме, парусные имеют совершенно другую конструкцию. Основой является рамка, на которую натягивается плотное полотно таким образом, чтобы одна из сторон была не прикреплена к рамке. Получается лопасть треугольной формы с одной стороной (от центра к одной из вершин), не закрепленной к основе.

Поток ветра создает давление на парус и придает ему оптимальную форму для схода с плоскости, в результате чего колесо начинает вращаться. Вариант имеет преимущество в массе и весе колеса, но нуждается в постоянном наблюдении за состоянием ткани и крыльчатки в целом.

Мнение эксперта Эксперт Energo.House Фомин О. А. Горный инженер, строитель. Для самостоятельного изготовления обычно используют подручные материалы. Учитывая сложный профиль лопастей, хорошим вариантом становится использование листового металла или пластиковых труб.

Расчет лопастей

На практике мало кто вычисляет параметры лопастей, поскольку для этого надо обладать специальной подготовкой и располагать данными. Большинство значений, нужных для расчетов, необходимо сначала отыскать, некоторые из них и вовсе будут известны только после запуска ветряка. Кроме того, для большинства видов до сих пор нет математической модели вращения, что делает расчеты бесполезными.

Чаще всего производится подбор диаметра крыльчатки по требующейся мощности, выполняемый по таблице:

Как вариант, можно использовать онлайн-калькулятор, позволяющий получить готовый результат за секунды, надо только подставить в окошечки программы собственные данные.

Необходимо учитывать, что расчеты такого устройства, как крыльчатка, не будут иметь достаточной точности из-за большого количества тонких эффектов и неизвестных величин, поэтому, чаще всего, прибегают к экспериментальному подбору формы и размера.

Материал для изготовления

Прежде, чем начать работы по созданию крыльчатки, надо определиться с материалом. Выбор производится из того, что имеется в наличии, или из материалов, более знакомых пользователю и доступных для обработки. Требования к материалу для изготовления лопастей:

  • прочность
  • малый вес
  • легкость обработки
  • возможность придания нужной формы или наличие ее у заготовки
  • доступность

Из всех возможных вариантов опытным путем были выделены несколько наиболее удачных. Рассмотрим их подробнее.

Трубы ПВХ

Использование канализационных труб ПВХ большого диаметра позволяет быстро и недорого получить вполне качественные лопасти. Пластик не боится воздействия влаги, легко обрабатывается. Самым ценным качеством является наличие у заготовки формы ровного желоба, остается лишь правильно отрезать все лишнее.

Простота изготовления и дешевизна материала в сочетании с эксплуатационными качествами пластика сделали трубы ПВХ самым ходовым материалом при изготовлении самодельных ветряков. К недостаткам материала можно отнести его хрупкость при низких температурах.

Алюминий

Лопасти из алюминия долговечны, прочны и не боятся никаких внешних воздействий. При этом, они тяжелее, чем пластиковые и требуют тщательной балансировки колеса. Кроме того, работа с металлом, даже таким податливым, как алюминий, требует наличия навыков и подходящего инструмента.

Затрудняет работу и форма материала — чаще всего используется листовой алюминий, поэтому мало изготовить лопасти, надо придать им соответствующий профиль, для чего придется сделать специальный шаблон. Как вариант, можно сначала изогнуть лист по оправке, затем приступить к разметке и резке деталей. В целом, материал более устойчив к нагрузкам, не боится температурных или погодных воздействий.

Стекловолокно

Такой выбор — для специалистов. Работа со стекловолокном сложна, требует навыков и знания множества тонкостей. Порядок создания лопасти включает в себя несколько операций:

  • изготовление деревянного шаблона, покрытие его поверхности воском, мастикой или иным материалом, отталкивающим клей
  • изготовление одной половины лопасти. На поверхность шаблона наносится слой эпоксидки, на который тут же укладывается стеклоткань. Затем снова наносится эпоксидка (не дожидаясь засыхания предыдущего слоя) и опять стеклоткань. Таким образом создается одна половина лопасти нужной толщины
  • подобным образом изготавливается вторая половина лопасти
  • после застывания клея половинки соединяются при помощи эпоксидки. Стыки зашлифовываются, в торец вставляется втулка для присоединения к ступице

Технология сложна, требует времени и умения работать с материалами. Кроме того, эпоксидная смола имеет неприятное свойство закипать в больших объемах, что создает постоянную угрозу испортить всю работу. Поэтому выбирать стеклоткань следует только опытным и подготовленным пользователям.

Древесина

Работа с деревом достаточно хорошо знакома для большинства пользователей, но создание лопастей — задача достаточно сложная. Мало того, что форма изделия сама по себе непроста, так еще и потребуется изготовить несколько одинаковых неотличимых друг от друга образцов.

Решение такой задачи по плечу далеко не всем. Кроме того, готовые изделия надо качественно защитить от воздействия влаги, пропитать олифой или маслом, покрасить и т.д.

Древесина обладает массой отрицательных качеств — она склонна к короблению, растрескиванию, гниению. Впитывает и легко отдает влагу, что изменяет массу и баланс крыльчатки. Все эти свойства делают материал не лучшим вариантом выбора для домашнего мастера, поскольку лишние осложнения никому не нужны.

Создание лопастей поэтапно

Рассмотрим наиболее распространенный вариант изготовления лопастей. В качестве материала используется труба ПВХ диаметром порядка 110-160 мм:

  • отрезаются куски трубы по длине лопастей
  • вдоль отрезка наносится линия, от которой в обе стороны отмеряются 22 мм. Получится 44 мм — ширина одной лопасти
  • с противоположного торца делается то же самое
  • крайние точки с одной стороны центральной линии соединяются по прямой. Со второй стороны наносится рисунок формы лопасти
  • вырезается лопасть, свободный конец аккуратно закругляется, кромки обрабатываются наждачной бумагой или напильником
  • лопасти присоединяются к ступице

Форма лопастей имеет следующее строение:

  • торцевые части одинаковы по ширине — 44 мм
  • посередине ширина лопасти составляет 55 мм
  • на расстоянии 0,15 длины ширина лопасти составляет 88 мм

Полученные точки соединяются прямой линией, затем оформляются более плавными переходами, руководствуясь полученными очертаниями. Изготавливается шаблон, по которому вырезаются все лопасти, имеющие одинаковую форму. Для присоединения к ступице необходимо просверлить пару отверстий под винты (шурупы).

Они должны на всех лопастях находиться в одинаковых точках, чтобы не нарушался баланс крыльчатки. Готовое колесо требуется тщательно отбалансировать, установив его на ось и, свободно вращая, отыскать участок с нарушениями баланса. В этом месте следует понемногу стачивать лопасть до момента полного уравновешивания крыльчатки.

Рейтинг автора Автор статьи Фомин Олег Александрович Горный инженер, строитель. Написано статей 87 Помогла статья? Оцените её (2 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *