Ważne ostrzeżenie: To historyczny tekst archiwalny, a nie współczesna instrukcja projektowania, budowy lub bezpieczeństwa. Opisy wymiarów, oznaczeń, wykonania narzędzi, sił i obciążeń nie zastępują obowiązujących norm, obliczeń, dokumentacji technicznej ani pracy wykwalifikowanego rzeczoznawcy.
Ten tekst nie jest częścią aktualnej oferty firmy Savo Kusić, która skupia się na oknach, drzwiach i rozwiązaniach z nimi związanych.
Wstępny kurs techniczny
Ten blog jest przeznaczony przede wszystkim dla osób niebędących ekspertami, więc będziemy starali się unikać głębokich rozważań teoretycznych, a będziemy udzielać praktycznych porad i możliwych rozwiązań. Są jednak pewne rodzaje wiedzy, od których, choć należą do teoretycznych nauk technicznych, nie da się uciec. Tym bardziej, że są one ściśle powiązane z praktyką i mają ogromne znaczenie. Po prostu budują „szkołę podstawową” nauk technicznych. Wśród nich najważniejsza jest miara i stąd pochodzi termin „geometr” (w odniesieniu do specjalisty, który potrafi precyzyjnie zmierzyć powierzchnię terenu).
Czytelnik wielokrotnie spotka się z ostrzeżeniem:
potrójne środki,
przetnij raz!
Prawidłowa i skuteczna praca bez stosowania poprzedniej zasady może zdarzyć się tylko przez przypadek.
Podstawowym warunkiem dokładnego pomiaru jest dobra znajomość sprzętu pomiarowego, jego doboru i ewentualnego zastosowania lub jego odpowiednia wymiana na inny (rysunek 1).
SLIKA 1
Do pomiaru mniejszych długości najczęściej używany jest miernik składany (rysunek 1a). Wykonany jest z drewna lub metalu. Przy pomiarach większych, dłuższych materiałów pomiar należy wykonać ostrożnie, ponieważ niedostateczne wypoziomowanie (otwarcie) niektórych części miernika skutkuje krótszym pomiarem.
Zmodyfikowaną formą miernika jest stalowa taśma miernicza (rysunek 1b). Ma tę zaletę, że jeden koniec jest zagięty pod kątem 90°, dzięki czemu można go zaczepić na końcu mierzonego odcinka i dzięki temu tylko jedna osoba może zmierzyć długości 1-2 metra.
W celu dokładniejszych pomiarów musimy użyć suwmiarki (rysunek 1c). Można nim wykonywać pomiary zewnętrzne, wewnętrzne oraz głębokości do kilku decymetrów. Noniusz (ruchoma skala) pozwala mu mierzyć z dokładnością do dziesiątych części milimetra. Ma dziewięć głównych podziałek milimetrowych. Przy zerowym podziale noniusza czytamy całe milimetry, a w miejscu, w którym podziałki noniusza pokrywają się (lub są najbliższe) z jedną z działek milimetrowych, odpowiednie dziesiąte części milimetra.
(rysunek 1d). Przedmiot, który chcemy zmierzyć, umieszczamy pomiędzy twardymi szczękami sond pomiarowych mikrometru i obracamy bęben mikrometru, aż sondy pomiarowe lekko dotkną powierzchni przedmiotu. Następnie na podziałce liniowej na wrzecionie odczytujemy (wciąż widoczne) wartości milimetrów, a na noniuszu setne części milimetra.
Niemal takie samo znaczenie jak przyrządy pomiarowe mają także przyrządy służące do mocowania lub kontroli (rysunek 2). Najważniejszym z nich jest kąt - wgniecenie (zdjęcie 2e). Instrument ten ma kształt litery L, tj. część pionowa jest przymocowana do podstawy pod kątem prostym. Od czasu do czasu należy sprawdzić dokładność kąta prostego. Wykonany jest zarówno z drewna, jak i metalu. Jego podstawa jest szersza i służy jako linijka do krawędzi mierzonego obiektu.
SLIKA 2
Regulowany kątomierz, instrument używany do pomiaru nachylenia i kontroli kąta (rysunek 2f) jest również ważnym narzędziem. Za jego pomocą można przesyłać „kąty”, a za pomocą kątomierza umieszczonego obok tego instrumentu można mierzyć wartości kątów. Końcówka języka tego instrumentu jest precyzyjnie obrobiona pod kątem 45 stopni, dzięki czemu z łatwością można ustawić najczęściej używaną połowę kąta prostego. Można go również używać do pomiaru głębokości i szerokości.
Do dokładnego pomiaru długości służy metalowy skaler „sześć” (rysunek 1g), który ma tę zaletę, że stałą długość można zastosować wielokrotnie. Dlatego nazywany jest także kompasem skali. Kiedy dłuższy takt trzeba podzielić na kilka mniejszych części, jest to najlepszy instrument.
Podobny jest nadajnik kompasu do wykonywania pomiarów zewnętrznych (rysunek 1h). Do pomiaru i ustalenia miar wewnętrznych, tj. otwarcia służy ten sam kompas, tylko całkowicie otwarty (rysunek 1i). Linijka równoległa (rysunek 2j) służy do odmierzania, nakładania i zaznaczania długości. Podobnie jak kątownik, można go przymocować do przedmiotu obrabianego. Wyciągając i mocując zakładkę do żądanego wymiaru za pomocą szpilki, można narysować linię równoległą.
Na koniec bardzo ważne jest, aby oprócz linijki drewnianej lub plastikowej mieć przy sobie linijkę stalową (nie można jej np. przeciąć nożem, bo istnieje ryzyko przecięcia linijki), igłę do znakowania i stempel do pracy z metalem, czyli firmy Kirner.
Przebieg produkcji jednego narzędzia pomiarowego do wielu zastosowań
To tylko najważniejsze przyrządy pomiarowe, ale jeśli je będziemy mieć, nie będziemy mieli niedokończonych spraw z powodu braku przyrządów pomiarowych. Jeśli nie mamy możliwości zdobycia tak wielu przyrządów pomiarowych, stworzymy proste i niedrogie uniwersalne narzędzie pomiarowe, za pomocą którego można wykonać siedem operacji pomiarowych (rysunek 3).
SLIKA 3
Do 360° musimy zaopatrzyć się w jeden grubszy kątomierz z plexi (celuloidu) i jedną linijkę z tego samego materiału. Zaczynając od dolnego narożnika -90° (270°) odmierz 45° z obu stron, po czym od zmierzonych stron należy wyciąć odcinek do środka kątomierza. W środku powstałego w ten sposób wycięcia przyklejamy linijkę, która dzieli teraz kąt 90° na dwie równe części i sprawia, że nadaje się do pomiaru kąta 45°. Wcześniej po prawej stronie kątomierza wykonaj małe nacięcie pod kątem 140°.
Harmonogram działalności produkcyjnej przedstawia się następująco: 1. Wycinamy z kwadratu odcinek 2x45°. 2. Ustawiamy krawędź linijki po stronie podziału zerowego tak, aby pokrywała się ze środkiem kątomierza. 3. Na linijce wycinamy kwadrat na pełną długość. 4. Przyklejamy linijkę do kątomierza. 5. Wycięliśmy odcinek 140°. 6. Wywiercimy otwory. 7. Naostrz koniec linijki do 15°.
Koniec linijki ostrzymy na większych wartościach wielocentymetrowych pod kątem 15°. Wycinamy środek w formie klina i z jednej strony wykonujemy milimetrową podziałkę, aby zmierzyć średnicę. Lub, aby kontrolować średnicę wiertła, wiercimy otwory na linijce (np. 2,3,4,5 mm itp.). Krawędź linijki, od strony początku podziału centymetrowego, powinna znajdować się pośrodku kątomierza. W miejscu wycięcia 45° od kątomierza odcinamy część tak, aby linia cięcia pokrywała się z całym podziałem na linijce. Następnie wystarczy przyłożyć linijkę do kątomierza i uniwersalne narzędzie pomiarowe gotowe.
To małe narzędzie może wykonać siedem różnych zadań. Oprócz znakowania wierzchołków listew, desek, tektury itp. pod kątem 45°, na końcu linijki możemy znakować pod kątem 15°. Zadaniem kątomierza 180° jest wyznaczanie kątów. Obracając narzędzie, otrzymujemy linijkę min. Nacięcie 140° z boku służy do kontrolowania nachylenia końcówek wierteł. Kąt 140° jest większy niż średni kąt nachylenia końcówek wierteł, dlatego podczas pomiaru można aproksymować mniejsze kąty.
Narzędzia można również użyć do znalezienia środka okrągłych obiektów. Obracając 90-120° i przeciągając linię 2-3, można wyznaczyć środek. Podziałka centymetrowa na linijce prostej może być niezależnie stosowana do pomiaru długości, natomiast podziałka milimetrowa w środkowym wycięciu (lub otworach o rosnącej średnicy) służy do pomiaru średnicy materiałów tocznych.
O znakowaniu
Linia narysowana ołówkiem lub igłą musi zawsze znajdować się na miare lub nieco z boku wycinanego elementu. Odpadającą część należy podrapać. Do znakowania drewna używamy specjalnego płaskiego ołówka do drewna, który należy zaostrzyć, ale nie ostrzyć. Można także używać długopisu.
W przypadku zaznaczania punktu, a nie linii, zaznaczanie odbywa się za pomocą dwóch skrzyżowanych linii. Linie pomiarowe narysowane na przedmiocie powinny być nieco dłuższe od wymaganej wartości, a tam, gdzie oba pomiary stykają się, przecinają się, linie się przecinają.
Na koniec jeszcze raz główna zasada: odmierz trzy razy…
Poznajmy także szablon do cięcia pod kątem (rysunek 2k), który pozwala na docięcie lub docięcie lameli pod kątem 15°, 30°, 45° i 60° bez żadnego pomiaru. Jest to narzędzie przypominające otwarte pudełko, posiadające rowki po bokach. Boki wykonane są z twardego drewna, gdzie po bardzo dokładnym zaznaczeniu wycina się rowki pod najczęściej używanymi kątami. Obrabiany element umieszcza się w otworze pośrodku narzędzia, mocuje i bez trudności przycina pod żądanym kątem.
Trzy dane warte odnotowania: 1 cal angielski, sol=2,54 cm; 1 ft=30 cm; 1 funt=450 g.
Informacje o obciążeniu
Kiedy już wiemy, co chcemy wykonać i wiemy, jak określić wymiary, powinniśmy również zastanowić się, jakie obciążenie będzie musiał wytrzymać wykonywany przez nas przedmiot. Dlatego konieczne jest zapoznanie się z nazwami podstawowych przypadków obciążeń. Zwłaszcza, że w większości przypadków wybór materiału zależy od obciążenia (rysunek 4).
SLIKA 4
Nacisk (rysunek 4a) może być statyczny, czyli stały (jak np. działanie na słupy nośne podtrzymujące konstrukcję dachu domu) lub dynamiczny, powstający w wyniku działania sił podczas ruchu (np. działanie młotka na nit lub działanie dwóch samochodów na siebie podczas zderzenia).
Wyciąganie, rozrywanie (rysunek 4b) to efekt odwrotny do działania nacisku. Klasycznym tego przykładem jest pojawienie się siły w linie, gdy jest ona napięta. Podobnie jest ze śrubą trzymającą okucia bramy, której nakrętkę dokręcamy kluczem coraz mocniej.
Skręt (zdjęcia 4c) działa na klucz do bramy, gdy przekręcamy go w zamku, lub na śrubokręt, gdy wkręcamy wkręt do drewna w twarde drewno. Przy nadmiernym obciążeniu często można zaobserwować skręcenie śruby.
Wyboczenie (Rysunek 4d). Oczywistym przykładem wyboczenia jest wyboczenie miecza szermierza, gdy czubek miecza uderza w zbroję przeciwnika. Wyboczenie ma miejsce zwykle, gdy na końcach obciążony jest cienki, długi pręt, np. pręt. w przypadku belek nośnych konstrukcji dachu, jeśli są to belki cienkie (na dolną stronę belki działa taka sama siła, jak na górną). Warto jednak zwrócić na to uwagę: często ma się wrażenie, że siły działają tylko z jednego kierunku, ale ze względu na opór podpory w rzeczywistości działają także z drugiej strony. Jeśli np. przywiążemy jeden koniec liny do drzewa, a drugi koniec liny będzie ciągnął jedna drużyna, to na linę działa taka siła, jakby zamiast drzewa linę ciągnęła inna drużyna.
Zginanie (Rysunek 5e). Kiedy siła działa na jeden koniec poziomej belki, której drugi koniec jest zaciśnięty, powoduje to zgięcie. Ugięcie belki można znacznie ograniczyć wybierając odpowiedni profil przekroju. Często widzimy, że gięcie blachy można wykonać tylko wtedy, gdy jeden koniec jest mocno zaciśnięty, a drugi koniec jest przyłożony siłą zginającą. Rysunek 6 pokazuje odporność na wyboczenie i zginanie różnych profili drewnianych i metalowych. Najniższy opór wykazuje górna, płaska łata, a największy metalowa rura i drewniana belka, wykonane według poniższego rysunku.
SLIKA 6
Ścinanie (Rysunek 5f). Najbardziej znanym przykładem ścinania jest cięcie blachy nożyczkami. Nity są natomiast narażone na ścinanie, które może je przeciąć, gdy nitowane płytki poruszają się względem siebie pod wpływem sił rozciągających lub ściskających. Ważne jest, aby zwrócić uwagę na obciążenie statyczne i dynamiczne. Jednym z nich jest ładunek, jeśli ostrożnie staniemy na motyce z naszego 70 kg, a drugim, gdy wskoczymy na niego z wysokości 2 metera. Elementy narażone na obciążenia dynamiczne muszą być wymiarowane znacznie mocniej.
SLIKA 5
W każdym nowoczesnym zastosowaniu istotne są obowiązujące normy, dokładne dane materiałowe, obliczenie obciążenia i weryfikacja przez wykwalifikowanego eksperta. Historyczne przykłady z tego tekstu nie stanowią dowodu nośności ani instrukcji konstrukcyjnych.