Кружок конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники (Мамет, Монтаков, Пелих, Терещенко) 1989 год - старые учебники

Глава 3. Средства малой механизации сельскохозяйственного труда 49

Перспективы и Тенденции развития сельскохозяйственной техники . 50 Агротехнические требования к средствам малой механизации сельскохозяйственного труда.53

Особенности устройства и правила использования средств малой механизации на пришкольном участке55

Разработка и изготовление различных моделей и образцов малой механизаций ...57

Глава 4. Двигатели внутреннего сгорания и электроприводы .. 62

Классификация, принцип действия, устройство ДВС63

Электроприводы, их назначение и устройство74

Энергетические источники для электротракторов78

Наглядные пособия по двигателям, их разработка и изготовление . 79

Глава 5. Микротракторы и мотоблоки 81

Самодельные микротракторы с ДВС, их конструктивные схемы и устройство82

Методика расчета и конструирования микротрактора .... 87 Перспективы развития электротракторов, особенности их конструкции и устройства 93

Правила расчета и выбор электродвигателя для работы на микроэлектротракторе 95

Методика изготовления микротрактора в условиях школы ... 97

Мотоблок и сферы его применения98

Методика расчета, конструирования и изготовления моделей и образцов мотоблоков 106

Глава 6. Техника для посева и посадки112

Классификация сеялок и сажалок, их устройство и работа ...112

Модели посевных и посадочных машин, их разработка и изготовление 125

Глава 7. Механические косилки131

Классификация косилок, принцип действия рабочих органов. ..132

Образцы косилок разного назначения, их разработка и изготовление 137

Глава 8. Оросительные устройства, теплицы и парники .. .144

Оросительные системы и способы орошения144

Модели оросительных устройств, приборов, их разработка и изготовление .... .148

Паринки и теплицы, их виды и общее устройство130

Понятие об искусственных почвах154

Модели теплиц, парников и другихустройств156

Глава 9. Простейшие транспортныесредства .159

Транспортные средства, применяемые при уборке160

Примеры некоторых транспортных средств, их разработка и изготовление 164

Глава 10. Автоматика в теплицах, парниках и оранжереях ... 167

Понятие о механизации и автоматизации производственных процессов в тепличных хозяйствах 169

Классификация автоматических устройств, применяемых в теплицах Автоматизация управления микроклиматом в парниках и теплицах 170

Системы автоматического регулирования мобильных процессов сельскохозяйственных машин179

Приложения 165

Рекомендуемая литература189

ПРЕДИСЛОВИЕ

В период ускорения научно-технического прогресса, реализации реформы общеобразовательной и профессиональной школы и перестройки высшей школы особое внимание уделяется развитию детского технического творчества. Особая роль при этом отводится производственно-техническим кружкам, среди которых для сельских школ и внешкольных учреждений ведущее место занимает кружок конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники. Число таких кружков и ученических конструкторских бюро, занимающихся конструированием малогабаритных сельскохозяйственных машин, непрерывно увеличивается. Это главным образом обусловлено переходом к интенсивным методам развития сельскохозяйственного производства, ростом числа приусадебных, пришкольных и садово-огородных участков, на которых традиционные сельскохозяйственные машины использовать невозможно или экономически неэффективно. В то же время проведенные специалистами различных сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений страны испытания многих образцов отечественной и зарубежной сельскохозяйственной минитехники показали ее исключительную эффективность на небольших земельных участках, повышенную производительность труда по сравнению с ручным садово-огородным инструментом в 5—10 раз, а на отдельных операциях — в 20—30 раз.

В последние годы значительно активизировалась работа по налаживанию серийного выпуска малогабаритных сельскохозяйственных машин, в первую очередь мотоблоков, микротракторов с набором навесных и прицепных орудий. Однако этой техники пока явно недостаточно для удовлетворения спроса. Ее созданием в большинстве своем занимаются самодеятельные конструкторы в кружках технического творчества школ и внешкольных учреждений.

Учебная работа в кружке планируется на основании типовой программы «Кружки конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники». Рекомендации по изучению малогабаритной сельскохозяйственной техники и ее конструированию проходят через все занятия кружка. В пособии излагаются вопросы методики проведения занятий в кружке, дается краткое описание современных сельскохозяйственных машин и орудий, в том числе

изготовленных в кружках, указаны перспективы развития сельскохозяйственной техники, рассматриваются вопросы частной методики расчета и конструирования некоторых машин и их узлов; приводится литература, рекомендуемая для изучения методики конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники и организации работы кружка.

Материал настоящего пособия полностью охватывает все темы программы, хотя названия тем и последовательность их изложения в пособии в ряде случаев изменены. Пособие предназначено для руководителей технических кружков, работающих в школах, внешкольных учреждениях и СПТУ, а также для учителей трудового обучения. Пособие может быть полезным для студентов общетехнических и индустриально-педагогических факультетов Педвузов.

Г лава 1.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОРГАНИЗАЦИИ КРУЖКА И ПОРЯДКЕ КОНСТРУИРОВАНИЯ НОВЫХ ОБРАЗЦОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ КРУЖКА

Сельские школьники с раннего возраста приобщаются к сельскохозяйственному труду: к работе в поле, на огородах, пришкольных и приусадебных участках, садах, виноградниках, в теплицах, на животноводческих фермах. Они хорошо понимают важность и необходимость облегчения этого труда, повышения его эффективности путем применения различных средств механизации. Вполне естественна их тяга к технике, интерес к конструированию и изготовлению средств механизации и автоматизации сельскохозяйственных работ.

Цель занятий кружка состоит в том, чтобы удовлетворить интересы школьников к практическому конструированию различных технических устройств, привить им навыки разработки и изготовления машин, приспособлений, орудий, способствующих повышению качества и эффективности сельскохозяйственного труда, способствовать стремлению школьников к поиску рациональных путей повышения производительности труда.

Основным содержанием деятельности кружка является конструирование и создание средств малой механизации сельскохозяйственных работ и действующих моделей сельскохозяйственной техники.

Работа кружка рассчитана на три года занятий.

На первом году занятий в кружке школьники знакомятся с требованиями агротехники к средствам малой механизации сельскохозяйственного труда, устройством сельскохозяйственных машин и орудий. Руководитель кружка (обычно это учитель трудового обучения или специалист колхоза или совхоза) демонстрирует на занятиях образцы прототипов изделий, которые будут проектироваться ребятами; составляются рисунки и эскизы изготовляемых деталей и узлов: Он обращает внимание на конструктивные и технологические недостатки этой техники, обсуждает возможные пути устранения этих недостатков. Кружковцы строят действующие модели существующих сельскохозяйственных машин, совершенствуют их узлы и механизмы, а также встречаются со специалистами, обсуждают принятые ими конструктивные решения. Руководитель кружка, специалисты учат и помогают освоению навыков работы с двигателями внутреннего сгорания и

электродвигателями, знакомят с требованиями безопасности труда.

Проведение занятий на уроках кружка и трудового обучения должны быть взаимосвязанными. На занятиях кружка учащиеся решают более сложные, чем на уроках трудового обучения, задачи по конструированию деталей и механизмов сельскохозяйственных машин. Занятия включают задачи на изменение конструкций деталей, способов их соединения, создание оригинальных конструкций машин и орудий для выполнения трудоемких сельскохозяйственных работ. Целесообразно, чтобы конструкторская задача была не абстрактной, а опиралась на знания, полученные в школе нли на предыдущих занятиях кружка.

На втором году занятий школьники продолжают освоение технических и агротехнических знаний, необходимых для успешного решения конструкторских задач, которые значительно усложняются. Значительно расширяется перечень объектов сельскохозяйственной техники, над которыми могут работать кружковцы. Учащиеся конструируют и создают различные малогабаритные транспортные средства, строят мотоблоки и микроструктуры с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателями, конструируют навесные орудия для них, создают приборы и оборудование для контроля за качеством выполнения различных сельско-хозяйственных работ, проектируют теплицы, оранжереи и устройства для создания в них искусственного климата. На примерах использования для конструируемой техники узлов и деталей списанных и устаревших сельскохозяйственных машин руководитель кружка знакомит учащихся с такими понятиями, как унификация и стандартизация, их важностью и эффективностью в создании надежных и качественных изделий.

В ходе' занятий кружков, наряду с известной в сельском хозяйстве и уже используемой на практике техникой, школьники изобретают, конструируют, изготовляют модели и образцы машин, которых в сельском хозяйстве еще нет или они только начинают внедряться. Такими машинами могут быть установки для мостового метода земледелия, различные автоматизированные системы теплиц, оранжерей, животноводческих ферм, установки и машины для использования солнечной энергии и энергии ветра и др.

В кружке учащиеся знакомятся с основами рационализаторской и изобретательской деятельности, с уставом Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов (ВОИР). Кружковцы должны знать и жить нуждами колхоза, совхоза. Для этого они знакомятся с тематическими планами рационализаторской и изобретательской работы организации ВОИР, действующей в колхозе, совхозе.

Содержание работы кружка на третьем году занятий может развиваться по пути дальнейшего совершенствования малогабаритной сельскохозяйственной техники, создания приборов и аппа-ратов для проведения агротехнических и агрохимических исследований. Созданная в кружке сельскохозяйственная техника в по

следующем должна использоваться для работы на пришкольных участках, теплицах, фермах базового хозяйства в ученической производственной бригаде.

В период летних полевых работ из числа кружковцев может быть сформирована бригада юных механизаторов как составная часть ученической производственной бригады.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА КРУЖКА

Работа кружка конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники организуется на базе школьных мастерских и на участке мастерских базового предприятия, выделенного кружку. Для работы кружка необходимы помещения для конструирования и выполнения чертежных работ с оборудованными рабочими местами конструктора, лаборатория для изготовления моделей, макетов и деталей натурных образцов малогабаритной сельскохозяйственной техники, помещения для хранения деталей, разборки и очистки машин и механизмов, производства сборочных работ, отведенные места для запуска и опробования работы двигателя и полигон для испытания машин. В школьных мастерских могут заниматься учащиеся первого года обучения в кружке. При наличии участка в мастерских колхоза, совхоза на нем занимаются кружковцы второго и третьего года обучения, конструирующие и изготовляющие сельскохозяйственную технику.

Эффективная работа кружка во многом будет зависеть от оснащенности его материальной базы станками, инструментами, наличия материалов, готовых унифицированных узлов и деталей, необходимых для изготовления проектируемой машины. Велика и степень участия в работе кружка родителей кружковцев. Опытный руководитель кружка, проявляющий повседневную заботу по обеспечению кружка необходимыми материалами, постоянно информирует родителей о том, чем заняты их дети, какие нужды испытывает кружок и чем могут помочь родители.

Основная база для работы кружка конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники — школьные мастерские. Во многих школах мастерские состоят из двух-трех помещений, в которых располагаются столярный, слесарный и механические участки. Иногда слесарный и механический участки совмещены. Для работы кружка конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники целесообразно иметь помещение, в котором можно было бы производить механическую обработку металла и дерева, столярные, слесарные и электромонтажные работы. Помещение должно быть снабжено вытяжной вентиляцией, силовое питание станков осуществляться через распределительный щит, для электромонтажных работ необходимо использовать напряжение 36 В.

По такому образцу, например, устроена лаборатория кружка конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники средней школы № 5 станицы Прочноокопской Краснодарского

края, где кружком руководит заслуженный учитель школы РСФСР В. Ш. Микеев. Кружок работает в помещении общей площадью около 70 м2, в котором установлены 12 школьных универсальных верстаков, токарные, фрезерные, сверлильные и заточный станки. Школьные универсальные верстаки позволяют изменять высоту стола, снабжены слесарными тисками, которые легко откидываются под стол, превращая верстак в столярный или в стол для выполнения электромонтажных работ. Большое внимание уделено подбору и размещению слесарного, столярного инструмента и оборудования. Инструмент и все оборудование хранится в индивидуальных настенных планшетах, изготовленных самими кружковцами. Каждая вещь имеет свое, очерченное по контуру и окрашенное, постоянное место на планшете или в помещении, отсутствие какого-либо предмета сразу заметно.

Чтобы выполнять задачи по изготовлению малогабаритных сельскохозяйственных машин и орудий, кружок должен располагать, кроме токарного, фрезерного, сверлильного станков, сварочным аппаратом, простым кузнечным оборудованием. Из материалов в наличии должны быть ДВС (от мопеда, мотоцикла, мотороллера), электродвигатели, различные узлы и детали списанных и устаревших сельскохозяйственных машин (коробки передач, редукторы, колеса, детали управления, трансмиссии и др.), сортамент проката (уголки, швеллера, прутки и т. д.), деревянные бруски, фанера, металлический листовой материал.

Все эти материалы следует хранить в помещении гаражного типа или под навесом. В этом же помещении можно разбирать списанные машины, сортировать, подбирать и комплектовать детали и узлы для будущей машины. Здесь же может осуществляться сборка машины. В ряде случаев сборочные операции проводят в мастерских базового предприятия, где для кружка отводится специальный участок. При необходимости выполнения сварочных работ их проводит руководитель кружка или специалист базового предприятия.

Испытания машины целесообразно проводить на пришкольном участке или полевом стане ученической производственной бригады. В месте, отведенном для испытания машины, должны быть предусмотрены меры противопожарной безопасности. Руководитель кружка должен заботиться, чтобы на всех рабочих местах были соответствующие инструкции и красочные плакаты по охране труда.

Чертежные работы, расчеты, эскизы должны выполняться на специально оборудованном рабочем месте конструктора — в школьном кабинете черчения. Если имеется возможность, то ра-бочее место конструктора оборудуется и при лаборатории, где изготовляют модели и образцы машин. Правильно оборудованное и оснащенное рабочее место конструктора способствует созданию творческой обстановки, психологически настраивает кружковцев на серьезное отношение к процессу конструирования и расчетам.

Рабочее место конструктора оборудуется кульманами или уни- нереальными чертежными столами, позволяющими выполнять графические работы как сидя, Так и стоя. Рабочее место за кульманом или чертежным столом должно не только обеспечивать удобство выполнения графических работ, но и создавать условия для правильного физического развития.

Для кружковцев с разным ростом рекомендуются следующие размеры (см) высот чертежного стола и стула (табл. 1.1.).

Наиболее целесообразный наклон доски при работе сидя равен 30° от горизонтальной плоскости, при работе стоя на вертикальной доске — 60—82°.

Чертежная доска кружковца должна быть оборудована чертежным прибором или «плавающей» рейсшиной. На рабочем месте должны находиться готовальня, угольники, лекала, транспортир, прибор для заточки л правки карандашей, карандаши марки «М» и «Т», резинка.

Важным фактором является освещенность рабочего места конструктора, которая при выполнении чертежных работ должна быть до 1000 люкс. Лучшие условия для работы создает естественное дневное освещение. При необходимости использования искусственного освещения рекомендуется комбинировать люминесцентные лампы с обычными лампами накаливания, которые добавляют к спектру тепловые тона, смягчая холодный свет люминесцентных ламп.

Особое внимание уделяется окраске стен и оборудования. Установлено, что правильно подобранные цвета для окраски стен, мебели, оборудования могут повышать работоспособность, снижать усталость, поднимать настроение. Стены лаборатории и оборудование желательно окрашивать в светлые тона голубого, зеленого, желтого цвета или их оттенков.

На рабочих местах конструктора должны быть необходимые справочные материалы, выписки из стандартов, образцы чертежных шрифтов, эскизы и чертежи унифицированных и стандартных деталей, микрокалькуляторы.

Для кружка целесообразно оборудовать от трех до пяти рабочих мест конструктора, что вполне приемлемо при общей численности кружка до 15 человек.

КОМПЛЕКТОВАНИЕ И ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАНЯТИЙ

В кружок привлекаются учащиеся V—VIII классов средней школы, проявившие углубленный интерес к конструкторской деятельности в области совершенствования и создания новых образ-цов сельскохозяйственной техники.

Типовой программой для кружка конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники рекомендуется комплектовать его учащимися VI—VII классов. Опыт работы многих кружков конструирования малогабаритной сельскохозяйственной техники показывает, что в.ряде случаев для работы в них могут привлекаться учащиеся и V классов, иногда IV классов, проявившие большой интерес к технике и ее конструированию. В кружке, как правило, продолжают заниматься учащиеся VIII—IX классов.

Привитие интереса к конструированию должно начинаться с первых уроков трудового обучения, а в кружках — с технического моделирования. Естественным продолжением и углублением этих знаний является кружок конструирования малогабаритной сель-скохозяйственной техники, а также школьное конструкторское бюро, которое может быть организовано на базе этого кружка из учащихся второго и третьего года обучения в нем.

Вовлечению школьников в кружок предшествует большая пропагандистская, воспитательная работа, которую проводят учителя и специалисты базового предприятия. Во многих школах эта ра-бота связана с подготовкой и проведением в начале учебного года недели науки, техники и производства. В это время младшие школьники принимают участие в конкурсах, связанных с использованием технической игрушки, в конкурсах по скоростной сборке разных технических устройств, учащиеся V—VI классов — в конкурсах по решению конструкторских и технологических задач. Проводятся выставки лучших работ учащихся, организуются выступления юных конструкторов, защита наиболее интересных проектов. В период проведения дней знаний, науки, техники и производства, когда наиболее полно раскрываются способности и возможности ребят, организуется запись в кружок конструирования малогабаритной сельхозтехники. Проводит ее руководитель кружка. В кружок первого года обучения набирается до 20 учащихся V—VI классов. Опыт показывает, что отсев учащихся из кружков с конструкторским уклоном наиболее интенсивно проходит в первые 2—3 месяца, а оставшиеся 12—15 кружковцев активно в нем занимаются иа втором и третьем годах обучения, а иногда вплоть до выпуска из школы. Главной причиной отсева ребят из кружка в первые месяцы его работы является неудовлетворенность их жажды активной творческой практической деятельности, особенно при чрезмерном увлечении руководителя кружка теоретическими занятиями. Это должно быть учтено руководителем кружка при составлении плана работы на год.

Во многих школах при комплектовании кружка принимают всех желающих, независимо от их физических и умственных способностей, успехов в учебе и дисциплине. Такой принцип формирования кружка позволяет привлечь к занятиям «трудных», потерявших интерес к учебе ребят, и если в кружке царит атмосфера творчества, раскованности, ненавязчивой воспитательной работы (что целиком зависит от руководителя кружка), то успех и хорошие результаты в работе обеспечены.

План работы кружка — основной документ, определяющий характер и направленность его учебно-воспитательной работы. Его структура и содержание зависят от года занятий кружка, материальной базы, опыта руководителя, развития технического творчества в школе и отношения к нему руководителей школы и учителей, от взаимоотношений школы с базовым предприятием и степени участия его специалистов в работе кружка. План работы кружка рассматривается на техническом совете школы и утверждается ее директором. План тесно связан с планом работы секции ВОИР школы или первичной организации ВОИР базового предприятия.

Готовясь к занятиям, составляя план работы кружка, руководитель должен тщательно и вдумчиво подобрать теоретический материал, увязав его с практическими работами. К занятиям в кружке и составлению плана его работы следует привлекать учителей физики, математики, черчения, специалистов базового предприятия. Например, для объяснения принципа действия электропривода целесообразно привлечь учителя физики, для изучения особенностей и отличий различных ДВС — специалистов базового предприятия, известных механизаторов.

При планировании примерно четвертую часть учебного времени отводят на теоретические занятия, в том числе на проведение экскурсий, остальное время — на практические занятия. В плане кружка формулируется цель каждого года занятий, определяются программа, темы, количество учебных часов, указывается место проведения занятий по теме, время проведения конкурсов и выставок, привлечение к занятиям в кружке специалистов базового предприятия.

Учебный год в кружке продолжается с сентября по май, включая осенние, зимние и весенние каникулы. Он может быть продолжен летом в ученической производственной бригаде, где будет использоваться сельскохозяйственная техника, сконструированная и изготовленная в кружке.

Кружки первого года работают два раза в неделю по 2 ч, т. е. 144 ч в год. Продолжительность занятий второго (VI—VII классы) и третьего (VII—VIII классы) года составляет 6 ч в неделю (два занятия по 3 ч), по 216 ч в год.

Успешная работа кружка во многом зависит от степени участия и заинтересованности в ней родителей кружковцев. В плане кружка должно предусматриваться проведение родительских собраний 1—2 раза в учебный год. В начале учебного года руководитель знакомит родителей с программой, задачами, планами кружка. Родители, поддерживая увлечения своих детей, помогают

работе кружка советами, принимают участие в изготовлении некоторых узлов и деталей, способствуют в передаче для нужд кружка оборудования, инструмента, списанных и устаревших сельскохозяйственных машин.

ОБЩИЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ РАБОТЕ С ЭЛЕКТРОМАШИНАМИ

Организуя работу в кружке, его руководитель и школьники должны знать и соблюдать правила безопасности труда. При этом руководитель кружка руководствуется утвержденными правилами техники безопасности и производственной санитарии [26]. При использовании электрифицированного инструмента при работе с электрическими машинами необходимо хорошо усвоить правила их технической эксплуатации и техники безопасности.

Руководитель кружка, планируя работу, должен учитывать, что электро- и газосварочные работы не могут поручаться учащимся, они могут быть выполнены им самим или на базовом предприятии. Работать с электроинструментом могут только учащиеся старших классов при напряжении до 42 В с использованием диэлектрических перчаток или коврика.

Работа на станках должна проводиться в спецодежде, застегнутой на все пуговицы или завязанной, волосы убираются под головной убор, обязательно пользоваться защитными очками. На каждом рабочем месте и у станка должна находиться красочно, наглядно и понятно выполненная инструкция с мерами безопасности. Перед началом работы руководитель кружка каждый раз инструктирует учащихся, напоминает им о необходимости соблюдения мер безопасности.

Правила техники безопасности запрещают привлекать к работам учащихся моложе 15 лет, связанным с переноской и передвижением тяжестей. При переноске тяжестей вручную масса груза не должна превышать: для юношей и девушек 15 лет — 8,2 и 5 кг соответственно, для юношей и девушек 16—18 лет— 16,4 и 10,2 кг соответственно. Грузы массой более 20 кг поднимаются и перемещаются только подъемными механизмами.

При конструировании малогабаритной сельскохозяйственной техники и ее изготовлении в кружке необходимо позаботиться, чтобы она отвечала общим требованиям по технике безопасности и требованиям эргономики. Рукоятки рычагов управления изготовляют из теплоизоляционного материала. На защитных ограждениях, а также около узлов машин, опасных для обслуживающего персонала (режущий аппарат жаток, теребильные органы и др.), должны быть сделаны надписи, предупреждающие об опасности. Движущиеся, вращающиеся части машины (карданные, цепные, ременные, зубчатые и т. п.) должны быть ограждены защитными кожухами, обеспечивающими безопасность обслуживающего персонала. Защитные кожухи окрашиваются в цвет, отличный от общей окраски машины. Внутренняя поверхность кожухов должна быть окрашена в красный цвет.

Двигатель не должен иметь течи топлива, масла и воды, пропуска выхлопных газов в соединениях выхлопного коллектора с двигателем и выхлопной трубой. Лопасти вентилятора окрашивают в цвет, отличный от цвета окраски двигателя. В двигателях с воздушным охлаждением воздухозаборное отверстие должно быть защищено металлической сеткой.

Техническое состояние рулевого управления, а также рычагов управления рабочими органами сельскохозяйственных машин и орудий должно обеспечивать легкость, надежность и безопасность управления. Соединительные пальцы тяг фиксируют стандартными шплинтами, не бывшими еще в употреблении. Рычаги управления рабочими органами машины и орудия должны иметь на-дежные фиксирующие устройства. Рабочие части фрез и ротационных культиваторов необходимо закрывать кожухами.

Техническое состояние электрооборудования должно исключить возможность искрообразования и пробивания тока в проводах и клеммах. Электропроводка должна быть предохранена от механических повреждений, а вблизи нагретых частей двигателя и в местах, где возможно попадание на нее масла и топлива, должна быть надежно защищена. Аккумуляторные батареи должны быть надежно укреплены, закрыты крышкой и не должны иметь течи электролита.

Особое внимание следует обратить на безопасность труда при работе с электрическими машинами.

При подготовке к проведению инструктажа учащихся руководителю кружка рекомендуется использовать Правила технической эксплуатации электроустановок, Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок, а также Правила устройства электроустановок.

Основное условие техники безопасности на занятиях кружка — исключить возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. Выводы обмоток электродвигателей и места присоединения проводов и кабелей к зажимам должны быть закрыты защитными коробками. Работа электродвигателя без защитных коробок запрещается. Не допускается применение в электроустановках открытых рубильников, рубильников с кожухами, имеющими прорези для рукоятки, открытых плавких вставок предохранителей и других аппаратов с открытыми токоведущими частями.

Категорически запрещается определять наличие напряжения на элементах установки, прикасаясь к ним руками. Для этой цели можно использовать специальный электроизмерительный прибор, приборы со встроенной в них неоновой лампой и добавочным сопротивлением или контрольную лампу.

Все двигатели должны иметь защиту от коротких замыканий автоматическими выключателями с максимальной защитой либо предохранителями. Если двигатели могут перегружаться по условиям технологического режима, они должны, кроме того, иметь защиту от перегрузки. В качестве последней могут применяться тепловые реле, встроенные в магнитные пускатели и автоматические выключатели.

При пуске любого из электродвигателей на зажимах других работающих электродвигателей напряжение не должно снижаться более чем на 20% номинального напряжения сети.

Необходимо иметь в виду, что работа с электрическими машинами может осуществляться только при наличии исправных индивидуальных защитных средств, таких, как диэлектрические резиновые рукавицы и перчатки, а также галоши и боты, резиновые дорожки и коврики, изолирующие подставки и монтерский инструмент с изолированными ручками.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ

На занятиях кружка применяются различные методы обучения, которые обеспечивают получение учащимися необходимых знаний, умений и навыков при конструировании малогабаритной сельскохозяйственной техники, активизируют их техническое мышление, развивают и поддерживают интерес к технике.

На занятиях кружка могут быть применимы следующие методы обучения: объяснительно-иллюстративный, репродуктивные, алгоритмические и эвристические.

Объяснительно-иллюстративный метод включает: беседу или рассказ с демонстрацией слайдов, плакатов, моделей, макетов изделий; инструктирование и консультирование; защиту принимаемых конструктивных решений и проектов; экскурсии на машинный двор базового предприятия, фермы, теплицы и оранжереи, в НИИ, конструкторские бюро и т. д. Этот метод широко используется на всех годах занятий кружка.

Репродуктивные методы обучения включают совместные действия руководителя и кружковцев по воспроизведению в рисунках, чертежах, моделях и макетах тех машин, механизмов и тех-нических устройств, которые они конструируют. Эти методы применимы для решения конструкторских задач как на первом году занятий в кружке, когда учащиеся конструируют и строят модели сельскохозяйственных машин, так и на втором и третьем годах занятий при конструировании и изготовлении образцов машин.

Алгоритмическим методом пользуются при поиске новых технических решений, решении изобретательских задач, проведении эвристической беседы. При этом под алгоритмом понимается совокупность приемов, логических правил, четкое и последовательное выполнение которых может привести к новому техническому решению, а в ряде случаев к изобретению. Примером использования алгоритмического метода является алгоритм решения изобретательских задач—АРИЗ.

Эвристические методы, являясь частью проблемного обучения, реализуются частично-поисковой беседой. При этом учащиеся проводят отдельные элементы поиска. При проведении эвристической беседы учитель выдвигает проблему, планирует шаги поиска (составляет алгоритм поиска), расчленяет решение проблемы на ряд вопросов. Учащиеся, отвечая на взаимосвязанные вопросы, подсказанные руководителем кружка, анализируют известные им факты, сравнивают и сопоставляют их и на этой основе находят новое техническое решение.

Алгоритмические и эвристические методы поиска конструктивных решений наиболее приемлемы для учащихся второго и третьего годов занятий в кружке.

Выбор метода обучения зависит от содержания занятий и года обучения. Не следует на занятиях кружка увлекаться рассказом и беседой. Их продолжительность не должна превышать 10— 15 мин. Основное время при работе кружка используется на практические занятия. На первом году занятий руководитель кружка главным образом инструктирует кружковцев, на втором и третьем годах занятий он больше консультирует, советует, оказывает помощь в работе с технической литературой, справочниками, чертежами. При этом кружковцы готовят свои проекты, решают конструкторские задачи и затем защищают их перед товарищами.

В зависимости от того, над какой темой работают кружковцы, занятия могут проводиться со всеми учениками одновременно или по звеньям. Так, теоретические занятия, беседы, экскурсии, работы, связанные с испытаниями техники, защита проектов проводятся со всеми кружковцами.

На втором и третьем годах занятий кружковцев, когда они конструируют и изготовляют сложные технические устройства и машины (мотоблоки, микроструктуры и др.), разделяют на звенья (конструкторские бригады) по 3—4 человека в каждом. Необходимость такого разделения вызвана трудоемкостью работ. В этом случае обеспечивается также широкий фронт работ и быстрее виден конечный результат. Руководитель может больше уделить внимания индивидуальной работе с каждым кружковцем, более полно используется материальная база кружка, когда часть учащихся работает в мастерских, часть — на рабочих местах конструктора.

Сложность тематики и акцент на выполнение индивидуальных работ заставляют проводить занятия в кружках по звеньям. Рабочие места при этом и время, отведенное на занятия, разбиваются между звеньями. Вначале работает первое звено. За 15 мин до окончания занятия приходят. кружковцы второго звена, и руководитель одновременно для всех излагает теоретический мате-риал.

На выбор методов обучения существенно влияет материально- техническая база кружка: наличие рабочих мест и производственных площадей, материалов, оборудования, инструмента; во многом он зависит от стиля работы и личных качеств руководителя.

Правильная постановка учебного процесса, четкое соблюдение межпредметных связей, умелое сочетание разных методов обучения способствуют успешной работе кружка.

МЕТОДИКА ПОИСКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Конструирование малогабаритной сельскохозяйственной техники в условиях кружка связано с созданием новых или совершенствованием существующих сельскохозяйственных машин, орудий, приспособлений. Задачи, стоящие перед конструированием и созданием этих машин, должны вытекать из анализа перспектив и тенденций развития сельскохозяйственной техники. Успешное решение этих задач связано с хорошим знанием и пониманием агротехнических условий и технологий применения сельскохозяйственной техники.

Каждая из созданных и построенных кружковцами машин является для них новой, на опыте ее конструирования у учащихся формируется техническое мышление и некоторые навыки в поиске технических решений.

В настоящее время достаточно много внимания уделяется описанию Методики обучения конструированию и поиску новых технических решений [1, 14, 48, 49].

В поиске новых технических решений наиболее распространенным, хотя и малоэффективным, является метод «проб и ошибок». При этом поиск, как правило, ведут наугад. Выдвигается идея, затем следует ее теоретическая или практическая проверка. Одна идея оказалась неудачной — выдвигается вторая, третья. Опыт показывает, что большая часть неудачных проб направлена в сторону, противоположную правильному решению. Это связано с тем, что над изобретателем довлеет предыдущий опыт, традиционные решения, так называемая инерция мышления.

Усовершенствованный метод «проб и ошибок», представляющий один из эвристических методов решения новых задач, известен под названием метода «мозгового штурма». Для применения этого метода руководитель кружка разделяет ребят на две группы. Одна «генерирует» идеи, другая группа (это кружковцы, имеющие уже опыт конструирования) анализирует поданные идеи.

Применение метода «мозгового штурма» требует предварительной подготовки. Определяется ведущий «мозгового штурма». Им может быть наиболее эрудированный кружковец или сам руководитель. Для участия в «мозговом штурме» приглашаются младшие школьники, специалисты базового предприятия. Одним из условий проведения такого штурма является запрещение кри-тики выдвигаемых идей. Идеи должны только выдвигаться и фиксироваться, а накопленные варианты решения задачи передаются группе аналитиков.

Поиски новых технических решений связаны с определением и последующим устранением ряда технических противоречий.

Обычное совершенствование машины заключается в том, что, совершенствуя один из параметров, проигрывают в чем-то другом. Например, чтобы повысить тяговую способность мотоблока, зависящую от сцепления колес с почвой увеличивают его массу, навешивая балластные грузы. Однако это приводит к дополнительным затратам мощности двигателя и увеличению расхода топлива. Новое техническое решение, обеспечивающее повышение сцепления колес с почвой без увеличения массы мотоблока, привело к изобретению приспособления, позволяющего изменять угол резания почвозацепов. Уменьшение угла приводит к увеличению сцепления, которое нужно при пахоте или культивации, а увеличение угла до 180° уменьшает сцепление, что необходимо в транспортном варианте мотоблока.

Часто главным в работе конструктора становится умение обнаружить техническое противоречие, и когда удается его устранить, обычная конструкторская задача переходит в разряд изобретательских. Руководитель кружка, знакомя учащихся с понятиями об «идеальной машине» и технических противоречиях, учит их упорядочению поиска новых технических решений и подводит к решению изобретательских задач.

Одним из эвристических методов поиска новых технических решений является метод «черного ящика». При использовании этого метода, как правило, известна конечная цель поиска. Иногда известны вход и выход, и необходимо выбрать наиболее оптимальный вариант решения задачи, т. е. найти содержание «черного ящика».

Схематично метод «черного ящика» выглядит так:

ЗАДАЧА

РЕШЕНИЕ

Опыт показывает, что для использования этого метода в работе с учащимися требуется подсказка, помогающая преодолеть «инерцию мышления». Подсказка оформляется в виде таблицы [14], применение которой способствует возрастанию числа предлагаемых вариантов решения задачи.

Используя изложенные методы поиска новых технических решений, руководитель кружка может провести творческую игру с ситуациями, приближенными к работе кружка, конструирующего малогабаритную сельскохозяйственную технику. Такую игру можно провести под названием «Конструкторское бюро». При этом ставится задача на создание определенного технического устройства. Например, как должен быть устроен механизм внутри корпуса 2 (рис. 1.1), чтобы при постоянной частоте вращения вала 1 вал 3 вращался с такой же частотой при включении рычага 4 в положение А, в два раза быстрее вала 1 в Положении В и останавливался в положении Б?