§ 4. Работа с конструкторами

(При подготовке параграфа использовались материалы из комплекта брошюр "Дружим с трудом и техникой", разработанные на ЦСЮТ МП РСФСР (Дружим с трудом и техникой /Под ред. А. Е. Стахурского. М., 1968).)

Работа с наборами деталей из различных конструкторов продолжает деятельность младших школьников по начальным основам конструирования. Сохраняя принципы работы с плоскими и объемными деталями, можно перейти к изготовлению моделей технических объектов из готовых деталей, которые предложены в различных наборах конструкторов. Плиты, пластины, уголки, диски, колеса и другие детали имеют в своей основе геометрические формы. Подход к работе остается прежним, т. е. создание образа объекта и практическое его изготовление, остается только познакомить ребят с процессом сборки.

Наша промышленность выпускает самые разнообразные наборы конструкторов из различных материалов. Из металлических наборов наиболее интересными являются наборы, разработанные И. С. Сахаровым, например "Конструктор-школьник", "Маленький конструктор" и др. Эти наборы соответствуют программе трудового обучения и широко применяются в работе с младшими школьниками. Во внеклассной и внешкольной работе также широко применяются наборы "Конструктор-юность", "Юный конструктор-механик" и др.

Из пластмассовых наборов наибольший интерес представляют конструкторы "Инженер", "Конструктор-механик", "Конструктор строительно-дорожных машин", "Автоконструктор", "Конструктор сельскохозяйственной техники" и др. Из этих наборов дети с большим интересом конструируют самые различные машины, устройства и приспособления. В процессе работы школьники много познают, удовлетворяют свои интересы, потребность соприкосновения с трудовой жизнью народа.

К каждому набору прилагается альбом рисунков и фотографий с изображениями моделей и перечень деталей. Опыт практической работы показал, что знакомить детей с конструктором лучше сгруппировав содержимое набора по типу, форме и назначению деталей, например: 1) инструмент (рис. 69); 2) крепежные детали (рис. 70); 3) детали вращения (рис. 71); 4) прокатные профили (рис. 72).

Рис. 69. Инструмент: 1 - отвертка; 2 - гаечный ключ

Рис. 70. Крепежные детали: 1 - гайка шестигранная; 2 - винт короткий; 3 - винт длинный; 4 - винт установочный; 5 - шайба; 6 - гайка квадратная; 7 - шпилька; 8 - пружинная обойма

Рис. 71. Детали вращения: 1 - осевой стержень; 2 - заводная рукоятка; 3 - втулка; 4 - ручка; 5 - вал; 6 - колесо; 7 - автомобильная шина; 8 - резиновое кольцо; 9 - планшайба с втулкой; 10 - ролик без ступицы; 11 - ролик со ступицей; 12 - диск; 13 - кольцо; 14 - колесо

Рис. 72. Прокатные профили: 1 - плиты; 2 - пластина; 3 - пластина из пластика (прозрачная); 4 - изогнутая пластина; 5 - полукруглая пластина; 6 - треугольная гибкая пластина; 7 - полоса; 8 - широкая полоса; 9 - вилка; 10 - скоба; 11 - скоба с противоположно направленными уголками; 12 - опора; 13 - угольник; 14 - равнобокий угольник; 15 - неравнобокий угольник; 16 - швеллер; 17 - цапра; 18 - цапра плоская

Все детали снабжены рядами отверстий для скрепления друг с другом. Эти отверстия позволяют соединять детали самыми разнообразными способами, так как их диаметр и расстояние между ними одинаковы. Диаметры всех валов, рукояток и винтов равны диаметру отверстий. Крепежные детали также все стандартные, и резьба болта и гайки всегда совпадает.

В процессе работы дети знакомятся с правилами и приемами монтажа: 1) завертывание гаек и завинчивание болтов, винтов, шурупов производят всегда в одну сторону - по часовой стрелке, а отвертывание гаек и отвинчивание болтов, винтов, шурупов - против часовой стрелки (рис. 73); 2) все детали сначала слегка свинчивают и, убедившись в правильности соединения, крепко затягивают гайки; 3) работу ведут в основном отверткой, а гайку при предварительной затяжке придерживают пальцем; 4) отверткой легче и быстрее завинчивать винт; 5) затягивают гайку ключом; 6) в моделях, как правило, гайки должны находиться внутри, а головки винтов - снаружи; 7) перед тем как соединить детали между собой, необходимо подумать, на какую из соединяемых деталей должна опираться головка винта и на какую должна лечь гайка и т. д.

Рис. 73. Направление завинчивания и отвинчивания болта и гайки

Используя в своей работе прилагаемый к набору альбом, ребята младшего школьного возраста учатся читать технические рисунки, а это можно считать одним из первых шагов в работе по чертежу, т. е. к умению прочитать чертеж. Освоив сборку по техническому рисунку, ребята обычно стремятся усовершенствовать конструкцию, внести что-то новое, свое. Так возникают и формируются индивидуальные конструкторские способности. Машины, которые ребята видят на улице, в кино, а также в книгах и журналах, они стараются воспроизвести по памяти. Помогает в этом учащимся умение сравнивать технические формы с геометрическими фигурами и телами, а также умение мысленно расчленять технические объекты и сопоставлять отдельные части с геометрическими телами. Собирая технический объект из плоских готовых деталей конструктора, школьники практически изготавливают сначала отдельные объемные части технического объекта, которые по форме напоминают геометрические тела (кузов автомашины - призма), а затем соединяют эти части в объемную модель технического объекта. Работая с набором готовых деталей конструктора школьники получают возможность в более короткий срок изготовить модель, т. е. не затрачивают время на изготовление отдельных деталей. Часто они изготавливают модели по собственному замыслу или пытаются строить машины будущего. Например, на цветной таблице 4 показаны новые электрофицированные действующие модели уборочных машин, которые разработаны и изготовлены учащимися в лаборатории начального технического моделирования Центральной станции юных техников Министерства просвещения РСФСР.

В самом полном наборе нельзя предусмотреть всех деталей, которые могут потребоваться, поэтому недостающие детали для собственных конструкций и оформления машин и механизмов школьники обычно изготовляют сами из тонкой жести, проволоки, фанеры или картона. Если, занимаясь сборкой из готовых деталей, дети учатся правильно обращаться с гаечным ключом и отверткой, то, изготавливая дополнительные детали, они получают навык в работе молотком, зубилом, пилой, напильником, шилом и другими инструментами, делая модели самоходными, применяют резиновые и электрические двигатели и т. д.

В работе с металлическим конструктором учащиеся знакомятся с неподвижным и подвижным (шарнирным) соединением деталей. Самое простое неподвижное соединение деталей - соединение одним винтом и одной гайкой (рис. 74, 1). Но такое соединение не надежно: если одну из деталей повернуть против часовой стрелки, то, как бы туго ни была затянута гайка, прочность подобного соединения ослабнет. Следовательно, такое неподвижное соединение деталей, можно применять только там, где подвижность допускается. Чтобы соединение было прочнее, можно туго завернуть поверх первой гайки вторую. Наиболее прочно можно соединить детали с помощью двух винтов и двух гаек (рис. 74, 2). Детали, соединенные таким образом, нельзя повернуть против резьбы, даже слабо затянутые винты этого не допустят.

Рис. 74. Виды соединений: 1 - неподвижное соединение с помощью одного винта с одной гайкой; 2 - неподвижное соединение с помощью двух винтов и двух гаек; 3 - подвижное соединение, когда детали располагаются между головкой винта и двумя гайками; 4 - подвижное соединение, когда одна деталь зажимается между двумя гайками, а вторая между головкой винта и первой гайкой

Подвижное соединение можно сделать с помощью одного винта и гайки. Если гайку не затягивать туго, детали могут свободно двигаться. Но такое соединение очень ненадежно. Существуют два вида надежного подвижного соединения, в которых для укрепления применена вторая гайка (контргайка). В первом случае обе гайки находятся вместе, а детали располагаются между головкой винта и гайками. Винт свободно вращается в отверстиях обеих деталей, а туго притянутые друг к другу гайки удерживают винт в отверстиях соединяемых деталей (рис. 74, 3). Во втором случае одна из подвижно соединяемых деталей туго зажимается между двумя гайками на конце винта. Другая деталь помещается между головкой винта и первой гайкой. Тугая затяжка гаек производится двумя ключами (рис. 74, 4) или ключом и плоскогубцами.

Когда в индивидуальной работе дети хорошо освоят сборку технических объектов из готовых деталей, можно на занятиях кружка познакомить их с принципами бригадной работы - поточной сборки машин. Важно обратить при этом внимание школьников на то, что успех, эффективность и качество изделия зависят от каждого члена бригады и слаженной, дружной работы всей бригады по принципу ответственности: "Один за всех и все за одного". Хорошо, если будет не одна, а несколько бригад, чтобы можно было организовать соревнование, условия которого ребята вырабатывают сами. Дети распределяют обязанности, и каждый становится определенным специалистом: например, конструктором, технологом, инструментальщиком, чертежником, сборщиком и бригадиром сборщиков. Каждый обеспечивает свой участок работы для данного изделия, которое выбрали, разработали или усовершенствовали сами ребята. Лучше изготавливать такие модели, на которые хватило бы имеющихся в запасе деталей для изготовления двух-трех экземпляров. При сборке других видов изделий должности у ребят меняются. Так каждый кружковец сможет попробовать свои силы на любой работе, все время чувствуя ответственность перед коллективом. Каждому сборщику отводится отдельное рабочее место, на котором сложены детали, необходимые для выполняемой операции. Например, колеса лежат у того сборщика, который ставит их на все модели. Здесь же складывают предварительно проверенные винты, гайки и необходимый инструмент. Все сборщики должны работать в равных условиях. Важно, чтобы работа была организована подобно поточной линии на производстве. Вся трудовая деятельность учащихся проходит под руководством воспитателя или руководителя кружка.

Аналогично проводится работа с наборами из деревянных и пластмассовых деталей. Изготовление моделей из наборов готовых деталей для многих учащихся послужит первым шагом к созданию сложных самоходных моделей машин.