РАДИОЛЮБИТЕЛЬ, №17-18, 1925 год. Любительская мачта из железных труб

"Радиолюбитель", №17-18, октябрь, 1925 год, стр. 366-368

Любительская мачта из железных труб

Техник Ф. Куликов

Нижепомещаемая статья т. Куликова дает описание высокой мачты (35—50 мтр.), устроенной собственными силами одного из радиокружков. Помещая это описание, как пример самодеятельности наших кружков, мы должны сделать оговорку, что предлагаемая мачта, по мнению редакции, не является настолько разработанной, чтобы ее можно было рекомендовать как тип в смысле самой конструкции и в отношении способа под‘ема. Многое в конструкции следовало бы изменить и упростить, а под'ем лучше было бы производить при помощи стрелы (вспомогательной мачты), как это описано в № 10 (стр. 213) "Радиолюбителя"; последний способ, во всяком случае, более дешевый, хотя т. Куликов и считает его более трудным и не во всех случаях осуществимым (нужна лебедка, не везде имеющаяся). Делая оговорку, мы, однако, считаем, что предлагаемая статья принесет свою пользу, наведя многих любителей на плодотворные мысли, дав толчок к устройству высокиx железных мачт.

В будущем, к следующему строительному сезону, мы дадим подробную статью об устройстве и под‘еме высоких мачт; выполнение этой работы для "Радиолюбителя" любезно взял на себя уже известный нашим читателям инж. С. Я. Турлыгин.

Редакция.

Почти нет такой фабрики, нет такого завода, где бы не был организован кружок радиолюбителей, и вместе с этим редко где найдется такое предприятие, на котором не было бы новых или старых, часто совсем ненужных или неходовых железных труб, из которых, при наличии заводского инструмента, можно соорудить трубчатую радиомачту, по прочности и невысокой парусности на много превосходящую своих деревянных собратий.

По нижеуказанному способу мною установлены две трубчатых, высотою каждая по 35 метров, мачты при рабочем клубе "Красный Балтиец" на станции Подмосковная М.-Б.-Б. ж. д., в 8 верстах от Москвы.

Конструкция мачты высотою 35 метров

Мачта собирается из 7 труб длиною каждая приблизительно по 5 метров и имеет телескопическое строение, т -е. диаметр труб от низу к верху уменьшается.

Самая нижняя
I труба имеет наружн. диаметр 88 мм.
II "" "" "" "" 88 ""
III "" "" "" "" 75 ""
IV "" "" "" "" 75 ""
V "" "" "" "" 60 ""
VI "" "" "" "" 60 ""
VII "" "" "" "" 50 ""

(Вполне возможно сделать мачту из труб одного какого-либо диаметра, но при этом необходим расчет мачты на продольный изгиб).

Рис. 1. Соединение между трубами.
(увеличенное изображение)

Для осуществления прямого и прочного соединения между трубами, концы труб подкатаны в горячем состоянии по длине на 150 мм. (см. рис. 1) в следующем порядке: конец II трубы, имеющий наружный d = 88 мм., подкатывается по d = диаметру III трубы, т.-е. с 88 мм. на 75 мм.; конец IV трубы под V трубу, т.-е. с 60 мм. на 50 мм. Верхний конец VII трубы не подкатывается.

Подкатка производится следующим способом: кузнец, производящий эту работу, вставляет в наковальню соответствующий половине диаметра подкатываемой трубы нижник, кладет на него нагретую в горне трубу и накладывает на нее такой же вершник. По вершнику бьют два молотобойца частыми и мелкими ударами, труба же беспрерывно должна поворачиваться за холодный конец двумя рабочими в таком порядке: когда поворачивает один рабочий, то другой в этот момент перехватывает руками и, не давая останавливаться трубе, продолжает ее повертывать, пока первый рабочий перехватится руками для дальнейшего поворота. Такое беспрерывное вращение имеет большое влияние на результат в смысле тщательности осаживания трубы. При сборке подкатанные концы труб идут вверх, в неподкатанные же (нижние) концы, за исключением I трубы, в нагретый конец каждой забиваются холодные патрубки диаметром на 1 мм. больше внутреннего диаметра этой трубы.

Длина патрубков следующая: во II трубу в неподкатанный конец вколачивается патрубок длиною 500 мм.; из них 250 мм. забивается в трубу и 250 мм. остаются снаружи; на этот конец наденется из-под низу I труба. В III трубу вколачивается патрубок также на 250 мм., конец же патрубка, остающийся снаружи, имеет длину 150 мм., что соответствует длине подкатки II трубы, которая также из под низа наденется на II трубу. В IV трубу патрубок вколачивается так же, как и во II; в V трубу — как в III; в VI — как во II и в VII — как и в III: говоря проще: в трубе с четным номером длина патрубка — 500 мм.; с нечетным — 400 мм. (см. рис 1).

Концы патрубков, остающиеся снаружи, припиливаются (что будет точней) или осаживаются в горячем состоянии по диаметру той трубы, которая на них наденется.

Отступивши на 200 мм. от обреза, трубы с патрубками просверливаются насквозь (через трубу и патрубок) сверлом диам. 12½ мм. (½ дюйма); в это отверстие вставляется соответствующий болт, который, не давая поворачиваться или выпадать патрубку, пригодится нам, как увидим дальше, для под‘емки самой мачты и как державка для развилки или хомута к которому будут прикреплены оттяжки (см. рис. 1). Всаживание патрубков большего диаметра в горячую трубу вполне возможно заменить подобранным под размер куском трубы, лишь бы было плотнее прилегание патрубка к стенкам трубы.

Рис. 2. Развилка (а), крючек с тросом (б), железный хомут (в).

Для перекрытия стыка труб отковываются полукольцовые хомуты из железа толщиной 4, 5 или 6 мм. (см рис. 2 слева) по диаметру каждого соединения с запасом на натягивание во 10 мм. с каждой стороны. В каждой половине хомута просверливаются с каждого бока по 3 дыры 12,5 мм. сверлом, всего по 6 дыр, в которые при сборке мачты вставляются болты, отжимающие стык труб хомутом.

На болт, проходящий сквозь трубу и патрубок, сверху надевается развилка с вырубленной посредине дырой по диаметру трубы (см. рис. 2 справа) и просверленными на углах четырьмя дырами диам. 12½ мм., в которые вставляются крючки с тросом или проволокой на конце, закручиваемой в глухое кольцо крючка закруткой (см. рис, 2 наверху).

Вместо развилки можно для присоединения оттяжек ставить половинчатые хомуты. Толщина троса на оттяжки берется из расчета бокового сопротивления мачты силе ветра при давлении его в 125 килогр. на квадр. метр. При определении расчетной площади за ширину берется 0,8 диам. трубы, длина же берется действительная.

При указанном диаметре труб вполне достаточной является проволока толщиною 5 мм.; эта проволока дешевле во много раз плетеного троса. По выполнении всех деталей мачты, ее собирают на деревянных подкладках на земле, тщательно выверяют направление труб с нанесением рисок на концах, надевают хомуты, обжимают их болтами и на каждом ставят номер, чтобы не создалось путаницы при под'еме. Потом разбирают ее и переносят к под'емной раме.

Конструкция под'емной рамы

Для под'емки мачты сконструирована деревянная рама (рис. 3), целью которой является:

A) осуществление строго вертикального направления поднимаемой мачты на протяжении в 11 метров;

Б) помещение под‘емных приспособлений — блоков, направляющих угольников и

B) помещение наверху ее двух человек, присоединяющих тросы оттяжек по мере выхода мачты из рамы.

Способ постройки рамы следующий.

Желательно иметь четыре бревна длиною по 11 метр. (16 арш.), если же таких бревен не найдется, то сращивают по два (восьми с девятиаршинным) косым замком восемь бревен, при чем на место сроста накладываются 4 железные планки, сквозь которые пропускается по 2 болта.

Две стороны каждого бревна стесываются топором по шнурку под прямой угол, на этот угол накладывается по всей длине бревна угловое железо размером 6 × 37 × 37 мм. (или какое найдется) и привертывается к дереву через каждые полметра шурупами. Поэтому железу катятся при под'емке мачты ролики направляюшего хомута. Все четыре бруса соединяются вместе, при чем углы, скованные железом, ставятся во внутрь.

Рис. 3. Под'емная рама.
(увеличенное изображение)

Расстояние между брусьями по боковой стороне делается 25 см. Соединяются брусья между собой болтами диаметром 15 или 18 мм. ( или ¾) и длиною 25 см. плюс толщина двух бревен, через каждые 1,5 мтр. При срощенных бревнах место врубки полезно скрепить железными раскосами (размер железа 9 × 75 мм.), что дает более жесткое соединение всей системы. К верху бревен прибиваются или привертываются болтами параллельно друг другу две вершковых доски длиною по 2 метра, на которых делается из досок настил после под'ема рамы. До под'ема же настил делать не рекомендуется, чтобы не утяжелять рамы. Отступивши от нижних концов на 200 мм., сквозь два бревна просверливается буравом (диам. 37 мм.) дыра, через которую вставляется соответствующего диаметра железная ось, на которой повертывается рама при спуске и под'емке. На каждый просверленный столб с двух сторон врезываются и привертываются две железные накладки с 37-мм. дырами. Цель этих накладок — предупредить раскалывание бревна во время вращения рамы вокруг оси и облегчить трение о направляющие брусья, которые также с внутренней стороны снабжаются такими же накладками с дырами. Вокруг рамы на высоте 4,5 метров на деревянных козлах делается из досок настил, с которого во время под'емки мачты удобно производить соединение труб с хомутами, а также тянуть цепи блоков.

Опорные брусья

В нижний брус (рис. 3. самый низ), имеющий длину 3 метра, вдалбливаются два вертикальных бруска высотою по 1 метру, параллельно друг другу, расстояние между ними соответствует ширине рамы. Для прочности вертикальные бруски скрепляются с горизонтальным брусом еще деревянными или железными раскосами.

Рис. 4. Направляющий хомут.

Внутренний же пролет между вертикальными брусьями, и в длину равной ширине рамы, яма заполняется булыжником или колотым кирпичом, на который опустится пята мачты. Хорошей пятой для трубчатой мачты может послужить обыкновенный вагонный буферный стержень.

Направляющие хомуты

Направляющие хомуты (рис. 4) отковываются из железа в количестве 6 штук со следующим внутренним диаметром: 4 шт d = 75 мм. и 2 шт. d = 88 мм. длиною, равной расстоянию между крест-накрест лежащими угловыми направляющими рамы (см. рис. 3, разрез по cd) т.-е. 340 мм. (13 мм. здесь отбрасываются, как ненужная точность). В каждый хомут вставляется два ролика (рис. 5), которые катятся по угольникам во время под'емки и дают направление мачте.

Рис. 5. Ролик.

Ролики желательно выточить металлические, но можно также их сделать и из дуба, при необходимом условии накладки на них с двух сторон железных щечек с 12,5-мм. дырами в центре: шурупы, которыми привертываются щечки к дереву, необходимо утопить в раззенковку, чтобы головки не выступали наружу. Каждый ролик по кругу протачивается на глубину 18,5 мм. под прямой угол. В собранном направляющем хомуте расстояние между заточками обоих противоположных роликов должно быть равно 345 мм. (8 мм. дается на разбег между угольниками.

Под'емные хомуты

Под‘емные хомуты (рис. 6) отковываются в количестве 3 шт. со следующим внутренним диаметром: 1 шт — 60 мм., 1 шт. — 75 мм. и 1 шт. — 88 мм.

Рис. 6. Под'емный хомут.

Длина их равняется 200 мм. Для присоединения к ним блоков отковываются две серьги (рис. 6-а).

Антенный хомут

Антенный хомут (рис. 7-а) выгибается из одного куска железа (размер 6 × 30 мм.); в центре его сгиба помещается медный ролик с канавкой. На другом конце его выгибается хомут по диам. верхней трубы (50 мм.). Между щечками хомута вкладываются железные сухари и через них проходят болты, обжимающие хомут. При таком устройстве антенный хомут закрепляется на трубе не намертво, а имеет вращение в обе стороны, что важно в целях устранения перекоса при натяжке антенны, на другой же мачте можно хомут устанавливать неподвижно, но с известным направлением на подвижной хомут.

Верх мачты

Отступивши от верха трубы на 100 мм., сверлится дыра, в которую пропускается болт (рис. 7). На болт опирается развилка (или хомут) с тросами (рис 7-c). Затем на трубу надевается или газовая контргайка (рис. 7-b), или кольцо из трубы большего диаметра, затем надевается хомут с антенным блоком и опять контргайка или кольцо.

Рис. 7. Верх мачты.

Все это закрепляется вторым верхним болтом, пропущенным, как и первый, сквозь трубы. Расстояние между двумя контргайками делается шире хомута на 2 мм., чтобы хомут мог поворачиваться.

Анкеры для оттяжек

При наличии свободного места вокруг радиоустановки недорогим и довольно простым в устройстве является анкер из старых рельс или балок (рис. 8).

Берется рельс длиною 4 метра, к нему с одного конца привертываются двумя болтами два 2-метровых куска рельс. Утолщенным концом анкер зарывается в землю на глубину 2 метра и плотно утрамбовывается землей с камнями. Устанавливается анкер в наклонном от мачты положении. Высокое расположение анкера от земли обуславливается лишь теми соображениями, чтобы обеспечить оттяжки oт порчи их посторонними лицами, произвести ту или иную порчу оттяжек.

Рис. 8. Анкер для оттяжки.
(увеличенное изображение)

К верхнему концу рельса и ниже на 500 мм. приветываются сквозь рельсы два хомута болтами d = 18 мм. (рис. 8-а). В разбег хомутов вставляются два 18 мм. болта с загнутыми на концах кольцами, сквозь которые также пропускаются болты d = 18 мм.

На болты надевается железная планка (размер железа 15 × 50 мм.) с разрезными дырами на концах. На планке сверлятся дыры 15 мм. сверлом (по числу оттяжек); в эти дыры вставляются болты 12,5 мм. с длиною нарезки до 700 мм.; цель этих болтов — заменить дорого стоющие растяжки. На одном конце болт загибается кольцом, в который закручивается трос или проволока. Конструкция анкера позволяет установить планку под любым углом к мачте, натянуть каждый трос в отдельности и при необходимости подтянуть двумя 18-мм. болтами сразу все оттяжки. Под гайки болтов (рис. 8-г) d = 18 мм. необходимо подложить скошенные шайбы, чтобы не портить резьбу. Необходимо добавить, что болты (рис. 8-в) в месте соединения с хомутом должны иметь вращение вниз и вверх, что необходимо для самоустановки планки под нужным углом к мачте.

Под'емка мачты

В свободную от болтов сторону рамы (рис. 3, правая сторона рамы) вставляется VII труба и поднимается вручную, затем под нее тем же порядком подстанавливается и надевается на нее патрубок VI трубы. Под сквозной болт VI трубы надевается и свертывается под'емный хомут — d = 60 мм.; в него вставляются две серьги, за которые присоединяется блоки. Сверху под'емного хомута привертываются к трубе крест-накрест два направляющих хомута d = 75 мм. (между хомутами и трубой необходимо заложить свинцовые прокладки). При 5-метровых трубах конец VII трубы будет уже близок к выходу из рамы.

Вставляем в антенный блок трос и спускаем его конец на землю; в развилку вставляем крючки и при помощи кувалды из под низу, а сверху молотка, вывертываем и подгибаем кольцо оттяжечного крючка; свободные нижние концы оттяжек пропускаем через верхнюю дыру временного анкера (рис. 3, справа внизу). Дыры временных столбов и сами столбы должны быть занумерованы по порядку. Следить за креном мачты должны два человека (см. схему управления под'емкой рис. 9), стоящие по отношению к оттяжкам перпендикулярно друг к другу.

Рис. 9. Схема управления под'емкой.

Сфера влияния каждого из них на схеме показана стрелками. Один из них также должен во-время останавливать или начинать под‘емку. Кроме этих двух человек, у каждого столба с оттяжками должен стоять человек, обязанность которого исключительно следить и сейчас же передавать приказания следящего за креном мачты тем людям, которые держат тросы.

Под поднятые VII и VI трубы подставляем V трубу и под нее на нижние болты подкладываем доску. Снимаем с VI трубы под‘емный xoмут и надеваем на V трубу; сверх него надеваем и привертываем с прокладками направляющие хомуты и начинаем опять поднимать. По выходе из рамы направляющих хомутов, снимаем их и передаем вниз. Hа IV и III трубы направляющие хомуты будут привертываться уже без прокладок (диаметр 75 мм.). Перед под'емкой надо проверить, все ли развилки надеты на трубы.

При под'емке II трубы надо следить, чтобы не поднять слишком много: после установки I трубы всю мачту приходится опустить на 250 мм. (длина патрубка).

После под'емки мачты полезно ее сейчас же приблизительно выверить и концы тросов закрепить вокруг временных столбов. На анкеры переносить нужно по очереди (начиная снизу) по одной оттяжке и все время следить за мачтой.

После перенесения оттяжек на анкера болты с одной стороны рамы вынимаются и рама осторожно спускается. Низ мачты полезно забетонировать.

При наличии же строгой согласованности при под'емке и при наличии двух однотонных блоков вполне возможно и с этой рамой довести высоту мачты до 50 метров, прибавив к вышеуказанным трубам еще три трубы: 1 шт. с наружным диаметром 50 мм., 1 шт. — 60 мм. и 1 шт. — диаметром 75 мм.