Чертеж маятниковой пилы по металлу: Станок отрезной по металлу чертежи скачать бесплатно

МАЯТНИКОВАЯ ПИЛА ПО МЕТАЛЛУ [своими руками]

[Маятниковая пила по металлам] — необходимый инструмент для обработки этого материала.

Поскольку металл очень прочный, не каждая пила справится с ним.

Маятниковая пила популярна потому, что она эффективно справляется со своей работой, при этом неважно, купили ли вы ее в магазине, или она самодельная. Если цена подходящей пилы вам не подходит, то можно изготовить инструмент самостоятельно.

Собрать пилу своими руками не сложно: в статье вы узнаете об основных ее функциях и о том, как ее изготовить.

Особенности пилы

Самодельная маятниковая пила подходит для обработки любых металлических элементов и конструкций, создания заготовок и т.д.

Чаще всего ее используют для резки изделий, т.к. именно в этом ее ключевое предназначение.

Единственный минус в том, что цена на маятниковые пилы достаточно высокая, и поэтому они не каждому по карману.

Однако есть возможность собрать инструмент своими руками – это не так просто, но вполне возможно.

Самодельная модель обладает тем же принципом работы, который описан ниже.

Маятниковая пила для работы по металлу по-другому называется торцовочной.

Это разновидность циркулярного аппарата, она работает за счет электротока и устанавливается на раму.

Видео:

Заводские модели оснащены специальным поворотным кругом, благодаря чему пила может выполнять функцию не только резки, но и стусла.

Если вам нужна только отрезная функция, то в самодельной модели круг можно не делать, таким образом, собрать пилу обойдется вам дешевле и сделать это будет несколько проще.

Название пилы произошло от ее функций: во время работы она совершает маятниковые движения – механизм резки двигается поочередно вверх и вниз, совершая резочные движения по металлу.

Во время работы аппарата круг для резки опускается на обрабатываемое изделия, а после того, как работа закончена, его нужно поднять на исходное положение.

Если вы покупаете готовый аппарат, то достаточно будет изучить основные характеристики и марки (Макита и пр.) устройства, а также почитать отзывы владельцев пил.

Если вы соберете маятниковую пилу, то сможете разрезать ею не только металлические заготовки, но также изделия из стекла, фарфора, дерева, сделать кафельную плитку нужного вам размера и т.д.

Однако для резки разных материалов требуются разные инструменты, которыми должна быть оснащена пила.

Модели Макита имеют широкий функциональный диапазон, самодельная же модель часто не имеет подобных деталей и подходит для работы в основном с металлом.

Однако если вы часто работаете с другими материалами, то сможете сделать или докупить необходимое оборудование, чтобы отрезная пила была более функциональна, тем более что сделать это совсем не сложно.

Большинство инструментов, необходимых для работы с изделиями, не обойдутся вам дорого: например, для резки дерева вам понадобится диск циркулярной пилы, а для обычной металлической обработки подойдет диск, принадлежавший ранее болгарке.

Следовательно, переоборудовать пилу очень просто: заменив диск из аппарата для работы по металлу, вы получите аппарат для обработки дерева и т.д.

Менять диски и прочие элементы очень просто. После того как вы соберете пилу своими руками, это не будет для вас проблемой.

К преимуществам этого вида пил можно отнести возможность создания качественного и точного среза, что не всегда возможно при работе с другими инструментами. Однако не стоит сравнивать пилу, сделанную своими руками, с инструментами известных производителей, например, Макита.

Ровный срез получается за счет того, что отрезная пила имеет мощный привод, а также отрезной круг, который вращается с большой скоростью.

Видео:

Другое преимущество в том, что эти пилы по металлу безопасны при работе своими руками: абразивный круг устройства закрыт специальным корпусом, который защищает от искр и стружек, которые могут попасть во время работы.

Благодаря высокой мощности и скорости вращения круга, работа происходит быстрее, чем при использовании других инструментов, а значит, расход энергии, требуемый для резки металла, будет гораздо ниже.

Наконец, маятниковые пилы более функциональные – ими можно обрабатывать металлические изделия под разными углами до 45 градусов.

Если вы решите купить уже готовый инструмент, то цена на него будет зависеть от нескольких факторов: во-первых, это размер изделия и его мощность.

Также на цену влияет фирма-производитель, например, модели Макита качественные, но не слишком дешевые.

Пилы, предназначенные для обработки толстых и крупных деталей, делают очень громоздкими и тяжелыми.

Передвинуть такой инструмент очень сложно, как правило, его помещают в гараж или мастерскую, где есть трехфазная заземленная розетка, которая необходима для работы.

С компактными пилами работать легче: их можно переносить по территории, либо брать с собой в нужное место. Однако для обработки массивных изделий они не подходят. Обычно своими руками делают именно этот вариант инструмента.

Как сделать пилу?

Если вам необходима пила, но цена, озвученная продавцом, «кусается», то самое время задуматься о том, чтобы создать инструмент своими руками.

Для пилы, предназначенной для работы по металлу, потребуется более мощный электродвигатель, например, как в моделях Макита, который также будет полезен, если вы собираетесь распиливать толстые деревья.

В случае, когда требуется более мощный инструмент, лучше всего изготавливать маятниковую станину. Маятниковые вариации не только более мощные, но и очень эффективные.

Чтобы рама аппарата была устойчивой, для ее изготовления нужно использовать стальные, а не деревянные уголки.

Рама является основанием, на которое устанавливаются все режущие и крутящиеся механизмы, потому проследите, чтобы она была прочной.

Прежде чем приступать к сборке пилы своими руками, посмотрите схемы с ее устройством: можно ориентироваться, например, на аппарат фирмы Макита, т. к. он является качественным и функциональным устройством для обработки металла.

Каждая самодельная отрезная пила должна быть установлена на какой-либо устойчивой поверхности, обычно это стол.

Нужно, чтобы он был правильно зафиксирован, т.к., если он будет шататься, то это не только может испортить вашу заготовку, но также быть опасно для мастера.

Стол для инструмента должен быть специальный, и его тоже лучше сделать своими руками. Для станины вы можете использовать старый стол с кухни, либо металлические или деревянные козлы.

Если вы выбрали козлы, то их нужно соединить с помощью доски, имеющей сечение в 50 мм. Сверху полученного основания и надо установить столешницу.

Столешницу можно сделать из металлических пластин шириной в 4 мм. Для работы вам их понадобится две. Либо вы можете использовать толстые брусья, которые нужно связать перемычкой из фанеры.

При соединении материалов не забудьте оставить между ними зазор не менее 10 мм.

Самое главное при работе, чтобы края пластины были установлены параллельно друг другу, иначе торцевая пила не сможет правильно функционировать.

При закреплении инструмента на столешницу, пила должна оказаться по центру зазора, а по двум ее сторонам должны быть расположены листы. В столе нужно сделать отверстия, в которые и будет закреплена пила.

После ее установки, вам нужно закрепить двигатель, чтобы торцевая пила могла работать. Если вы сделали небольшую пилу, то проще всего будет присоединить ее к оси двигателя.

Видео:

Однако для резки толстого металла инструмент не подойдет, поэтому, если вы понимаете, что низкой мощности в работе вам будет недостаточно, то сразу делайте более мощный инструмент.

В качестве передающего механизма для самодельной пилы можно использовать шпиндель от велосипеда. В него входят подшипники и вал, которые также потребуются вам в работе.

Срезать шпиндель с велосипеда вы можете с помощью ножовки. На велосипедный вал нужно установить звездочку. Лучше всего для этого подойдет деталь, принадлежащая мотору Д6 или Д8.

Для того чтобы она плотно прилегала к валу, вам нужно сделать втулку для перехода.

Дисковая пила должна быть прикреплена к шпинделю, однако, прежде чем это сделать, вам нужно определиться с диаметром устройства.

Диаметр втулки также должен совпадать с диаметром других деталей, чтобы все они плотно соединялись друг с другом.

На шпиндельный корпус нужно также установить пластину, толщина которой не менее 5 мм. Звездочку прикрепляют к валу, который имеет самодельная пила.

Звездочка должна по своему размеру в 2.5 раза превосходить шпиндель.

Цепь пилы надевается на корпус в последнюю очередь, после того, как все прочие детали будут правильно установлены и зафиксированы.

Цена деталей, которых требует отрезная пила, будет гораздо ниже, чем цена на готовую пилу, например, фирмы Макита.

Из инструментов вам нужен будет:

1. стол;
2. несколько пластин;
3. несколько брусьев и перемычек;
4. старый шпиндель от велосипеда;
5. втулка для перехода;
6. звездочка;
7. цепь;
8. вал.

Некоторые из этих инструментов наверняка уже есть в вашем гараже, другие же можно получить очень дешево.

Если же вы не уверены в своих силах, то лучше приобрести уже готовый инструмент.

Тем более что цена некоторых моделей Макита вполне приемлема, и при этом они имеют широкий функционал.

Прежде чем покупать пилу для резки по металлу, изучите предложения на рынке и почитайте о разных моделях инструментов.

Лучше выбирать уже проверенный аппарат, например, пилу Макита, которая уже давно зарекомендовала себя на рынке. Цена как на дисковые, так и на маятниковые пилы вполне по карману человеку со средним доходом.

Устройство и применение маятниковой пилы по металлу – metmaStanki.ru

Среди множества инструментов у любого домашнего мастера достойное место занимает маятниковая пила по металлу. С ее помощью можно с большой точностью и под любым углом распиливать практически любые длинномерные предметы, причем, не только металлические – трубы, любые профили, но и деревянные бруски, керамическую плитку. Все зависит от конструкции и режущей насадки.

Как устроена и работает маятниковая пила

Любая маятниковая пила, вне зависимости от того, сделана она своими руками или выпущена известным производителем, имеет в своей конструкции следующие узлы:

• станина;
• мощный электродвигатель;
• пильный диск;
• защитный кожух;
• возвратный механизм;
• струбцина для зажима распиливаемого изделия.

Компоновка узлов маятниковой пилы

Массивная, тяжелая станина пилы выполняется из литого металла для обеспечения устойчивости инструмента во время работы. На ней крепятся все остальные узлы пилы. Прежде всего, это маятниковый рычаг, на котором крепится мощный электродвигатель, удлиненный вал с пазами и винтовой резьбой для установки пильного диска. Этот рычаг имеет пружинный механизм, который возвращает его в исходное положение после завершения распила изделия.

На рукоятке рычага устанавливается кнопка включения пилы. Для удобства работы с инструментом к кнопке добавляется фиксатор, блокирующий выключение инструмента при отпускании кнопки. Режущий инструмент полностью закрыт защитным кожухом, предохраняющим человека от травм во время работы. На некоторых моделях производители устанавливают два кожуха – один неподвижный, второй — сдвигающийся, полностью закрывающий зону резания.

Устройство с описанием узлов

Маятниковая пила по металлу используется не только при работе с металлическими изделиями. Она может работать с деревом, керамикой, пластиком. Но для распила других материалов нужно использовать другое режущее полотно. Различные режущие насадки могут поставляться в комплекте, но могут продаваться и в розницу.

На станине закреплена струбцина для зажима распиливаемого изделия, состоящая из двух частей. Первая часть – поворотная, которая может поворачиваться на угол до 45°. На ней имеется указатель и шкала, проградуированная в градусах. Вторая часть – с винтовой регулировкой прижима. Прижимная губка на второй части имеет шарнирное крепление, что позволяет прочно фиксировать деталь под любым поворотом к фронту распила изделия, гарантируя точный срез под выбранным углом.

Плюсы и минусы маятниковой пилы

Прежде чем пополнять свой инструментарий маятниковой пилой, следует изучить не только принцип ее работы и возможности, но и все достоинства и недостатки этого нужного инструмента. Следует отличать профессиональный инструмент от бытового, ведь некоторые достоинства, устраивающие домашнего мастера, могут обернуться недостатками для профессионала.

К преимуществам маятниковой пилы можно отнести:

• многофункциональность;
• достаточно простая замена пильного диска;
• точный и качественный срез распиливаемого предмета;
• достаточно высокая скорость резки;
• простота установки;
• доступность;
• несложное обслуживание.

К недостаткам инструмента относится то, что в процессе работы нужно прилагать значительные усилия на рычаг. Кроме этого, конструкция инструмента ограничивает толщину распиливаемых заготовок. Производительность таких инструментов не очень высока, поэтому их используют, в основном, в быту. Для профессиональных работ используются другие аппараты.

Как правильно выбрать маятниковую пилу

Прежде чем покупать маятниковую пилу, следует определиться, для каких работ и как часто она будет использоваться. Если речь идет о разовых работах, выполняемых достаточно редко, то нет смысла покупать дорогостоящий инструмент, который большую часть времени будет пылиться на стеллаже.

Для таких работ вполне подойдет недорогая, несложная маятниковая пила. Для сложных работ с заготовками различной формы и из различных материалов нужно выбирать профессиональные модели.

Маятниковая пила по металлу DRC 355

При выборе любой модели следует обращать внимание на средства безопасности – защитный кожух, блокировку случайного включения пилы при смене пильного диска. Большое значение имеют вес и габариты. Главная часть массы должна приходиться на станину, обеспечивающую устойчивость инструмента. Вес рабочего узла не должен быть большим, чтобы не вызывать утомляемость мастера при работе с инструментом.

При покупке пилы следует обратить внимание на внешний вид. Если кожух, станина, рычаг выполнены небрежно, такую пилу покупать не следует. Внешний вид – лицо инструмента. Если внешний вид инструмента производит впечатление небрежности, то это говорит о невысокой культуре производства и о низком качестве изделия. И еще один критерий – размер пильного диска. Его диаметр должен быть минимум 200 миллиметров.

Лучшие бренды маятниковых пил

Наиболее популярными производителями электроинструмента, чьи изделия наиболее распространены на рынке России, являются несколько фирм Японии, Германии, России, США. Все эти производители представлены в России разнообразнейшим набором электроинструментов – дрели, шуруповерты, маятниковые пилы, перфораторы и др.

Маятниковые пилы Японии представлены фирмами «Makita» и «Hitachi». Наибольшей популярностью пользуются пилы «Makita LF1000» и «Hitachi C10FCh3». Германию представляют знаменитый концерн «BOSCH» и фирма «Metabo». На рынках электроинструментов особо популярны пилы «BOSCH GCM 800 SJ Professonsional» и «Metabo PSE 1200601301000».

Россия представлена фирмой «Корвет». Торцовочная пила «Энкор Корвет-431 94310» отлично зарекомендовала себя у мастеров. Фирма «DeWALT» из США представлена на рынках России маятниковой пилой «DeWALT DW713».

Сделать маятниковую пилу своими руками

Сделать маятниковую пилу своими руками совсем несложно. Вопрос в том, стоит ли этим заниматься, если можно недорого купить готовое изделие. Ведь стоимость комплектующих, инструмента для изготовления, материалов может обойтись дороже, чем фирменная пила. Но для любителей самоделок интересен сам процесс изготовления, тем более что они смогут внести в конечное устройство свои усовершенствования.

Маятниковая пила своими руками — чертеж

Для изготовления понадобится листовая сталь толщиной не менее 12 миллиметров. Размеры листа произвольны, определяются только самим мастером. Лист приваривается или крепится винтами к двум швеллерам. Эта конструкция представляет собой станину будущего станка. В качестве рычага вполне подойдет профильная труба. Она приваривается к валу, на концы которого запрессованы подшипники. Подшипниковые узлы крепятся к станине.

В качестве рабочего узла можно использовать хорошо всем известную болгарку. Для ее крепления на маятнике изготавливается специальная скоба. В стальном листе вырезается паз для пильного диска. На станине крепятся упоры, определяющие угол распила металла, и винтовая струбцина с шарнирной прижимной губкой. И в завершение работы маятниковый рычаг подпружинивается возвратной пружиной.

Работа с маятниковой пилой

Отключить маятниковый станок от электрической сети. Убедиться в том, что пильный диск соответствует распиливаемому материалу. При необходимости диск заменить. Для этого нужно снять защитный кожух, удалить старый диск и закрепить новый. Зафиксировать поворотную часть струбцины на нужный угол распила. Закрепить распиливаемое изделие так, чтобы размеченное место распила находилось точно под пильным диском. Включить пилу и, нажимая на рычаг, распилить изделие.

Видео по теме: Маятниковая пила или отрезной станок

Как сделать трехмаятниковый вращающийся гармонограф

Как сделать трехмаятниковый вращающийся гармонограф

Как сделать трехмаятниковый вращающийся гармонограф

Карл Симс

Гармонограф — это механическое устройство, в котором используются качающиеся маятники. рисовать картинки, предположительно изобретенные шотландцами в 1844 г. математик Хью Блэкберн. Этот 3-маятниковый поворотный тип Гармонограф дает широкий спектр приятных результатов и довольно легко построить, как только вы определились с дизайном и приобрели соответствующие материалы и инструменты. Это отличный проект, чтобы сделать с детей и может привести к бесконечным экспериментам по созданию новых типов геометрические узоры.

Перейти к другим результатам и видео

Два боковых маятника качаются вперед и назад под прямым углом друг к другу. другой с руками, соединяющимися с ручкой. Перо перемещается из стороны в стороне, а второй перемещает его спереди назад по бумаге. А третий «вращающийся» маятник перемещает бумагу, качаясь вокруг любой оси или в круговыми движениями, пока перо рисует на нем. Комбинированный движения всех трех маятников создают результирующий рисунок.

---

Строительство

Стол

Начните с создания прочного стола. Эта столешница представляет собой квадрат размером 3×3 фута. Фанера толщиной 3/4 дюйма. Ножки квадратные 1½ x 1½ дюйма и около 37 дюймов. длинные, с треугольными скобами, вырезанными из 1½ x 8 x 12 дюймов. деревянные кусочки. Ножки слегка расставлены, чтобы придать столу прочность. и чтобы вращающийся маятник качался, не задев ногу. Кончик: сначала прикрутите и/или приклейте распорки к ножкам, а затем обрежьте их верхушки вместе под небольшим углом со столом или циркулярной пилой. Настроить длины ножек, чтобы получить высоту столешницы около 37 дюймов.

Примечание: если вы хотите, чтобы стол проходил через дверные проемы без снимая ноги, вам могут понадобиться немного более короткие ноги и маятники.

Отверстия для маятников

Просверлите 3 отверстия диаметром 3 дюйма в поверхности стола для маятники, чтобы висеть. Отверстие для поворотного маятника должно быть по центру в углу примерно на 8 дюймов с каждой стороны, в стороне от опора для ног снизу. Два других отверстия должны быть совмещены рядом с противоположных краев, около 8 дюймов от общей стороны и 3 дюйма от другой. Для этого вам понадобится специальное большое круглое сверло. В качестве альтернативы вы можете сначала просверлить меньшее отверстие, а затем вырезать более широкое. открывание лобзиком.

Плиты для поддержки маятников

Установите две металлические пластины (примерно 1¼» x 4″) по бокам два боковых маятниковых отверстия и просверлите небольшое углубление в центр каждой пластины.

Совет: сначала сделайте углубление в металлической пластине небольшим сверлом. бит (например, 1/8″), а затем продолжить с большим битом (например, 1/4″). Будьте осторожны, чтобы не просверлить отверстие насквозь. Совет: если у вас нет хорошего сверлильного станка, его может быть проще позиционировать. углубления тарелок на столе после создания опорные блоки с выступающими винтами внизу, потому что это может быть сложнее чтобы точно расположить винты в блоках позже, чтобы выровнять углубления.

Маятники Валы маятника изготовлены из дерева длиной 4 фута и диаметром 3/4 дюйма. дюбели. Блоки из твердой древесины, дуб 3/4″ x 1½», используются в качестве точек опоры, поэтому маятники могут опираться и качаться на столе с минимальным трением. Для двух боковых маятников используйте 5″ длинные блоки, а для поворотного маятника используйте 2¼-дюймовый длинный блокировать. Просверлите отверстие диаметром 3/4 дюйма в центре каждого блока и винт 1¼» # 10 винтов через каждый конец. Кончики винты будут упираться в углубления металлических пластин на столе чтобы удерживать их на месте во время качания. Вставьте дюбель через отверстие 3/4 дюйма в каждом блоке шарнира. Приклейте и/или привинтите их так, чтобы кончики винтов находились на расстоянии 12 дюймов от верхним концом дюбеля и направленным вниз. Маятник должен висеть вниз на 36 дюймов ниже верхней поверхности стола примерно расстояние от пола 1 дюйм.

Подвес Вращающийся маятник нуждается в карданном механизме, который позволяет ему качаться. в любом направлении. Он сделан из большой металлической шайбы с Внешний диаметр 2,5 дюйма, внутренний диаметр 1 дюйм. Шайба опирается на торчащие из-под стола наконечники винтов, а затем маятник упирается в шайбу. Просверлите пару углублений в шайба с каждой стороны, смещенная на 90 градусов между сторонами, чтобы позволить качается на двух перпендикулярных осях.

Вот виды поворотного маятникового карданного подвеса сверху и снизу стол. На виде снизу обратите внимание на дубовые блоки (3/4 дюйма x 1½» x 5″), поддерживающий два винта (1¾» №10) выступающие вверх и по диагонали. Подпилите нижние края эти блоки по мере необходимости, чтобы маятник не ударил их, когда он качели. Аналогичным образом подпилите углы блока опоры, если необходимо, чтобы он не ударялся о стол при раскачивании.

Гири Грузы весом 2,5 фунта из магазина спортивных товаров работают хорошо, но обычно имеют 1-дюймовое внутреннее отверстие. Вы можете сложить несколько грузов и сдвиньте их вместе на маятниковый штифт 3/4 дюйма с помощью Ниппель из металлической трубы длиной 5 дюймов, 3/4 дюйма, с диаметром от 3/4 до 1 дюйма. втулка, навинченная на нижний конец. 1-дюймовый стальной зажим прикрепленный к дюбелю, фиксирует груз от соскальзывания и позволяет простая регулировка высоты груза для различных раскачиваний частоты.

Платформа для бумаги Отрежьте примерно 1 дюйм от верхней части штифта поворотного маятника, чтобы несколько ниже двух других. Затем установите 11 «x 11» квадрат тонкой 1/8-дюймовой доски к вершине этого маятника, используя небольшой дубовый блок, приклеенный к нему для поддержки, с отверстием 3/4 дюйма для дюбеля. Оберните лентой верхнюю часть дюбеля, чтобы получить плотно прилегают или просто приклеивают. Используйте две резинки или зажимы, чтобы зафиксировать бумагу на месте. Платформа. Если бумага соскальзывает с платформы во время использования, распылите тонкий слой временного клея на платформе, чтобы сделать ее слегка липкой.

Оружие Присоедините бальзовый стержень длиной 30 дюймов к верхней части каждой боковой стенки. маятник с помощью тонкого гвоздя. Немного согните ноготь вперед и назад. бальза, позволяющая руке плавно вращаться и двигаться вверх и вниз немного. Отверстие для гвоздя будет медленно ослабевать во время использования. Чтобы сделать простую подставку для ручек, просверлите отверстие диаметром 1/2 дюйма на конце одной из них. руку и отрежьте около 4 дюймов по центру руки, чтобы сделать приспособление, похожее на прищепку. Как вариант, просто приклейте настоящую прищепку до конца одного из рукавов. Представлены фотографии обеих версий. Наконец, соедините две руки сложенной вдвое резинкой. как показано. Учтите, что если вы планируете регулярно использовать гармонограф, например, в музейная обстановка, более надежное решение для этого оружия, которое не изнашивается так быстро, как это может быть необходимо.

Альтернативный вариант соединения рычаг-маятник показанный справа, который использует магнитный шаровой шарнир вместо простой метод ногтей выше. Приклейте один сферический магнит 3/8 дюйма к концу руку (убедившись, что выравнивание север/юг горизонтально, подключив второй магнит). Подпилите отверстие в боковой части нейлонового цилиндра (1 дюйм). высота, внешний диаметр 1/2 дюйма и внутренний диаметр 3/8 дюйма) и используйте цилиндры меньшего размера. (внешний диаметр 3/8 дюйма), чтобы удерживать внутри еще один магнит, который может вращаться свободно. Затем приклейте цилиндр к верхней части маятника.

Подъемник для ручки Удобно иметь возможность осторожно поднимать и опускать перо без возмущающие движение маятников. Для этого вставьте 30-дюймовый шест в отверстие рядом с центром стола, достаточно далеко от бумажную платформу, чтобы он не попал под нее (около 12 дюймов от отверстие поворотного маятника). Прикрепите дубовый блок под столом для более глубокое отверстие и лучшая поддержка. Привяжите веревку к бальзовым дужкам там, где они соединены вместе, проденьте его через проушину в верхней части шест, и обратно вниз к небольшой планке или канавке, где он может удерживать ручку на месте над бумагой, пока вы не будете готовы опустить ее.

Ручки

Поэкспериментируйте с ручками и маркерами различных типов и цвета. Как правило, лучше всего подходят широкие ручки или тонкие маркеры. Здесь вот некоторые из них, с которыми мне повезло до сих пор:

• Uniball GEL Impact серебристого цвета, для черной или темной бумаги.
• Ручки-роллеры Staedtler Triplus (0,4 мм) разных цветов
• Pigma Graphic 1 (1,0 мм) черного цвета
• Ручка Sakura Identi черного, фиолетового и других цветов.

но многие другие типы ручек также могут работать хорошо.

---

Список материалов

Пиломатериалы:

• Фанера 1 3/4″ x 3’x3′ для столешницы
• 4 1½» x 1½» x 40″ для ножек (всего около 14 футов)
• 4 1½» x 8″ x 12″ для опор для ног (всего около 4 футов)
• 4 дюбеля 3/4 дюйма x 4 фута для маятников и подъемника ручки (убедитесь, что они прямые)
• 1   3/4″ x 1½» x 30″ дуб для раскроя маятниковых опор и др.
• 1 11″ x 11″ x 1/8″ доска для платформы для бумаги

Хозяйственный магазин:

• Длинные металлические трубные ниппели 3 3/4 x 5 дюймов (секция водопровода)
• Втулки для металлических труб от 3 3/4 до 1 дюйма
• Стальные хомуты 3 1 дюйма
• 4 металлические пластины 1¼» x 4″ (или 2 пластины 1¼» x 8″, разрезанные пополам)
• 1 большая металлическая шайба с внешним диаметром 2½ дюйма и внутренним диаметром 1 дюйм для карданного подвеса
• 1   проушина для подъемника ручки
• различные сверла: круглые 3″, 3/4″, 1/8″ и т. д.
• различные винты #10 (1″, 1¼», 1½», 1¾», 2″, 3″)
• несколько тонких гвоздей
• инструменты: дрель, пила, молоток, рулетка, напильник, наждачная бумага и т.д.

Магазин спортивных товаров:

• Грузы 2½ фунта с отверстием 1 дюйм, не менее 8 шт.

Магазин товаров для творчества:

• 2 1/2 дюйма x 1/4 дюйма x 30 дюймов, бальза (и, возможно, запасной или два)
• различные ручки, такие как: Silver Uni-Ball GEL Impact и Staedtler Triplus Rollerball
• веревки и резинки
• бумага, 8½» x 11″ (или 9″ x 12″) немного черная, немного белая

---

Регулировки

Вес Высота

Отрегулируйте высоту веса маятника, чтобы изменить частоту его колебаний. Частота маятника зависит от величины, обратной квадратному корню. его длины, чтобы раскачиваться в два раза быстрее, длина между точка опоры и ее центр масс должны составлять 1/4 от исходного длина (что может быть непрактично с этим гармонографом). Для 3:2 или увеличение частоты 4:3, веса будут подняты примерно на 19″ или 15 дюймов соответственно, хотя вам, вероятно, следует повременить тесты, чтобы найти и отметить эти высоты экспериментально.

Вес Количество

Добавьте больше веса к маятнику, чтобы противодействовать трению и сделать качание длится дольше. Я обнаружил, что 5 фунтов (2 x 2½) на поворотный маятник и 7½ фунтов (3 x 2½) на двух других работает довольно хорошо. Обратите внимание, что увеличение веса обычно не изменить частоту маятника.

Фаза и амплитуда

Каждый раз, когда вы качаете маятник, чтобы сделать новый рисунок, относительная фазы и амплитуды каждого маятника будут различаться. Попробуйте где-нибудь вращающийся маятник и боковые маятники первоначально совершают круги в том же или в противоположном направлении. Попробуйте где-нибудь сбоку маятники первоначально качаются в фазе, образуя диагональную линию.

Результаты

Результаты с двумя маятниками

Чтобы упростить задачу, вы можете заблокировать поворотный маятник, открепите этот вес, чтобы он опирался на пол и не давал бумаге платформа вообще не раскачивается. Прикрепите другие грузы к их самое низкое положение для начала, так как более низкая скорость пера имеет тенденцию давать более плавные линии. Если два других маятника качаются в унисон в той же частоте вы получите простые узоры кругов, эллипсов, или линии. Если их частоты немного различаются, картина будет медленно меняться от кругов к линиям и обратно по мере распада, что даст глазоподобные конструкции. Когда частоты очень отличается, вы можете получить хаотично выглядящие результаты. Однако, если вы найдете положение, близкое к «гармоническому» соотношению частот, например 3: 2 или 4:3 можно получить приятные фигуры Лиссажу, восьмерки или рыбоподобные формы.

Почти синхронные результаты с тремя маятниками

Эффект 3-го поворотного маятника увеличивает разнообразие возможные результаты. Некоторые из лучших дизайнов получаются, когда три все маятники качаются с одинаковой, но немного разной частотой, с вращающимся маятником, совершающим круговые движения. Примечание что масса бумажной платформы на вершине вращающегося маятника заставляет его качаться с немного меньшей частотой, когда все грузы в самом нижнем положении, так что вы бы немного подняли его, если бы хотите, чтобы он соответствовал частоте двух других.

Трехмаятниковые гармонические результаты

Различные конструкции в форме звезды могут быть сделаны путем поднятия тяжестей как на боковые маятники или просто вращающийся маятник, чтобы дать гармонические частотные соотношения. Соотношение 3:2 часто приводит к пятиконечной звезде и Соотношение 4:3 имеет тенденцию давать форму 7-конечной звезды.

Достижение более высоких частотных отношений, таких как 2:1, 3:1, 4:1 и т. д., может быть сложно с этим типом гармонографа, потому что быстро качающийся маятник с его весами вверх имеет тенденцию замедляться слишком рано. Это может предпочтительнее добавить грузы на сверху из одного или нескольких маятники выше точки опоры, что уменьшит частоту, а не чем поднятие тяжестей для увеличения частоты.

Гармонограф в действии:

---

Дополнительное чтение

Сделать журнал представлена ​​версия этих инструкций, включая несколько увеличенных изображений.

Гармонограф: Наглядное руководство по математике музыки Энтони Эштона (Деревянные книги) — отличная небольшая книжка с примерами гармонографии и объяснение, включая связь с музыкальными гармониками.

Вещи to Make, книга Арчибальда Уильямса 1920-х годов, в которой есть глава о несколько гармонографов, включая Twin Elliptic Pendulum гармонограф Гулда и еще один Бенхама, который должен быть более успешен в получении более высоких частотных отношений.

---

Спасибо моим сыновьям, Джасперу, Арло и Феликсу, за их помощь в создании этого гармонографа и получение некоторых результатов.

Вернуться к другим работам Карла Симса

---

©2009, Карл Симс, Все права защищены.

Король свингеров: фотограф строит гигантский маятник, чтобы создавать удивительные произведения искусства | Математика

Следующее приспособление является прототипом чертежной машины, модной в 19 веке. Это маятник, держащий воронку, полную песка, которая однажды качнулась, оставляя замысловатый след на бумаге внизу.

Y-образный маятник Блэкберна из Sound Джона Тиндалла, 1879 г.

Хью Блэкберн, шотландский математик из Кембриджского университета, выдвинул эту идею в 1840-х годах. Он был поражен великолепными петлевыми узорами, которые он производил.

Его машина работает, создавая два конкурирующих колебания. Сначала потяните за кольцо с маркировкой r , чтобы оно качалось вперед и назад. Затем вы качаете боб под ним из стороны в сторону. Качели объединяются друг с другом, создавая закрученные узоры, называемые фигурами Лиссажу.

Узоры настолько потрясающие, что такие машины, как Y-образный маятник Блэкберна, производились в викторианскую эпоху. Они стали известны как «гармонографы», поскольку различия в изображениях возникают в результате различий в гармониях между различными колебаниями.

За последние 150 лет было произведено множество типов гармонографов. Y-образный маятник Блэкберна с падающим песком был быстро вытеснен другими конструкциями, в которых использовалось перо для письма на бумаге.

Тем не менее, в некоторых случаях оригинальный дизайн Blackburn остается самым простым и эффективным гармонографом. Просто спросите Пола Уэйнрайта, фотографа из Аткинсона, штат Нью-Гэмпшир, который два года строил огромный Y-образный маятник из дерева и металла в сарае позади своего дома.

Сарай Пола: внутри прячется большой боб. Фотография: Пол Уэйнрайт

Маятник Пола больше похож на шар для разрушения, чем на машину для создания произведений искусства. Как видно ниже, верхняя половина Y представляет собой деревянный треугольник, свисающий с потолка. Нижняя половина представляет собой цепь с металлическим грузом.

Металлический боб не содержит песка. Черная облицовка под ним содержит источник света, который вытягивает фигуры Лассажу и которые Пол фотографирует снизу.

Маятник при включенном свете амбара. Фотография: Пол Уэйнрайт

Я расскажу вам, чем он занимается. Пол сначала тянет боб в сторону, где прикрепляет его к магниту.

Затем он ложится на пол, на 7 футов ниже боба, и направляет камеру вверх.

Он включает источник света на бобе – массив светодиодов в черном корпусе. Он дистанционно выключает магнит, запуская поплавок на качелях.

Наконец, он выключает свет в сарае и начинает фотографировать.

Я писал о Y-образном маятнике Блэкберна в своей книге «Алекс в Зазеркалье» (в США она называется «Гроздья математики»), но никогда не видел его в действии до того, как увидел машину Пола. Я предположил, что они устарели в начале 20-го века. Я был в восторге, когда увидел фотографии, которые он создал. Вот несколько.

Гармонограмма. Фотография: Пол Уэйнрайт,

Пол говорит, что он получает наилучшие изображения, когда период — это время, необходимое для полного поворота — северного/южного колебания и периода восточно-западного колебания кратны друг другу.

На изображении выше соотношение 1:1. А тот, что ниже, 2-1.

Но что делает изображения по-настоящему поразительными, так это небольшие изменения периода и потери энергии в маятнике, которые создают эффект затенения узора с линиями.

Гармонограмма. Фотография: Пол Уэйнрайт

Точность изображений потрясающая – они выглядят сгенерированными компьютером. На самом деле, устройство настолько низкотехнологично, насколько это вообще возможно.

Гармонограмма. Фотография: Пол Уэйнрайт

Вы можете посмотреть другие примеры на сайте Пола, а также купить отпечатки. Он профессиональный широкоформатный черно-белый фотограф, специализирующийся на пейзажах и зданиях.