/
Автор: Иванов М.Д. Розенфельд Н.Г.
Теги: техническая акустика музыкальные инструменты гармони баяны аккордеоны
Год: 1974
Текст
Н.Г. РОЗЕНФЕЛЬД, М.Д. ИВАНОВ
ГДРМОНИ.БДЯНЫ
АККОРДЕОНЫ
Н.Г. РОЗЕНФЕЛЬД, М.Д. ИВАНОВ
ГАРМОНИ, БАЯНЫ, АККОРДЕОНЫ
Издание 2-е, исправленное и дополненное
Допущено Министерством целлюлозно-бумажной промышленности в качестве учебника для техникумов
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЛЕГКАЯ ИНДУСТРИЯ» МОСКВА 1974
russian-garmon. ги
6П9.4 Р64
УДК 681.81(075)
Рецензенты: Гинзбург А. К., Аллон С. М.
Розенфельд Н. Г., Иванов М. Д.
Р64 Гармони, баяны, аккордеоны. Учебник для техникумов. Изд. 2-е, испр. и доп. М., «Легкая индустрия», 1974.
288 с.
В книге описано конструктивное устройство всех узлов гармоней, баянов, аккордеонов. Изложены ' технологические процессы их производства. В отдельных главах даны методические указания по дипломному и промышленному проектированию, а также сведения по оформлению технической документации.
Первое издание книги вышло в 1964 г. В настоящем издании представлены музыкальные инструменты новых марок.
Раздел первый написан Н. Г. Розенфельдом совместно с М. Д. Ивановым; разделы второй и третий написаны Н. Г. Розенфельдом.
Книга предназначена в качестве учебника для учащихся техникумов, а также рекомендуется инженерно-техническим работникам предприятий, изготовляющих язычковые музыкальные инструменты.
31606—031
036(01)—74
97—74
6П9.4
©
Издательство «Легкая индустрия», 1974.
russian-garmon. ги
ПРЕДИСЛОВИЕ
По общепринятым принципам классификации музыкальные инструменты делятся на группы по источнику звука, на подгруппы — по способу (или механизму) звукоизвлечения и на виды (для уточнения положения в подгруппе) — по дополнительному признаку обычно конструктивного порядка *.
Музыкальные инструменты, в которых звук возникает в результате колебания упругого язычка, образуют группу язычковых и делятся на подгруппы: пневматические (губная гармоника, китайский шэн), пневматические-клавишные (гармонь, баян, аккордеон, концертина, фисгармония), щипковые (варган, музыкальная шкатулка), ударные (флексатон).
В губной гармонике язычки приводятся в колебание вдуванием струи воздуха и всасыванием струи воздуха исполнителем.
Язычки гармони, баяна, аккордеона, концертины и фисгармонии приводятся в колебание струей воздуха, нагнетаемой ручными, ножными или механизированными мехами и направляемой по специальным каналам или при помощи клавиш или кнопок, соединенных с рычажно-клапанным механизмом.
Язычок варгана приводится в колебание при защипывании его пальцами. В музыкальной шкатулке язычки приводятся в колебание при задевании их штифтами вращающегося валика.
^Язычок флексатона изгибается пальцами исполнителя, при этом одновременно по нему ударяют укрепленные на нем шарики.
В настоящей книге рассматривается только подгруппа пневма-тических-клавишных инструментов и главным образом те из них, которые получили наибольшее распространение в СССР: гармонь, баян, аккордеон. Эти инструменты дали возможность широкому кругу людей приобщиться к музыке, впервые ознакомиться с русскими классическими и народными музыкальными произведениями и способствовали общему развитию музыкальной культуры в самых широких кругах советского народа.
В начальных, средних и высших музыкальных учебных заведениях нашей страны готовят квалифицированных исполнителей по
* Алендер И. 3. Музыкальные инструменты. Малая Советская Энциклопедия, изд. 2-е, т. 6, с. 285—289.
3
классам баяна и аккордеона. Достаточно упомянуть, что в Московском музыкально-педагогическом институте имени Гнесиных и в Ленинградской консерватории имеются классы баяна.
Гармони, баяны, аккордеоны, предназначенные для сольного и ансамблевого исполнения музыкальных произведений, входят в различного рода оркестры и почти всегда в состав оркестров народных музыкальных инструментов; они способствуют развитию хорового искусства, являясь аккомпанирующими инструментами, и благодаря своей портативности повсеместно широко используются.
Губные гармоники широкое распространение имеют за рубежом. В нашей стране в настоящее время их используют главным образом в качестве детской музыкальной игрушки.
Из истории возникновения язычковых инструментов. Прототипом современных язычковых музыкальных инструментов считают издавна известный в Китае шэн, в котором источником звука являются металлические проскакивающие язычки. Резонаторные бамбуковые трубки вставлены в чашеобразный резервуар с патрубком для вдувания воздуха. От количества и размеров трубок с язычками зависит диапазон шэна, т. е. его звуковой объем между самым низким и самым высоким звуками.
Появление гармони в России относится к первой половине XVIII в. Совершенствование «венки» (венской диатонической гармони) русскими мастерами началось в 1-й четверти XIX в. и привело к созданию наиболее распространенной к тому времени двухрядной гармони с «русским» и «немецким» строем. Высота извлекаемого звука при нажатии одной какой-нибудь клавиши (кнопки) зависела от направления движения меха, т. е. при сжиме или разжиме меха одна и та же клавиша вызывала звуки различной высоты. Разновидности гармоней, созданных в то время мастерами в России, приобрели названия по месту их изобретения или изготовления (тульская, саратовская, татарская, касимовка, ливенская, череповецкая и др.). Многие из этих гармоней были приспособлены к музыкальному складу русских, татарских, марийских и других народных песен.
В результате дальнейшего совершенствования русские мастера создали двухрядную диатоническую гармонь «хромку», которая отличается от венской тем, что высота звука не зависит от направления движения меха.
Поскольку высота звука венской гармони при всех разновидностях строя меняется в зависимости от направления движения меха, то диапазон ее почти в 1,5 раза больше диапазона «хромки» при том же количестве клавиш. Но наряду с этим преимуществом венская гармонь имеет существенный недостаток — на ней значительно труднее играть. По этой причине венская гармонь постепенно выходит из употребления, и ее применение у нас уже в настоящее время чрезвычайно ограничено. И диатоническая «хромка» ввиду ее ограниченных исполнительских возможностей даже некоторых простых музыкальных произведений в последнее время уже
4
не удовлетворяет возросшим культурным запросам исполнителей и применяется все реже и реже.
Диатоническая гармонь «хромка» с 25 клавишами (кнопками) в мелодии (правая рука) и 25 кнопками в басах или аккомпанементе (левая рука) является наиболее распространенной в настоящее время (рис. 1).
В 1870 г. в Туле по идее Н. Белобородова (1828—1912 гг.) была создана первая хроматическая двухрядная гармонь. А созданную в конце XIX и начале XX в. мастером П. Стерлинговым русскую
Рис. 1. Гармонь:
£—язычок; 2 — проемный клапан; 3 — голосовая планка; 4 — входная камера аккордов; 5 —входная камера басов; 6‘—входные камеры мелодии; 7—мех; 8 — левый полукорпус; 9 — правый полукорпус; 10 — гриф; // — кнопки клавиатуры мелодии; /2 —сетка; 13 — кнопки клавиатуры аккомпанемента
трехрядную хроматическую гармонь в Петербурге гармонист А. Орланский-Титаренко (1877—1941 гг.) назвал баяном по имени древнерусского певца-поэта, упомянутого в «Слове о полку Иго-реве».
Совершенствование этого инструмента в России привело к созданию трех основных разновидностей баянов: с готовым аккомпанементом (фиксированными аккордами — мажорными и минорными трезвучиями и септаккордами), с выборным аккомпанементом (исполнитель сам набирает нужные аккорды) и с готово-выборным аккомпанементом (сочетающим фиксированные и выборные аккорды).
Последний вид баяна наиболее удобен, хотя на нем более сложно играть* чем на баяне с готовым аккомпанементом.
Иной разновидностью баянов являются оркестровые баяны (пикколо, альт, прима, тенор, бас, контрабас), которые применя
5
ются в оркестрах баянистов. В связи с широким развитием в нашей стране художественной самодеятельности спрос на оркестровые баяны (особенно в последнее время) сильно возрастает.
Основным видом хроматической гармони, выпускаемой промышленностью в настоящее время, является трехрядный двухголосный баян с 52—61 кнопками (пуговицами) в мелодии и 100— 120 кнопками в готовом аккомпанементе (рис. 2). Конструкция этого баяна еще недостаточно совершенна и в известной мере сковывает исполнительское мастерство, а также препятствует полному использованию потенциальных возможностей инструмента. Перед промышленностью стоит задача организовать массовый выпуск таких баянов более совершенной конструкции.
Другой разновидностью хроматической гармони, получившей распространение в Советском Союзе в 30-х годах XX в., является баян с клавиатурой фортепьянного типа в мелодии, известный за рубежом под названием piano-аккордеон, а у нас — аккордеон (рис. 3). По звучанию аккордеон отличается от баянов наличием биений, или так называемого розлива, который достигается настройкой с отклонением частоты колебаний однозвучно настроенных язычков отдельных групп в пределах 3—4 Гц.
Как правило, все аккордеоны (за исключением детских) имеют регистровые переключатели, дающие возможность включать или выключать отдельные участки звуков диапазона и изменять таким образом характер и тембр звучания, употребляя звучание одноголосное, в унисон, в октаву, в две октавы и т. д.
Регистровые переключатели бывают также в некоторых современных баянах.
Существуют и оркестровые аккордеоны (пикколо, альт и т. д.).
Наиболее распространенными являются аккордеоны с 34— 41 клавишами в мелодии и 80—120 кнопками в аккомпанементе. Количество регистровых переключателей бывает от 5 и более в мелодии и от 2 и более в аккомпанементе.
Особой разновидностью хроматической гармони является концертино, которое обычно бывает шестиугольной формы.
Кнопки клапанно-рычажного механизма монтируются в корпусах, аккомпанемент — выборный. Концертино используется как сольный аккомпанирующий и оркестровый инструмент. Диапазон концертино-примы — 2—4 октавы. Существует 6 разновидностей оркестровых концертино — от пикколо до контрабаса.
Состояние производства язычковых музыкальных инструментов в СССР. Производство гармоней в России возникло в 30-х годах XIX в. в Туле. Оно было представлено преимущественно мелкими кустарными мастерскими, разбросанными как в самом городе, так и в близлежащих к нему деревнях, с преобладанием главным образом ручного труда. Некоторые мастерские изготовляли лишь отдельные детали и узлы (корпус, голосовые планки), которые продавались владельцам сборочных мастерских.
В ряде случаев голосовые планки (основные узлы звукообразования) закупались за границей.
6
Рис. 2. Баян:
1 — язычок; 2 — проемный клапан; 3 — голосовая планка; 4— входная камера аккордов; 5 —входная камера басов; 6 — входные камеры мелодии; 7 — мех; 8 — левый полукорпус; 9 — правый полукорпус; 10 — гриф; // — кнопки клавиатуры мелодии; /2 —сетка; 13 — кнопки клавиатуры аккомпанемента;. 14 — переключатель регистров мелодии
Рис. 3. Аккордеон:
/ — язычок; 2 —проемный клапан; 3 — голосовая планка; 4— входная камера аккордов; 5—входная камера басов; 6 — входные камеры мелодии; 7 — мех; 8 — левый полукорпус; 9 — правый полукорпус; 10 — гриф; // — клавиши мелодии; /2 —сетка; 13 — кнопки клавиатуры аккомпанемента; 14 — переключатели регистров мелодии и аккомпанемента
Позже производство гармоней возникло и в других городах и районах: Вятке (Кирове), Вологде, Череповце, Бологом, Ливнах, Казани, Саратове, Калуге и др.
В 1914 г. в России было реализовано около 293 тыс. гармоней (не считая детских), в том числе хроматических гармоней-баянов только 5 тыс., причем 32% указанного количества гармоней было вывезено из-за границы, главным образом из Германии. Потребность в губных гармониках почти, полностью покрывалась импортом.
В 1914—1920 гг. производство язычковых инструментов прекратилось. Организация промышленности музыкальных инструментов как отрасли народного хозяйства, и в частности язычковых инструментов, началась в России после Великой Октябрьской социалистической революции. Первые фабрики по выпуску гармоней в СССР начали функционировать в 1925 г. В 1934 г. в СССР было выпущено около 170 тыс. гармоней различных типов ( не считая детских), что примерно соответствовало 60% уровня потребления в 1913 г. В годы второй пятилетки началась широкая реконструкция действующих предприятий, а также строительство новых фабрик. Частичная механизация производства, новые формы труда и дифференциация производственных процессов, а также ввод новых мощностей обеспечили в 1937 г. выпуск 250 тыс. гармоней.
К этому времени произошли и некоторые качественные изменения в производстве язычковых инструментов, характеризующиеся увеличением выпуска более совершенных хроматических гармоней-баянов и организацией массового производства аккордеонов. В 1940 г. было выпущено примерно 350—400 тыс. гармоней, баянов и аккордеонов.
В период Великой Отечественной войны производство язычковых музыкальных инструментов несколько сократилось. Довоенный уровень их производства был достигнут в 4948 г.
Следующий этап в развитии производства характеризуется генеральной реконструкцией, в основу которой положены:
коренная механизация процесса изготовления наиболее сложных и трудоемких деталей и узлов на базе внедрения нового специального технологического оборудования;
унификация и нормализация деталей звукообразования (голосовые планки) и частично деталей клавиатурных механизмов;
специализация предприятий и организация кооперированных поставок полуфабрикатов;
организация новых сборочных предприятий;
конвейеризация процессов производства;
резкое сокращение производства диатонических и увеличение выпуска хроматических гармоней, баянов и аккордеонов;
значительное улучшение качества и расширение ассортимента выпускаемых инструментов.
Осуществление указанных мероприятий дало возможность выпустить в 1971 г. около 800 тыс. язычковых инструментов, из 8
них — около 70% баянов и аккордеонов (по данным Госплана СССР).
В соответствии с решениями XXIV съезда КПСС для дальнейшего развития производства язычковых инструментов необходимо: осуществить комплексную механизацию производства и повысить уровень, организации труда, особенно на сборочных и отделочных участках, где процессы изготовления наиболее трудоемки;
разработать и внедрить в массовое производство более совершенные конструкции инструментов, отвечающие требованиям возросшего культурного уровня музыкантов-любителей и профессионалов, в том числе оркестровых инструментов, а также баянов и аккордеонов, предназначенных для детских музыкальных учебных заведений;
осуществить полную унификацию и нормализацию деталей клавишных и регистровых механизмов;
расширить специализацию предприятий и полностью освободить сборочные предприятия от функций изготовления деталей;
резко повысить производительность труда, качество выпускаемой продукции и снизить ее себестоимость.
В настоящее время в Советском Союзе насчитывается около 25 предприятий, занятых выпуском гармоней, баянов, аккордеонов и деталей к ним. Наиболее крупные фабрики расположены в Ленинграде, Москве, Туле, Ростове-на-Дону, Кирове, Вологде, Калуге, Шуе (Ивановская область), Новосибирске, Житомире, Харькове, Полтаве, Молодечно и других городах.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
КОНСТРУКЦИЯ ЯЗЫЧКОВЫХ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Глава I
ОБЩЕЕ КОНСТРУКТИВНОЕ УСТРОЙСТВО
§ 1. ПРИНЦИП ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗВУКОВ
Источником звука в язычковых музыкальных инструментах является закрепленный одним концом упругий язычок. Привести в колебательное движение свободный конец язычка можно различными способами: щипком, ударом, направленной струей воздуха. Вибрируя, язычки приводят в движение окружающий воздух, создавая звуковые волны, которые и воспринимаются нашим слухом.
В подгруппах пневматических и пневмоклавишных инструментов группы язычковых музыкальных инструментов язычки возбуждают направленной струей воздуха*. На губных гармониках играют, прикасаясь к ним губами, используя давление воздуха, создаваемое легкими, однако губы в звукообразовании не участвуют, а только передают инструменту струю воздуха, звуковые же колебания производят под действием воздушного давления язычки, каждый из которых настроен на определенную частоту.
Для осуществления колебания язычка от струи воздуха в пневмоклавишных инструментах применяется узел (конструктивное соединение язычка с рамкой), который1 в производстве язычковых музыкальных инструментов принято называть голосовой планкой.
Голосовая планка 6 (рис. 4) состоит из рамки 2, упругого язычка 3 и заклепки 4, при помощи которой язычок приклепывается к рамке.
Свободный конец язычка при отклонении входит в проем 5 рамки с минимальным зазором между кромками язычка и стенками проема. Величина зазора является одним из основных показателей качества голосовой планки.
Чтобы заставить язычок вибрировать, нужно струю воздуха направить на планку с той стороны, где прикреплен язычок. Кроме того, поступающий воздух надо ограничить таким образом, чтобы он мог проходить только в проем рамки, обтекая язычок с трех сторон. Для этого в пневмоклавишных инструментах имеются меха, рычажно-клапанные механизмы, входные камеры («резонаторы», см. с. 12), несущие голосовые планки. При минимальном давлении воздуха, направленного в проем рамки, язычок не вибрирует. При
* Эти инструменты иногда ошибочно относят к группе духовых музыкальных инструментов, в которых источником звука является столб заключенного в канале инструмента воздуха.
10
увеличении давления воздух, обтекающий язычок, увлекает его в проем рамки, преодолевая сопротивление язычка. Как только это произойдет, давление воздушной струи вблизи язычка уменьшается и благодаря своей упругости язычок возвращается в исходное положение, затем по инерции отклоняется в противоположную сторону и подхваченный воздушной струей вновь вхо
Рис. 4. Голосовые планки:
а — кусковая с одним язычком; б — кусковая с двумя язычками (без проемных клапанов);
1 и 3—язычки; 2—рамка; 4— заклепка; 5 — проем;
6 — голосовая планка в сборе; 7 — лайковый проемный клапан
дит в проем рамки. Движения язычка будут повторяться до тех пор, пока поступает воздух. При увеличении давления увеличивается амплитуда колебания язычка и, следовательно, громкость звука, но до определенного предела — до возникновения срыва см. с. 24).
При игре на аккордеоне или баяне меховую камеру поочередно сжимают и растягивают, следовательно, давление воздуха внутри нее во время сжима будет выше атмосферного, а во время растягивания (разжима) — ниже на 200—250 мм дод. ст. (максимально).
11
Таким образом, воздух, направляемый через проемы рамок, движется сквозь меховую камеру. Язычок 3 (рис. 4, а), приклепанный к рамке, как указано на рисунке, можно заставить вибрировать только односторонним движением воздушной струи. Значит, язычок такой планки будет издавать звук только при движении меха в одну сторону, например при растягивании. Чтобы инструмент звучал при растяжении и лают двойными, т. е. в проема и приклепывают к
при сжатии меха, голосовые планки декаждой рамке выбирают два сквозных ней с
Рис. 5. Схема входной камеры с голосовыми планками.
обеих сторон по язычку (рис. 4, б); один из язычков возбуждается при сжиме меха, другой — при разжиме.
Чтобы уменьшить количество воздуха, проходящего сквозь проемы при игре, каждый проем прикрыт проемным лайковым клапаном, пропускающим воздух только в одном направлении. Повышенный расход воздуха при игре на пневмоклавишных инструментах излишне утомляет исполнителя.
При движении воздуха в направлении, указанном стрелкой 5 (рис. 5), колеблется наружный язычок 1‘. Проемный клапан 2 этого язычка, находящийся на внутренней стороне рамки 3, отгибается от ее поверхности струей воздуха, проходящей мимо язычка в проем. Движение воздуха в этом направлении происходит при сжатии меха. Второй (внутренний) язычок находится в покое, так как доступ воздуха к нему перекрыт проемным клапаном. При сжатии меха давление воздуха внутри увеличивается, вследствие чего клапаны плотно прижимаются к плоскостям рамок, прикрывая выход воздуха через проемы для внутренних язычков.
При движении воздуха из окружающего пространства в полость 4 входной камеры (указано стрелкой 6), которое происходит при растягивании меха, вибрирует внутренний язычок и проемный клапан отгибается от плоскости рамки. В этих условиях давление воздуха внутри меха становится ниже атмосферного, проемный клапан, находящийся на внутренней стороне рамки, прижимается к плоскости планки, прикрывая проход воздуха к язычку 1. Неплотное прикрытие проемов проемными клапанами, а также увеличенные зазоры между кромками язычков и стенками проемов повышают расход воздуха при игре.
В зависимости от частоты звучания язычки имеют разные размеры и особенно отличаются по длине. Так, длина язычка тона Сольь имеющего частоту колебания 48,99 Гц, равна 63 мм; длина
12
язычка до-диез1* при частоте 2216,96 Гц имеет длину лишь 10,4 мм (по практическим данным).
Естественно, что расход воздуха, проходящего через проемы, для длинных язычков будет больше, чем для коротких. Планки с язычками третьей и четвертой октав при длине рабочей части от 10 до 15 мм и зазоре между кромками язычков и стенками проемов 0,05—0,06 мм настолько экономно расходуют воздух, что не требуют применения проемных клапанов, которые необходимы для более длинных планок.
Если же проемного клапана в длинных язычках не будет, то воздушная струя получит возможность раздвоиться и часть ее направится в проем, отогнет внутренний язычок и будет свободно выходить сквозь проем.
Каждый язычок прикрепляется к рамке одной или двумя заклепками. Большинство рамок имеет по два отверстия для заклепок, так как длинные язычки приклепывают к рамкам двумя заклепками. Располагают заклепки на лопатке язычка по его осевой линии на небольшом расстоянии одна от другой. Приклепывание двумя заклепками обеспечивает надежное крепление язычков на рамке и предохраняет от провертывания и расшатывания в процессе работы.
§ 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТИПЫ ГАРМОНЕЙ, БАЯНОВ И АККОРДЕОНОВ
По построению звукоряда пневмоклавишные музыкальные инструменты делятся на диатонические и хроматические. К первой группе относятся гармони с диатоническим звукорядом, содержащим, например, звуки мажорной гаммы. Сюда можно отнести венские гармони русского и немецкого строя, которые при нажатии одной и той же клавиши или кнопки издают различные звуки при разжиме и сжиме меха. Такие гармони имеют более широкий звуковой объем по сравнению с. аналогичными по величине и количеству клавиш «хромками», однако играть на них труднее. Широкое распространение получили «хромки», которые по своему звукоряду относятся также к диатоническим. Свое название они получили вследствие сходства с хроматическими гармонями, которые при нажатии на одну клавишу издают один и тот же звук по высоте при сжиме и разжиме меха.
К группе хроматических гармоней относятся аккордеоны, баяны и концертино всех систем и размеров. Аккордеоны и баяны различаются между собой устройством и расположением клавиш и грифа, на котором монтируется клавишный механизм, а также диапазоном (звуковым объемом). Наиболее распространенный тип баяна имеет ,в мелодии 52 кнопки, в^ то время как полный аккордеон— 41 клавишу.
Особую группу пневмоклавишных инструментов составляют фисгармонии. Эти инструменты бывают стационарными и переносными, имеют клавиатуру рояльного типа, установленную в верхней части корпуса, как у пианино. Воздух подается к язычкам
13
с помощью мехов, действующих от ножных педалей. Бывают фисгармонии с механизированной подачей воздуха при помощи вентиляторов, действующих от электромоторов. Весь механизм подачи воздуха работает бесшумно. Пневмосистема бывает нагнетающей и всасывающей. Громкость звучания язычков регулируют изменением сечения отверстия, через которое подается воздух к язычкам; регулятор громкости соединен с выведенными наружу поворотными рычагами, приводимыми в действие коленями играющего. Наиболее усовершенствованные фисгармонии имеют несколько клавиатур (в том числе ножных) и называются обычно язычковыми органами. Планки фисгармонии имеют по одному язычку, так как воздушная струя проходит всегда в одном направлении. Благодаря этому необходимость в проемных клапанах отпадает. Большое количество регистровых переключателей позволяет значительно разнообразить силу и окраску звучания инструмента и расширять ее диапазон.
В зависимости от количества клавиш и кнопок в правой и левой частях инструмента, одновременно звучащих язычков («голосов») при нажатии одной клавиши и количества переключателей регистров гармони и баяны подразделяются на следующие основные типы *.
Г а р м о н и
Диапазон мелодии
23X12 —II
25X25 —II
25X25 —III
25X25 —IV «Венка» . .
ля—фа-диез3 соль—соль3
То же
фа—фа3
соль-диез—фа-диез3
Баяны
61X120 — 11 . . .
56X120 — II . . .
55X100 — 11 . . .
52X100—II . . .
52X100 —III—5/2 50X100 —III—5 .
43X80 — II . . .
Соль—соль* Соль-диез—ре-диез* Ля—ре-диез* Ля-диез—до-диез* фа—соль-диез* фа—фа-диез* до-диез—соль3
Примечание. Первые две цифры обозначают количество клавиш (кнопок, пуговиц) в правой части звукоряда, следующие две цифры — количество кнопок в басовой партии, третья — количество одновременно звучащих язычков (максимальное) при нажатии одной кнопки или клавиши (II, III и IV — голосовые инструменты), четвертая — количество переключателей регистров в дроби: числитель — в правой части звукоряда, знаменатель — в басовой партии.
Приведенные звуковые диапазоны являются наиболее распространенными. Максимальное количество регистровых переключателей в правой части звукового диапазона трехголосных баянов или аккордеонов — семь (без повторений). Аккордеоны чаще всего имеют регистровые переключатели и в левой, аккомпанирующей, части звукоряда — басовой партии. Баяны, имеющие такие переключатели, встречаются реже. Регистровые переключатели басовой партии не изменяют величины звукового диапазона, но влияют на тембр и силу звучания.
* В учебнике везде принято слоговое обозначение нот.
14
Часть правого полукорпуса, на которой расположена клавиатура, называется грифом. Кнопки (пуговицы) в баянах и аккордеонах на грифе располагаются в один или несколько рядов. В зависимости от этого гармони бывают двухрядные и трехрядные; баяны, как правило,— от трех- до шестирядных.
Клавиатура аккомпанемента в баянах, аккордеонах и гармонях состоит из кнопок, расположенных в несколько рядов.
Различают кнопки басовых звуков и кнопки готовых аккордов. Аккорды составляют мажорные, минорные трезвучия и септаккорды. Клавиатура аккомпанемента гармоней складывается из кнопок басов и аккордов, расположенных попарно в вертикальном направлении.
Мелодия
Рис. 6. Звукоряд гармони 25X25
При трехрядном расположении кнопок ближайший ряд к меховой камере состоит из кнопок, называемых басовыми. Второй и третий ряды состоят из пар кнопок, нижняя из которых — басовая, верхняя — аккорд.
Наиболее распространенной в настоящее время является гармонь 25x25 — III, звукоряд которой представлен на рис. 6.
В многоголосных инструментах одновременно звучат от двух до четырех язычков при нажиме на одну клавишу мелодии. Причем язычки настраивают следующим образом: один из них является основным (строевым), второй — на октаву ниже основного, третий— на октаву выше основного, четвертый — в той же.октаве, что и основной (в унисон), но с некоторым повышением или понижением тона, дающим в сочетании с основным звуком розлив (биения). Ряд планок с язычками последнего типа носит название роз-ливного ряда; ряд планок, язычки которых звучат выше строевых, называется рядом пикколо; ряд планок, язычки которых звучат ниже основных,— октавным.
Пользуясь трех- или четырехголосными инструментами с регистровыми переключателями, музыканты имеют возможность
15
разнообразить тембр звучания путем включения различных сочетаний из имеющихся трех или четырех рядов язычков.
В одно- и двухголосных инструментах регистровые переключатели обычно не устанавливаются. Если в трехголосном инструменте второй ряд настроен на октаву ниже, а третий — на октаву выше основного, то, действуя регистровым переключателем (т. е. открывая один ряд планок и закрывая другие), можно повысить или понизить диапазон мелодии на целую октаву. Если закрыть переключателем отверстия для прохода воздуха к ряду основных планок и планок пиккало, то при нажиме на клавиши будут звучать только планки, настроенные на октаву ниже основных. Таким образом, к основному звукоряду добавляется октава в сторону понижения, и диапазон увеличивается. Количество одновременно звучащих язычков влияет также на силу звучания всего инструмента. Так, при всех включенных переключателях четырехголосный инструмент звучит громче трехголосного.
К группе баянов относятся язычковые инструменты, звукоряд которых представляет, хроматическую гамму. Баяны различаются в зависимости от порядка расположения кнопок соответствующих звуков и величины звукового диапазона. Порядок расположения кнопок называют раскладкой. Различают баяны с московской и ленинградской раскладкой. Баяны с ленинградской раскладкой встречаются теперь очень редко, так как все предприятия СССР, выпускающие баяны, приняли московскую раскладку.
Клавиши (пуговицы) мелодии в баянах располагаются не только в три ряда, но и в четыре, пять и шесть рядов. Звуки хроматической гаммы располагаются последовательно в трех рядах, низкие — сверху грифа, высокие — внизу. Последовательность звуков мелодии баянов 52x100 и 87X100 приведена на рис. 7.
Кнопки в клавиатуре аккомпанемента баянов и аккордеонов (в количестве 60, 80, 100 или 120) расположены в пять или шесть рядов. Первый и второй ряды, считая от меха, состоят из басовых звуков. Каждая кнопка остальных трех или четырех рядов дает при игре готовый аккорд из трех-четырех звуков (расположение аккордов в баяне 52X 100 см. на рис. 75—79).
Наибольшее распространение получили баяны, имеющие пять (реже — шесть) рядов кнопок, но бывают баяны и аккордеоны с семью и более рядами кнопок, в которых со стороны меха добавлен один или несколько рядов кнопок басовых звуков, а к краю стенки корпуса — ряд септаккордов. Такие инструменты встречаются редко и изготавливаются чаще всего по индивидуальным заказам. Наиболее распространен баян 52X100 — II.
Баяны с уменьшенным диапазоном предназначаются главным образом для детей на первой стадии обучения. Эти инструменты, как правило, имеют меньшее количество кнопок клавиатуры, а также уменьшенные габаритные размеры вследствие сокращения количества голосовых планок и клавиш. Наиболее распространенными из них являются баяны 37x60 и 43x80. Количество кнопок сокращают, как правило, не уменьшая количества рядов, так как
16
russian-garmon. ru
fdo\ Zvo*X Z^\ rt(?\ /рё&\ zGo^X {'ляг\ f^X /к^\ Zw^X. rtkF\ fPfZ&'x Z&i*X Z/w*X rticFX f \cu*)\миу хдмьу \миу хдмьР)\_y \^yy®^/ Ч^у \_y \^y xyu^) xQMg)\^y
® (mPx/tiiPx
\cuy \£ejy x^J\_y \ptoj\vcXj\^y \£z/y \Pe^)x^)\_y \tv/y \w^y \^y\^_y\^$)\^y
/ci?\ f^e\ f^X Zw^X fcuX f^X /ал^\ f^X f^X Z^X ZcoiiffX Z^X f^X Z^X fm?X Z^X
\^oy \^_y \мЛ/ \ля^) \do^) \_y \^y \^jy \^jy ч_у \^y \^) \@o^) ул£у\^y
а
C^) (В (^™ь) (смь) (ля*) (to*)
(^) (^() (^() (^°^) (^) (мм) ^^)(^^ (^) (сол^ (^) (^() Cf^)
0 (to*) (^) (соль) (л^ (to)) (оль) (ля*) (to^) (^) (оль) ((^) (to() (соль) (яя^) (to^
CE^ (El) (ll) (El) (E^) (H>) (El) (El) (E.) (El) (E^ (El)
6
Рис. 7. Звукоряд мелодии баянов:
а —52X100 (трехрядного); 6 — 87x100 (пятирядного)
отсутствие хотя бы одного из пяти рядов серьезно затрудняет исполнение самых простых музыкальных пьес. В большинстве случаев пуговицы мелодии в этих баянах расположены в три ряда.
Аккордеоны, так же как и баяны, относятся к инструментам, звукоряд которых основан на хроматической гамме. Аккордеоны служат для сольного и ансамблевого исполнения музыкальных произведений и для сопровождения вокальных и хореографических выступлений.
Максимальное число одновременно звучащих язычков при открытых регистровых переключателях у аккордеонов доходит до пяти. При этом встречаются и такие аккордеоны, в которых из пяти язычков, одновременно звучащих при нажатии на одну клавишу, нет ни одной пары настроенных в унисон, а самая низкая нота в мелодии — Фа±. Но такие сложные инструменты встречаются очень редко и предназначаются главным образом для солистов-профессионалов. Большое число регистровых переключений имеют многоголосные инструменты, так как из большего числа язычков можно подобрать и большее количество различных сочетаний. Число регистровых переключений в мелодии пятиголосных аккордеонов достигает тридцати; четырехголосных — пятнадцати. Большинство трехголосных аккордеонов в правой части звукоряда имеют пять—семь регистровых переключений. В басах больше пяти регистровых переключателей делать нет. надобности, так как трех—пяти разнообразных сочетаний вполне достаточно даже для требовательного музыканта.
Следует отметить особую группу концертных тембровых баянов и аккордеонов, отличающихся тем, что в правой части корпуса их вмонтирована «акустическая» камера и язычки, находящиеся внутри этой камеры, звучат несколько приглушенно и по тембру своему напоминают звучание, например, фагота или кларнета. Сочетание звуков этих язычков со звуками язычков, расположенных вне акустической камеры, дает при разных комбинациях богатое разнообразное звучание, повышающее тембровые возможности инструмента. Многие аккордеоны и баяны имеют акустические камеры в левой части корпуса или отдельные дополнительные камеры в самих входных камерах для язычков низких тонов. Применение дополнительных камер облегчает возбуждение длинных язычков при малом давлении воздуха и улучшает тембр звука. Основные типы аккордеонов приведены ниже.
Диапазон мелодии
41X120 —IV—16/6 • фа—ля3
41X120 —IV—13/5 .... .... фа—ля3
41X120 —III—7/2................... фа—ля3
41X120—III—5/2.................... фа—ля3
37X96 —III—5/2....................соль—соль3
34X80 —III—5/2.................... соль—ми3
34 X 80 —III—5.................... соль—ми3
26X40 —III—5...................... си—до3
26 X 40 —III—2.................... си—до3
26X32 —II......................... си—до3
18
Наибольшее распространение в настоящее время имеют аккордеоны 34X80—III—5/2; 41X 120—III—5/2; 41X 120—IV—16/6.
Детские гармони по конструкции проще обычных гармоней вследствие малых размеров корпуса и укороченного диапазона. Конструкция детской гармони предусматривает исполнение на ней простейших музыкальных произведений, доступных детям младшего возраста. По существу — это игрушки, и обучать на них детей, одаренных в музыкальном отношении, преподаватели музыкальных школ не рекомендуют. Количество клавиш (кнопок), в мелодии этих гармоней обычно не превышает семи — двенадцати.
Рис. 9. Губные гармоники: а — двадцатиголосная; б — сорокаголосная
Рис. 8. Детская гармонь 7X3
Аккомпанемент состоит из двух-трех кнопок басов и готовых аккордов. Основные детали и узлы детских гармоней принципиального отличия от применяемых в обычных гармонях не имеют. Для упрощения конструкции детской гармони входные камеры делают несъемными, т. е. приклеивают к декам, после чего на них монтируют голосовые планки.
Детские гармони, как правило,— одноголосные. Наибольшее распространение имеют гармони 7X3 (рис. 8).
Губные гармоники в СССР главным образом используются в качестве детских игрушек. В простейшем виде они представляют собой гребенку, на которой укреплены голосовые планки с десятью — двадцатью парами язычков (рис. 9).
Корпус губной гармоники изготовляют в виде пластинки с каналами, к которой крепят голосовые планки; воздух, вдуваемый ртом в каналы, приводит в колебание язычки. Более сложные губные гармоники имеют несколько голосовых планок, что позволяет увеличить диапазон их звучания. Кроме увеличения количества язычков, звучащих при вдувании, диапазон губной гармоники
2* 19
может быть увеличен за счет дополнительных язычков, звучащих при всасывании воздуха. Настройку язычков губных гармоник, вибрирующих от прохождения воздушной струи в противоположных направлениях, производят на различные частоты. Этот способ настройки несколько усложняет освоение игры на инструменте, но увеличивает его диапазон звучания.
Встречаются губные гармоники с широким диапазоном звучания, позволяющие исполнять достаточно сложные музыкальные произведения. Известны даже оркестры и ансамбли, состоящие из одних губных гармоник, исполняющие специальные оркестровые пьесы. В таком ансамбле участвуют оркестровые разновидности губных гармоник (пикколо, прима, альт, бас и т. д.).
Сверху и снизу корпус прикрыт орнаментными крышками, закрывающими голосовые планки и придающими инструменту определенный внешний вид.
Наибольшее распространение в нашей стране имеют губные гармоники с двадцатью и реже с сорока звуками. В первых — диапазон от до1 до фа-диез2\ во вторых — от фа до соль-диез 3.
§ 3. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЯЗЫЧКОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Все гармони, баяны и аккордеоны имеют сходство в устройстве основных узлов. Их корпусы делятся на две части: правую и левую. Меховые камеры, расположенные между ними, прикреплены меховыми рамками. Играть на этих инструментах можно и сидя и стоя. Наличие двух ремней дает возможность укрепить инструмент на груди исполнителя так, что при неизбежной перемене направления в движении мехов правая часть корпуса остается неподвижной, что весьма удобно для техники правой руки исполнителя.
К основным элементам конструкции правой части гармони, баяна и аккордеона относятся: правый полукорпус, гриф, клавишный механизм, сетка (решетка), входные камеры, дека и голосовые планки мелодии. В трех- и четырехголосных инструментах к этим элементам добавлены переключатели и механизм регистровых переключателей.
Гриф представляет собой основание, на котором размещены клавиши. Он прикреплен к горизонтальным стенкам корпуса шурупами (во время игры на инструменте гриф расположен вертикально). У аккордеонов гриф дополнительно прикрепляется к вертикальной стенке или является ее продолжением. Вертикальные и горизонтальные стенки, соединенные между собой шипами или соединительными сухарями на клею под прямыми углами, образуют полукорпус.
Дека размещена внутри полукорпуса перпендикулярно стенкам и прикреплена к ним шпунтовым соединением или шурупами, соединительными брусками и обкладками.
Входные камеры представляют собой деревянные колодки, на которых мелкими гвоздями или специальными крючками укреплены голосовые планки; места соприкасания планок с входными 20
камерами залиты по периферии восковой или церезиновой массой. Входные камеры, находящиеся внутри инструментов, прикреплены своими основаниями («розетками») к декам; с противоположной стороны деки находятся клапаны, закрывающие отверстия в деке и соединенные рычагами с клавишами.
Сетка прикрывает полукорпус снаружи и одновременно служит украшением инструмента.
Регистровым переключателем называется механизм, позволяющий изменять громкость и тембр звука. Переключают регистры нажимом кнопок или головок, расположенных вблизи игровых клавиш для удобного и быстрого пользования ими во время игры.
Большинство головок (кнопок) регистровых переключателей располагается в правом полукорпусе.
К основным элементам конструкции левой части относятся: левый полукорпус, дека, клавишный механизм, входные камеры, голосовые планки и сетка (решетка). Некоторые трех- и четырехголосные инструменты имеют регистровые переключатели и в левом полукорпусе.
Все эти элементы собираются и монтируются так же, как и элементы правого полукорпуса.
Головки переключателей расположены обычно на передней вертикальной стенке.
Левый клавишный механизм занимает большую часть пространства между сеткой и декой. Кнопки расположены под небольшим углом к передней стенке, что обеспечивает более удобное положение кисти руки играющего. Левая сетка прикрывает механизмы клавиатуры и регистрового переключателя от попадания пыли. Растягивание меха при игре производят рукой, продетой под левый ремень.
Меховая камера монтируется на двух меховых рамках. Рамки присоединены к обоим полукорпусам штифтами с чечевицеобразной головкой.
$ 4. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ
Принцип конструирования. Конструкции гармоней, баянов и аккордеонов создавались эмпирическим путем на протяжении многих лет. Комплексного теоретического расчета язычкового музыкального инструмента нет в литературе и до настоящего времени.
Некоторые теоретические обоснования, разработанные советскими учеными Л. С. Вагиным и С. П. Хормушко в 1936—1938 гг. в Научно-исследовательском институте музыкальной промышленности (НИИМП), касаются только отдельных элементов — язычков и входных камер. В связи с этим конструирование язычковых инструментов до сих пор базируется на практических данных. От конструктора требуется знание существующих конструкций инструментов и знакомство с опубликованными научными работами о музыкальных инструментах. Кроме того, он должен хорошо и подробно знать материалы, применяющиеся для отдельных деталей, и технологические процессы,
21
Прежде всего необходимо сформулировать основные требования к данному виду инструмента в зависимости от его назначения, т. е. дать конструктору исходные данные. Эти требования характеризуются следующими свойствами: музыкальными (звуковой диапазон, особенности тембра, вид аккомпанемента, сила звучания), игровыми (удобство в эксплуатации, рациональная аппликатура) и технико-экономическими (вес, прочность, технологичность, материалоемкость и цена).
Последовательность работ при конструировании.
1. Расчет голосовых планок (язычков и рамок) производят следующим образом. По заданному звуковому диапазону и характеру тембра определяют или подбирают из действующих наборов новый набор язычков и рамок, необходимый для данного вида инструмента.
Расчет начинают с определения длины, ширины и толщины язычка для каждого заданного тона. Полученные данные являются исходными для определения размеров рамок.
2. Расчет входных камер начинают с определения размеров входных камер в зависимости от размеров язычков и амплитуды их колебаний, а также от размеров рамок и соотношений частот самих камер с частотами язычков. При конструировании группы входных камер, объединенных одним основанием, следует, кроме того, учитывать аппликатуру и габариты инструмента, а также технологические особенности производства. На основе полученных данных вычерчивают общие виды всех входных камер.
3. Выбор конструкции, определение габаритных размеров полукорпуса, грифа и предварительное вычерчивание клавишного механизма мелодии (гриф с рычажно-клапанным механизмом переключения регистров). Одновременно производят поверочный расчет статического сопротивления клавиш и величины подъема клапанов всех рядов.
4. Выбор конструкции, определение габаритных размеров полукорпуса и предварительное вычерчивание левого клавишного, механизма аккомпанемента (каркас с басовой накладкой, рычаги с клапанами, валики и толкатели с кнопками). Здесь, как и для механизма мелодии, производят поверочный расчет статического сопротивления кнопок и величины подъема клапанов.
5. Выбор конструкции корпуса и исходных материалов для его изготовления в зависимости от технологических возможностей данного предприятия, от условий кооперирования с другими предприятиями, сырьевой базы, условий внешней отделки, особенностей эксплуатации и др. Уточнение габаритных размеров опорных конструкций (дека, корпус, гриф) и окончательное вычерчивание механизма мелодии и аккомпанемента в обоих полукорпусах. Внешний вид корпуса конструктор разрабатывает совместно с художником-архитектором, увязывая архитектурные формы с конструктивными и технологическими возможностями.
6. Определение габаритных размеров меховой камеры в растянутом и сжатом положениях.
22
7. Выполнение чертежа общего вида (с поперечным разрезом) инструмента.
При выполнении этого чертежа производят окончательную конструктивную увязку всех узлов и в случае необходимости вносят изменения в ранее выполненные чертежи.
8. Разработка рабочих чертежей (узлы и детали).
9. В процессе разработки конструкции язычкового музыкального инструмента необходимо пользоваться:
РСТ РСФСР 81—72 «Гармони, баяны и аккордеоны». Общие технические требования»;
РСТ РСФСР 39—72 «Планки голосовые для гармоней, баянов и аккордеонов»;
РСТ РСФСР 37—72 «Механизмы клавишные и арматура гармоней, баянов и аккордеонов»;
ГОСТ, ОСТ, РСТ и ведомственными техническими условиями на материалы.
Кроме того, необходимо использовать лучшие образцы язычковых инструментов отечественного и зарубежного производства.
Глава II
ГОЛОСОВЫЕ ПЛАНКИ
§ 1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
Расчет и конструирование голосовых планок ведется в такой последовательности: расчет язычков, расчет рамок, а затем конструктивное оформление голосовых планок в целом.
Язычки должны иметь частотную устойчивость, т. е. частота их колебаний не должна заметно изменяться при изменении воздушного давления в тех пределах, которые приняты для данного инструмента. Эта устойчивость определяется соотношением упругости язычка и внешних сил, выводящих его из положения равновесия.
Таким образом, решающее значение для частотной устойчивости язычка имеет его механическая жесткость (упругость), характеризующаяся величиной нагрузки, вызывающей единицу деформации. Применительно к язычку как стержню, закрепленному в одном конце, механическая жесткость может быть выведена из уравнения стрелы прогиба:
Р ab3E
X 4/3
(1)
где
Р — сосредоточенная нагрузка на конце язычка (приня-
то для аналогии); X — стрела прогиба; Е — модуль упругости;
а, b и / — ширина, толщина и длина язычка.
23
Пороги возбуждения язычков должны быть одинаковыми по всему диапазону и как можно меньшими. Для возбуждения язычка при минимальной его громкости необходима некоторая минимальная разность давлений. Количественно эта разность давлений находится в пределах от 4 до 25 мм вод. ст. (увеличиваясь в сторону высоких частот) и согласно установившейся практике определяется как порог возбуждения колебания язычка.
Однако пороги возбуждения неизбежно повышаются не только с увеличением частоты, но и с увеличением механической жесткости язычков.
Одной из существенных задач при конструировании язычковых инструментов является преодоление больших порогов возбуждения язычков высоких частот. Для выравнивания порогов возбуждения язычков по всему диапазону инструмента необходимо принять специальные меры. Это — применение язычков клиновидной формы в первой — четвертой октавах (язычок у основания шире, чем в вершине), а также различная величина изгибания (отклонение от положения «в состоянии покоя») язычка.
Язычки не должны срываться при тех максимальных давлениях, которые могут иметь место в инструменте. При превышении давления воздуха определенной границы колебания прекращаются, язычок «захлебывается». Это явление называют срывом. Величина критического давления, т. е. давления, при котором наступает срыв, также зависит от величины механической жёсткости. Следовательно, явление срыва дает возможность определить минимальные величины механической жесткости язычков для каждого вида инструмента в зависимости от максимального давления воздуха, которое может иметь место при игре на этих инструментах.
С увеличением механической жесткости язычков уменьшаются амплитуды высоких гармоник, поэтому язычки с очень большим показателем жесткости издают более простой по тембру и более резкий звук.
На силу звука влияют величина воздушного давления и длина язычков. При одном и том же давлении сила звука больше при длинных язычках, так как с увеличением длины язычка сечение подводимой к нему воздушной струи увеличивается. Однако не следует забывать, что длина язычка неотделима от механической жесткости и что сила звука больше у более упругих язычков.
Таким образом, механическая жесткость есть основное свойство язычка, оказывающее заметное влияние на звучание, и поэтому при расчете язычков именно оно берется за основу.
Сначала должна быть определена основная минимальная жесткость, при которой язычки не дают срыва при максимальном воздушном давлении. Давление обычно определяют опытным путем, т. е. присоединением манометра к инструменту.
По данным замеров максимальное воздушное давление составляет: для гармоней 210 мм вод. ст., для баянов и аккордеонов 250 мм вод. ст.
24
Испытание производят на нескольких язычках различных размеров, а поэтому и различной механической жесткости. Для сравнения целесообразно пользоваться данными других высококачественных язычковых инструментов.
§ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ЯЗЫЧКОВ
Определение длины язычка. Язычок представляет собой стержень, закрепленный одним концом. Собственная частота колебаний такого стрежня призматической формы равной толщины по всей длине выражается формулой
д 3,515 _±1/
2л/12 ’ /2 V f — частота;
и I — толщина и длина язычка;
Е — модуль упругости;
р — плотность материала язычка.
формулы (2) видно, что при одних и тех же материалах,
(2)
где b
Из
применяемых для изготовления язычков, собственная частота их зависит от отношения толщины к квадрату длины. Однако, как это будет показано ниже, выбор геометрических размеров язычка, особенно его длины для каждой заданной частоты, ограничен весьма узкими пределами. Эти пределы диктуются размерами инструментов и возможностями технического исполнения язычков. Если все постоянные величины в формуле (2)
3,515 j/T
2л /12 V Р
(Е и р для каждого данного материала тоже будут постоянными) обозначить буквой Л, то формула для определения собственной частоты колебания стержня примет следующий вид:
f = A-—.
(3)
Обозначив отношение — = а, можно написать е _ Аа ‘ ~~Г
ИЛИ
(4)
f
При толщине язычка 6 = 0,3 мм (равной механической жесткости) и длине язычка / = 40 мм отношение толщины к длине будет а = А = 7,5-Ю-3. (5)
Для стальной пружинной ленты при Е = 2,1-104 кг/мм2 и р = = 7,85 г/см3 Л = 8,3-104.
25
Зная частоту колебаний язычка заданного тока (например, для 0^=43,65 Гц —самый низкий тон в баяне), можно определить длину язычка
, Аа 8,3-104-7,5-10—3 , .
' “ г = —— =14-25 см- <б>
Для тона до-диез^ (самый высокий тон в баяне 52X100—II) f — 2216,96 Гц, и длина язычка соответственно будет равна / = 0,28 см.
Однако практически такие язычки неприменимы, так как в первом случае они оказались слишком длинными для таких инстру
Рис. 10. Номограмма для определения длины язычков
ментов, как гармонь, баян или аккордеон, габариты и вес которых не позволяют этого, а во втором случае — слишком короткими и технически невыполнимыми.
Уменьшать слишком длинные язычки до размеров, необходимых для принятых габаритов инструментов, а также изменять частоту и жесткость в требуемых пределах несложно. Для этого к свободному концу язычка напаивают дополнительную инертную массу. Короткие язычки удлиняют до размеров, определяемых возможностью технического их
выполнения, несмотря на то что при этом механическая жесткость и пороги возбуждения значительно увеличиваются.
За изменением размеров крайних язычков (для данного диапазона) должно обязательно последовать изменение размеров промежуточных язычков, так как скачкообразность в силе звука и порогах возбуждения не допускается.
Для внесения указанных выше корректив по длине язычков в расчетные данные лучше всего пользоваться графическим методом (рис. 10).
Для составления номограммы на оси абсцисс откладывают частоты язычков, а на оси ординат—их длины.
Таким образом получают кривую равной механической жесткости для всех язычков (рис. 10, а). Далее, исходя из практических соображений, увеличивают длину самого короткого язычка до 1,2— 1,8 см в зависимости от высоты тона. Например, для ля4 длина язычка, изготовляемого механизированным способом из стальной пружинной ленты, принята равной 1,2 см. Самый длинный язычок уменьшают до 5,8—7,2 см в зависимости от высоты тона и вида инструмента. Например, для Фа{ баяна. 52Х 100—II длину язычка обычно принимают равной 6,3 см. Принятые точки длин крайних
26
язычков Соединяют кривой, приближающейся по характеру к кривой равной механической жесткости (рис. 10, б). Точка пересечения двух кривых является исходной. Она соответствует язычку с заданной минимальной жесткостью и одинаковой толщиной по всей длине. Язычки более высоких тонов будут иметь все уве-
личивающуюся жесткость по мере удаления их от исходного язычка, а более низких тонов — жесткость, уменьшающуюся по мере удаления их от исходного. Длины всех промежуточных язычков можно определить по графику, который для достижения большей
точности должен строиться в масштабе 10:1.
Для уменьшения жесткости и порога возбуждения язычков высоких и средних тонов (на графике находятся вправо от
Рис. 11. Форма шлифованного язычка
точки пересечения) язычки шлифуют по профилю, как показано на рис. 11. Язычок принимает форму усеченного клина.
Характер кривой (профиля) устанавливают экспериментально,
руководствуясь тем, что при данных размерах язычка для данного тона должна быть достигнута минимальная жесткость, а стало быть, и минимальный порог его возбуждения, а также исключено
Рис. 12. Номограмма для определения толщины шлифованной части язычков высоких тонов
явление срыва, т. е. «захлебывания» язычка при максимальном воздушном давлении.
Исходя из практических соображений, величину bi для язычка наиболее высокого тона обычно принимают равной 0,05 мм. Для остальных язычков высоких тонов величину bi постепенно увеличивают. Зная, что за исходный принимается язычок тона ля, равномерная толщина которого по всей длине обычно бывает равной 0,4 мм, величину bi для промежуточных язычков определяют графически (рис. 12). Для этого в большом масштабе (100: 1) на оси ординат откладывают толщину bi самого короткого и исходного язычков, а по оси абсцисс — частоты; верхние точки ординат соединяют прямой.
Расчет язычков низких тонов значительно проще. В этом случае можно при помощи напайки варьировать в достаточно широких пределах как длиной, так и механической жесткостью язычка,
27
причем независимо друг от друга, так как напайка увеличивает массу язычка, не изменяя величину его упругих сил (рис. 13).
Практически разная величина напайки дает возможность задать одинаковую длину группе язычков с различными частотами со ступенчатыми переходами от группы язычков с большими частотами к группе язычков с меньшими частотами. Частоту язычка с утолщенным свободным концом определяют по уравнению
(7)
1м ят
Напайка
Язычок
Рис. 13. Язычок с напайкой
где у=—1 — отношение массы напай-т
ки к массе язычка;
Bi — толщина язычка с напайкой с принятой механической жесткостью для данного инструмента;
I — длина язычка.
из равенства
Величину у определяют
где Ь — толщина язычка без напайки с той же частотой, что и язычок с напайкой.
Отсюда
33 / Bi Л у =------------1 .
г 140 \ Ь* /
Толщина напайки призматической формы h определяется из равенства
7 т IhB&p ’ Pi ’ k 7
где п — отношение длины язычка к длине напайки (принимается обычно равным не менее четырех);
I — длина язычка, см;
р—плотность материала язычка;
pi— плотность материала напайки;
а — ширина язычка и напайки, см.
Длина язычка определяется по графику.
Определение ширины язычка. Ширина язычка а не влияет на частоту, но влияет на тембр и громкость звука и незначительно на механическую жесткость язычка, так как с уравнением жесткости входит в формулу в первой степени. Поскольку ширина язычка влияет на тембр звука, который должен быть однородным по всему диапазону инструмента, она должна находиться в определенном
28
отношении к его длине. Расчетная ширина язычка определяется из формулы
»=т- <9>
где I — отношение длины язычка к его ширине.
Величина I является переменной; она должна постепенно увеличиваться при переходе от низких тонов к средним и далее уменьшаться от средних тонов к высоким (см. с. 31).
Размеры язычков, изготовленных из других материалов, будут иными, так как и значения Е и р для этого материала будут другими, чем для стальной пружинной ленты. При одинаковой механической жесткости язычки, изготовленные, например, из бронзы, будут короче и толще язычков из стали.
Для определения размеров язычков с одинаковой жесткостью X, но изготовленных из двух различных материалов', пользуются отношениями
а^Е^
А =-----— =-----г—
4/3 4/3
где Hi, Zi— ширина, толщина и длина язычка, изготовленного из стали;
а2, Ь2, 1г— ширина, толщина и длина язычка, изготовленного из бронзы;
Ei и Е2— модули упругости этих материалов.
Если для упрощения расчета ширину двух язычков, изготовленных из указанных материалов, принять примет вид
одинаковой, то отношение
^2 j f Е2 ln V Е.
(11)
Из предыдущего известно, что —, т. е. отношение толщины к длине язычка основной механической жесткости, изготовленного из стали, равно ai = -;L = 0,008. п
Так как модули упругости материалов также известны, то Ь2
можно определить а2 = — , т. е. отношение толщины к длине ^2
язычка, изготовленного из бронзы. Например, при Ei = 2,l-• 104 кг/мм2, £2= Ю4 кг/мм2 и ai^0,008, аг=0,0107. Длину тех и других язычков одинаковой жесткости можно определить из уравнения (2) частоты: f = — или / = —— (4). Для язычков, изготовленных из стали,/1= Л*”1-, из бронзы— /2 =—. Например, длина язычка, изготовленного из стали, при Л1 = 8,3 • 104, ai = 0,008 и частоте язычка /=И0 Гц (Ля) '/1^=5,7 см, а из бронзы при Л2 = 5,6-104 и «2=0,0107 /2=4,6 см. Толщины язычков определяются соответст-
29
венно из приведенных выше отношений: ах = — и а2 = —, /1 12
отсюда bi = aili и &2=аг/2-
В нашем случае bi = 0,008-5,7^0,045 см и &2 = 0,0107-4,6^0,050 см.
Из этого примера видно, что при одинаковой механической жесткости язычки, изготовленные из стали, длиннее и тоньше, чем из бронзы.
Упрощенный расчет длин язычков. Этот вид расчета длин язычков дает сравнительно приемлемые результаты и им пользуются практически для предварительных наметок.
В этом случае за исходный принимают язычок тона ля длиной 3,5 см, имеющий толщину почти одинаковую по всей длине и заданную механическую жесткость. Длины язычков определяют из условия равной громкости по всему диапазону по формуле
1 /и У7и /г
(12)
где /и и /и — длина и частота исходного язычка; I и f—длина и частота искомого язычка.
Для язычка Фй1 соответственно имеем
1 = = см
Vf ]Лз,65
а для язычка тона до-диез4 1=1,2 см.
Остальные параметры язычков (толщина и ширина) определяют, как указывалось выше.
Унификация размеров язычков. С точки зрения игровых качеств язычковых инструментов в унификации размеров язычков, т. е. их длины, ширины и толщины, надобности нет. Более того, унификация в какой-то степени даже вредна, так как обусловливает некоторые разрывы в громкости по диапазону, но ее необходимость вызвана исключительно условиями производства — в основном стремлением к уменьшению числа потребных штампов для изготовления язычков, видов проката стальной ленты и числа разноразмерных (и притом с незначительными отклонениями друг от друга) деталей, находящихся в процессе изготовления. Разрывы в громкости при унификации будут тем больше, чем больше полутонов (например, до, до-диез, ре) будет объединено в одну группу (в один номер) по длине и ширине язычка. Практически вполне допустимо объединение полутонов в одну группу по три полутона в средней и высокой частях диапазона, так как образующиеся при этом разрывы в громкости практически неощутимы. Что касается низкой части диапазона, то здесь имеются еще большие возможности, так как за счет применения разных размеров напаек число полутонов, объединяемых в одну группу, может достигать четырех и более. Диапазон баяна 52X100—II находится впределах оттона Фй1 до тона до-диез4, т. е. содержит 69 полутонов, из них 24 полутона в низкой части диапазона и 45 в средней и высокой частях.
30
При объединении полутонов в низкой части по четыре в одну группу, а в средней и высокой частях по три количество групп составит 6+15 = 21. Учитывая, что в интервале тонов от Ля до ми язычки, расположенные в левой части (басы), приклепаны к рамкам двумя заклепками, а язычки тех же частот, расположенные в правой части (мелодия),— одной, необходимо иметь в этом интервале четыре группы язычков, две из которых добавляют специально, исходя из перечисленных особенностей. Таким образом, общее число групп язычков для баяна 52X100—II будет 23, а для инструментов с более широким диапазоном — 25. Длину язычка каждой группы принимают по длине среднего язычка.
Поскольку ширина язычка зависит от его длины, а длина язычков унифицирована (объединены по три-четыре полутона в один номер), следовательно, по такому же принципу должна быть унифицирована и ширина язычков.
Для определения ширины язычков и их унификации рекомендуется пользоваться следующими данными.
Номера 1—6 7—8 9—10 11—12 13—14 15—16 17—18 19—20 21—23 24—25 групп:
I i = — а
10 14,5 15,9 16,3 15,9 15,6 14,6 13,1 11,6 9,5
Как уже указывалось, у всех язычковых инструментов пороги возбуждения язычков высоких тонов больше из-за их высокой жесткости. Этот дефект можно устранить, применив язычки клиновидной формы, у которых основание шире вершины, так как такие язычки при одной и той же длине легче возбуждаются по сравнению с язычками призматической формы. Величина клиновидности, т. е. отношение ii— ширины язычка у вершины а к ширине язычка у основания ои, находится обычно в пределах от 0,9 до 0,65. Величина ii— переменная, постепенно уменьшающаяся при переходе от низких тонов к высоким. При отношении, равном единице, клин переходит в призму.
Для нахождения h можно пользоваться следующими данными.
Группы языч- 1—6 7—9 10—15 16—20 21—25
ков:
а h =— Я1
1 0,9 0,8 0,7 0,65
Ширину язычка каждой группы принимают по ширине среднего язычка.
Значения толщины в приклепываемой части язычков в зависимости от их групп по практическим данным, сложившимся на предприятиях в течение многих лет, следующие:
Номера групп: 1—2 3—5 6—7 8—14 15—18 19—22 23—25 Толщина языч- 0,7 0,6 0,5 0,55 0,5 0,45 0,4
ков, мм:
31
§ 3. РАСЧЕТ РАМОК
Определение длины рамок. Длина рамки Ц (рис. 14) состоит из трех величин: длины проема L2, длины нижнего поля С2 и длины верхнего поля рамки С3.
Длина проема определяется длиной рабочей части язычка. Длина верхнего и нижнего полей принимается по практическим данным. Длины рамок должны быть увязаны с размерами камер и быть минимальными, так как от длины рамок зависит высота полукорпуса инструмента.
Рис. 14. Схема рамки
Определение ширины рамок. Ширину рамки А3 определяют в зависимости от двух величин: ширины проема А и величины шага правого клавишного механизма (для рамок мелодии) или шага расположения клапанов на левой деке (для басовых рамок).
Кроме того, при определении ширины рамок следует учитывать характеристику материала, из которого они изготовляются, и способ их изготовления (штамповка, литье). При изготовлении рамки из алюминия или его сплавов и малых значениях
а б 6 г
Рис. 15. Положения язычка в рамке
перемычки между осью проема и кромкой рамки Н (см. прилож. 2) она деформируется при штамповке проема, что недопустимо. Ширина проема определяется шириной язычка, а ширина рамки мелодии не может быть более 17 мм, так как шаг правого клавишного механизма баяна стандартизирован и равен 17,5 мм. Ширина басовой рамки, где проемы наиболее широкие, определяется из отношения Д3;>4/1 (установленное практически).
При этих условиях могут быть достигнуты хорошие результаты при штамповке проемов в рамке. Ширина рамок должна быть увязана с шириной входных камер и быть минимальной, так как от ширины рамок зависит высота полукорпуса инструмента.
Определение толщины рамок. Толщина рамки находится в прямой зависимости от величины амплитуды колебания приклепанного к ней язычка (рис. 15). В том случае, когда язычок при колебании не выходит за пределы рамки а, излишняя толщина ее уменьшает силу звука.
32
Когда язычок при колебании выходит за пределы рамки б, сила звука также уменьшается, а расход воздуха при игре увеличивается. Следовательно, для сохранения наибольшей силы звука и меньшего расходования воздуха необходимо, чтобы толщина рамки в была равна амплитуде колебания язычка, подразумевая под амплитудой наибольшее отклонение свободного конца язычка.
В баяне 52X100—II амплитуда колебания язычков находится в пределак от 2 до 7 мм, увеличиваясь в сторону низких частот. Поэтому толщина рамки для язычка самой низкой частоты Фа^ должна быть равна 7 мм. Однако практически толщина этой рамки составляет максимум 5 мм. Это нарушение вызывается двумя причинами: отсутствием листового проката алюминия и его сплавов толщиной более 5 мм и стремлением уменьшить вес инструмента. Для устранения этого дефекта необходимо изменить способ изготовления рамок для низких частот. Эти рамки должны изготовляться не штамповкой иа листа, а литьем под давлением. В этом случае рамке г придается клиновидная форма, ее вес увеличивается незначительно, а толщина в местах наибольшего отклонения конца язычка задается равной требуемой величине. Длина, ширина й толщина рамок должны быть унифицированы по такому же принципу, как и язычки.
§ 4. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГОЛОСОВЫХ ПЛАНОК
Голосовая планка представляет собой узел, состоящий из рамки, язычков и заклепок.
Нормальная работа этого узла зависит от следующих основных факторов: заданных размеров деталей, величины зазоров между кромками язычка и стенками проема рамки, заданных допусков (точность обработки), чистоты обработки.
Величина зазоров между кромками язычка и гранями проемов рамки оказывает непосредственное влияние на уменьшение или увеличение порога возбуждения и расхода воздуха. Поскольку необходимо постоянно стремиться к уменьшению порогов возбуждения язычков и расходу воздуха при динамическом режиме (во время игры), то указанные зазоры должны быть возможно меньшими.
Теоретически минимальные зазоры между кромками язычка и стенками проемов рамки можно определить из условий разности коэффициентов теплового расширения материалов рамки и язычка при заданной разности колебаний температур. Практически эти зазоры определяются возможностями технического исполнения деталей с заданными допусками на данном оборудовании при помощи данной оснастки, а также условиями сборки деталей. При этом минимальные зазоры, заданные исходя из условий производства, не могут быть по абсолютным величинам меньше, чем зазоры, определившиеся из условия разности коэффициентов теплового расширения материалов.
Различают шесть видов зазоров:
зз
сумма минимальных продольных зазоров между кромками язычка и стенками проема рамки, определяемых теоретически;
сумма минимальных продольных зазоров между кромками язычка и стенками проема рамки, определяемых по номиналу;
сумма максимальных продольных зазоров между кромками язычка и стенками проема рамки, определяемых на основе заданных допусков;
минимальный торцовый зазор между кромками язычка и стенкой проема, определяемый теоретически;
минимальный торцовый зазор между кромкой язычка и стенкой проема, определяемый по номинальным размерам;
максимальный торцовый зазор между кромкой язычка и стенкой проема, определяемый на основе заданных допусков (рис. 16).
Рис. 16. Размеры язычка и проема в рамке
Из рисунка находим:
А—а = Дамин—сумма минимальных продольных зазоров; д+о,оз—дт0’03 = Ддмакс—сумма максимальных продольных зазоров;
L—1 = Ымпп—минимальный торцовый зазор; + 0,02
£+0,02 — /“0,03= Д/макс—максимальный торцовый зазор.
Определение минимальных зазоров. Минимальные зазоры между кромками язычка и стенками проема рамки определяются из условий разности коэффициента теплового расширения материалов рамки и язычка по формуле
ат = (а + Р)/Л, (13)
где ат— сумма минимальных продольных зазоров, или торцовый зазор;
а—коэффициент теплового расширения материала рамки, для алюминия и его сплавов равен 22-6-10~6;
Р—коэффициент теплового расширения, для материала язычка из закаленной стали равен 12,0• 10~6;
t—разность колебаний температур, принимаемая равной от +30 до —30° С, т. е. 60°;
h — ширина язычка, или длина рабочей части язычка.
Полученные данные, а также числовые значения минимальных, устанавливаемых по номиналу, и максимальных зазоров, определяемых на основе заданных допусков применительно к размерам крайних групп рамок и язычков баяна 52X100—II, могут быть представлены следующим образом (в мм).
34
Сумма максимальных продольных зазоров теоретическая ..................
Сумма минимальных продольных зазоров по номинальным размерам.............
Сумма максимальных продольных зазоров по заданным допускам............
Минимальный торцовый зазор теоретический .............................
Минимальный торцовый зазор по номинальным размерам ...................
Максимальный торцовый зазор по заданным допускам .......................
Номера групп язычков и рамок *
1 23
0,0040 0,0012
0,12 0,08
0,18 0,14
0,042 0,006
0,10 0,08
0,10—0,15 0,08—0,13
♦ Республиканский стандарт на планки голосовые для гармоней, баянов и аккордеонов см. РСТ РСФСР 39—72.
Набор голосовых планок № 2 применяется для изготовления многоголосных высококачественных инструментов. Унифицирован
ные размеры язычков и рамок для баяна 52X100—II по расчетным данным с учетом практических соображений приведены в приложениях 1 и 2. Этот набор голосовых планок при некоторой корректировке может применяться для всех других видов язычковых музыкальных инстру-
Рис. 17. Формы заклепок
ментов.
Форма заклепки. Язычки приклепываются к рамке стальными (мягкими) заклепками специальной формы (рис. 17).
Форма заклепки, изображенной на рис. 17,а, хотя и широко применяется в настоящее время, но является неудовлетворительной. Заусенцы, образующиеся на острие заклепки типа гвоздя, портят при запрессовке в рамку отверстие для заклепки. Кроме того, размеры этих заклепок должны быть более длинными, так как после запрессовки острие заклепки срезается (рис. 17,6). Новая форма заклепки (рис. 17,в) лишена этих недостатков и вместе с тем удобна для запрессовки в рамку. Заклепочное соединение будет качественным только в том случае, если диаметр отверстия в рамке Z)p, диаметр стержня заклепки d и диаметр отверстия в язычке d0 будут строго размерно увязаны. Числовые значения этих величин, выработанные практикой, следующие, мм.
Диаметр отверстия в рамке...........................2,35 1,80
» стержня заклепки............................2,3 1,75
» головки » 5,0 3,5
» отверстия в язычке.........................2,40 1,85
Зависимость между шириной лопатки язычка и диаметром стержня заклепки. Для установления этой зависимости необходимо прежде всего определить влияние ширины лопатки язычка
35
па прочность заклепочного соединения, т. е. на прочность приклепки язычка к рамке. Изложенная в литературе методика расчета прочности заклепочного соединения не соответствует полностью условиям действия язычка, приклепанного одним концом к рамке. Это объясняется тем, что приходится соединять (приклепывать) слишком разнородные материалы при большом перепаде толщины соединенных деталей. Так, к рамке, изготовленной из алюминия толщиной в среднем 3 мм, приклепывают мягкой стальной заклепкой язычок, изготовленный из закаленной стали толщиной в среднем 0,5 мм. Однако даже и при этих условиях ясно, что при правильном выполнении этого соединения прочность его будет зависеть от величины силы трения, возникающей в процессе приклепывания язычка к рамке. Сила трения в данном случае зависит от
Рис. 18. Основания (лопатки) язычков, приклепываемых к рамкам
величины давления, передаваемого лопаткой язычка на плоскость планки, а также от степени радиальных усилий заклепки настенки отверстия лопатки язычка (рис. 18).
По литературным и практическим данным, прочное и плотное заклепочное соединение применительно к нашим условиям должно удовлетворять следующим требованиям:
для однозаклепочного соединения
03> l,5d + 0,56; а2 = 2а3; (14)
для двухзаклепочного соединения
аь= l,5d + 0,56; а4 = 2аб, (15)
где а3 и а5—расстояния между центром отверстия и краем лопатки язычка;
d — диаметр стержня заклепки;
Ь — толщина язычка;
а2 и 04— ширины лопатки язычка.
Обычно применяют два вида заклепок. Для приклепывания более коротких и узких язычков (средних и высоких частот) применяют заклепку с диаметром стержня, равным 1,75 мм, а для более длинных и широких язычков (низких частот) — заклепку с диаметром стержня, равным 2,3 мм. Для первого случая при средней толщине b язычка, равной 0,5 мм, ширина лопатки язычка составит:
Я2 = 2аз = 2 (l,5d + 0,5Ь) = 2 (1,5-1,75 + 0,5-0,5) =5,75 мм, которую обычно принимают равной 6 мм.
Для второго случая при 6 = 0,6 мм ширина лопатки язычка будет равна 04 = 205 = 2(1,5^ + 0,56) =2(1,5-2,3+0,5-0,6) =7,5 мм, ко
36
торую обычно принимают равной 7 мм. Заклепка с диаметром стержня d = 2,3 мм применяется не только для двухзаклепочного соединения, но также и для однозаклепочного соединения при приклепке наиболее длинных язычков средних частот.
При расчете голосовых планок не только для баяна 52X100—II, но и более сложных язычковых музыкальных инструментов, например для баяна 61X120—III или аккордеона 41X120—IV, рекомендуется пользоваться данными, приведенными в приложении 3.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Задание. Определить пороги возбуждения язычков и суммарную площадь зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки по времени прохождения определенного количества воздуха при статическом режиме 3.
Рис. 19. Схема установки для определения суммарной площади зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки по времени прохождения определенного количества воздуха при статическом режиме
Цель задания. Ознакомление учащихся с измерительной аппаратурой, изучение последовательности определения необходимых параметров в требуемых единицах измерений, анализ и обобщение полученных результатов в сопоставлении с нормативными данными.
Аппаратура:
центробежная воздуходувка с электродвигателем мощностью 0,8—1,0 кВт для создания разрежения воздуха от 5 до 200 мм вод. ст.;
реостат для регулирования числа оборотов воздуходувки от 1450 до 300 об/мин; кран — регулятор количества отсасываемого воздуха;
газовый счетчик, отградуированный в литрах воздуха (от 1 до 30) с пропускной способностью 20 л воздуха в течение от 40 до 320 с. В счетчик вмонтирован термометр для определения температуры воздуха от +10 до +25° С;
микроманометр с пределом измерений от 5 до 150 мм вод. ст.;
входная камера переменного сечения с уплотнителем для укрепления голосовых планок разных размеров (От № 1 до № 25);
секундомер;
воздуховодные трубки диаметром 15—20 мм;
набор голосовых планок баяна или аккордеона.
Последовательность работы при определении порогов возбуждения язычков.
37
1. Собрать и проверить действие измерительной установки.
2. Закрепить голосовую планку в камере и, регулируя реостатом и краном-регулятором, установить по микроманометру такое давление, при котором язычок начнет колебаться и звучать с минимальной громкостью.
3. Показатель микроманометра зафиксировать как порог возбуждения данного язычка (норматив порога возбуждения язычков находится в пределах от 4 до 25 мм вод. ст., увеличиваясь в сторону высоких частот).
Последовательность работы при определении суммарной площади зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки следующая.
1. Голосовую планку 1 (рис. 19) закрепить в камере 2 с помощью уплотнителя 12, зажав язычок приставкой 3. Входную камеру соединить воздухопроводом 4 с газовым счетчиком 5 и через кран-регулятор 6 — с центробежной воздуходувкой 7. Микроманометр 8 также соединен'с газовым счетчиком 5. Число оборотов с ----—
воздуходувки регулируют реостатом 9, включенным в силовую сеть пускателем 10. Величину давления воздуха, поступающего в микроманометр <?, регулируют краном 6 в пределах от максимального для данного инструмента до 40—50 мм вод. ст. (давление, при котором обычно возбуждается язычки при пользовании инструментом). Газовый счетчик 5 показывает количество литров воздуха, проходящего в определенное секундомером И время через зазоры между кромками язычка и гранями проема рамки.
Рис. 20. Номограмма для определения суммарной площади зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки
2. Так как время прохождения одного и того же количества воздуха через данные зазоры является функцией площади сече-
ния этих зазоров, то этот метод дает возможность определить суммарную величину зазоров (в мм2). Соответствие зазоров устанавливают, сопоставляя полученные данные с нормативными. Для быстроты определения величины зазоров необходимо пользоваться номограммой, приведенной на рис. 20.
По оси ординат отложено время прохождения 10 л воздуха через зазоры при разности давлений воздуха по обеим сторонам язычка 40 мм вод. ст. По оси абсцисс отложена сумма трех зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки в статическом режиме.
3. В связи с тем, что нормативные данные в части величины зазоров, предусмотренные в республиканском стандарте (РСТ) на голосовые планки, указаны в линейных единицах (мм), необходимо произвести пересчет нормативов в квадратные единицы (мм2), так как перечисленная выше аппаратура определяет суммарную площадь зазоров между кромками и торцом язычка и гранями проема рамки.
Пример пересчета для голосовой планки № 1 (набор 1).
Исходные данные:
нормативы зазоров в линейных единицах, мм (см. РСТ РСФСР 39—72 «Планки голосовые для гармоней, баянов и аккордеонов»);
унифицированные размеры рамок и язычков (см. приложения 1 и 2).
По этим данным находим, что сумма двух продольных зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки должна быть не более 0,18 мм и торцовый зазор, соответственно не более 0,15 мм; далее, исходя из размеров проемов рамок и язычков при £=66 мм, 4=6 мм, / = 65,9 мм, а = 5,88 мм определяем Si — максимальную площадь двух зазоров вдоль язычка с учетом заданных допусков:
S1 = (4+0’03 — а-°’03) L+0,02 = (6,03 — 5,85) 66,02 s 11,9 мм2.
Таким же образом определяем максимальную площадь зазора в торце язычка —5г: s2 = (£+0.02 _ j-0,03) д+0.03 = (66,02 — 65,87) 6,03 s 0,9 мм2,
38
отсюда суммарная площадь всех зазоров S равна:
S = S1 + S2= 11,94-0,9= 12,8 мм2.
В данном случае величина 12,8 является максимальной нормой суммарной площади зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки для голосовой планки № 1.
Данные измерений заносятся в журнал по форме:
Отклонение от нормы
с к
2
1
Порог возбуждения, мм вод. ст.
Суммарная площадь зазоров, мма
Порог возбуждения
Суммарная площадь зазоров
10 11 12 13
В результате проведения настоящей лабораторной работы учащийся должен:
составить схему измерительной установки для определения порогов возбуж-
дения язычков и суммарной площади зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки при статическом режиме; составить краткую техническую характеристику аппаратуры;
получить практические навыки в объективной оценке наиболее важных показателей качества голосовых планок;
составить график, характеризующий изменения величины порога возбуждения язычков в зависимости от их частоты колебания (рис. 21), а также график, характеризующий изменение величины суммарной площади зазоров в зависимости от времени прохождения 10 л воздуха при определенном давлении (см. рис. 20);
рассчитать максимальные и минимальные зазоры между кромками язычка и гранями проема рамки в линейных единицах (мм);
Рис. 21. Величина порога возбуждения язычков в зависимости от их частоты колебания
произвести пересчет линейной величины зазоров в квадратные единицы (мм2),
характеризующие суммарную площадь указанных выше зазоров.
Глава III
ВХОДНЫЕ КАМЕРЫ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
Входные камеры, которые в производственном обиходе (по старинной традиции) называют резонаторами, представляют собой устройства, состоящие из двух рядов камер, предназначенных для
39
крепления к ним голосовых планок и к каждой из них планки определенного тона.
Термин «резонатор» вообще означает систему (или тело), которая создает явление резонанса; резонатор отзывается на гармонические колебания, частота которых близка к его собственной частоте, и усиливает их; при этом в звукообразовании участвует собственное колебание резонатора — явление, имеющее место, например, в деке фортепьяно. Резонаторы гармоней, баянов и аккордеонов не совсем соответствуют этому определению, хотя в известной степени влияют на тембр звука и даже способствуют некоторому его усилению при правильно подобранных величинах объема камер. Поэтому в дальнейшем мы будем пользоваться термином «входные камеры».
Рис. 22. Конструкция входной камеры
Основанием камеры служит розетка 1 (рис. 22) с отверстиями 2 для прохождения воздуха к язычкам голосовых планок. Число отверстий соответствует числу клапанов клавиатуры в том ряду, против которого установлена камера. Для инструментов с регистрами внутри розеток пропиливают узкие пазы 3 для помещения в них регистровых пластин переключателя. Передвигающаяся вдоль паза пластина может закрывать или открывать сразу все отверстия. Положение пластины определяется в зависимости от включенной головки клавиши или кнопки переключателя регистров. Регистровые пластины, открывающие и закрывающие поступление воздуха к язычкам, не всегда размещаются в розетках.
В современных баянах и аккордеонах регистровые пластины размещают между двумя половинами составной деки.
В средней части входной камеры находится продолговатый брусок переменного сечения, называемый клином 4, размеры которого по высоте определяются длиной голосовых планок, предназначенных для монтажа по боковым сторонам камеры. Толщина бруска увеличивается в сторону уменьшения его по высоте, т. е. в
40
направлении размещения коротких планок. Толщиной клина определяется глубина будущих камер для планок: чем ниже тон язычков, тем больше размеры планок, глубина камер и их объем. Верхняя накладка 5 входной камеры может состоять из одной или двух частей. Необходимость в изготовлении составной верхней накладки проявляется в связи с разными размерами длины планок левой и правой сторон входной камеры. Это бывает в том случае, когда язычки противоположных планок отличаются между собой на октаву, а иногда и на две. При одинаковой длине противоположных планок нет необходимости эту накладку делать двойной, что упрощает конструкцию входной камеры. Перегородки 6 находятся между камерами. По толщине перегородки отличаются друг от друга в зависимости от ширины планок и шага между отверстиями, расположенными вдоль розеток. Крайние перегородки иногда бывают толще средних и носят название клецов 7.
Длина розеток входных камер мелодии обычно определяется внутренним размером полукорпуса по деке, а аккомпанемента — в зависимости от размеров самих камер и от системы их крепления на деке. Входная камера левого^ полукорпуса для планок с язычками низких частот имеет клин в виде тонкой деревянной пластинки обычно постоянного сечения. На одной из сторон этой камеры укрепляют голосовые планки контроктавы и большой октавы, на другой — планки большой и малой октав. В баянах принято начинать диапазон аккомпанемента от Фа^ Фа-диез^ Солъ{\ в аккордеонах— от Солъ^ Ля{ или Ля-диез^. Таким образом, аккордеон, звуковой диапазон которого начинается от Солъ^ в этой октаве будет иметь только 5 тонов (Солъ^, Солъ-диез^ Ля^ Ля-диез^ и Cui). Начиная от тона До планки одной стороны этой входной камеры переходят в большую октаву (на каждой стороне входной камеры басов устанавливается по 12 планок). На второй стороне звукоряд продолжается в сторону повышения частоты в хроматической последовательности от того тона, на котором закончился ряд первой стороны. Для улучшения тембра звучания, увеличения силы звука и уменьшения порога возбуждения язычков низких частот расширяют объем входных камер путем пристройки к каждой планке дополнительных отводов (рис. 23).
Ширину входной камеры определяют в зависимости от амплитуды колебания язычков. Чем больше амплитуда колебания язычка, тем глубже должна быть для него входная камера.
Высота камеры должна быть меньше длины планки, но не настолько, чтобы конец язычка оказался вблизи нижней кромки верхней накладки. Расстояние от конца язычка до кромки верхней накладки должно быть не менее 1,5 мм. При конструировании входной камеры важно также правильно рассчитать ширину каждой камеры. При установке планок перегородки не должны мешать работе язычка и внутреннего проемного клапана.
При максимальной ширине входных камер мелодии, равной 15 мм движение язычка и проемного клапана внутри камеры происходит вблизи перегородок. Кроме того необходимо учесть, что
41
после установки на входную камеру планок между ними должно быть расстояние, достаточное для заливки мест соединения восковой мастикой. Наименьшее расстояние между планками на входных камерах равно 1 мм. Такие промежутки получаются между планками шириной 17 мм в диапазоне низких частот звукоряда мелодии. Планки на входных камерах левого полукорпуса располагаются более свободно, так как шаг между центрами отверстий вдоль розетки составляет 26 мм. Если приложить розетку к клину, как указано на рис. 24, можно увидеть, что широкая часть клина
Рис. 23. Входная камера басов с отводом:
1 — основная камера; 2 — дополнительная камера
Рис. 24. Входная камера мелодии:
а — вид сверху (на розетку); б — вид сбоку
закрывает прямоугольные отверстия больше, чем наполовину. В тех камерах, где клин перекрывает отверстия в розетках, необходимо расширить входные отверстия клина — выбрать лунки (на верхнем рисунке обозначены пунктирными линиями).
Способы установки входных камер в правом полукорпусе показаны на рис. 25. Наиболее простой и надежной является конструкция с применением болтового соединения. В этом случае не требуется подгонка камер к месту установки.
Входные камеры левого полукорпуса укрепляются на деке обычно зажимными устройствами, действующими с двух сторон, независимо друг от друга. В этом случае гнездо для установки розетки должно ограничить перемещение камеры в любую сторону; при этом все отверстия в деках и розетках должны совпадать. В противном случае уменьшается площадь сечения воздушного канала, через который струя воздуха проходит к язычкам планки.
Герметичность соединения розетки с декой осуществляется при помощи прокладок из лайки (замши) или микропористой резины, приклеиваемых в плоскости розетки или деки.
42
На деках входные камеры устанавливают, как правило, не прямо, а с небольшим наклоном друг от друга (рис. 26). Это объясняется тем, что язычки при колебании с максимальной амплитудой отклоняются от наружной плоскости планок на значительное расстояние. Если верхние накладки входных камер сблизить,
Рис. 25. Способы установки входных камер мелодии в полукорпусе: а — с помощью брусков и шурупов; б — болтовое соединение;
/ — болт; 2 — гайка; 3 — шайба; 4 — гайка внутренняя;
5 — накладка деки (пластмасса); 6 — дека (алюминий);
7 — розетка; 8 — брусок розетки; 9— брусок корпуса;
10 — входная камера; 11 — герметизирующая прокладка
то наружные язычки, выходящие при колебании навстречу друг другу, могут соприкасаться, что повлечет за собой искажение звука. Это может быть опасно только в диапазоне низких частот мелодии и на входных камерах басов в местах, близких к мехам или меховой рамке. Особую точность в расчетах минимальных расстояний между верхними накладками следует соблюдать в многоголосных инструментах, где в правом полукорпусе размещают
43
четыре-шесть входных камер. Следует предусмотреть, чтобы при сжиме меха входные камеры басов не встречались с входными камерами мелодии. Для этого камеры должны быть отклонены в разные стороны с учетом размеров полукорпусов и меховой камеры. В некоторых баянах входные камеры басов имеют более слож-
/ —камеры; 2 — передняя стенка правого полукорпуса; 3 — задняя стенка полукорпуса; 4 — гриф 1
Рис. 27. Устройство входной камеры басов в незаемном клавишном механизме аккомпанемента четырехголосного баяна
ную конструкцию (рис. 27). Это вызвано устройством левого клавишного механизма, при котором для усиления звука и обогащения его тембра возникает необходимость в пристройке двух допол
Рис. 28. Устройство входной камеры для трехголосных аккордов: а — с горизонтальным расположением третьего ряда планок; б —с верти кальным расположением третьего ряда планок
нительных односторонних входных камер. Баяны и аккордеоны с незаемной басовой механикой не нуждаются в таком усложнении, хотя при нажиме на кнопку толкателя басов могут звучать одновременно также четыре язычка.
Разновидностью входных камер аккомпанемента являются камеры трехголосного усиления аккордов (рис. 28), которые поль-
44
камера не имеет розетки со-
Рис. 29. Составная дека с регистровыми пластинами:
1 — верхняя половина; 2 — регистровые пластины; 3 — нижняя половина; 4 — входная камера
зуются большим успехом у исполнителей, так как дополнение еще одной планки, обычно пикколо, заметно улучшает качество их звучания. Кроме того, наличие трех рядов планок аккомпанемента позволяет значительно расширить возможность подбора сочетаний звуков в разных октавах при переключении регистрового механизма. Дополнительная односторонняя входная камера может быть смонтирована на одной розетке с основной, как показано на рис. 28,6, но может также быть и самостоятельной со своей собственной розеткой. Чаще же всего эта всем и устанавливается прямо на деке в лежачем положении, как показано на рис. 28, а. Такое положение принято считать наиболее удачным, так как камера занимает мало места и язычки при работе не задевают за меховую рамку или борины меховой камеры. Входная камера прикрепляется к деке несколькими шурупами. Места соединения залиты восковой мастикой. Регистровую пластину этой камеры следует разместить на деке. Недостаток такого способа установки заключается лишь в затруднении при окончательной настройке язычков.
Расположение регистровых пластин в деревянных розетках не всегда обеспечивает легкое и плотное их перемещение в пазах и прикрытие отверстий воздушных клапанов. Поэтому в многоголосных инструментах при наличии 6—8 регистровых пластин они обычно раз
мещаются в пазах металлических дек полукорпусов. Такие деки состоят всегда из двух половин (рис. 29).
На плоскости одной из половин имеются продольные пазы, в которые и помещаются регистровые пластины. Эта половина деки отливается из пластмассы.
В инструментах, имеющих составные деки, конструкция входных камер упрощена, так как розетки не имеют пазов для регистровых пластин и поэтому их толщину можно уменьшить. В результате улучшается звучание язычков высоких частот, уменьшается порог возбуждения (язычки вибрируют при минимальном давлении воздуха). Это можно объяснить тем, что с уменьшением длины воздушного канала уменьшается соответственно и величина трения воздуха о его стенки, что приводит к увеличению кинетической энергии воздушного потока, возбуждающего язычки.
Применение металлических и комбинированных (металлических с пластмассовыми вкладышами) дек повышает качество
45
инструментов. Появляется возможность плотной подгонки регистровых пластин к гнездам в деках, что заметно повышает герметичность инструментов. С заменой деревянных дек металлическими ликвидируется возможность их разбухания и коробления вследствие изменений состояния окружающей среды.
Имеются и другие конструкции составных дек. Подробнее о них будет сказано далее.
§ 2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
I
Конструирование входных камер осуществляется главным образом на основе эмпирического опыта или путем копирования существующих образцов. Акустический расчет имеет своей целью проверить и обосновать выбранную конструкцию камер.
По данным исследований, влияние входных камер на спектр, а следовательно, и на тембр звука можно сформулировать следующим образом:
1) входные камеры язычковых музыкальных инструментов играют роль акустических резонаторов, т. е. могут рассматриваться как резонаторы Гельмгольца;
2) во избежание срыва звука не следует конструировать входные камеры с коэффициентом расстройки относительно основной частоты, равным 0,7—1,1, т. е. надо избегать применения камер, частота которых близка к собственной частоте язычка;
3) не следует конструировать входные камеры, настроенные на гармоники, не дающие консонанса (благозвучное сочетание звуков одновременно), т. е. надо избегать отношения частоты входной камеры к частоте язычка, равного 7—9;
4) для понижения порога возбуждения язычков (особенно высоких тонов) глубину входных камер следует принимать минимальной, т. е. слегка превышающей максимальную амплитуду колебания язычков;
5) желательна настройка входных камер на третью гармонику.
Практически размеры входных камер определяются еще и рядом других соображений конструктивного и технологического порядка.
Высота каждой камеры не должна быть меньше длины язычка, а ширина должна быть достаточной для того, чтобы вмещать два язычка, установленных на рамке с перемычкой между ними.
Минимальная ширина перемычки и краев рамки определяется материалом, из которого она изготовлена, и способом ее изготовления. Увеличение же ширины входных камер вызывает увеличение общепринятого шага клавиатуры и, следовательно, общих габаритов инструмента, его веса и расхода материалов, и поэтому нежелательно.
Таким образом, конструктор ограничен весьма жесткими пределами, так как объем входных камер можно изменять в основном лищь за счет изменения их высоты и притом только в сторону увеличения. В качестве примера можно привести поверочный аку-
46
стический расчет габаритных размеров баяна 52X100—II (табл. 1).
входных камер мелодии
Таблица 1
Данные расчета размеров входных камер мелодии баяна 52X100 — II 1-го ряда
Номера камер Номера планок Тон Частота язычка ^я’ Гц Габариты камеры, мм Объем камеры, см3 Частота камеры Гц Отношение ^к к ^я
1 7 до 130,50 48X15X10 7,2 1183 9,1
2 8 ре-диез 155,56 46X15X10 6,9 1341 8,6
3 9 фа-диез 184,96 44Х 15Х 10 6,6 1480 8,0
4 10 ля 220,00 42X15X9 5,7 1632 7,3
5 11 до1 261,60 40X15X9 5,4 1674 6,4
6 12 ре-дие^ 311,12 38X15X8 4,6 1836 5,9
7 13 фа-диез1 369,92 36X14X7 3,5 2106 5,3
8 14 ЛЯ1 440,00 34X14X6 3 2322 5,2
9 15 до2 523,31 32X14X5,5 2,5 2430 4,6
10 16 ре-диез2 622,63 30X14X5,0 2,1 2680 4,3
11 17 фа-диез2 739,84 28X14X4,5 1,8 2720 3,6
12 18 ЛЯ2 880,00 26X14X4 1,5 3420 3,|5
13 19 до3 1046,40 24X14X3,5 1,2 3510 3,3
14 20 ре-диез3 1244,51 23X14X3,8 1,1 3780 3,0
15 21 фа-диез? 1479,68 22Х 14X3 0,9 4212 2,9
16 22 ЛЯ3 1760,00 21X14X3 0,9 4928 2,8
17 23 до4 2092,80 20X14X3 0,8 4652 2,7
Увеличенные размеры входных камер № 1—5
1 7 до 130,50 76X15X10 11,4 820 6,25
2 8 ре-диез 155,56 72X15X10 10,8 975 6,25
3 9 фа-диез 184,96 68X15X10 10,2 1158 6,25
4 10 ЛЯ 220,00 60X15X9 8,1 1377 6,25
5 11 до 261,60 44X15X9 5,9 1566 6,00
Как видно из таблицы, отношения fK к /я для камер 1, 2, 3, 4 и 5 выходят за пределы рекомендуемых величин, так как они равны от 9,1 до 6,4. Для уменьшения полученных отношений, т. е. для создания лучших условий звукообразования, габаритные размеры (высоту) этих камер соответственно увеличены.
В массовом производстве изготовление многоступенчатых по высоте входных камер одного ряда (высота камеры № 1—76 мм, № 2—72 мм, № 3—68 мм, № 4—60 мм, № 5—44 мм, № 6—38 мм) весьма затруднительно. Поэтому изготовление таких входных камер должно иметь место при выполнении концертных инструментов по специальным заказам. Поверочной расчет входных камер 2 и 3 рядов мелодии, а также аккомпанемента осуществляется анало
гично.
Известно, что частоту входной камеры, как резонатора Гельмгольца, определяют формулой ______________
f = — л/г К Гк 2л |/ 1000V ’
(16)
47
где С—скорость звука в данной среде, м/с;
К—коэффициент, характеризующий проводимость горловины входной камеры;
V—объем камеры, м3.
Для входной камеры с широкой горловиной круглого сечения, как это имеет место в рассматриваемом баяне (рис. 30), проводимость горловины равна
ЛГ2
Oi “1“ ^2
к=—’ <17)
1 + ———
2 (ах + а2)
где г—радиус горловины (отверстия) входной камеры; 01—толщина розетки входной камеры;
Рис. 30. Поперечный разрез входной камеры
В нашем случае при г = 5 мм, а^ = = 3 мм и а2 = 4 мм ^ = 5,3; скорость звука С принимаем равной 340 м/с.
Номера и размеры голосовых планок принимаем по данным действующих наборов. Габаритные размеры камер заданы в соответствии с размерами планок (см. табл. 1).
Принципы конструирования входных камер:
1) высота камеры определяется
в зависимости от длины язычка и рамки и в соответствии с результата-
ми поверочного акустического расчета;
2) ширина камеры определяется в зависимости от ширины рамки, способа ее крепления и величины клавиатурного шага;
3) глубина камеры определяется величиной амплитуды колеба
ния язычка;
4) размеры камер, применяемых в мелодии, должны умень-
шаться от длинных язычков к коротким постепенно;
5) габаритные размеры деталей, образующих камеру (клин, розетка, накладка) должны быть минимальными;
6) форма фрезерованных ячеек клина должна отвечать условиям минимального сопротивления воздушным потоком;
7) места соединений деталей должны отвечать условиям герметичности;
8) конструкция входных камер должна предусматривать надежное и удобное крепление их к опорным конструкциям (дека, полукорпус).
По конструктивным особенностям входные камеры подразделяют на фрезерованные, в которых ячейки для крепления отдельных голосовых планок образуются фрезерованием (выборка мест) клина соответствующих размеров, а также склейные, в которых ячейки образуются наклеиванием на клин перегородок (городушек).
48
В настоящее время широко применяются фрезерованные входные камеры, особенно для крепления планок мелодии, и частично для басовых планок. Для закрепления басовых планок, ширина которых обычно равна 24 мм, а длина более 50 мм, целесообразнее применять склейные входные камеры.
За последнее время входные камеры изготовляют из пластических масс. Это дает возможность полностью механизировать процесс их изготовления, улучшить качество и снизить себестоимость. Житомирская и Шуйская фабрики музыкальных инструментов уже внедрили в массовое производство изготовление входных камер для гармоней из полистирола методом литья под давлением.
Глава IV
КОРПУС И ДЕКИ
Корпус и деки представляют собой узлы, на которых монтируются клавишные и регистровые механизмы, входные камеры и другие детали. Корпус в сборе состоит из правого и левого полукорпусов с вклеенными деками, опорными брусками и грифа. На деках с наружной стороны соответственно размещаются клавишные механизмы мелодии и аккомпанемента и опорные бруски для крепления. С внутренней стороны дек расположены входные камеры с голосовыми планками и детали механизма переключателя регистров. На деке левого полукорпуса детали механизма переключения регистров размещаются обычно с наружной стороны. Гриф соединен с правым полукорпусом. На грифе размещается правая клавиатура в виде рычагов с кнопками, пуговицами или клавишами. Иногда на боковой или задней стенке грифа устанавливают рычаги или кнопки регистрового переключателя. У гармоней и баянов гриф одновременно служит упором для руки играющего.
§ 1. КОРПУС
Как уже указывалось, корпус является своего рода опорной конструкцией и состоит из двух полукорцусов, соединенных мехом. Форма полукорпусов может быть строго прямоугольной, но более удобна в обращении и внешне более приятна плавная, обтекаемая форма с округленными ребрами и углами. Стенки полукорпуса вя* жутся шиповым соединением. Такое соединение просто и надежно, но приемлемо лишь для полукорпусов с небольшими радиусами закругления. Значительное увеличение этих радиусов требует применения дополнительных брусков, сухарей и других соединительных элементов.
При фрезеровании этих элементов образуются закругления и плавные переходы сопрягаемых плоскостей полукорпуса. Как правило, поверхности полукорпусов плавных форм оклеивают декоративным целлулоидом и полируют до получения яркого блеска.
3 Заказ № 1876
49
Правый полукорпус гармонии или баяна состоит из четырех основных деталей — двух вертикальных и двух горизонтальных стенок. Он является опорой для всех деталей и узлов правой половины инструмента. Гриф привертывается к полукорпусу шурупами. Правый полукорпус аккордеона составляет с грифом одно целое; в некоторых случаях стенка грифа является продолжением задней вертикальной стенки полукорпуса. У современных многоголосных баянов грифы так же неотделимы от полукорпусов, как и у аккордеонов. Для изготовления стенок полукорпусов округлых форм лучше всего применять пятислойную клееную фанеру толщиной 4—5 мм.
Рис. 31. Соединение полукорпуса с рамками:
1 — левый полукорпус; 2 — правый полукорпус; 3 — меховые рамки; 4 — шпильки
Рис. 32. Левый полукорпус со снятой штампованной крышкой: 1 — крышка; 2 — накладка аккомпанемента; 3 — дека; 4 — меховая накладка
Склеивать следует синтетическим клеем, который не теряет своих клеящих свойств даже в среде повышенной влажности. Стенки полукорпусов, оклеиваемых целлулоидом, не рекомендуется изготовлять из массивной древесины, так как вследствие небольшой их толщины они подвержены короблению даже при фанеровании поверхности с внутренней стороны.
Полукорпусы соединяют с мехом при помощи двух меховых рамок, приклеенных с обеих сторон меха (рис. 31). Для увеличения герметичности в местах соединения прокладывают полоски мягкой кожи (лайка,замша). Каждый полукорпус соединен с рамкой меха металлическими шпильками. Для прочности соединения в углах заготовки на корпус или полукорпус с внутренней стороны вклеивают сухари, так как при последующей обработке и закруглении углов площадь склейки уменьшается. В каждом полукорпусе вклеены соответствующие бруски и укреплена дека.
Левый полукорпус. В большинстве моделей инструментов между левыми полукорпусами принципиального различия нет: в одних имеется большее число отверстий для кнопок клавиатуры, в других — меньшее. Одни имеют механизм переключения регистров, другие — не имеют. Основные детали полукорпуса, устройство и расположение дек, нотный порядок размещения кнопок в клавиа-50
туре одинаковы. Исключение составляет очень интересная конструкция левого полукорпуса, где сам он не является несущей конструкцией, а все остальные узлы и детали размещены на деке (рис. 32). Здесь дека полукорпуса привинчена непосредственно к меховой рамке, а на деке размещаются клавишный механизм и переключатели регистров; входные камеры закреплены на деке с другой стороны, как это принято в обычных конструкциях. Кроме того, крышка такого полукорпуса является одновременно и сеткой и изготовляется обычно из алюминия или из пластмассы. Полученную (обычно вытяжкой) металлическую или пластмассовую крыш-
Рис. 33. Схема правого полукорпуса аккордеона с деревянной декой:
/ — гриф; 2 — дека; 3 — полу корпус; 4 — сетка
ку-сетку после соответствующей обработки можно, так же как и деревянный полукорпус, оклеить с наружной стороны декоративной пластмассой.
Корпус, изготовленный из пластмассы, можно не оклеивать целлулоидом, а отполировать до зеркального блеска. В этом случае деку с меховой рамкой крепят 6—8 шпильками. В дополнительных прокладках для герметичности этого соединения необходимость отпадает, так как прохождение воздуха из меховой камеры уже ограничено декой, плотно укрепленной на меховой рамке. В передней стенке крышки-сетки также путем вытяжки (внутрь корпуса) имеется широкое окно для басовой накладки с отверстиями для кнопок левой клавиатуры. Преимущества такой конструкции по сравнению с деревянной, склеенной из стенок и брусков, неоспоримы. Быстрота изготовления, минимальное количество применяемых деталей, простота технологии, прочность, свободный доступ к деталям механизма клавиатуры и переключения регистров, а также к входным камерам — вот основные преимущества этой конструкции.
з*
51
Рис. 34. Упрощенная конструкция правого полукорпуса аккордеона
Правый полукорпус. Полукорпус (рис. 33), собранный из четы-рых стенок с вклеенной деревянной декой и другими деталями, применяется обычно в инструментах, не имеющих механизма переключения регистров. Для трех- и четырехголосных баянов и аккордеонов со значительным количеством регистров применение деревянной деки нецелесообразно. Для таких инструментов необходимо применять деки, изготовленные из металла или комбинированные из металла и пластмассы.
Применение металлической деки не только значительно улучшает качество инструментов, но и дает возможность упростить конструкцию правого полукорпуса. На рис. 34 приведена упрощенная конструкция правого полукорпуса аккордеона. Здесь нет обычного узла, склеенного из четырех стенок. Основание деки приклеивается и прикрепляется шурупами к боковым и заднему брускам
грифа. Продолжение задней стенки грифа является одной из вертикальных стенок полукорпуса. Такая конструкция обладает рядом преимуществ технологического характера, но вместе с тем здесь необходимо применять сетку более сложного профиля, чем
Рис. 35. Заготовка корпуса:
а — из отдельных деталей; б — гнутоклеевым способом
в обычных полукорпусах. В новейших типах баянов и аккордеонов конструкция правого полукорпуса (рис. 35, а) (при склеивании из четырех стенок) также исключает съемный гриф. Гриф приклеивают к полукорпусу (до оклейки целлулоидом) удлиненными брусками, как это было показано на рис. 33.
Одной из разновидностей конструкций является полукорпус, изготовленный из нескольких слоев древесного шпона, так называемым гнутоклеевым способом (рис. 35, б). Он отличается особой прочностью, так как представляет собой не соединение отдельных частей при помощи клея и соединительных брусков, а одно целое.
Замкнутая форма гнутоклееной заготовки на целый корпус распиливается на две части, и работы по столярной сборке проводятся отдельно с каждым полукорпусом. Сборка левого полукорпуса незначительно отличается от сборки склеенного из отдельных стенок, 52
брусков и обкладок. Правый полукорпус несколько усложнен установкой внутрь деревянной рамки, увеличивающей жесткость всей конструкции и являющейся опорой для деки (рис. 36). Гриф соединен с полукорпусом обычным способом, т. е. его верхний и боковой бруски приклеены к соответствующим стенкам.
Гриф. Конструкции грифов гармоней и баянов принципиального различия между собой не имеют. Они предназначены для размещения клавиш и соответствующих рычагов. Отличаются они только
количеством рядов и числом клавиш.
Наиболее распространенной конструкцией является прорезной гриф (рис. 37). Для направления движения каждой клавиши
в строго определенной плоскости в грифе прорезаны пазы. Для удобства при игре верхнюю плоскость грифа делают ступенчатой, причем каждый ряд клавиатуры находится на своей ступени, отличающейся от соседней по высоте на 5—6 мм. Гриф двухрядной гармони состоит из одного бруска с пропилами для клавиатуры. Грифы для трехрядной клавиатуры делают обычно составными из двух брусков, соединенных шурупами. Гриф трехрядной клавиатуры баяна может быть также изготовлен из одного рычаги (клавиши) металлически
Рис. 36. Правый полукорпус аккордеона с грифом:
/ — верхний брусок грифа; 2—нижний брусок грифа; 3 — рамка-опора деки; 4 — боковая стенка; 5 — передняя стенка
бруска, если все клавиатурные : и вращаются вокруг одной
оси. Для удобства игры верхняя часть пуговицы клавиши должна быть плоской с небольшим радиусом закругления только на
кромках.
С появлением металлических рычагов (клавиш), вращающихся на общей оси в металлической гребенке, исчез существенный недостаток деревянной клавиатуры — западание клавиш. В таких конструкциях гребенка с рычагами (клавишами) укрепляется шурупами на деке, а гриф, в пропилах которого размещаются рычаги, служит для направления их движения при игре, для упора пуговиц клавиатуры и поддержания руки играющего в нужном положении. Гриф четырехрядного или пятирядного баяна имеет более сложную конструкцию. Увеличение количества клавиш ведет к расширению грифа, усложнению деталей как самого грифа, так и клавишного механизма (см. рис. 41).
Клавиатура баяна, состоящая из клавиш с пуговицами небольшого диаметра, располагается обычно в средней части грифа. Сверху и снизу грифа (при положении для игры) часто остаются небольшие поля, не занятые клавишами. Иногда для заполнения этих полей с целью улучшения внешнего вида устанавливаются дополнительные «немые» клавиши, создающие видимость большого звукоряда.
53
Гриф аккордеона всегда располагается у задней вертикальной стенки полукорпуса и, кроме того, имеет значительное отклонение в сторону. Такое положение грифа считается общепризнанным и наиболее удобным при игре пятью пальцами правой руки, как это
Рис. 37. Схема прорезного грифа трехрядного баяна:
/ — задняя стенка; 2 — гребенка клавиш III ряда; 3 —пружина; 4—верхняя накладка; 5 — клавиша III ряда; 6 — клавиша II ряда; 7 —передний полугриф; 3 —клавиша I ряда; 9 — гребенка клавиш I и II рядов; 10 — клапаны; // — рычаг клапана III ряда
принято во всех музыкальных школах. Длина внутренней части грифа аккордеона определяется числом белых клавиш. Ширина грифа аккордеона определяется длиной белых и черных клавиш.
§ 2. ДЕКИ
Деки гармоней, баянов и аккордеонов представляют собой тонкие перегородки с большим количеством отверстий. На внутренней стороне деки размещаются входные камеры с голосовыми планками. Внутренняя сторона деки обращена в сторону меховой камеры. С наружной стороны (со стороны сеток) отверстия в деках при сборке инструмента плотно прикрываются клапанами. Деки прикреплены к четырем стенкам полукорпусов брусками и обкладками или вклеены в пазы. Места соединений должны быть герметичны. Для изготовления дек гармоней обычно применяется клееная фанера. Лучшей по конструкции и отличающейся надежностью в работе при любых изменениях внешней среды является металлическая или комбинированная (из металла и пластмассы) дека, состоящая из двух соединенных между собой платиков. Регистровые пластины размещаются в пазах, которые выполняют различными способами: фрезеровкой, строжкой, штамповкой, формовкой, отлив-54
кой и т. д. Важно, чтобы пазы были одинаковой глубины и превышали толщину регистровых пластин не более чем на 0,03— 0,05 мм. В противном случае инструмент не будет обладать необходимой герметичностью во время игры и чувствительность его при изменении громкости будет резко понижена, т. е. для незначительного увеличения громкости звука потребуется заметно увеличить давление воздуха.
Дека к полукорпусу крепится шурупами, а места соединений заливаются восковой или церезиновой мастикой. Второй платик деки, имеющий пазы, — съемный.
LOLQJt
5
5 в
а
Рис. 38. Схема расположения отверстий в деке:
а — трехголосный инструмент; б — четырехголосный инструмент;
в — 8 отверстий для регистрового механизма;
1, 2, 3 и 4 — местоположение входных камер на деке; 5 — местоположение клапанов
Схема расположения отверстий показана на рис. 38. При расположении клапанов на деке в два ряда каждый клапан трехголосного инструмента прикрывает три отверстия в деке, четырехголосного— четыре. Расстояния между рядами отверстий не одинаковы и зависят от количества входных камер и порядка размещения клапанов. На деке трехголосного инструмента размещаются рядом три входные камеры, каждая из которых имеет по два ряда голосовых планок (рис. 39). Среднюю входную камеру при этом приходится делать шире, так как в промежутке между отверстиями его розетки сходятся концы двух клапанов, которые должны перекрывать отверстия на деке с запасом в 2—3 мм с каждой стороны. Кроме того, между концами клапанов следует оставить зазор, чтобы предотвратить их взаимное задевание. Как видно, например, из рис. 38, б, отверстия в продольных рядах располагаются попарно. Каждая пара соответствует своей входной камере. Расстояния между парами увеличены, так как в этих местах сходятся соседние входные камеры и их розетки располагаются рядом. Ряд узких отверстий в количестве 8 штук для четырехголосного инструмента (см. рис. 38, в) предназначен для рычажков, передвигающих
55
пластины переключателя регистров. Располагаются эти отверстия не всегда в средней части деки. Есть конструкции инструментов, в которых отверстия для перемещения регистровых пластин размещаются в верхней части деки. Количество отверстий зависит от конструкции механизма переключения регистров и от количества разнообразных тембров, создаваемых различными положениями переключателя (подробнее об этом будет сказано в разделе о переключателях регистров).
Съемная часть деки обычно располагается внутри инструмента, так как устанавливаемые на ней входные камеры плотно соединяют
Рис. 40. Составные деки (металли ческие)
Рис. 39. Взаиморасположение клапанов и входных камер с планками на деке правого полукорпуса трехголосного аккордеона:
1 — входные камеры; 2 — клапаны
ее с основной частью деки, обеспечивая герметичность в местах соединения. Если съемную часть деки установить снаружи, то в местах соединения может просачиваться воздух, так как прижим, создаваемый усилиями клапанов, не обеспечивает достаточной плотности соединения.
Кроме рассмотренной (см. рис. 29) бывают и другие конструкции металлических дек с пазами для передвигающихся регистровых пластин. Наиболее интересными из них являются две: фрезерованная со вставными вкладышами (рис. 40, а) и штампованная или прокатанная фигурными вальцами — профильная (рис. 40, б). Наибольшее распространение получили металлические деки с литыми накладками из пластмассы; в пазах этих накладок размещаются регистровые пластины (см. рис. 29).
Дека, изображенная на рис. 40, также состоит из двух частей, одна из которых представляет собой ровную плоскость, а другая отштампована так, что образует ряд одинаковых продольных пазов, предназначенных для размещения в них регистровых пластин. Обе части соединены заклепками, располагаемыми рядами вдоль деки между выступами, образующими пазы. На верхней рифленой 56
части деки устанавливают клапаны, на нижней (плоской)—входные камеры.
Широкого распространения эти деки не получили в основном из-за недостаточной герметичности и сложности изготовления.
Во всех рассмотренных конструкциях дек правого полукорпуса входные камеры располагаются в одной плоскости внутри инструмента, а сами деки представляют собой двойные или одинарные перегородки, отделяющие ряды клапанов от камер. При таком устройстве деки тембры звучания отдельных язычков, находящихся на любой из входных камер, существенно не разнятся. Окраска звука не изменится, если одна из двух пластин с язычками одинаковой частоты находится на входной камере первого ряда, а вторая — на камере, например, четвертого ряда. Условия образования звука и его распространения почти одинаковы. В конструкциях тембровых аккордеонов и баянов путем раздвоения дек и рычажноклапанного механизма удалось создать дополнительные «тембровые» камеры, которые значительно изменяют окраску звуков, проходящих через эти камеры.
На рис. 41 показано устройство баяна, дека которого разделена пополам. Такие деки часто называют ломаными. Первая часть (на рисунке горизонтальная) деки 13 занимает, как обычно, переднюю часть полукорпуса. Вторая часть деки (на рисунке вертикальная) установлена к первой под углом и вместе со стенкой 23 образует тембровую камеру, внутри которой находятся три ряда клапанов, прикрывающих доступ воздуха к язычкам двух входных камер 18, которые установлены на деке этой камеры. Доступ воздуха к клапанам каждой камеры может быть перекрыт регистровыми пластинами. При нажиме на одну из пуговиц клавиатуры поднимаются одновременно два клапана, один из которых расположен вне камеры, а другой — в камере, так как оба клапана укреплены на двух ветках одного рычага. При регулировке рычажно-клапанного механизма особое внимание уделяется тому, чтобы при нажатии на пуговицу (клавишу) оба клапана поднимались одновременно, а это может быть достигнуто только в том случае, когда каждый из двух клапанов с одинаковым усилием прижат к своей части деки. Основной эффект такого устройства заключается в том, что звучание настроенных на частоты большой или малой октавы язычков, клапаны которых находятся внутри камеры, отличается несколько приглушенным приятным тембром, напоминающим звучание кларнета или фагота.
Язычки, расположенные вне этой камеры, звучат обычно, т. е. ярко, открыто. При помощи регистрового переключателя можно выбрать то или иное, а также совместное звучание язычков. Особенно большой эффект в улучшении окраски звука при помощи тембровой камеры получается для язычков низких частот. В связи с этим на входные камеры 18 монтируются планки основного ряда (строевые) и планки с язычками, настроенными на октаву ниже основного ряда. Вне камеры остаются клапаны, прикрывающие отверстия к планкам с язычками розливного ряда или пикколо (на
57
октаву выше основного ряда). При различных положениях регистровых переключателей во время игры на инструменте можно получить самые различные сочетания звуков по высоте и окраске, что значительно увеличивает возможности инструмента в тех пьесах, где желательны изменения тембра звука.
Рис. 41. Схема правого полукорпуса тембрового баяна с деками, расположенными под углом:
1— 5 — ряды кнопок клавиатуры; 6 — гриф; 7 — рычаги клавиатуры; 8 — сцепка рычагов; 9 —оси; 10 — пружина; // — переключатель регистров; /2 —клапаны; 13 — дека металлическая; 14 — накладка на деку; 15 — клапаны тембровой камеры; 16 — тембровая камера; 17 и 18 — входные камеры; 19 — стенка корпуса; 20 — прокладка амортизирующая; 2/— решетка; 22 — гребенка клавиатуры; 23— стенка тембровой камеры
На рис. 42 показана схема полукорпуса тембрового аккордеона также с декой, разделенной на две части, но расположенной ступенчато. Одна часть 1 деки располагается внутри корпуса на обычном месте, а другая часть 2 образует ступень с первой. Обе части деки соединены бруском 3. К первой части деки в месте соедине
58
ния ее с бруском прикрепляется стенка 4, которая и образует тембровую камеру. Второй стенкой камеры является нижняя часть деки. Входные камеры 5 и 6, как и деки, располагаются в одном направлении, каждая пара (в четырехголосном инструменте) —на своей ступени. Такие деки называются ступенчатыми.
Сравнив конструктивные особенности двух инструментов с тембровыми камерами, следует признать, что положение входных камер 18 (см. рис. 41) менее удобно, ибо доступ к планкам этих
входных камер для настройки язычков очень затруднен.
После окончательной настройки язычков в резонаторе на станке требуется уточнение строя язычков в корпусе инструмента, когда входные камеры установлены и укреплены. Для этого при расположении входных камер под углом потребуется несколько раз снимать и вновь устанавливать входную камеру, так как на месте подстроить язычки
Рис. 42. Схема правого полукорпуса тембрового аккордеона с деками, расположенными ступенчато
невозможно: одна входная камера закрыта другой и к планкам нельзя поднести инструмент настройщика. Конструк-
ция со ступенчатым расположением этого недостатка не имеет. Все входные камеры установлены в ряд почти так же, как на прямой деке, и все планки на них доступны для настройки.
§ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАБАРИТНЫХ РАЗМЕРОВ ВХОДНЫХ КАМЕР, ДЕК, КОРПУСОВ И ГРИФОВ ЯЗЫЧКОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Габаритные размеры полукорпусов (т. е. их высота, ширина и глубина) зависят главным образом от размещения в них клавишных механизмов и входных камер. Учитывая, что инструменты должны быть портативными, размеры полукорпусов и вес их в целом должны быть минимальными. При определении размеров полукорпусов некоторые значения имеют также архитектурные предпосылки (форма, законы пропорций и др.) и конструктивные особенности данного типа инструмента.
Условия для определения высоты полукорпусов некоторых видов баянов и аккордеонов отличаются друг от друга в связи с конструктивными особенностями их правых клавишных механизмов. Известно, что клавиши мелодии баяна обычно размещаются в три ряда, а клавиши аккордеона — в два ряда. Левые же клавишные механизмы этих инструментов почти одинаковы.
При определении габаритных размеров, например, баянов 52X100, 61X120, 64X120 и аккордеонов 34x80, 37x96, 41X120 следует начинать с расчета правого полукорпуса, а остальных
59
видов баянов (37x60, 43x80) и аккордеонов (26x40, 26x60) — с расчета левого полукорпуса. Такая последовательность объясняется также и тем, что минимальная высота левого полукорпуса всех перечисленных выше разновидностей баянов и аккордеонов бывает почти одинаковой, так, как несмотря на различное количество кнопок в левом клавишном механизме, все они имеют на деке аккомпанемента по 12 клапанов. Следовательно, длина входных камер басов, на которых размещается по 12 голосовых планок с каждой стороны, одинакова для всех указанных видов баянов и аккордеонов (за исключением аккордеона 26X40).
Примерный расчет основных узлов баянов и аккордеонов приведен в практическом упражнении № 2.
ПРАКТИЧЕСКОЕ УПРАЖНЕНИЕ № 2
Задание. Рассчитать габаритные размеры входных камер, деки, корпуса и грифа баянов и аккордеонов по заданны^ условиям.
Цель задания.
1. Изучить содержаний параметров технического задания на разработку конструкции язычкового музыкального инструмента:
тип инструмента; диапазон мелодии; объем басов и аккордов и их особенность;
максимальное количество язычков, возбуждаемых при нажатии одной клавиши, одной кнопки басов и аккордов;
тип механизма (заемный, незаемный) ;
вид аккордов (готовые, выборные) ;
вид деки мелодии (одинарная,
Рис. 43. Входная камера 2-го ряда ме- двойная, одноплоскостная, двухплос-лодии баяна 52X100—II костная).
2. Усвоить последовательность расчета и методику определения размеров входных камер, деки, корпуса и грифа, а также приобретение навыков в конструировании указанных выше узлов.
Определение длины входной камеры. Расчет высоты полукорпуса начинают с определения длины входных камер. Исходя из диапазона мелодии данного вида инструмента и максимального количества язычков, возбуждаемых при нажатии одной клавиши, производят раскладку голосовых планок по тонам на входных камерах. Зная величину клавиатурного шага в мелодии, а для аккомпанемента и шаг размещения отверстий в розетках камер, определяют длину последних, учитывая систему их крепления к деке и наличие регистрового механизма.
Например, длина резонатора мелодии 2-го ряда баяна 52X100—11 (рис. 43) будет равна
/р. м = 4"а + (18)
где /к — клавиатурный шаг (или щаг размещения отверстий в розетке входной камеры; для баянов /к = 18 мм);
h — количество ячеек во входной камере или голосовых планок, монтируемых на ней;
а — толщина крайней перегородки;
b — ширина упорных брусков.
Таким образом, /р. м = 18-18 4- 4 + 2-8 = 344 мм.
Длина резонатора мелодии 1-го ряда аккордеона 41X120 — III-5 (рис. 44) будет равна
^р. м. акк = 4~ а 4~ ^рег 4~ (19)
60
где /гр — шаг размещения отверстий в розетке входной камеры;
h' — количество ячеек во входной камере или голосовых планок, монтируе-емых на ней (белые клавиши);
а — толщина крайней перегородки;
/рег — расстояние для перемещения вилочных штырей регистров, /рег= 1,5 tq>;
b — ширина упорного бруска.
Приняв по практическим данным: /ср=18 мм, 6=24, а=4, 6 = 8 мм, длина резонатора составит:
/р. м. акк = 18-24 + 4 + 1,5-18 + 8 = 471 мм.
Обычно для уменьшения длины резонатора 1-го ряда аккордеона три голосовые планки этого ряда монтируются на входной камере 2-го ряда, где для этого имеется достаточно места. При ,
этом количество всех голосовых планок мелодии распределяется на входных камерах следующим образом: аккордеон 41X120 в 1 ряду имеет 21 голосовую планку, во 2 ряду — 20; аккордеон 34 X Х180 в 1-м и во 2-м рядах имеет по 17 голосовых планок.
Длина входной камеры басов баяна или аккордеона будет равна /р.б = /фб4-а-|-26; для резонатора басов /<р=26 мм (исходя из
Рис. 44. Входная камера 1-го ряда мело дии аккордеона 41X120—III—5
ширины голосовой планки, равной 24 мм);
/р. б = 26-12 4-4 + 2-8 = 3322мм.
Определение ширины входной
камеры. Эту величину определяют по ширине
розетки. Исходя из оптимальных размеров глубины камеры и наилучших условий
Рис. 45. Схема расположения деки мелодии в полукорпусе баяна 52x100—11
звукообразования, ширину розетки обычно принимают по практическим данным равной 36 мм.
Определение длины деки для баяна. Эта величина зависит от длины входной камеры (максимальной), зазоров между ее торцами и внутренними боринами меха и толщины стенки полукорпуса (рис. 45).
Например, длина деки мелодии баяна 52X100 — II будет равна:
^д. м — ^р. м 4~ 2/ 4- 26м — 2ас — = 344 4-2-5 + 2-25 —2-6 = = 392 мм,
где /р. м — длина резонатора мелодии;
I — зазор между торцами резонатора и внутренними боринами меха;
6М — глубина гофрированного меха;
ас—толщина стенки полукорпуса;
/]6М и ас — величины, принятые по практическим данным.
Определение длины деки мелодии аккордеона. Эта величина находится в зависимости от других параметров, так как клавиатурный шаг грифа всегда больше шага размещения клапанов на деке мелодии (в баянах эти величины равны).
В данном случае длина деки находится в зависимости от числа белых клавиш на грифе, величины зазоров между белыми клавишами и торцовыми брусками грифа (рис. 46). Например, длина деки мелодии аккордеона 41X120 — 111 (из
61
41 клавиши 24 белых и 17 черных) будет равна:
/д. м = bh + с (h + 1) = 19,5-24 + 0,5 (24 -|- 1) = 480,5 мм, (20) где Ь — ширина переднего конца белой клавиши (принимается равной 19,5 мм); h — число белых клавиш;
с — зазор между белыми клавишами (принимается равным 0,5 мм).
Определение ширины деки. Эта величина зависит от количества входных камер, размещаемых на деке, т. е. от максимального количества одновременно звучащих язычков при нажатии одной клавиши (кнопки), расположения грифа и наличия переключателей регистров.
Ширина деки должна позволить нормально разместить клавишные и регистровые механизмы, входные камеры, гриф и клапаны.
Рис. 46. Схема взаиморасположения грифа и входной камеры 1-го ряда мелодии в правом полукорпусе аккордеона 41 X 120—III:
/ — стенка полукорпуса; 2 —дека; 3 — клавиша 1-го ряда; 4— клавиша 2-го ряда; 5 — брусок грифа; 6 и 7 — оси клавиш 1-го и 2-го рядов; 8 — меховая рамка; 9 — мех
Поскольку у баяна 52X100—II при трехрядном расположении клавиатуры и трех рядах клапанов на деке будет три входные камеры мелодии, то для их размещения достаточно иметь ширину деки Ьд. м = 178 мм. Эта величина должна удовлетворять требованиям нормального размещения в корпусе левого клавишного механизма.
Как видно из рис. 47, Ьд.м = ^1 + ^2 + ^з+^4 + ^5 + ^б + ^7, где bi и bq — расстояние от центра крайнего ряда отверстий на деке до стенок корпуса;
Ь2 — расстояние между центрами отверстий на деке для входной камеры 1-го ряда мелодии;
Ь3 — расстояние между центрами ближайших отверстий для входных камер 1-го и 2-го рядов мелодии;
Ь4— расстояние между центрами отверстий на деке для входной камеры 2-го ряда мелодии;
Ь5 — расстояние между центрами ближайших отверстий на деке для входных камер 2-го и 3-го рядов мелодии;
6в — расстояние между центрами отверстий для входной камеры 3-го ряда мелодии.
Все эти величины определяют по практическим данным. Например, минимальное значение Ьх и Ь7, при котором обеспечивается требуемая величина подъема клапана, составляет bi = b7=22 мм. При диаметре отверстий деки, равном 11 мм, и 4-миллиметровой перемычке между ними расстояние между центрами отверстий на деке для входных камер составит: b2=b4 = b6=15 мм.
62
При ширине розеток, равной 36 мм, расстоянии между центрами отверстий, равном 15 мм и размещении входных камер 1-го и 2-го рядов мелодии по ширине деки с зазором 1 мм Ь3—10,5+10,5+1 =22 мм. Точно так же, &5=67 мм. Таким образом, ширина деки мелодии составит:
6д.м = 22+ 15 + 22+ 15 + 67+ 15 + 22 = 178 мм.
Учитывая, что деки мелодии и аккомпанемента должны иметь одинаковую ширину (и длину), следует окончательный размер деки принять по наибольшему из двух рассчитанных.
У баяна 52X100—III при той же системе расположения клавиатуры и трех рядах клапанов на деке имеется пять входных камер мелодии (в том числе одна
Рис. 47. Схема расположения входных камер в корпусе баяна 52X100—II:
1, 2 и 3— клапаны мелодии; 4 — дека правого полукорпуса;
5 — входные камеры мелодии; 6 —дека левого полукорпуса;
7 — клапан аккордов; S —входная камера аккордов; 9 — клапан баса; 10 — входная камера баса
односторонняя). Для их размещения потребуется дека шириной, равной 178+36+ +18+1 = 233 мм.
Определение толщины деки. В клавишных язычковых инструментах на опорные конструкции передаются усилия от собственного веса деталей и узлов, усилия пружин клапанов и динамические усилия на концах клавиш, прикладываемые исполнителем. Эти усилия весьма незначительны по абсолютной величине. Так, максимальное значение массы деталей и узлов, вызывающее напряжение в опорных конструкциях, равно 2,5 кг. Сумма усилий пружин клапанов, направленных на изгиб детали, не превышает 16 кг.
Динамическое усилие (максимальная сила удара), которое может возникнуть на конце клавиши, обычно не более 5 кгс.
В связи с тем, что эти усилия не могут вызвать значительные напряжения, опорные конструкции и другие детали язычковых инструментов, как правило, не рассчитываются на прочность. Следовательно, все задачи, возникающие при конструировании, приходится решать на основе опыта и экспериментальных данных, прибегая к расчетам на прочность только в отдельных случаях. Наибольшие усилия в системе опорных конструкций приходятся на деку. В связи с этим ниже приведен
63
поверочный расчет толщины деки в соответствии со схемой действующих на нее нагрузок.
Как видно из схемы (рис. 48), на деку действуют усилия SP пружин, прижимающие клапаны к деке, и усилия SPi от собственного веса резонаторов мелодий с голосовыми планками. Эти усилия прикладываются к деке одновременно с одной стороны.
Характер приложения сил к деке позволяет считать, что нагрузка равномерно распределена:
2Рпр — Рпр^>
где рПр — усилие пружины, удерживающее клапан в закрытом положении, кг; h — число клапанов на деке;
SP1 = p1ft1,
Рис. 48. Схема нагрузок на деку правого полукорпуса баяна 52 X X 100—II:
/ — стенка полукорпуса; 2 —дека; 3 —клапан; 4 — пружина; 5 —входная камера
По экспериментальным и практическим данным принимаем: рПр=0,3 кг, h=52; Pi=0,8 кг; Л1=3; /=400 мм; 6=200 мм; а=4 мм (Z, b и а — соответственно длина, ширина и толщина деки).
Применительно к расчету, где дека представляет собой плиту, заделанную по периметру, напряжение от изгиба деки составит:
а) по длинной оси
/ i \2
= С2р j ; (21)
б) по короткой оси
/ I \2
= С3р 1 — 1 , (22)
где С2 и С3 — коэффициенты, характеризующие отношение длинной стороны деки к короткой (в данном случае оно равно 2);
SPnp + SPt
F
где F — площадь деки;
р = ——— = 0,025 кг/см2;
40-20
Г2 —(по оправочным данным)
64
/ 40 \2
О/= 0,22-0,025 —— = 50 кг/см2;
\ 0,4 /
<уь = 0,12-0,025 = 33 кг/см2,
что допустимо для клееной фанеры марки ФСФ, из которой изготавливается дека. Эта проверка свидетельствует, что толщина деки, принимаемая обычно равной 4 мм, является оптимальной.
Определение высоты (длины) и ширины полукорпуса. Так как по длине и ширине деки обычно определяют внутренние размеры полукорпуса, то для нахождения его наружных (габаритных) размеров необходимо к длине и ширине деки прибавить толщину стенок полукорпуса (см. рис. 47).
Например, высота правого полукорпуса баяна 52X100—II будет равна:
L = 1Д, м 4- 2ас = 392 4-2-6 = 404 мм, (23)
где /д. м —длина деки мелодии;
ас — толщина стенки полукорпуса; ширина этого полукорпуса будет равна:
В = Ьд, м + 2ас = 178 + 2-6 = 190 мм. (24)
Для баяна 52X100—III 5 = 233+2-6=245 мм, где Ьд. м — ширина деки мелодии;
ас — толщина стенки полукорпуса.
Применительно к аккордеону 41X120—III-5 высота правого полукорпуса составит:
L = /д. J4 4“ == 480,5 4- 2-6 = 492,5 мм.
Высота левого полукорпуса этого аккордеона должна быть равна высоте правого, несмотря на то что для размещения резонатора басов потребовался левый полукорпус высотой примерно 400 мм.
Лучшее отношение высоты правого и левого полукорпусов достигается при конструировании аккордеона 34x80. Здесь из 34 клавиш белых — 20, черных—14.
Пользуясь формулой (20), находим длину деки:
1д и = ^4-с (А 4- 1) = 19,5-20 4- 0,5 (20 4- 1) = 400,5 мм.
Высота правого полукорпуса этого аккордеона будет равна:
L = 1Д. м 4- 2ас = 400,5 4- 12 = 412,5 мм.
Определение ширины грифа. Ширину грифа баяна определяют, исходя из максимальной длины вертикальной части рычага клавиши (плечо, где укрепляются пуговицы или кнопки), толщины верхней накладки грифа и его конструктивных особенностей. Ширина грифа баяна 52X100—II обычно находится в пределах 60—65 мм. Ширина грифа аккордеона зависит от длины белой клавиши (тон), величины клавишной части рычага этой клавиши и толщины верхней накладки грифа. Для аккордеона 41X120—III ширина грифа составляет 160—170 мм.
Определение толщины грифа. Толщину грифа определяют в зависимости от глубины опускания клавишей, толщины задней стенки грифа и его конструктивных особенностей. По практическим данным толщина грифа баяна 52X100 — II составляет 22—25 мм, а толщина грифа аккордеона 41X120—III—26—30 мм.
Определение длины грифа. Эту величину определяют в зависимости от длины деки мелодии и толщины стенки полукорпуса. Так, например, длина грифа баяна 52X100—11 будет равна:
/г. б = /д. М + 2 = 390 + 2 — = 396 мм,
2 2
где /д. м — длина деки мелодии, мм;
ас — толщина стенок полукорпуса, мм.
Длина грифа аккордеона 41X120 — III составит:
/г. а == ^д. м. акк 4~ 3#с 480,5 4~ 3-6 = 498,5 = 500 мм.
65
Длину грифа баяна или аккордеона можно также определить, исходя из диапазона инструмента, величины клавиатурного шага (для баяна он равен 18 мм, для аккордеона — 20 мм) и толщины боковых брусков грифа, которая принимается по практическим соображениям.
Определение глубины корпуса. Глубина Яобщ (см. рис. 47) инструмента (без грифа и при сжатом мехе) складывается из трех величин: глубины ЯПр правого полукорпуса, толщины Ям мехов и глубины Нлез левого полукорпуса.
Эту величину определяют из условия правильного размещения всех узлов инструмента, а также с учетом того, что при сжатом состоянии меха (баяна, гармонии, аккордеона) зазор между наиболее выступающими деталями, в частности, зазор h между верхними накладками входных камер мелодии и басов, составлял бы величину не менее 6—10 мм.
Глубину правого и левого полукорпусов для всех видов инструментов, как правило, принимают равными. Для баяна и аккордеона глубина каждого полукорпуса обычно находится в пределах от 90 до 100 мм.
Расположение дек в полукорпусах диктуется конструктивными особенностями клавишных механизмов. Например, для размещения правого клавишного механизма баяна дека вклеивается (привертывается) в корпусе на расстоянии hi от наружной плоскости полукорпуса, равном 25—30 мм. Следовательно, h2 с учетом толщины деки будет равно 65—70 мм.
Для размещения левого клавишного механизма расстояние й4 должно составлять 70—75 мм, и в этом случае /и=20—25 мм. Толщина Нм меха зависит от количества борин и ширины бортиков меховой рамки. Количество борин, регламентируемое техническими условиями на готовые изделия, составляет в среднем 16. При толщине одной борины, равной обычно 3,5—4,0 мм (в зависимости от толщины применяемого картона), и ширине бортика меховой рамки, равной 3 мм, толщина меха в сжатом состоянии будет:
Ям = 3,5-16+ 2-3 = 62 мм, где 2 — количество бортиков меховой рамки.
Если принять среднюю высоту каждого полукорпуса Япр=ЯЛсв=95 мм и минимальную толщину меха Ям=62 мм, то общая глубина инструмента или длина его в сжатом состоянии составит:
Яобщ = Япр + Ни + Ялев = 95 + 62 + 95 = 252 мм.
Чтобы убедиться, что при данных величинах образуется необходимый зазор между входными камерами, надо произвести соответствующую проверку. Такую проверку можно осуществить, зная, что
Нобщ = hi -|- ап + 4“ 4“ ^б 4“ ал + ^4» (25)
где hi — расстояние от наружной плоскости правого полукорпуса до деки;
аа — толщина деки правого полукорпуса;
hM — максимальная высота входной камеры мелодии;
h — зазор между входными камерами;
hб — максимальная высота входной камеры басов;
ал — толщина деки левого полукорпуса;
Л4 — расстояние от наружной плоскости левого полукорпуса до деки.
Приняв по практическим данным /ь = 25 мм; ап = 0л=4 мм; Лм=49 мм; hG = = 92 мм и /ц = 70 мм, находим, что /г = ЯОбщ—(/ь + Дп+Лм + Лб + Ял+h4) =252— — (25 + 4 + 49+92+ 4+70) =8 мм, что вполне допустимо, так как при расчете принята минимальная толщина меха.
Габаритные размеры (высота, ширина) меховых рамок определяются в соответствии с принятыми размерами полукорпусов.
В результате проведения практического занятия учащиеся по заданным условиям должны:
1) дпределить длину входных камер всех рядов мелодии и аккомпанемента различных типоразмеров баянов и аккордеонов;
2) составить эскизы входных камер с указанием их основных размеров;
3) определить длину, ширину и толщину дек;
4) составить схему нагрузок на деку и произвести поверочный расчет выбранной толщины деки;
66
5) составить по заданным условиям эскизы дек для различных конструкций инструментов с указанием основных размеров;
6) определить высоту (длину), ширину и глубину полукорпусов;
7) составить эскизы полукорпусов с указанием их основных размеров;
8) составить схему расположения входных камер и клапанов в корпусах различных типов баянов и аккордеонов;
9) определить толщину мехов и произвести проверку на наличие зазора между входными камерами.
Глава V
КЛАВИШНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Клавишные механизмы гармоней, баянов и аккордеонов служат для передачи движения пальцев от клавиш к клапанам. При нажиме на клавишу, пуговицу или кнопку рычаги механизма приходят в движение и поднимают один или несколько клапанов, открывая путь для прохождения воздуха к язычкам голосовых планок.
Правые клавишные механизмы делятся на пуговичные, кнопочные и клавишные рояльного типа. Левые клавишные механизмы гармоней, баянов и аккордеонов — все кнопочные.
При конструировании клавишных механизмов необходимо учитывать следующие основные факторы, влияющие на качество их действия:
легкость и четкость движения клавиш, скорость Подъема и опускания клапанов;
бесшумность движения и перемещения всех деталей;
расположение и форму клавиатуры;
высоту подъема клапанов и глубину опускания кнопок и клавиш;
статическое сопротивление клавиатуры.
Легкость и четкость движения клавиш, а также скорость подъема и опускания клапанов зависят главным образом от ‘величины силы трения в шарнирах и местах соединения, где вращаются или скользят детали механизмов. Значительное влияние на четкость работы клавиатуры оказывают упругость применяемых пружин, свойства подобранных материалов и степень чистоты обработки сопрягающихся деталей. Четкость работы достигается максимальным уменьшением силы трения между всеми деталями механизма при правильном расчете величин действующих усилий и размеров деталей.
Бесшумность перемещения деталей осуществляется благодаря смягчающим прокладкам в местах их соприкосновения. Кроме того, шарниры, соединяющие отдельные детали, должны быть изготовлены с достаточной точностью и минимальными зазорами.
От расположения и формы клавиш зависит удобство перебора клавиш в быстром темпе в определенной последовательности, продиктованной содержанием музыкального произведения. Необходимо правильно выбрать расстояние, например, между пуговицами,
67
кнопками или клавишами как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.
Эти величины в настоящее время стандартизированы (см. с. НО).
Величину подъема клапанов в ряду определяют из расчета количества воздуха, необходимого для колебания язычков самых низких частот (расположенных под клапанами) с максимальной амплитудой. Силу натяжения пружин, прижимающих клапаны к декам, рассчитывают, исходя из величины максимального давления воздуха внутри меха во время сжима с максимальной громкостью. Зная сечения отверстий в деке, величины плеч рычагов и максимальное давление воздуха, легко определить силу натяжения пружины, необходимую для обеспеченйя герметичности инструмента и легкости работы клавиатуры (см. раздел «Определение статического сопротивления клавиатуры»).
§ 1. ПРАВЫЙ КЛАВИШНЫЙ МЕХАНИЗМ
Наиболее простым по конструкции является клавишный механизм двухрядной гармони. В основу конструкций механизмов баянов и аккордеонов заложены те же основные детали, которые имеются в механизме простейшей гармонии. Основной деталью механизма является металлический рычаг (рис. 49). Количество рычагов в механизме соответствует количеству клавиш. Основанием для рычагов служит гребенка (клавишная пластина), укрепленная в полукорпусе на деке или на задней стенке грифа. Конструкции гребенок различны, хотя назначение их одно: ограничить движение рычагов в строго определенном направлении вокруг оси. На одном плече рычага, обозначенном буквой А, укрепляется пуговица (кнопка) или клавиша, на другом плече Б — клапан. При нажиме на клавишу рычаг вращается вокруг оси О, укрепленной в гребенке. Клапан прижимается к деке при помощи пружинки, действующей на одно из плечей рычага. От величины усилия пружины зависят плотность прижима клапана к деке и надежность перекрытия отверстия для прохождения воздуха. Учитывая, что количество клапанов в некоторых современных аккордеонах и баянах достигает 140—180, плотность прилегания каждого клапана к деке регулируют с особой тщательностью, добиваясь максимальной герметичности этих сопряжений. Регулировка заключается в том, что в момент опускания на деку под действием пружины (при освобождении клавиши от нажима) клапан должен прижаться к деке сразу всей плоскостью, а при нажиме на клавишу, даже незначительном, клапан должен подниматься над декой тоже всей плоскостью одновременно.
Опускание клапанов на деку под действием пружины может вызвать шум, мешающий звучанию исполняемой мелодии. Поэтому в плоскость клапана, обращенную в сторону деки, вклеена мягкая прокладка из сукна, фильца или поролона (пенополиуретана). Затем к прокладке приклеивают полоску мягкой ворсовой лайки, которая и прикрывает отверстия в деках, обеспечивая герметичность
68
соединений. Такое устройство клапанов при правильной их установке способствует значительному уменьшению шума при работе клавиатуры и сводит до незначительной величины количество воздуха, просачивающегося в местах сопряжений. Длину и ширину клапанов и прокладок подбирают с таким расчетом, чтобы отверстия деки были перекрыты по всему контуру с небольшим (2 мм) запасом с каждой стороны.
Лайка, приклеиваемая к прокладке клапана, должна быть очень мягкой, с ровным мелким ворсом на стороне, обращенной к Деке. Толщина лайковой полоски каждого клапана должна быть
одинаковой. Одним из применяемых клапанов является поролон, представляющий собой губчатую эластичную пластмассу.
Соединение клапана с рычагами может быть жестким и мягким (рис. 50). Жесткое крепление клапанов применяется главным образом в конструкциях гармоней. Основное преимущество жесткого крепления — его простота. Однако оно не всегда обеспечивает требуемую герметичность. Если клапан деревянный, то конец рычага вставляют в предварительно пропиленный продольный паз. Для увеличе-
прокладочных материалов для
Рис. 49. Общая схема клавишного механизма мелодии: / — пуговица (клавиша); 2 — пружина; 3 —входная камера;
4 — дека; 5 —рычаг клавиши
ния прочности соединения место посадки рычага смазывают клеем. Установив конец рычага в паз клапана, сверху приклеивают небольшой кружок из лайки, который служит дополнительным креплением в случае ослабления крепления рычага в пазе клапана. Жесткое соединение рычага с металлическим клапаном можно выполнить, отогнув усики, выштампованные из плоскости клапана и вставленные в отверстие на конце рычага (рис. 50,а). Значительно лучше мягкое соединение рычагов с клапанами, которое в различных вариантах широко применяется при изготовлении многоголосных высококачественных инструментов, к герметичности которых предъявляются повышенные требования. Таких соединений существует несколько, хотя принципиального различия в их конструкции нет. Простейшим из соединений подобного типа можно считать устройство, изображенное схематично на рис. 50, б в разобранном виде. К середине верхней плоскости деревянного клапана приклеен маленький прямоугольник из лайки толщиной 2 мм. Сверху к прямоугольнику приклеен деревянный кубик с отверстием для рычага. Конец рычага вставляют в отверстие жестко, иногда с клеем, а своего рода амортизатором служит прокладка из лайки, вклеенная между кубиком и плоскостью клапана. Такое соединение обеспечивает равномерный прижим клапана всей плоскостью к деке в том случае, если при опускании клапан коснется деки сначала одной стороной.
69
Мягкое соединение металлического клапана с металлическим рычагом осуществляется при помощи резиновой манжеты, форма которой предусматривается с таким расчетом, чтобы его можно было прикрепить к клапану, а в сквозное отверстие вставить рычаг (рис. 50, в).
На рис. 51 изображена конструкция наиболее распространенного при изготовлении гармоней и баянов шарнирного соединения рычага с гребенкой. Гнезда для рычагов образуются стойками гребенки. Число гнезд соответствует числу рычагов клавиатуры. В каждой стойке имеется по одному отверстию. Рычаг изгибается
Рис. 50. Способы соединения клапана с рычагом:
1— ушки; 2 — рычаг; 3— манжет резиновый; 4 — клапан; 5 — прокладка из поролона; 6 — прокладка из лайки
по ширине гнезда; отверстия, выштампованные с обеих сторон изогнутой части рычага, должны находиться одно против другого. Между отверстиями рычага на ось надевается пружина, которая при окончательной установке рычагов упирается одним концом в усик рычага, другим — в основание гребенки. Действуя на усик, пружина поворачивает рычаг вокруг оси и прижимает конец его, на котором находится клапан, к деке. На другом конце рычага укрепляется пуговица (кнопка) клавиатуры.
Правый клавишный механизм наиболее распространенного баяна 52x100—II состоит из трех рядов клавиш. Крайний ряд пуговиц или кнопок носит название первого ряда. Все пуговицы в ряду располагаются на одной высоте над плоскостью грифа. Второй ряд несколько возвышается над первым, третий — над вторым. Такое ступенчатое расположение рядов клавиш удобно для исполнения и увеличивает технические возможности исполнения. Высота ступеньки обычно не превышает 3 мм. Некоторые иностранные
70
фирмы выцускают баяны, все кнопки которых расположены в одной плоскости. Однако такое расположение кнопок признано неудобным, затрудняющим исполнение технически сложных музыкальных произведений.
Кроме металлических рычагов, в правом клавишном механизме баянов и гармоней применяются рычаги комбинированные, состоящие из деревянных клавиш с прикрепленными к ним пуговицами и проволочным стержнем для соединения с клапаном. Пуговица прикрепляется к одному из концов клавиши шурупом. На другом конце просверлено отверстие, в которое запрессовывается с клеем
Рис. 51. Соединение рычага с гребенкой:
1 — ось; 2 — пружина; 3 — упор пружины; 4 — гребенка
Рис. 52. Схема устройства комбинированного клавишного механизма баяна:
/ — пружина; 2 —клавиша; 3 — пуговица; 4 — стержень клапана; 5 — гребенка; 6 — ось
предварительно расплющенный конец стержня (рис. 52). Но такой механизм почти не применяется, так как имеет существенный недостаток: деревянные клавиши весьма восприимчивы к изменению влажности воздуха, а при их разбухании механизм перестает действовать. Клавишный механизм аккордеонов принципиально не отличается от механизмов баянов и гармоней. Основное отличие заключается в применении клавиш рояльного типа. Соответственно изменена и форма рычагов, и расположение их в грифе. Лучшей конструкцией правого клавишного механизма аккордеонов следует считать съемную металлическую. Соединения и взаимодействие деталей такого механизма показаны на рис. 53.
Все рычаги правого механизма аккордеона устанавливают в пропилах гребенки на ось. Нижняя гребенка состоит из двух частей, соединенных между собой усиками, выштампованными из материала самой гребенки, на качество которого следует обращать особое внимание.
Ширина каждого пропила в гребенках и толщина хвостовика рычага (отростка) должны быть строго согласованы между собой
71
с высокой степенью точности (2-й класс). Кроме того, при соединении гребенок противолежащие пропилы также следует точно совместить между собой. При смещении гребенок хвостовик не сможет свободно двигаться в пропиле или совсем не войдет в пропил гребенки, расположенный снизу. Если при изготовлении гребенок и рычагов применить, например, недостаточно твердый алюминий, то при работе клавиш шарнирные соединения быстро износятся в местах трения соприкасающихся деталей. В результате износа шарниров увеличатся зазоры и механизм выйдет из строя. Расстояние от оси вращения до середины клапана на рычагах некото-
Рис. 53. Металлический клавишный механизм мелодии аккордеона:
1 — верхняя гребенка; 2 — клавишное плечо; 3 — клапанное плечо; 4 — ось; 5 — нижняя гребенка (из двух частей)
рых инструментов достигает 120—130 мм. Следовательно, на таком расстоянии даже небольшой зазор шарнирного соединения может вызвать перемещение клапана на 2—3 мм по деке. В результате может нарушиться герметичность и резко усилится шум от движения деталей механизма.
Для прижима клапанов к деке в механизме применяют спиральные пружины с отогнутыми по краям кольцами. Одним кольцом пружину вставляют в отверстие рычага, другое кольцо надевают на крючок, выштампованный на кромке гребенки напротив каждого пропила.
В отдельных конструкциях инструментов степень натяжения пружин, а заодно упругость клавиатуры можно изменить. На рис. 54 показана схема одной из таких конструкций. Для изменения степени натяжения пружины в ту или другую сторону достаточно переместить кольцо пружины на один из соседних крючков; при перемещении кольца пружины вниз натяжение увеличится.
Кроме сдвоенной гребенки с пропилами для установки рычагов на ось, в механизме имеется еще одна верхняя гребенка, число пропилов в которой также соответствует количеству рычагов. Устанавливают эту гребенку в верхней части грифа параллельно и на-
72
Рис. 54. Устройство для регулировки натяжения пружин:
1 — крючки для перемещения пружины; 2 — нижняя гребенка; 3 — рычаг клавиши; 4 — дека
против сдвоенной (см. рис. 53). В пропилы входят концы рычагов, на которых устанавливают клавиши. Эти концы рычагов одинаковы как для белых клавиш, так и для черных (полутонов). Гребенка ограничивает движение клавиш строго в заданном направлении вокруг оси, поддерживая равномерные зазоры между клавишами и препятствуя взаимному задеванию их. Для устранения возможного шума при скольжении концов рычагов кромки пропилов оклеены полоской мягкого сукна.
Основное преимущество конструкции рассмотренного механизма заключается в том, что клавиатура, независимо от того, состоит ли она из кнопок или клавиш рояльного типа, работает четко и безотказно, даже если инструмент эксплуатируется или хранится в самых неблагоприятных условиях: в сыром помещении или повышенной влажности воздуха, вблизи отопительных приборов.
Чтобы снять с осп любой из ры
чагов вместе с клавишей и клапаном, достаточно освободить пружину, т. е. снять ее с крючка. Это дает возможность быстро устранить малейший недостаток в работе любой клавиши, не прибегая к общей разборке механизма.
§ 2. ЛЕВЫЙ КЛАВИШНЫЙ МЕХАНИЗМ
Левый клавишный механизм аккордеонов и баянов является наиболее сложным и делится на готовый, выборный и готово-выборный. Готовым называется такой механизм, который позволяет при нажиме на одну кнопку получить звучание фиксированного аккорда, состоящего из трех и четырех отдельных звуков, а в выборном каждая кнопка управляет только одним звуком и играющий подбирает аккорд по своему усмотрению. В готово-выборном механизме готовый механизм можно переключить на выборный, и наоборот.
Большинство выпускаемых в настоящее время баянов и аккордеонов снабжено готовым механизмом.
Кнопки левого механизма баянов располагаются обычно в пять рядов: два ряда басовых кнопок и три ряда кнопок, соответствующих готовым аккордам; общее число кнопок—100. По сравнению с аккордеонами 41X120 в них отсутствует шестой ряд уменьшенных септаккордов. Встречаются портативные инструменты с четырьмя и даже тремя рядами кнопок. Они не имеют широкого распространения, и применять их для обучения не рекомендуется. При обучении игре на баяне или аккордеоне рекомендуется начинать с освоения общепринятой стандартной пятирядной клавиатуры, ибо
73
до
ре
Уменьшенный
Л\ (до)Доминант септаккорд
CU\ (^Минорное трезвучие
(^Мажорное трезвучие
5:
^Д^дас
/-Ч W
/7Я*
5 Г\ 7 *
г R м г - 6~й
Басы . з.йЧ-й5'и ряд Основные
Вспомогат. 2-ц 1-й ряд
Рис. 55. Нотное наименование кнопок аккомпанемента
неправильная постановка руки учащегося может повлечь за собой ограниченную исполнительскую технику.
Расположение кнопок в аккордеоне или баяне не случайно, оно сложилось в результате многочисленных экспериментов и взаимных поисков музыкантов и производственников.
Учитывая требования музыкантов-исполнителей, конструкторы сделали наклонной пластину с отверстиями для кнопок — накладку аккомпанемента. Для полукорпуса обтекаемой формы угол наклона равен 68°, а для прямоугольного — 76—82°. Величина рас-| стояния от кнопки послед-
него ряда до наружной кромки левой сетки должна быть минимальной. Ряды кнопок расположены параллельно, но смещены по отношению друг к другу по высоте.
Схема расположения кнопок левой клавиатуры баяна или аккордеона в порядке их нотных наименований приведена на рис. 55. Рассматривая схему, нетрудно заметить, что во втором ряду (основные басы), так же как и в первом (вспомогательные басы), кнопки располагаются по квинтам. Все разновидности аккордов от основного тона (готовые аккорды) распола-
гаются последовательно по скошенным горизонтальным рядам (например, от до вправо и вверх: до-мажор, до-минор и т. д.).
Весь механизм смонтирован на одной стороне деки, а с другой ее стороны устанавливаются две входные камеры с голосовыми планками. С каждой стороны камеры смонтировано по 12 планок (двенадцатиступенчатый звукоряд). Каждая планка имеет свои камеры и соответствующее ей отверстие в розетке, которая имеет 12 пар отверстий; при установке в полукорпус эти отверстия должны совпасть с такими же отверстиями в деке. Поступление воздуха к каждой паре отверстий прикрывает отдельный клапан. Планки расположены так, что язычки противоположных планок отличаются между собой на октаву. Таким образом, в левом полукорпусе для двух входных камер имеется 24 клапана, рычаги которых устанавливаются на деке в два ряда (рис. 56). На входной камере басов смонтированы более длинные планки с ками, а на камере аккордов — планки меньших размеров.
Двенадцать басовых и такое же количество аккордовых гов с укрепленными на них клапанами набраны в гнезда соответ-
одной языч-
рыча-
74
ствующих гребенок (на рис. 56 узел Л) и насажены на общие оси. Прикреплены гребенки к деке шурупами. Клапаны прижимаются пружинами, действующими на их рычаги. На рисунке также видно место установки спиральной пружины, проходящей через отверстие в рычаге. Одним концом пружина надета на усик рычага, другим —
Рис. 56. Схема механизма клавиатуры аккомпанемента: 1 — входная камера аккордов; 2 — гребенка толкателей аккордов; 3 — гребенка толкателей басов; 4 — входная камера басов
на усик гребенки. Кроме спиральных цилиндрических пружин, действующих на растяжение, могут быть применены пружины, работающие на скручивание. Прямые концы такой пружины упираются на хвостовик рычага и гребенку, спиральная часть, состоящая из нескольких витков, надевается на ось. Другие детали механизма собираются в металлическом каркасе, который может быть съемным или несъемным. К каркасу прикреплена накладка аккомпанемента с отверстиями для кнопок толкателей. Несъемный каркас прикрепляется к деке также шурупами. Для укрепления съемного
75
каркаса служит фиксирующее устройство, помогающее установить его всегда в одном и том же месте на деке. Боковые стенки каркаса прижимаются двумя откидными скобками-застежками 4 (рис. 57).
Каркас механизма состоит из боковых стенок /, гребенок 2, ложа 3 и других мелких деталей. Промежуточными звеньями
Рис. 57. Фиксация и крепление съемного каркаса
между кнопками и клапанами, открывающими отверстия для поступления воздуха к язычкам, являются валики, представляющие собой отрезки проволоки диаметром 2—Змм с приваренными к ним стойками (см. рис. 56). Валики устанавливаются в ложе по 12 штук
Клапан
Рис. 58. Схема передачи движения от кнопки к клапанам
и укрепляются так, чтобы каждый из них мог легко поворачиваться на небольшой угол вокруг своей оси. Таким образом всего в каркасе 24 валика, разделенных на две группы (басы и аккорды) по 12 шт. Количество стоек на валиках неодинаково, места их прикрепления также различны. Каждому валику присваивается свое нотное наименование в зависимости от клапана, с которым он соединен посредством заемного толкателя Д (рис. 58). Как видно из рисунка, на валиках приварены стойки разной длины. При нажиме
76
на кнопку А присоединенный к ней толкатель Б своими выступами (усиками) отклоняет несколько стоек, поворачивая валики, к которым приварены эти стойки. Кроме длинных стоек В, каждый валик имеет по одной короткой шарнирной стойке Г. При помощи шарнира к короткой стойке присоединяется заемный толкатель Д, который при поворачивании валика толкает хвостовик рычага клапана, поворачивая его вокруг оси и приподнимая клапан. Если толкатель действует на три стойки, то приподнимаются соответственно три клапана, открывая отверстия к трем язычкам, настроенным каждый на определенный тон хроматической гаммы.
Имея на входной камере аккордов набор планок с язычками, настроенными на все 12 тонов хроматического звукоряда, можно при помощи приведенного механизма получить нужное сочетание из трех или четырех тонов.
Кинематическая схема передачи движения от кнопок первого и второго рядов басов к клапанам не отличается от рассмотренной. Лишь в отличие от толкателей аккордов каждый из толкателей басов действует только на одну стойку и поворачивает один валик.
Различают три способа связи валика с клапаном.
Первый — жесткая связь клапана с валиком (рис. 59, а), когда клапан монтируется на рычаге, укрепленном непосредственно на валике. Из-за неравномерной жесткости клавиатуры и неравномерного подъема клапанов этот способ применяется лишь в конструкциях левого механизма гармоней.
Второй — шарнирная двусторонняя связь клапана с валиком, когда вращение валика передается через шарнирную сцепку рычагу и, наоборот, движение рычага через ту же сцепку передается валику (рис. 59, б). Этот способ не имеет недостатков, присущих первому, и применяется в конструкциях так называемых незаемных механизмов баяна.
Третий — односторонняя связь валика с клапаном (рис. 59, в), когда движение валика передается клапаном через рычаги, а движение рычага передается валику только пружиной. Этот способ применяется в конструкциях так называемых заемных механизмов всех видов аккордеонов и частично баянов.
Таким образом, в зависимости от характера связи валика с клапаном левые механизмы баянов и аккордеонов делятся на две группы: заемные и незаемные. Разница между ними заключается в том, что в заемном механизме при нажиме на кнопку басов звучат не только язычки двух планок входной камеры басов, но и дополнительно два одноименных язычка на входной камере аккордов («заимствованных» у него). Это осуществляется с помощью простого механизма, схематично изображенного на рис. 60. Буквой Б обозначен рычаг и клапан басов, а буквой А — аккордов. Между хвостовиками рычагов вставлена проходная сцепка в виде отрезка проволоки с двумя узлами-утолщениями 1 и 2 (не проходящими в отверстия хвостовиков). Если нажать на кнопку басов, то под действием силы Р хвостовик рычага клапана басов отклоняется вместе со сцепкой, которая узлом 2 отклоняет и рычаг
77
клапана аккордеона. Если же нажать на кнопку аккордов, то один из валиков, действуя через заемный толкатель на хвостовик рычага аккордов Л, силой С отклоняет его, приподняв клапан аккорда. При этом сцепка несколько продвинется в одном из отвер-
а
Рис. 59. Схемы взаимодействия деталей левых механизмов:
а — жесткое соединение; б — шарнирное двустороннее;
в — одностороннее;
1, 6, 13 и 16 — валики; 2, 10, 15 и 17 — рычаги клапа-
нов; 3, 11 и 14— клапаны; 5, 12, 18 и 19 — толкатели;
4, 7, 20 — стойки валиков; 8, 21 — шарнирные стойки валиков; 9, 22 —сцепки шарнирные (толкатели заемные);
23— сцепка проходная
стий, а рычаг басов Б и соответственно, клапан останутся неподвижными.
В незаемном механизме отсутствуют проходные сцепки. Четырехоктавное усиление басов здесь осуществляется с помощью пристройки к входной камере басов двух односторонних входных
78
камер, на которых монтируются дополнительные планки (см. рис. 27). В результате при открытии одного клапана басов звучат
с
р
Сцрпко
2
одновременно четыре язычка, находящиеся на планках, по существу, одной входной камеры. Изготовление незаемных механизмов в принципе следует считать нецелесообразным, так как при этом без значительного улучшения качества инструмента увеличиваются его габаритные размеры и вес, усложняется конструкция входной камеры басов и значительно увеличивается количество применяемых голосовых планок. Несмотря на это, некоторые музыканты-исполнители высказываются против применения заемного механизма. Это мнение основано на
6
А
Аккорды
Ба^ы
Рис. 60. Схема заемного устройства при помощи проходной сцепки
том, что при незаемном меха-
низме возбуждение четырех язычков, настраиваемых соответственно в октавы, осуществляется при открывании только одного клапана (басов), тогда как при заемном механизме эти же язычки возбуждаются при открывании двух клапанов (одного клапана
Рис. 61. Узел каркаса:
/ — ложе; 2 — опора валиков; 3 — валик; 4 — перемычка; 5 — стопорное отверстие
баса и одного—аккорда). При плохо отрегулированном механизме открывание двух различных клапанов, приводимых в действие от ряда рычагов, может привести к некоторому отставанию их относительно друг друга, при котором будет нарушено обязательное требование одновременности звучания всех четырех язычков.
Большинство деталей механизма изготовляют из ме-
талла, поэтому при конструировании большое внимание уделяется максимальному облегчению их веса. Всюду, где
детали не связаны при работе с повышенным трением и не несут больших нагрузок, применяется один из самых легких металлов — алюминий и его сплавы. Из стали изготовляют главным образом
толкатели, валики и оси.
В каркасе имеется две гребенки: одна — для толкателей басов, а другая — для толкателей аккордов. Чтобы улучшить скольжение валиков при их вращении и уменьшить трение, их изолируют один от другого, помещая каждый в отдельные вкладки с гнездами, называемые опорами (рис. 61). По всей длине валиков (равной у баянов и аккордеонов около 330 мм) делают из трех до пяти таких опор во избежание их прогибания.
79
Ложе каркаса валиков представляет собой деталь коробчатого сечения. Опоры валиков укреплены в ложе усиками, вставленными в отверстия и отогнутыми с нижней стороны. Установка гребенок толкателей и двух лож соединения их с боковыми стенками при сборке каркаса показаны на рис. 57. Кроме того, на рисунке видно фиксирующее устройство для установки каркаса и крючок с петлей для его крепления. Опора валиков представляет собой уголок, на одной стороне которого имеется 12 гнезд для валиков в виде углублений; глубина гнезд должна быть не меньше 2/3 диаметра валика. На второй полке уголка выштампованы усики, при помощи которых опора устанавливается в ложе. Установив валики в гнезда опор, их окончательно укрепляют перемычками, проходящими над каждой опорой. Перемычки проходят в отверстия бортиков ложа над опорами; один конец перемычки загибают полукольцом и вставляют в опорное отверстие для предотвращения провертывания. Другой конец перемычки, выходящий из отверстия второго бортика, отгибают в сторону, предотвращая таким образом его выдвижение в обратном направлении.
В отличие от аккордеонов и баянов клавишные механизмы гармоней имеют более простую конструкцию, так как имеют значительно меньше рычагов и кнопок, хотя принципиальное устройство, наименование и назначение деталей и узлов у них одинаковые.
Преимущества баяна или аккордеона, имеющих готово-выборные аккорды, очевидны. При исполнении некоторых сложных музыкальных произведений невозможно обойтись без применения выборных аккордов. При переключении механизма в положение для выборных аккордов два ряда басов остаются неизменными. Третий, четвертый и пятый ряды превращаются как бы в правую клавиатуру трехрядного баяна, но в перевернутом виде: сверху кнопки высоких тонов, а внизу — низких. Аккордеоны с выборными или готово-выборными механизмами встречаются пока еще редко.
Говоря о левом клавишном механизме, следует отметить группу баянов и аккордеонов, имеющих механизмы выборной или готововыборной клавиатуры аккомпанемента. Баяны и аккордеоны, имеющие переключающиеся механизмы (с готовой системы на выборную и обратно) получают все большее распространение. Баяны только с выборной клавиатурой аккомпанемента большим спросом не пользуются и изготавливаются по индивидуальным заказам.
Готово-выборный механизм аккомпанемента позволяет одним нажимом на рычаг переключателя выключить систему готовых аккордов и превратить баян в выборный, или наоборот. По сравнению с механизмом готовых аккордов готово-выборный значительно сложнее, так как в нем имеется еще несколько рядов валиков со стойками, увеличено количество клапанов, рычагов, тяг и толкателей, усложнена конструкция некоторых деталей, введен узел механизма переключения. Сборка и регулировка готово-выборного механизма представляют собой сложный процесс и выполняются сборщиками высокой квалификации.
80
Схема устройства готово-выборного механизма аккомпанемента аккордеонов и баянов показана на рис. 62. Механизм содержит: клавиши-кнопки /, расположенные в отверстиях клавиатурной пластины 24, толкатели 19 (на схеме включены на выборную клавиатуру) и 17 для готовых аккордов (на схеме выключены), поворотные валики 25 со стойками 23, помещенные в ложе 7. Толкатели 19 контактируют с лепестками 15\ лепестки, в свою очередь, посредством тяг 12, 20, 14 заемных толкателей 4 управляют работой клапанов 6, 13, 9 входных отверстий 5. Передача движения от составных тяг 12 и 20 заемным толкателям 4 осуществляется поворотными валиками 3 через заемные стойки 2, приваренные к валикам.
Механизм переключения с одного вида аккомпанемента на другой включает в себя рычаг 18, который приводит в движение гребенку 16 с уложенными в ее пазах тремя рядами толкателей. Верхние два ряда — толкатели выборной системы. Нижний ряд (17)— толкатели для набора готовых аккордов. Механизм переключения устанавливает гребенку и фиксирует ее в верхнем или нижнем положении.
Работа выборной системы. Гребенка переключения 16 установлена в верхнее положение (как на схеме). При этом нижние толкатели 17 бездействуют, т. е. при перемещении не доходят до лепестков 15. Как видно из схемы, каждый из лепестков контактирует с одним или двумя толкателями 19. Последовательную хроматическую гамму на основном звукоряде выборной клавиатуры можно набрать как из третьего, четвертого и пятого рядов (ряды считают от меха), так и из четвертого, пятого и шестого рядов кнопок (см. раскладку правой клавиатуры баяна). Таким образом раскладка клавиатуры выборной системы аналогична московской раскладке правой клавиатуры четырехрядного баяна. Если с одним лепестком контактируют два толкателя 19, то эти толкатели действуют от кнопок-клавиш третьего и шестого рядов, нотные наименования этих кнопок одинаковы. Последовательность нотных наименований кнопок-клавиш третьего и шестого рядов одинакова. Лепестки 15 имеют нотные наименования, так как каждый из них под действием толкателя, рычагов и тяг открывает свой клапан.
Первый и второй ряды клавиатуры при переключении механизма не изменяют своего действия, т. е. остаются связанными стой же частью звукоряда — басами. При переключении механизма на выборную систему эти басы действуют не только от клавиатуры первого и второго рядов, но и от клавишей остальных четырех рядов в низкой части звукового диапазона.
В этом случае толкатель 19 отклоняет лепесток 15 влево, последний с помощью тяг 12 и 20 поворачивает валик за один из заемных стоек 2. Вторая заемная стойка, приваренная к этому же валику, действует на заемный толкатель 4 и поворачивает рычаг 8, открывая клапан 6. Таким образом, при нажиме на кнопку открывается один клапан.
Работа механизма готовых аккордов. Этот механизм работает при опущенной гребенке переключения 16. При этом левые части
4 Заказ № 1876
81
Рис. 62. Механизм готово-выборной клавиатуры аккомпанемента:
/ — клавиши-кнопки; 2 — заемные стойки; 3 и 25 — валики; 4 — заемный толкатель; 5 — входное отверстие; 6, 9 и 13 — клапаны; 7 — ложе валиков; о — рычаг клапана; 10 и 2/— гребенки тяг; // — пружина; 12 и 20 — тяги составные; 14 — сцепки; /5 — лепестки; 16—гребенка переключения; 17 — толкатели для набора готовых аккордов; <18—рычаг переключателя; 19 — толкатели; 22 —усики; 23 — стойки; 24 — клавиатурная пластина; 26 — стенка каркаса
двух верхних рядов толкателей, опускаясь, поворачиваются вокруг шарниров, двенадцать толкателей 17 нижнего ряда также опускаются, поворачиваясь каждый вокруг своего шарнира. При этом два ряда верхних толкателей отходят бт контактов с лепестками, а нижний ряд вступает в контакт с двенадцатью лепестками (по числу звуков октавы). Теперь при нажиме на кнопку толкателей 19 аккомпанемента лепестки отклоняются уже под действием заемных толкателей 17, которые получают движение от толкателей 19 посредством стоек 23 и валиков 25. В этом случае один толкатель вращает (с помощью стоек) не один, а три валика, каждый из которых при повороте отклоняет лепесток 15 с помощью ушка 2 и заемных толкателей 17. Три лепестка, отклоняясь влево, открывают три клапана с помощью тех же тяг и рычагов, что и при работе выборной системы. Только теперь поднимается не один, а три клапана, и при поступлении к язычкам воздуха звучит аккорд.
§ 3. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ РЕГИСТРОВ
Переключатели регистров в значительной степени увеличивают тембровые возможности у аккордеонов и баянов, придавая музыкальным произведениям разнообразное звучание. Переключатели регистров устанавливают как в мелодии, так и в аккомпанементе. Количество регистровых переключателей и варианты тембровых оттенков зависят от конструктивных особенностей инструмента и его звукового диапазона. Двухголосный, например, баян или аккордеон почти всегда изготовляется без регистровых переключателей, так как выключение одного из двух язычков не дает большого эффекта в изменении тембра. А на четырехголосном баяне или аккордеоне с регистровым механизмом можно получить до пятнадцати разнообразных тембровых оттенков, образуемых сочетаниями из четырех язычков. Сущность действия переключателя регистров сводится к тому, что при игре в нужный для музыканта момент можно закрывать или открывать отверстия для прохода воздуха к отдельным планкам многоголосного инструмента одновременно по всему диапазону той части, на которой действует переключатель. Так, в трехголосном аккордеоне обычно имеется три набора планок, язычки которых настроены в основной тон, в розлив, в октаву ниже основного. Если открыты отверстия под всеми клапанами, то при нажиме на любую клавишу звучать одновременно будут одноименные язычки всех трех наборов. Механизм переключателя позволяет одним движением рычага закрыть, например, отверстия, ведущие к планкам строевого и розливного наборов. Теперь при нажиме на любую из клавиш останется открытым только одно отверстие, ведущее к планке, язычки которой настроены на октаву ниже строевых. Следующим действием переключателя регистров мы можем включить октавные язычки и выключить строевые и розливные планки и т. д.
В аккордеоне, чтобы перекрыть отверстия, ведущие к одному, например, розливному ряду, потребуется передвинуть одновре
4*
83
менно две регистровые пластины: одну — под клапанами белых клавиш, другую —под клапанами черных. Для передвижения одновременно нескольких регистровых пластин существует несколько типов механизмов. Наиболее распространенные из них — валиковый и рычажный. В валиковом механизме регистровые пластины 6 (рис. 63) могут находиться как в деке, так и в розетках входных камер, валики 3 переключателя размещаются в поперечном к ним направлении; они крепятся в опорах 1 и 2, представляющих собой металлические угольники или пластины с отверстиями для каждого валика. Валики могут быть расположены как с внутренней
Рис. 63. Валиковая система передвижения регистровых пластин
стороны деки, так и с наружной. Их количество соответствует числу наборов планок, снабженных регистровыми пластинками. Так, в трехголосном аккордеоне для перекрытия одного набора нужен один валик. Количество стоек, приваренных к валику, соответствует числу рядов клапанов, расположенных на деке. Кроме стоек, к каждому валику приваривается или приклепывается поворотный рычаг 4, на который действует тяга от переключателя 5. Поворачиваясь в отверстиях опор, каждый валик концами стоек передвигает регистровые пластины 6, открывая или закрывая отверстия в деке. Отверстия открываются в каждом ряду при передвижении пластин в одну сторону. Передвигаясь в противоположную сторону, пластины закрывают отверстия.
В рычажном механизме регистровые пластины (располагаемые только на деках) передвигаются при помощи нескольких поворотных рычагов (рис. 64). Каждый из трех рычагов (рис. 64, в) может поворачиваться на некоторый угол вокруг осей До, 5о, Bq. Концы каждого рычага присоединены к регистровым пластинам штырями, вставленными в прорези пластин (рис. 64, б). При повороте рычага В (зачерненного) по часовой стрелке (рис. 64, а) пластина В2
84
переместится вверх (вправо), а пластина Bi— вниз (влево). Таким образом при рычажной системе две пластины, связанные одним рычагом, движутся в разных направлениях, хотя при повороте рычага в одну сторону оба ряда отверстий открываются, а при повороте такого же рычага в другую сторону закрываются. В конструкциях трех- и четырехголосного баяна или аккордеона при
расположении клапанов в два ряда устанавливают коробку переключателя, имеющую по три или четыре поворотных рычага, расположенных рядом. В трехрычажной коробке (рис. 64, в) оси вращения каждого рычага помещаются во втулках, запрессованных в верхней стенке коробки. Верхние поворотные рычаги А, Б и В укрепляются на концах осей после их установки в отверстия втулок. Все места соединений коробки с декой должны быть герметичными (на рис. 64, а контуры коробки и отверстия для крепления показаны пунктиром). Размеры диаметров осей и отверстий во втулках должны быть такими, чтобы оси вращались с минимальным (0,02— 0,03 мм) зазором и чтобы утечка воздуха в этих соединениях была минимальной.
Независимо от типа механизма каждый валик или каждый поворотный рычаг имеет отношение только к
Рис. 64. Рычажная система перемещения деталей регистрового переключателя:
а — схема соединения трех пар регистровых пластин; б —схема соединения одной пары регистровых пластин; в — схема размещения рычагов в коробке регистрового переключателя
своему ряду планок.
Так, в трехголосном аккордеоне с рычажным механизмом один из поворотных рычагов открывает и закрывает отверстия, ведущие к строевому ряду планок, другой —к розливному (или к пикколо), третий — к октавному. Верхние концы рычагов размещаются над коробкой переключателя, которая укрепляется с наружной стороны деки.
Так как в рычажном механизме рычаги выполняют одновременно две функции, т. е. открывают и закрывают отверстия в деке, то их называют механизмами двустороннего или автоматического
85
действия. Они применяются в многоголосных инструментах, где количество переключений не менее пяти. Такой переключатель хотя и является более сложным, но получил весьма широкое распространение и считается лучшим из всех ранее известных. Устройство переключателя и взаимодействие его деталей по
зволяют при нажиме на головку или кнопку регистрового переключателя передвигать пластины одного или нескольких рядов. Одним включением можно, например, закрыть два ряда планок, открыв третий. Нажимом на вторую головку можно открыть те, которые были закрыты, и закрыть третий ряд. Иначе говоря, переключатель передвигает регистровые пластины
Рис. 65. Устройство двустороннего переключателя регистров:
1—3 — поворотные рычаги; 4 — штырек вилки; 5 — выступы; 6 — строевая пластина; 7 — розлив-ная пластина; 8 — октавная пластина; 9— основание пластины
в разные стороны, одновременно открывая одни ряды планок и закрывая другие.
На рис. 65 можно проследить взаимодействие основных деталей такого двустороннего переключателя регистров. Три пластины, в которых выбраны продолговатые проемы, смонтированы на штырях одна над другой.
Пластины могут передвигаться в двух противоположных направлениях. Их
движение вниз ограничивается основанием, а для предотвращения движения вверх устанавливают отдельные ограничители. Ино-
гда в качестве ограничите-
лей используют вилки поворотных рычагов /, 2 и 3. Каждая пла
стина предназначена для определенного ряда планок и соединена с поворотным рычагом и двумя регистровыми пластинами. Передвигаясь вправо или влево, пластина поворачивает тот рычаг, с которым она соединена. Например, пластина, которая находится сверху при перемещении влево или вправо поворачивает рычажок регистровых пластин, перекрывающих отверстия, ведущие к планкам строевого ряда. Условимся, что при перемещении любой из пластин переключателя вправо соединенные с ней регистровые пластины открывают отверстия, при передвижении влево — закрывают. Вилочные рычажки /, 2 и 3 являются начальным движущим звеном, получившим движение непосредственно от головок или кнопок переключателя. При нажиме на головки вилки повертываются вокруг центральных осей в направлении, указанном стрелкой. Если нажать на головку, соединенную с рычажком, то вилка повернется вокруг оси, причем передний штырек вилки (обращенный в сторону читателя) переместится вправо, задний — влево.
Встретив на своем пути боковые выступы, штырьки подвинут пластины в направлении своего движения, и регистровые пластины строевых и розливных язычков переместятся влево, а октавных — вправо. Из трех рядов открытым будет один — октавный. Чтобы привести в движение вилку рычага 2, повернув ее вокруг оси на небольшой угол в направлении, указанном стрелкой, нужно нажать на среднюю головку, которая соединена с этой вилкой. При этом передний штырек передвинет две верхние пластинки слева направо,, открыв отверстия, ведущие к строевому и розливному рядам планок. Нижняя пластина остается в прежнем положении, и ряд октавных планок будет открыт. Таким образом, при нажиме на среднюю головку открываются отверстия ко всем трем рядам планок. В каком бы положении ни находились пластинки, при включении этой головки они перемещаются слева направо. Третья головка к вилке рычага 3 открывает отверстия к строевому ряду планок, закрывая отверстия к планкам розливного и октавного рядов.
Применение переключателя двойного действия в регистровых механизмах баянов и аккордеонов позволило значительно обогатить тембровую палитру исполняемых музыкальных произведений. Появилась возможность изменять окраску и силу звучания инструмента во время исполнения.
В аккордеонах и баянах головки переключателей регистров размещаются обычно рядом с клавиатурой. Это делается для того, чтобы регистры можно было переключать с минимальной затратой времени, чтобы головки были всегда под рукой. Головки правого переключателя регистров размещают чаще всего вдоль клавиатуры, над ней и вблизи сетки, но так, чтобы они не мешали передвижению пальцев по клавиатуре. В баянах иногда размещают рычаги переключателей регистров на гладкой стенке грифа, что также дает возможность переключать регистры, не отрывая пальцев от клавиатуры.
Переключатели регистров аккомпанемента иногда имеют такое же устройство, к^к и рассмотренные ранее. Головки переключателей устанавливают рядом со вспомогательным рядом кнопок на стенке левого полукорпуса, между кнопками клавиатуры и меховой рамкой.
Многие аккордеоны и баяны снабжены более простым устройством переключения регистров аккомпанемента (рис. 66).
При нажиме на одну из головок переключателя регистровые пластины открывают отверстия, ведущие ко всем рядам голосовых планок. При нажиме на вторую головку обычно включается один ряд планок басов и один из рядов планок аккордов. При этом громкость аккомпанирующей партии уменьшается, что необходимо в том случае, когда в правой части инструмента выключены некоторые ряды планок и звучание мелодии ослаблено.
Передача движения от головок 1 переключателя к регистровой пластине 4 производится при помощи поворотных рычажков 2, которые, поворачиваясь вокруг осей, нажимают на штырь 3 поочередно с двух противоположных сторон. При нажиме головки
87
тоже поворачиваются на некоторый угол вокруг оси, на которую они насажены. В исходное положение головки и рычажки воз-
вращаются при помощи пружины.
После передвижения регистровых пластин при помощи переключателя регистров необходимо удержать их в том положении, в котором они находятся. При игре на баяне или аккордеоне пластины находятся в вертикальном положении; в этом же направле-
Рис. 66. Схема действия переключателя регистров в левом полукорпусе
нии они передвигаются и при переключении регистров.
Предположим, что некоторые пластины в одном из положений переключателя передвинуты вверх и должны находиться так определенное время, т. е. до следующего переключения. В этом положении пластины могут при случайном резком движении исполнителя и под действием своего веса опуститься вниз, нарушив включенное ранее сочетание звуков. Для предотвращения произвольного переключения и удержания регистровых пластин в крайнем верхнем положении в конструкцию переключателя введен фиксатор (рис. 67). Каждая из пластин имеет с одной стороны выступ В. При передвижении всех рядом лежащих пластин в одну сторону их выступы совпадают. Фиксатор Ф представ-
ляет собой пластинку, повертывающуюся на небольшой угол (15—20°) вокруг оси А.
Усилием пружины фиксатор отклоняется в сторону и при передвижении пластин валик Б скользит (или катится) по их ребрам, пере-
скакивая через выступ В. При перемещении выступ доходит до валика, своим скосом отклоняет фиксатор, преодолевая сопротивление пружины, и переходит по другую сторону валика. При этом валик соскальзывает с выступа. Таким образом, при передвижении пластины из одной стороны в другую возникает необходимость преодолеть выступ, что требует некоторого увеличения усилия.
В многоголосных инструментах с большим количеством регистров во время исполнения сложных музыкальных произведений
исполнителю приходится в отдельных случаях пользоваться так называемым «сбрасывающим» регистром. Этот регистр при любом положении головок переключателя выключает ранее установлен-
88
ное сочетание звуков и одновременно включает все ряды планок, имеющихся в данном инструменте. Такой регистр часто называют «тутти», что в переводе с итальянского означает исполнение музыки всем составом оркестра, а в нашем случае — всеми голосами инструмента. Головка этого регистра должна находиться в таком месте, чтобы при любом положении руки исполнителя ею было удобно пользоваться.
В отличие от обычных головок переключателя регистров головка сбрасывающего регистра для удобства пользования ею имеет большие размеры, а часто и другую форму.
Аккордеоны и баяны, имеющие большое количество переключателей регистров, позволяющих в значительной степени разнообра
Рис. 67. Фиксатор регистровых пластин
зить звуковую окраску исполняемых музыкальных произведений, успешно и широко используются музыкантами. А способность инструментов быстро и неоднократно подвергаться переключениям во время игры является большим их достоинством.
§ 4. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ
КЛАВИШНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Правый клавишный механизм. При конструировании правого клавишного механизма гармони, баяна или аккордеона в техническом задании должны быть предусмотрены следующие основные параметры:
диапазон мелодии;
объем басов и аккордов;
количество рядов клавиш;
максимальное количество язычков, возбуждаемых при нажатии одной клавиши;
количество переключателей регистров.
Что касается шага клавиатуры в ряду, расстояния между рядами, глубины опускания клавиш и др., то оптимальные значения этих величин с точки зрения игровых качеств инструмента уже стандартизированы. Они являются обязательными для всех, ибо они предусмотрены в специальных технических условиях (гл. V, § 6).
89
Определяющей величиной правого клавишного механизма является шаг клавиатуры в ряду, т. е. расстояние между центрами клавиш. От величины шага клавиатуры в ряду зависят шаг клапанов на деке, расстояние между отдельными гнездами входных камер и их ширина, а также ширина голосовых планок и даже высота корпуса (например, для аккордеона). Так, для гармоней и баянов шаг клавиатуры в ряду принят равным 18—0,5 мм, следовательно, шаг клапанов на деке также равен 18—0,5 мм. Таким же должно быть расстояние между отдельными гнездами входных камер или, что то же самое, шаг отверстий в их розетках. При этой величине шага клавиатуры ширина голосовых планок находится в пределах от 15 до 17 мм, а ширина гнезд камеры равна 13—15 мм.
Диапазон и количество рядов клавиш зависят от вида инструмента. Например, диапазон клавиатуры гармони 25x25 составляет обычно две октавы, но так как в его звукоряде отсутствует ряд тонов, то он находится в пределах от тона соль до тона соль3. Количество рядов клавиш — 2. Диапазон клавиатуры баяна 52X Х100 — II составляет 4х/з октавы, т. е. 52 тона хроматической гаммы, в пределах от Ля-диез до до-диез \ Для другого вида баяна, например 61X120 — 11, диапазон будет находиться в пределах от Соль до тона соль4 и т. д.
То же можно сказать и об аккордеонах. Например, основной диапазон аккордеона 41X120 — III составляет 41 тон хроматической гаммы, в пределах от фа до ля3. Количество рядов клавиш у баянов — от трех до пяти, у аккордеонов — два. Максимальное количество язычков, возбуждаемых при нажатии одной клавиши, оказывает существенное влияние на конструкцию клавишного механизма. Обычно такое количество язычков — от двух до четырех. При трех язычках (трехголосный инструмент), как правило, предусматривают регистровый механизм, дающий возможность образовать несколько тембровых оттенков и, кроме того, позволяющий относительно увеличить диапазон клавиатуры мелодии (на 1—2 октавы по отношению к строевым язычкам).
Для примера рассмотрим акустические возможности трехголосного баяна с семью переключателями регистров мелодии (один из вариантов расположения голосовых планок).
1. Звучат одновременно все три язычка — строевой, пикколо и октавный.
2. Звучат только два язычка — строевой и пикколо (доступ воздуха к третьему язычку закрыт).
3. Звучат только два язычка — пикколо и октавный.
4. Звучат только два язычка — строевой и октавный.
5. Звучит один язычок — строевой.
6. Звучит один язычок — пикколо.
7. Звучит один язычок — октавный.
Другой вариант трехголосного аккордеона с семью переключателями регистров.
1. Звучат все три язычка—строевой, розливный и октавный.
90
2. Звучат два язычка — строевой и розливный.
3. Звучат два язычка — октавный и розливный.
4. Звучат два язычка — строевой и октавный.
5. Звучит один язычок — строевой.
6. Звучит один язычок — октавный.
7. Звучит один язычок — розливный.
Следует всегда учитывать, что количество переключателей регистров непосредственно связано с максимальным количеством язычков, возбуждаемых при нажатии одной клавиши, а также с особенностями их звучания (строевые, розливные, октавные, пикколо).
В многоголосных инструментах количество регистров мелодии обычно находится в пределах от 3 до 15 (максимальная цифра соответствует четырехголосному инструменту). В отдельных экземплярах четырехголосных инструментов количество регистров достигает 25 и даже более. Однако это ничем не оправдано и имеет чисто рекламный характер.
Выше уже указывалось, от чего зависит количество регистров. Например, максимальное количество тембровых оттенков, которое можно получить при помощи регистрового механизма в трехголосном инструменте, достигает 7, в четырехголосном — 15. При большом количестве оттенков неизбежно вводятся дублирующие и сбрасывающие регистры. Надо помнить, что чем больше регистров, тем труднее обеспечить герметизацию инструмента.
Более наглядно действие регистрового механизма, например трехголосного баяна, представлено в табл. 2.
Таблица 2
Действие регистрового механизма трехголосного €аяна
Условные обозначения тембра (напоминает звучание какого инструмента) Возбуждаемые язычки
Пикколо Строевые Октавные
Фагот, кларнет, пикколо + + +
Фагот, кларнет — + +
Кларнет, пикколо + + —
Фагот, пикколо + — +
Фагот — — +
Кларнет — + —
Пикколо + — —
Действие регистрового механизма четырехголосного аккордеона 41X120 —IV — 7 с двумя строевыми планками (одна из них розливная), одной октавной и одной планкой пикколо приведено в табл. 3.
Расположение грифа баяна по отношению к корпусу зависит от характера размещения клапанов на деке. В практике встречаются два варианта: все три ряда клапанов размещаются по одну сторону грифа (рис. 68,а); два ряда клапанов размещаются по одну сторону грифа, а третий — по другую (рис. 68,6).
91
Таблица 3
Расположение тонов диапазона клавиатуры мелодии по октавам при включении разных регистров
Звучит только строевая планка Звучит только октавная планка Звучит только планка пикколо
Диапазон от фа до ля3, в том числе: малая октава 7 тонов 1-я октава 12 тонов 2-я » 12 » 3-я » 10 » Диапазон от Фа до ля2, в том числе: большая октава 7 тонов малая октава 12 тонов 1-я октава 12 тонов 2-я октава 10 тонов Диапазон от фа1 до ля4, в том числе: 1-я октава 7 тонов 2-я » 12 » 3-я » 12 » 4-я » 10 »
Всего 41 тон Всего 41 тон Всего 41 тон
Каждый из вариантов требует своей конструкции клавишного механизма, хотя некоторые детали этих механизмов могут быть унифицированы. В первом случае гриф отнесен в сторону задней стенки полукорпуса, во втором он находится на расстоянии 70— 75 мм от этой стенки. Оценивая преимущества и недостатки того или иного положения грифа, следует принять во внимание, что при размещении всех клапанов по одну сторону грифа конструкция самого механизма значительно упрощается и клавиатура действует четко и легко, а при размещении клапанов по обе стороны конструкция механизма (штампованного) усложняется и клавиатура срабатывает не всегда четко. Несмотря на это, наибольшее распространение получило расположение грифа на середине полукорпуса, так как в этом случае положение руки исполнителя во время игры более удобно. При грифе, отнесенном к задней стенке полукорпуса, рука исполнителя также должна относиться несколько назад, что вызывает, по мнению большинства музыкантов, более быструю утомляемость. Немаловажное значение здесь имеет привычное положение руки. Например, когда учащийся начинает играть на баяне с отнесенным грифом, то и впоследствии он считает такой баян более удобным по сравнению с инструментом, в котором гриф расположен на середине полукорпуса, и наоборот.
Четырех- и пятир^дные баяны имеют известные преимущества по сравнению с трехрядными. Четырехрядный баян (рис. 69) дает возможность музыканту без изменения аппликатуры (способ расположения и порядок чередования пальцев при игре) исполнять разученное им музыкальное произведение в транспозиции, что невозможно сделать на трехрядном баяне. Пятирядный баян еще больше расширяет эти возможности.
На пятирядном баяне баянист может, например, аккомпанировать вокалистам, не меняя аппликатуру, в иных тональностях,
92
отличающихся друг от друга на полутон. Кроме того, пятирядные баяны способствуют развитию новой прогрессивной школы игры на баяне пятью пальцами.
Рис. 68. Схема размещения клапанов на грифе деки правого полукорпуса:
а—-клапаны размещены по одну сторону грифа; б — клапаны размещены по обе стороны грифа
Левый клавишный механизм. При конструировании левых клавишных механизмов в техническом задании предусматривают следующие основные параметры:
тип инструмента;
угол наклона басовой накладки;
максимальное количество язычков при нажатии одной кнопки басов и одной кнопки аккордов *;
тип механизма (заемный, незаемный, стационарный, съемный);
количество регистровых переключателей (при наличии регистрового механизма);
вид аккордов (готовые, выборные и др.).
Рис. 69. Схема расположения кнопок на грифе клавишного механизма баянов:
а — трехрядного; б — четырехрядного; в — пятирядного; f — шаг в ряду; h — шаг между рядами
Для остальных параметров этих механизмов, таких как шаг кнопок в ряду, шаг между рядами, шаг клапанов на деке и т. п., необходимо пользоваться установленными значениями (с точки зрения игровых качеств инструментов).
* При конструировании левых механизмов и голосовой части необходимо знать принципы образования аккордов.
93
В отличие от правых клавишных механизмов, которые конструктивно изменяются для каждого типа инструмента, конструкции левых механизмов остаются идентичными почти для всех типов баянов и аккордеонов (не считая детских инструментов). Например, левый механизм баяна 37x60 — II отличается от механизма баяна 52X100—II количеством кнопок, которых в первом случае 60, а во втором — 100. Разница в количестве кнопок и их рядов является отличительным признаком, например, аккордеонов 34X Х80—III и 41X120 — III, у первого из которых пять рядов, а у второго шесть. Одинаковыми являются левые механизмы баяна 61X120—III и аккордеона 41X120 —III. Эту особенность можно объяснить тем, что принципы действия и назначение левых механизмов всех типов баянов и аккордеонов одинаковы.
С выбранным углом наклона басовой накладки увязывается форма толкателей, так как они пригодны только для определенного значения угла наклона. Максимальное количество язычков при нажатии одного толкателя механизма варьируется редко.
Если при нажатии одной кнопки основного или вспомогательного ряда басов возбуждаются четыре или пять язычков, то это называется обычно четырех- или пятиоктавным усилением.
При нажатии одной кнопки толкателя минорного или мажорного рядов открываются три клапана на деке и возбуждаются всегда шесть язычков; в данном случае мы имеем двухоктавное усиление. В ряду доминантсептаккордов при нажатии одной кнопки открываются четыре клапана на деке и возбуждаются восемь язычков, а в ряду неполных септаккордов — три клапана и шесть язычков.
Что касается выбора для данной конструкции заемного или незаемного механизма, то преимущества и недостатки этих типов механизмов уже рассматривались выше. В настоящее время, когда почти все клавишные механизмы унифицированы, конструктивная разница между заемными и незаемными механизмами очень невелика: к незаемному механизму достаточно добавить одну лишь деталь — проходящую сцепку (см. рис. 60), чтобы он превратился в заемный, и наоборот. Решение вопроса о стационарном или съемном механизме важно с точки зрения технологичности сборки, а также удобства осмотра и ремонта, и здесь все преимущества на стороне съемного механизма. Количество регистровых переключателей в наиболее массовых типах баянов и аккордеонов, как правило, не более трех и при пятиоктавном усилении один из них включает язычки низких частот, второй, наоборот,— высоких частот, а третий включает все язычки.
При конструировании левых механизмов наибольшую трудность для конструктора представляет определение мест соединения стоек (в том числе и шарнирных) с валиками, а также положение толкателей относительно указанных стоек. Местоположение стоек на валиках и их взаимодействие с толкателями зависит от шага клавиатуры в ряду, шага клапанов на деке и принятой схемы образования готовых аккордов. Так как эти данные являются
94
установившимися для подавляющего большинства левых механизмов баянов и аккордеонов, то в качестве примера рассмотрим схемы местоположения стоек на валиках басов (рис. 70) и на валиках аккордов (рис. 71) в баяне 52X100 — II.
Определение мест приварки стоек к валикам. Применительно к приведенным схемам рассмотрим пример определения мест приварки стоек к валикам.
Исходные данные: длина валиков — 330 мм, количество рядов толкателей — 5, количество кнопок в ряду — 20, шаг клавиатуры в ряду — 14,2 мм, шаг клапанов на деке — 26 мм.
Валики аккордов. Расстояние между кнопками крайних толкателей всего диапазона баяна 52X100, т. е. от Соль-диез (Ля-бемоль) вспомогательного ряда басов до крайнего септаккорда, равно 21X14,2 = 298,2 мм (рис. 72).
Расстояние от конца (торца) валика до оси симметрии толкателя крайнего септаккорда равно (рис. 73):
(330—298,2) : 2 = 31,8 : 2 = 15,9 мм.
Так как мажорное и минорное трезвучия, а также неполный доминантсептаккорд состоят каждый из трех звуков, то один толкатель аккордов должен приводить в движение три стойки, а стало быть, и три валика.
Напишем последовательно аккорды от тона фа: мажорное трезвучие: фа—ля—до1-, минорное трезвучие: фа—ля-бемоль—до1-, неполный доминантсептаккорд: фа—ля—ми-бемоль Ч Из построения видно, что мажорное и минорное трезвучия имеют два общих тона — фа и до1, следовательно, стойки для управления звучанием этих общих тонов должны находиться между толкателями мажорного и минорного рядов, т. е. справа от толкателя мажорного и слева от толкателя минорного. Стойки для управления звучанием оставшихся тонов этих двух аккордов должны находиться с противоположной стороны, т. е. ля слева от мажорного и ля-бемоль справа от минорного толкателя.
Септаккорд в данном случае имеет два общих тона (фа и ля) с мажорным трезвучием и места расположения стоек для управления этими тонами уже определились. Стойка для управления третьим тоном этого аккорда—ми-бемоль располагается от толкателя слева. Этот толкатель находится над толкателем мажорного ряда, и для| того, чтобы тон до1 не звучал в септаккорде, необходимо опилить соответствующий усик зацепления толкателя. Чтобы в мажорном трезвучии не звучал тон ми-бемоль, нужно опилить соответствующий усик зацепления толкателя мажорного ряда. Расстояние от конца (торца) валика до оси симметрии стоек, управляющих двумя звуками септаккорда — ля и ми-бемоль1 (пятый ряд толкателей), будет равно: 15,9—3,55=12,35 мм (принимаем 12,3 мм), а до стоек следующих звуков — фа и дох равно: 15,9 + 3,55=19,45 (принимаем 19,4 мм) или 12,3 + 7,1 = = 19,4 мм, где 7,1 — расстояние между осями симметрии ближай-
95
Рис. 70. Схема расположения стоек на валиках басов баяна 52X100—11
Рис. 71. Схема расположения стоек на валиках аккордов баяна 52X100—II
Рис. 72. Схема размещения кнопок в левом полу корпусе баяна 52X100—II
Рис. 73. Схема размещения толкателей аккордов баяна 52Х 100— II
ших стоек (см. рис. 73), равное половине шага клавиатуры в ряду. Расстояние от концов валиков до стоек, управляющих другими звуками аккордов, определяется аналогично. Размещение мест приварки стоек на валиках, как это видно из схемы (см. рис. 71), подчинено определенной закономерности.
Валики басов. Каждый толкатель басов должен приводить в движение одну стойку, а значит, и один валик. Расстояние от конца валиков до оси толкателя ФаА основного ряда басов равно 37.2 (рис. 74), а до оси стойки, расположенной слева от
Рис. 74. Схема размещения толкателей басов баяна 52x100—II
этого толкателя, равно 37,2—2,5 = 34,7 мм, где 2,5 — расстояние между осями стойки и толкателя. Расстояние от конца валиков до оси второй стойки толкателя Ля-диез^ основного ряда басов будет 34,7 + 7,1=41,8 мм и т. д. Здесь, так же как и на валиках аккордов, размещение мест приварки стоек, как это видно из схемы '(см. рис. 70), подчинено той же закономерности. Шарнирные стойки привариваются к валикам на расстоянии друг от друга, равном шагу клапанов на деке (в данном случае 26 мм). Взаимодействие стоек с толкателями каждого ряда в отдельности показано на схемах сборки, приведенных на рис. 75—79 (линии горизонтальные длинные — валики; линии горизонтальные короткие— усики толкателей; линии вертикальные — толкатели; X — места соединений шарнирных стоек с валиками; • — места соединений стоек с валиками; О — проекции стоек, приведенные к усикам толкателей).
99
Рис. 75. Схема сборки вспомогательного ряда басов баяна 52X100—11
Рис. 76. Схема сборки основного ряда басов баяна 52X100—II
Наймем об ан и я валиков
Номера Наименования
валиков валиков
— 11 -л з £BL— П =*
11 jn V ПР
1U 0 А - м
у О — до
О 7 т CU
f ш- х ЗЕ. £ лл#
J — фа
1 £ Z 4 1 W р 'Я CJ ю ip е< л с •a ct 41^ л и> с )ль л тИ до* to' сол^ я? ми* ре^1 до*1 пяк ля* фа реИ pcF си1’ си сольь фа* миЬ1 м до^ с соль1, а и £ )ЛЬ* л «11 / to*' ! 1 4 )е< / 1Я ( 5а* с »' А ?а J •оль с 1U< 1о! ОЛЬ
Звучат одновременно и октавой
выше
Рис. 77. Схема сборки мажорных аккордов баяна 52X100—II
Рис. 78. Схема сборки минорных аккордов баяна 52X100—II
Наименования
Номера Наименования
валиков валиков
Рис. 79. Схема сборки доминантсептаккордов (неполных) баяна 52X100—II
§ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КЛАВИАТУРЫ
Статическое сопротивление характеризуется величиной усилия, необходимого для нажатия клавиши (кнопки, пуговицы). Оно определяется специальным динамометром или наложением на клавиши соответствующего груза. Величина статического сопротивления клавиатуры является одним из основных показателей игровых качеств инструмента.
При минимальных усилиях, необходимых для нажатия клавиш, клавиатура считается легкой и удобной для игры, и наоборот.
В республиканском стандарте РСФСР 37—72 на клавишные механизмы гармоней, баянов и аккордеонов приведены усилия, необходимые для нажатия клавиш (пуговиц), которые не должны быть превышены, г:
Гармони
Для клавиши, кнопки (пуговицы) правого клавишного механизма инструмен-
Баяны и аккордеоны
тов: двухголосных....................... 150—170
трехголосных..................... 180—200
четырехголосных.................. 210—230
Для толкателя левого клавишного механизма ............................... 310—330
120—140
130—150
140—160
230—250
надо проявлять
В стремлении к уменьшению этих усилий осторожность, так как очень часто приходится сталкиваться при этом с явлением «отдувания» (самопроизвольного открытия) клапанов. Следовательно, при конструировании клавишных механизмов необходимо произвести поверочный расчет статического сопротивления клавиатуры.
По результатам экспериментальных работ, проведенных лабораторией ленинградской фабрики «Красный партизан», установлено, что при максимальном воздушном давлении в баяне (аккордеоне), равном 200—220 мм вод. ст., избыточное (свыше атмосферного) давление, т. е. усилие, приходящееся на 1 см2 площади деки, составляет в среднем 54 гс.
Следовательно, на каждый клапан в зависимости от площади прикрываемых им отверстий на деке действует суммарное усилие РИзб, направленное на его «отдувание».
Рассмотрим схему действия клавишного механизма мелодии баяна, представленную на рис. 80. Во избежание произвольного открывания клапана необходимо, чтобы усилие Рпр, удерживающее клапан в закрытом положении, было равно или больше РПЗб. Это вытекает из равенства моментов:
^изб^1 ^np^l, Т. е. РПр Ризб*
Если принять РПр = Ризб, то усилие 'Р, которое должен приложить исполнитель к клавише для открывания клапана, можно определить из следующего отношения:
= P = Pnj>-L = Pyfh-L, (26)
105
где ру — удельное давление на 1 см2 площади деки, г;
f — площадь одного отверстия деки, см2;
h — количество отверстий, закрываемых одним клапаном; при Z = 60 мм, /1 = 70 мм, f=l,l см2, ру = 54 г/см2 и Л = 2 Р = 54-1,1 -2--^- = 105 г, для трехголосного инструмента р = 54-1,1 = 152 г, что соответствует требованиям
РТС.
При конструировании клавишных механизмов необходимо во всех случаях, варьируя значениями / и ’/i, добиться такого положе-
ние. 80. Схема взаимодействия деталей клавишного меха низма мелодии баяна:
а — клапан закрыт; б — клапан открыт
ния, чтобы усилие, которое прилагает исполнитель к клавише для открывания клапана, находилось в пределах, предусмотренных республиканским стандартом.
Рис. 81. Схема для расчета усилия нажима на кнопки толкателей клавишного механизма аккомпанемента
Кинематическая схема для расчета усилия нажима на кнопки толкателей клавишного механизма аккомпанемента приведена на рис. 81.
Применительно к клапанам баса при двухголосном усилении и аккордов при трехголосном усилении клавишного механизма баяна или аккордеона заемного действия (рис. 81,а), открываемых
106
одним толкателем басов одновременно, усилие нажима на кнопку толкателя составит:
Р = Рб + Ра = РПР. 6 -Г + Рпр. а ’ = РуАЛ+ РуКК • А ,
/16 ha /16 /1а
где Рб и Ра — соответственно усилия для открывания клапанов баса и аккордов.
Приняв по практическим данным:
ру = 54 гс/см2, /б=1,4 см2, Аб = 2, 1б= 18,4 мм,
‘/16 = 29,7 мм, fa = 0,8 см2, /ia = 3, Za= 18,4 мм,
/ia = 32,7 мм, усилие, которое должен приложить исполнитель к кнопке баса, составит:
Р = 54-1,4-2-^ + 54-0,8-3-^ = 148,5-0,64+ 130-0,6= 170 г. 29,7 32,7
С учетом преодоления сил трения в шарнирах клавишного механизма это усилие должно быть увеличено примерно на 10% п составит: Р= 170 + 0,1Р= 170+ 17= 187^190 г, что соответствует требованиям РСТ.
То же, применительно к клапану аккордов при трехголосном усилении (рис. 81,6), когда один толкатель открывает одновременно три клапана; в этом случае усилие составит:
Р = ЗРпр-^ = Зру/аЛа-А = 3-54-0,8-3-^ = 218 г, ha ha
а с учетом преодоления сил трения в шарнирах составит: Р = 218 + + 0,1 Р = 218+21,8^240 г, что также находится в пределах, предусмотренных РСТ на клавишные механизмы гармоней, баянов и аккордеонов.
Тот же вариант, но при двухголосном усилении (рис. 81,в):
Р = Зрпр.А = ЗруМ-А = з.54-0,8.2-^^145 г. ha ha oZ,/
Одним из показателей качества инструмента является высота подъема клапана, которая также регламентируется РСТ РСФСР 81—72 на гармони, баяны и аккордеоны. От величины подъема клапана главным образом зависит объем воздуха, поступающего в камеру резонатора в единицу времени и вызываемого необходимостью увеличения и уменьшения силы звука.
Высота подъема средней точки клапана от деки должна быть не менее 5 мм. Как видно из схемы на рис. 80, она зависит от глубины опускания (хода) Н плеча рычага клавиши и соотношения плеч I и /ь Высота подъема h средней точки клапана определяется из соотношения:
— = — h = (27)
/ L I v
107
При глубине опускания клавиши для правого клавишного механизма баяна, равной Н = 5 мм, высота подъема средней точки клапана будет равна h = 5 — = 5,5 мм, т. е. в данном случае соотношение плеч клавиши выбрано правильно.
При всех случаях необходимо запроектировать такие соотношения -у-, чтобы при заданной РСТ величине Н обеспечивалась требуемая высота подъема клапана.
Рассмотрим способ определения высоты подъема средней точки клапанов баса п аккордов левого клавишного механизма,
Рис. 82. Схема взаиморасположения толкателей, сцепок, валиков и клапанов в механизме аккомпанемента баяна 61X120—II
например баяна 61X120 — II (незаемного действия), так как он несколько отличается от приведенного примера для правого механизма. Из рис. 82 видно, что высота подъема средней точки клапана баса h и клапана аккордов hi зависит от глубины опускания Н толкателей, глубины хода шарнирных стоек Hi и Н2, а также соотношений высот стоек /, Zi, Z4, Z5 и плеч рычагов клапанов /2, /з, /б, Z7.
Исходные данные: по РСТ РСФСР на гармони, баяны и аккордеоны глубина опускания толкателей Н = 6 мм, по практическим данным принимаем: 1= 17 мм, Zi=10,7 мм, /4= 19,2—25,2 мм в зависимости от ряда толкателей аккордов (для мажорных 19,2, для минорных 21,2, для септаккордов 23,2, для уменьшенных септаккордов 25,2), Z5=12 мм, |/г<=29,7 мм, Z3=19,3 мм, /б = 32,7 мм, /7= 18,4 мм.
Расчет высоты подъема средней точки клапана баса h. Глубина хода шарнирной стойки Hi определяется из отношения:
Я1 = ^ = 6-^ = 3177мм.
Ну ly I 17
108
Высота подъема средней точки клапана h определяется из отношения:
h l2 . , HYl2 3,77-29,7 с о
— = — , h = —— = --------------— = 5,8 мм,
н. 13 13 19,3
что соответствует нормативам указанных выше РСТ.
То же, для клапанов аккордов.
Глубина хода шарнирной стойки Н2 определяется из отношения:
— = —; Н2
я, ц
Высота подъема ношения:
Н1Ъ
средней
6-12
2,86 — 3,75 мм.
19,2 — 25,2
точки клапана определится из от-
hi _ /g .
Я2 /7 ’
< Яа/в 2,86-3,75-32-7 С1
hi=—^ = — --------!------=5,1—6,6 ММ
/7 18,4
что также соответствует нормативам.
ПРАКТИЧЕСКОЕ УПРАЖНЕНИЕ № 3
Задание. Вычертить кинематические схемы клавишных механизмов мелодии и аккомпанемента с расположением резонаторов в полукорпусах баянов и аккордеонов.
Цель упражнения.
1. Изучить содержание параметров технического задания на разработку конструкции язычкового музыкального инструмента (см. практическое упражнение № 2).
2. Усвоить последовательность конструирования клавишных механизмов.
3. Получить практические навыки в вычерчивании кинематических схем указанных механизмов с расположением резонаторов.
Последовательность работы.
Пользуясь установленной аппликатурой, унифицированными параметрами клавишных механизмов (см. с. ПО) и заданными условиями на проектирование, необходимо:
1. Начертить кинематические схемы правого клавишного механизма трехрядного баяна 61X120—II или пятирядного баяна 61X120—III-7 (второй вариант)
2. Начертить кинематические схемы левого клавишного механизма баяна 52X100—II с незаемным механизмом при четырехоктавном усилении или аккордеона 34X80—III-5 с заемным механизмом при пятиоктавном усилении (второй вариант).
3. Определить усилия нажима на кнопки (рычаги) и толкатели клавишных механизмов в соответствии с кинематическими схемами, предварительно приняв по практическим данным основные размеры рычагов клапанов и стоек валиков (см. рис. 80 и 82).
4. Определить высоту подъема средней точки клапанов мелодии и аккомпанемента для каждого ряда в отдельности.
5. Сопоставить полученные величины с аналогичными данными, предусмотренными РСТ РСФСР, и в случае необходимости произвести корректировку линейных размеров деталей и повторный расчет соответствующих величин, а также внести поправки в схемы.
§ 6. УНИФИКАЦИЯ КЛАВИШНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Значение унификации, т. е. установления единообразия формы и общности размеров деталей и узлов, применяемых в производстве, очень велико. Наибольший экономический эффект дает уни-
109
фикация при выпуске разных видов гармоней, баянов и аккордеонов.
Унификация деталей дает возможность:
сократить общее количество одноименных разнообразных деталей, находящихся в производстве;
сократить количество видов технологической оснастки (штампы, приспособления, фрезы и др.), необходимой для изготовления деталей;
организовать производство унифицированных механизмов наиболее совершенными методами на специализированных предприятиях для поставки их сборочным предприятиям;
снизить себестоимость механизмов, изготовляемых каждым предприятием в отдельности;
улучшить качество механизмов;
увеличить выпуск продукции на сборочных предприятиях.
Учитывая общность принципа действия клавишных механизмов, и особенно левых механизмов всех видов баянов и аккордеонов при конструировании, необходимо всегда применять унифицированные узлы, руководствуясь РСТ РСФСР как на готовые изделия, так и на механизмы гармоней, баянов и аккордеонов.
Предусмотренные в них оптимальные значения главных параметров этих механизмов, обеспечивающие наилучшие игровые качества инструментов, приведены ниже (в мм).
Правый механизм гармоней
Шаг клавиатуры в ряду.............................. 18—0,5
» клавиатурный между рядами..................... 20±0,5
Глубина опускания клавиши.......................... 6±0,5
Диаметр пуговицы (кнопки)....................... 15±1,0
Левый механизм гармоней
Шаг клавиатуры в ряду (между кнопками).......... 18±0,3
» » между рядами кнопок..................От 12 до 14
Глубина опускания толкателя (кнопки)............ 5+1
Диаметр кнопки.................................. 7,54-0,5
Длина кнопки...................................... 14±1,0
Правый механизм баянов
Шаг клавиатуры в ряду .................. 18—0,5
» » между рядами........................ 15,5±0,5
Глубина опускания клавиши....................... 5±0,5
Диаметр пуговицы (кнопки)....................... 14± 1,0
Превышение одного ряда пуговиц (кнопок) над другими .......................................... 5—0,5
Левый механизм баянов и аккордеонов
Шаг клавиатуры в ряду (между кнопками).......... 14,2±0,3
» » между рядами кнопок................. 10± 1,5
Глубина опускания толкателя (кнопки).............. 54-1,2
Диаметр кнопки ........... ..................... 7,5+0,5
Длина кнопки...................................... 14±1,0
Шаг клапанов на деке t ............................ 26±0,5
НО
Правый механизм аккордеонов
Шаг белых клавиш................................ 20±0,5
Ширина переднего конца белой клавиши............ 19,5±0,5
Длина » » » » одинаковая
для определенного вида аккордеонов............ 45—50±0,5
Ширина черной клавиши в основании............... 10±0,2
» » » в верхней игровой части 9±0,2
Расстояние между черными клавишами (минимальное) ........................................... 14,5
Глубина опускания белой клавиши................. 6±0,3
» » черной клавиши ................... 4,6±0,3
Превышение верхней игровой части черной клавиши над плоскостью белой клавиши.................... 6±1,0
Ширина промежутков между белыми и черными клавишами....................................... 0,5±0,2
Глава VI
МЕХ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО. РАСЧЕТ ОБЪЕМА МЕХОВОЙ КАМЕРЫ
Назначение и устройство. Мех предназначен для создания внутри инструмента давления или разрежения воздуха, при помощи которого приводятся в колебательное движение язычки. Количество необходимого воздуха обеспечивается правильным определением объема меховой камеры. При помощи меха правый и левый полукорпусы инструмента соединяются в одно целое.
Мех состоит из двух вертикальных и двух горизонтальных стенок, склеенных между собой. Стенки изготовляются из плотного картона или прессшпана. Переменный объем меховой камеры создается за счет складывания гофрированных стенок меха при сжиме и, наоборот, растягивания их при разжиме. Все четыре стенки приклеиваются одновременно к двум меховым рамкам, каждая из которых находится на противоположных концах меха. Предварительное соединение горизонтальных и вертикальных гофрированных стенок меха осуществляют наклеиванием полоски ткани на угол, образуемый между боринами соединяемых стенок (рис. 83,а).
Для создания эластичного шарнирного соединения пространство между впадинами борин в углах заклеивают прокладкой ромбовидной формы, изготовленной из воздухонепроницаемого материала, обычно из лайки (рис. 83,6).
Для большей прочности и лучшего внешнего вида всю поверхность меха оклеивают тканью (рис. 83,в).
Для предохранения углов меха от быстрого износа на них закрепляют металлические угольники (рис. 83,г). Наружные борины меха оклеивают полосками прочной ткани с нитроцеллюлозным покрытием (рис. 83, д).
111
Расчет объема меховой камеры. Как уже указывалось, от правильного определения объема меховой камеры во многом зависит качество язычкового инструмента, так как расходуемое количество воздуха в процессе возбуждения язычков должно восполняться действием меховой камеры. Если объем камеры окажется недостаточным для возмещения потерь воздуха при игре на инструменте, то давление в нем понизится, сила звучания уменьшится и исполнитель будет вынужден чаще, чем это допустимо, сжимать и разжимать мех. Такое «накачивание» инструмента очень утомляет исполнителя и свидетельствует о недостатке воздуха, необходимого для нормальной игры. Недостаток воздуха может возникнуть по двум причинам: излишний расход воздуха
и недостаточный объем меховой камеры.
Рис. 83. Схема соединения стенок меха:
1 и 2 — горизонтальная и вертикальная стенки меха; 3 —угловая связка из ткани; 4 — угловая связка ромбовидной формы из лайки; 5 и 6 — наклейки на стенки меха; 7 — угол металлический; 8 и 9— наклейки на борины меха
Выше уже были рассмотрены меры, необходимые для сокращения излишнего расхода воздуха (герметизация всех узлов инструмента, уменьшение порога возбуждения язычков, сокращение зазоров между язычками и стенками проема рамки и др.). Теоретического расчета объема меховой камеры в литературе нет. Поэтому при конструировании язычковых инструментов пользуются эмпирическими данными, заимствованными из практики. Эти данные были выработаны несколько десятков лет назад, когда изготовлялись главным образом двухголосные инструменты со средним диапазоном частот. В настоящее время, когда промышленность уже освоила выпуск трех- и четырехголосных баянов и аккордеонов, конструирование меховых камер для таких инструментов по эмпирическим данным не дает положительного результата. Это подтверждается тем, что ряд музыкантов указывает на недостаток воздуха в трехголосных баянах с регистровыми переключателями. То же можно сказать и о многоголосных аккордеонах.
Эти соображения делают целесообразной попытку теоретически обосновать определение объема меховой камеры язычкового инструмента.
Анализируя приведенные в литературе методы расчета воздуховодов пневмосистем (по модулю расхода, по методу эквивалентных отверстий и по методу сопротивлений), можно сделать вывод, 112
что применительно к нашим условиям более всего подходит расчет объема меховой камеры по методу эквивалентных отверстий.
Под эквивалентным отверстиегл воздуховода (или разветвленной системы воздуховодов) подразумевается отверстие, через которое в единицу времени при одинаковой разности давлений протекает то же количество воздуха, что и через отверстия меховой камеры, если бы оно было соединено непосредственно с атмосферой. Это количество воздуха при данной постоянной разности давлений будет зависеть от тех потерь энергии воздушным потоком, которые определяются наличием сопротивлений в каналах, сопротивлением в упругой среде (что имеет место при колебательном движении язычка) и потерей кинетической энергии при выходе воздуха из канала в атмосферу. Площадь эквивалентного отверстия выражается в квадратных метрах и обозначается обычно Fai. Зависимость между величиной эквивалентного отверстия канала, количеством протекающего по нему нормального объема воздуха при / = 20° С и нормальном атмосферном давление и необходимым для этого давлением определяется применительно к нашим условиям из следующих соотношений:
Н = (-2--Г
(28)
ИЛИ _
« = 240^Р. <29>
где Н — среднее избыточное давление, создаваемое исполнителем при сжатии растянутого меха, или величина вакуума при растяжении ее, мм вод. ст.;
Q — количество протекающего воздуха, м3/мин;
Га/ср пр — площадь эквивалентного отверстия (проема голосовой планки среднего сечения), м2;
h — количество одновременно звучащих язычков при нажатии играющим максимально возможного количества клавиш и толкателей.
Так как
где Vp —расчетный объем меховой камеры, м3;
t — время полного сжатия меха, мин (при условии непрерывного звучания язычков), то указанные выше соотношения могут быть преобразованы следующим образом:
/ V
//=(—-------1
W4p.npft/
или
Ур = 240//ЯЛГ.,рр пр.
5 Заказ № 1876
113
Отсюда
F \ Vp_ a‘cp- пр 240/ VH h
(30)
Поскольку в технической литературе вопросы определения со-
противления воздушным потокам в упругой среде, применительно к колебательному движению язычка не освещены, а оно, как ука-
зывалось выше, связано с величиной эквивалентного отверстия,
то для определения последнего стало необходимым проведение экспериментальных работ, которые и были осуществлены в лабо-
Рис. 84. Стенки меха в растянутом положении: b — глубина гофрирования; / — длина стенки меха
ратории ленинградской фабрики «Красный партизан».
В качестве образца был взят баян 52Х X 100—III хорошего качества с фактическим объемом Уф меховой камеры, равным 0,07 м3 (объем входных камер, расположенных в меховой камере не учитывался). Количество одновременно звучащих язычков было принято 30. Среднее давление, создаваемое при сжатии меха в процессе игры (возбуждения язычков), по манометру было равно /7 = 50 мм вод. ст. Время
полного сжатия меха при непрерывном звучании язычков составило 0,1 мин.
При указанных условиях определилось, что площадь эквивалентного отверстия Pal ср. пр ~0,00002 м2.
Эта величина может приниматься при определении объема меховой камеры язычкового инструмента любого типа.
Фактический объем камеры определяют из соотношения
(31)
где Ki — коэффициент герметизации (примерно 20% воздуха расходуется не на возбуждение язычков);
Кг— коэффициент полезного объема камеры (объем, занятый входными камерами, обычно учитывается в размере 3%). Если расчетный объем камеры определился в 0,06 м3, то, приняв рекомендованные данные, найдем, что
у 0,06 ф— 0,8 0,97
s 0,07 м3.
Зная объем меховой камеры, нетрудно определить и линейные величины меха, т. е. высоту, ширину и длину его в растянутом положении.
Так как мех, кроме выполнения функциональных задач, связывает также в одно целое правый и левый полукорпусы инструмента, то вполне очевидно, что высота и ширина его должны находиться в полном соответствии с высотой и шириной полукор
114
пуса. Иначе говоря, конструктору представлена возможность свободно варьировать лишь длину меха (рис. 84). Как видно из рисунка, длина камеры в растянутом положении определяется глубиной гофрирования Ь и числом борин. По практическим данным глубина гофрирования находится в пределах от 26 до 30 мм. При найденном объеме меховой камеры Уф^0,07 м3, высоте камеры 400 мм и ширине 190 мм длина ее в растянутом положении / = 960 мм. Приняв глубину гофрирования 6 = 30 мм, количество борин составит:
К = — = — =16, 2Ь 2-30
что соответствует техническим условиям на готовые инструменты. Из приведенного расчета можно сделать два вывода:
а) для трех- и четырехголосных инструментов, где количество одновременно звучащих язычков составляет 25 и более, объем меховой камеры должен быть значительно больше, чем для двухголосных инструментов;
б) увеличение объема меховой камеры при определившихся габаритных размерах корпуса достигается увеличением глубины гофрирования и количества борин меха.
§ 2. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ ПОДАЧА ВОЗДУХА, ПРИМЕНЯЕМАЯ
В НЕКОТОРЫХ ЯЗЫЧКОВЫХ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТАХ
Известно, что каждая голосовая планка имеет два язычка, один из которых работает при разжиме меховой камеры, другой — при сжиме. Неоднократно проводились попытки создать такую конструкцию баяна или аккордеона, в котором каждый язычок работал бы как при сжиме, так и при разжиме меховой камеры. Эта задача принципиально разрешима, однако конструкция такого инструмента усложняется, качество же звучания его значительно ухудшается.
Уменьшить в два раза количество язычков в музыкальном инструменте можно также подачей воздуха к голосовым планкам в одном направлении. Обычно это осуществляется с помощью двух мехов или электрифицированной пневматической установки, работающей по принципу пылесоса. Конструкция наиболее распространенной воздуходувки органолы «Волна» показана схематично на рис. 85.
Цилиндр воздуходувки имеет отверстие на дне, через которое герметичная камера 3 органолы сообщается с атмосферой. Через это отверстие крылатка отсасывает из камеры воздух, создавая вакуум. Электродвигатель должен быть высокооборотным (8— 12 тыс. об/мин) и по возможности бесшумным. Силу звучания можно регулировать за счет изменения давления воздуха в камере. Это достигается увеличением или уменьшением скорости вращения электродвигателя, а также изменением сечения отверстия, соединяющего пространство герметичной камеры с атмосфе
5*
115
рой. Недостатком первого способа является инерционность: с изменением напряжения питания электродвигатель не сразу изменяет скорость вращения, отсюда быстрые переходы от forte к piano, и наоборот, невозможны. Преимущество заключается в том, что электродвигатель работает чаще с малой нагрузкой, развивая максимальные обороты только при необходимости в увеличении силы звука.
Рис. 85. Пневматическая установка:
1 — клапан; 2 — планка голосовая; 3 — герметичная камера; 4 — электродвигатель; 5 — крылатка; 6 — цилиндр
Во втором способе подкупает простота регулировки: заслонка изменяет сечение отверстия. Возможно быстрое изменение давления воздуха в камере. Однако максимальная скорость вращения электродвигателя в этом случае должна быть постоянной, а это создает большой шум, мешающий при игре piano. Таким образом, при механизированной подаче воздуха значительно сокращается физическая нагрузка музыканта, вдвойне уменьшается количество язычков музыкального инструмента, сокращаются размеры голосовых планок, отпадает необходимость в применении лайковых клапанов к язычкам.
Глава VII
ФУТЛЯРЫ И АРМАТУРА ЯЗЫЧКОВЫХ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Футляры гармоней, баянов и аккордеонов служат для хранения и транспортировки этих инструментов. Они должны быть максимально легкими и прочными. Внутренние размеры футляров устанавливают с таким расчетом, чтобы музыкальные инструменты вкладывались в них и вынимались без затруднений. В то же время не рекомендуется делать футляры слишком просторными, так как
116
при перемещении внутри их инструменты могут получить царапины и потертости в процессе переноски или перевозки. Для обеспечения длительной сохранности полированной поверхности инструментов футляры внутри оклеивают мягкой тканью, помещая иногда между тканью и стенками дополнительные мягкие прокладки. Зазор между стенками футляра (жесткого) и поверхностью музыкального инструмента не должен превышать 1 см. Наружное покрытие футляров для гармоней, баянов и аккордеонов должно быть прочным, из материала, не подвергающегося быстрому износу при транспортировке.
Форма футляров чаще всего имеет сходство с формой тех инструментов, которые в них помещаются, но иногда их делают простыми прямоугольными, независимо от формы инструмента. Материалом для изготовления футляров служит фанера или плотный картон толщиной 1,5—2 мм. Места соединения стенок склеивают или прошивают прочными нитками, если позволяет толщина применяемого материала. При изготовлении футляров из клееной фанеры толщиной 3—4 мм стенки соединяют при помощи шипов или сухарей. Внешнюю поверхность футляров оклеивают тканью с нитроцеллюлозным покрытием или техническим коленкором. При использовании материала, имеющего декоративное покрытие (например, нитрокрашеный картон), поверхность футляра не оклеивают. Для увеличения прочности к углам футляров снаружи прикрепляют металлические уголки. Крышка соединена с футляром металлическими петлями. Замки и ручки применяются стандартные, чемоданного типа.
К арматуре гармоней, баянов и аккордеонов принято относить следующие узлы и детали:
ремни правого и левого полукорпусов вместе с металлическими деталями, предназначенными для их крепления и регулировки длины;
застежки меха;
углы металлические для меха;
подставки или опоры левой сетки;
крепеж (штифты, угольники, пластинки и др.).
Гармони имеют два ремня. Правый прикреплен к двум стенкам полукорпуса мелодии, левый — к полукорпусу аккомпанемента.
Ремни гармоней, баянов и аккордеонов служат для поддержания инструмента в положении, предназначенном для игры; кроме того, при помощи левого ремня производится работа мехом п рука исполнителя поддерживается непосредственно около левого полукорпуса в положении, удобном для игры.
Для регулировки длины правый ремень составлен из двух частей, соединяемых пряжкой, прикрепленной на конце одного из ремней. На конце ремня пробиты отверстия. Свободные концы обоих ремней прикреплены к полукорпусу металлическими скобами. Ремни изготовляют из кожи или кожзаменителей с подкладками из сукна, лайки или технических тканей темных тонов. Подкладка ремней прошита прочными нитками машинной строчкой
117
в два ряда. Перед прошивкой боковые кромки подкладок подгибают. При двух наплечных ремнях (правых) к концам каждого ремня пришивают или прикрепляют другим способом по одной пряжке и кожаному гарту, при помощи которых ремень соединяется с металлическими скобами.
Скоба представляет собой согнутый в виде буквы П отрезок стальной проволоки толщиной 2,5—3,0 мм, прикрепленный к металлической пластинке. Для соединения скобы с корпусом в пла-
стинке просверлены два или три отверстия, раззенкованные под шурупы. Скоба полируется и покрывается антикоррозионным и
декоративным слоем металла так же, как и другие наружные де-
тали арматуры.
Наиболее надежной следует считать скобу ремней, изображенную на рис. 86. Пластина отсутствует, концы петли имеют резьбу.
Рис. 86. Скоба правых ремней:
1 — петля; 2 — стенка корпуса
Петля прочно соединена с полукорпусом гайками.
Для более удобного держания инструмента при игре, а также чтобы иметь возможность играть всеми пятью пальцами правой руки, баян снабжают двумя наплечными ремнями. Аккордеоны имеют по два наплеч-
ных ремня, независимо от их конст-
рукции и величины диапазона.
Левый ремень располагается вдоль наружной стороны левого полукорпуса и соединяется с ним различными способами. Наиболее простой способ показан на рис. 87, а. Концы ремня привинчены шурупами к нижней и верхней стенкам. Для придания большей прочности соединению концы ремня прижимают прямоугольными металлическими планками с двумя отверстиями в каждой, через которые проходят шурупы. Пластинки никелируют или хромируют, после чего глянцуют. На верхней планке крепления ремня иногда гравируют наименование предприятия-изготовителя. Но такой способ крепления левого ремня недостаточно совершенен.
На рис. 87, б изображена схема крепления ремня, один конец которого может передвигаться. После установки ремня на нужную длину верхний конец его накладывается на зубчатую пластинку, находящуюся между двумя винтами. Сверху устанавливается гладкая пластинка и прижимается двумя круглыми гайками. Таким образом, ремень, прижатый к зубцам нижней пластинки, прочно удерживается от перемещения во всех направлениях. Второй ко-
нец ремня укрепляется постоянно при помощи винтов или шу-
рупов.
Место крепления может быть расположено как с наружной, так и с внутренней стороны корпуса (рис. 87, г).
Наибольшее распространение получило устройство для регулирования длины левого ремня при помощи резьбового стержня 4 и специальной гайки 5 (рис. 87, в). Гайку или регулировочное колесо на большинстве предприятий изготовляют из пластмассы литьем
118
под давлением или прессованием. Резьбу нарезают после отливки пли образуют в процессе литья в литьевой форме с винтовым стержнем внутри. Обычно в центре колеса армируют при отливе металлическую гайку с кольцевым пазом на одной из ее сторон.
При угольника 6, привинченного корпуса. Для удобства поворачивания колеса цилиндрическая поверхность его имеет мелкие зубцы. Конец ремня 1 шарнирно соединен металлической скобой 2 и осью 3 с резьбовым стержнем, ввинченным в гайку колеса. Для уменьшения длины ремня гайку навинчивают на стержень поворотом той части колеса, которая выступает над поверхностью полукорпуса. Вращением колеса в обратную
помощи этого паза колесо может вращаться в отверстии шурупами к деревянному бруску 7
Q
сторону ремень удлиняется.
Для предохранения меха от самопроизвольного растяжения служат застежки. Один конец застежки привинчен около меховой рамки к левому полукорпусу шурупом или болтом с выпуклой полированной шайбой сверху. На другом конце ее укрепляют верхнюю часть кнопки. Нижнюю часть кнопки (шар) привинчивают к горизонтальной стенке правого полукорпуса. Чтобы мех был в сжатом
Рис. 87. Способы крепления левого ремня:
состоянии, достаточно застегнуть кнопку. На мех баяна или аккордеона устанавливают две застежки — по имеют застежки на боковых
/ — ремень; 2 — металлическая скобка; 3 — ось; 4 — стержень; 5 — гайка; 5 —угольник; 7 — деревянный брусок
одной сверху и снизу. Гармони часто сторонах меха. Материалом для за
стежки служит кожа или кожзаменитель с подклейкой из сукна или лайки. Иногда применяют застежки в виде металлических цепочек, сплетенных из проволоки. Встречаются инструменты, имеющие внутренние застежки меха в виде крючков, действующих от системы рычагов. Рычаги передают движение застежке при помощи кнопки или поворотной планки, вынесенных на внешнюю поверхность корпуса или сетку.
119
К арматуре относятся также металлические углы меха, которые служат для увеличения прочности и предохранения инструмента от повреждений, возникающих в процессе эксплуатации.
Боковые кромки углов меха имеют зубцы, которые при обжиме проникают в борины, обеспечивая большую прочность соединения.
Подставки или опоры левой сетки могут быть различными по форме и конструкции. Предназначены они для установки инструмента в устойчивом положении (вверх грифом).
Часто опоры делают в виде деревянных брусков, оклеенных целлулоидом под цвет корпуса. Бруски привинчивают сверху и снизу сетки шурупами. В средней части каждого бруска имеется углубление для ремня. Встречаются подставки, изготовленные в виде колпачков из целлулоида, шашек из пластмассы или резины, привинчиваемые к сетке в ее углах. Однако наиболее удачной следует считать такую конструкцию опоры, которая образуется вытяжкой из материала металлической левой сетки. Эта опора представляет собой выступ овальной формы высотой до 10 мм.
К деталям арматуры относятся также различные штифты, угольники, пластинки и скобки, применяемые для крепления отдельных деталей и узлов, а также всевозможные детали украшений, располагаемых на внешней поверхности корпуса инструмента и сеток.
Глава VIII
УСТРОЙСТВА ДЛЯ АДАПТИРОВАНИЯ И УСИЛЕНИЯ ЗВУКА
Электрические музыкальные инструменты — это инструменты, использующие электрическую энергию для воспроизведения звуков.
Электромузыкальные инструменты можно разделить на две группы. К первой группе относятся так называемые адаптеризо-ванные музыкальные инструменты, в которых колебания возбуждаются путем удара или щипка на струне, возбуждением язычка потоком воздуха и т. д. Эти механические колебания воспринимаются специальными устройствами, известными под названием адаптеров. Адаптеры трансформируют механические колебания в электрические. Затем электрические колебания усиливаются обычными радиотехническими средствами и при помощи репродукторов превращаются в музыкальные звуки.
Адаптирование музыкальных инструментов позволяет изменять в широком диапазоне громкость звуков, издаваемых обычными музыкальными инструментами. Это достигается регулированием усиления, которое может дать усилитель. Адаптированные музыкальные инструменты позволяют изменять тембр, свойственный аналогичному простому (акустическому) музыкальному инструменту.
Играют на адаптированных инструментах так же, как на обычных инструментах. Для преобразования механических колебаний язычков в электрические колебания звуковой частоты обычно ис
120
пользуется электромагнитный принцип, который заключается в том, что вблизи стального язычка располагается небольшой магнит, несущий на себе обмотку — катушку.
При колебаниях язычка вблизи от магнита изменяется величина магнитного потока, пронизывающего витки катушки, вследствие чего в катушке индуцируется переменная электродвижущая сила. Получаемые таким образом электрические колебания соответствуют по частоте колебаниям язычка.
Электрическая отдача звукоснимателей невелика. Электрические колебания необходимо усилить. Для этого служит усилитель низкой частоты. Усилитель представляет собой устройство, увеличивающее мощность поступающего от звукоснимателя сигнала за счет энергии постороннего источника. Наибольшее распространение получили ламповые и полупроводниковые усилители напряжения и мощности колебаний электрического тока различных частот звукового диапазона. К усилителю, так же как и звукоснимателю, предъявляются особые требования: стабильность частотной характеристики по всему диапазону, форма выходного сигнала, минимум искажений, а также сохранение тембровой окраски звука. Те же требования предъявляются и к устройствам, воспроизводящим звуковые сигналы после усиления. Система из нескольких динамиков, смонтированных в одном или нескольких ящиках, называется акустической колонкой. Электродинамические громкоговорители подбираются в колонки в зависимости от необходимой суммарной мощности, а также по частотным характеристикам. Наиболее распространенные усилительные установки имеют мощность от 5 до 50 Вт.
Тембр звучания электромузыкальных инструментов можно изменять в значительных пределах.
Как известно, тембр или окраска звука зависит от многих факторов. На тембр оказывают влияние состав гармоник, их число, сравнительная величина их амплитуд, присутствие или отсутствие каких-либо из призвуков (обертонов) гармонического ряда, наличие негармонических призвуков. На тембр влияет также атака звука — мягкая или жесткая; тембр зависит от характера затухания— медленного или быстрого, от характера протекания установившегося режима звуковых колебаний: на тембр можно дополнительно воздействовать колебаниями частоты звука (эффект вибрато), искусственным уменьшением или увеличением реверберации, октавными удвоениями данного звука (связь звуков октавами). Наконец, тембр изменяется от эффекта сурдины — легкого приглушения звука, широко применяемого во многих музыкальных инструментах.
Наиболее употребительными являются два способа управления тембров — гармонический и формантный. Первый способ состоит в подчеркивании или ослаблении заранее заданных гармоник из числа входящих в состав звука.
При гармоническом способе спектр звука оказывается постоянным по всему диапазону инструмента. Звучание приобретает один
121
какой-либо характерный тембр. Например, выпадение четных гармоник придает звуку характер звучания кларнета.
При втором происходит подчеркивание гармоник в сравнительно узкой части звукового спектра. Для этого в цепь усилителя электрических колебаний, который составляет неотъемлемую часть всякого электромузыкального инструмента, вводится дополнительный резонансный контур, настроенный на узкую полосу частот.
Такой усилитель, усиливая изменяющиеся по высоте тона, выделяет в звуке порядковые гармоники, заключенные внутри узкой полосы частот.
Включением ряда таких резонансных контуров, настроенных на различные частоты, исполнитель может придавать звукам электроинструмента характерный тембр, имитирующий тембр того или иного музыкального инструмента. Например, включение резонансного контура, настроенного на частоту 500 Гц, дает впечатление звучания фагота, а при включении контура, настроенного на частоту 1000 Гц, получается тембр габоя.
Ко второй группе электромузыкальных инструментов относятся инструменты, у которых в качестве источника звуковых колебаний служат электронные лампы или полупроводниковые устройства — транзисторы, работающие в режиме генерации электрических колебаний. Рассмотрение особенностей этих электромузыкальных инструментов не входит в задачу настоящего учебного пособия.
Глава IX
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЯЗЫЧКОВЫХ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ ЗАРУБЕЖНЫХ ФИРМ
В производстве язычковых музыкальных инструментов зарубежных фирм все большее внимание уделяется легкости и надежности работы механизмов баянов и аккордеонов, долговечности их эксплуатации, улучшению качества звучания.
Многоголосность, наличие тембровых камер и разнообразие сочетаний стало обычным для большинства выпускаемых моделей.
Сложные музыкальные инструменты, предназначавшиеся ранее только для высококвалифицированных музыкантов, появляются на прилавках магазинов наравне с рядовыми. Увеличение сбыта продукции как капиталистических стран, так и социалистических неразрывно связано с улучшением качества изделий.
Значительно расширяется применение пластмасс и синтетических материалов в баянах и аккордеонах иностранных фирм. Входные камеры отливаются на термопластавтоматах вместе с розетками и перегородками. Изготовление из пластмасс таких деталей, как накладки басовой клавиатуры, пластины переключателей регистров, кронштейны, рычаги и втулки, не только улучшает качество изделий, но и уменьшает их себестоимость.
В практике зарубежных фирм были неоднократные попытки замены такого дефицитного натурального материала, как лайка.
122
Рис. 88. Голосовая планка, рамка которой изготовлена методом литья:
/ — рамка; 2 —язычок; 3 — заклепка
В местах герметизирующих прокладок лайку успешно заменили мелкопористой резиной. Но замена лайковых голосовых клапанов пластинками из синтетических материалов оказалась неудачной.
Значительное распространение получили пятиголосные аккордеоны, выпускаемые в ФРГ фирмой «Хонер» и в ГДР «Вольтмей-стер». Эти инструменты могут иметь как кнопочную клавиатуру мелодии, так и рояльного типа. Они предназначены в ^первую очередь для музыкантов-профессионалов и качеством звучания и четкостью работы механизмов.
Голосовые планки таких музыкальных инструментов имеют некоторые -с особенности конструкции, являющиеся Ч весьма существенными. Рамки голосовых планок крупных размеров изготавливаются литьем из алюминиевых сплавов. Так, в производстве итальянской фирмы «Паоло Сопрани» алюминий расплавляется в тиглях на горне. Расплавленный металл заливают в ме-
таллические разъемные формы. После затвердевания отливки форму разъединяют, рамки извлекают из гнезд и подвергают дальнейшей обработке. Процесс довольно трудоемкий, но, по мнению многих итальянских специалистов, только он обеспечивает высокое качество планок и минимальную деформацию металла в процессе старения в отличие от более прогрессивного литья под давлением на специальных литьевых машинах.
Литье помогает получить рамки басовых планок переменного сечения по толщине (рис. 88).
Как видно из рисунка, толщина рамки увеличивается в ту сторону, где размещаются концы язычков. При колебании каждый из них, отклонившись внутрь проема, не выйдет за плоскость рамки, а поэтому расход воздуха у баяна или аккордеона с такими планками резко со
кращается. Кроме того, при большой толщине рамок ширину проемов необходимо увеличить к плоскости выхода язычка, т. е. создать так называемый «разнопол» во избежание зацепления язычка за стенку проема при отклонении его внутрь. При штамповке проемов значительного расширения проема получить нельзя. При литье это достигается легко: стержни шприцформы, оформляющие проемы в рамке, изготавливаются с уклонами. В то же время эти клинообразные стержни облегчают съем отливки из гнезд формы.
Язычки с рамкой соединяются заклепками, имеющими своеобразную форму (рис. 89). Ступенчатость стержня заклепки умень
2
Рис. 89. Заклепка ступенчатая:
/ — заклепка; 2 — расположение рамки; 3 — место язычка
123
шает деформацию рамки при расклепывании конца стержня, так как более тонкий конец, раздаваясь, заполняет отверстие язычка, находясь как бы на наковальне толстой части стержня. При этом стержень, находящийся в теле рамки, почти не раздается и ширина проема рамки не увеличивается.
Встречается и другой способ приклепывания язычков. Заклепку с увеличенным по сравнению с обычными диаметром головки устанавливают в рамку головкой со стороны язычка. Увеличенная головка прочно прижимает пятку язычка к рамке, а стержень за-
клепки расклепывают не со стороны язычка, а со стороны рамки. При изготовлении голосовых планок для высококачественных
музыкальных инструментов язычки проходят дополнительную опе-
рацию перед приклепыванием — это пуклевка — придание пятке язычка вогнутой формы (рис. 90). В этом случае при прижиме
Рис. 90. Способ приклепки язычков:
1 — язычок; 2 —рамка;
3 — заклепка
пятки шляпкой заклепки кромки язычка как бы впиваются в тело алюминиевой рамки и заклепка расклепывается. При этом прочность приклепки значительно увеличивается, что способствует стабильности работы язычка.
Язычки производства итальянских фирм отличаются шириной пяток, толщиной стали, из которой изготавливаются эти язычки; приклепывание производится с помощью мощной заклепки большого диаметра. И это делается не случайно. Частота колебания язычка зависит от егсг длины. При расчете и изготовлении язычка считают, что его рабочая (колеблю-
щаяся) часть равна I (см. рис. 88). Однако при узкой пятке язычка,
недостаточной толщине стали и слабой заклепке язычок при сильном давлении воздуха начинает вибрировать уже от самой заклепки до конца, т. е. длиной L, и частота его колебания изме
нится, хотя при слабом давлении воздушной струи работает только часть его Ч и язычок сохраняет заданный тон. Это свойство голосовых планок чаще всего и является причиной нестабиль-
ности частоты звука музыкального инструмента на разных режимах давления воздуха.
Для предохранения планок от коррозии во время транспортировки и хранения на складах в каждый пакет при упаковке вкладывается лист бумаги, пропитанный влагопоглощающим веществом. Это мероприятие надежно предохраняет язычки от ржавления продолжительное время.
Механизмы клавиатуры и переключатели регистров в современных аккордеонах и баянах иностранных фирм имеют элементы, обеспечивающие снижение шума при работе этих механизмов. К ним относятся специальные материалы при изготовлении деталей, мягкие прокладки, замена металлов пластмассами.
Итальянская фирма «Титано Виктория» (гор. Кастельфидардо) является достаточно механизированным современным предприятием по выпуску аккордеонов. В производстве уделяется большое
124
внимание созданию бесшумных механизмов. Для предотвращения стука кнопок басового механизма в отверстиях клавиатурной накладки применяют мягкую прокладку (рис. 91) из кожи, сукна или эластичной пластмассы, которую и приклеивают либо с внутренней стороны клавиатурной накладки, либо внутри нее. Отверстия в прокладке имеют меньшие диаметры, чем отверстия в басовой накладке, поэтому кнопки при работе механизма не касаются стенок отверстий накладки и не стучат. На некоторые металлические детали надевают трубки, изготовленные из эластичных видов пластмассы. Пластины переключателей регистров и многие другие
детали механизмов изготавливаются из пластмасс.
Для амортизационных прокладок клапанов правых и левых механизмов применяют мягкий высококачественный фильц, равномерный по толщине.
Все это заметно снижает шум работающих механизмов, мешающий при исполнении музыкальных произведений. Высококачественный фильц, применяемый для прокладок под клапаны, а также другие прокладки, изготовленные из синтетических материалов, значительно улучшают общую гер
Рис. 91. Установка кнопки с прокладкой: / — кнопка; 2 —толкатель; 3 —прокладка; 4 — накладка
метичность инструментов.
Некоторые металлические детали и узлы (деки, решетки и т. д.) аккордеонов и баянов оклеивают с одной
стороны древесным шпоном (орех, красное дерево). Это смягчает тембр звучания музыкального инст-
румента и улучшает внешний вид.
Применяются также существенные меры к обеспечению безотказности и долговечности работы всех механизмов. Втулки, служащие подшипниками, изготавливают из антифрикционных материалов (бронза, латунь, капрон). Гнезда различных посадочных мест изготавливают из специальных пластмасс, обеспечивающих легкое
скольжение деталей и не изменяющих своих свойств при изменении атмосферных условий.
На большинстве предприятий зарубежных фирм искусственную сушку древесины не применяют. Продолжительность вы-
держки древесины в заготовках в естественных условиях до запуска в производство составляет не менее Трех лет.
Перед продажей готовые музыкальные инструменты подвергают на некоторых предприятиях («Паоло Сопрани») выдержке в течение 4—6 месяцев в специальных шкафах, после чего каждый музыкальный инструмент снова подвергают тщательной проверке, т. е. проверяют легкость работы всех деталей механизмов правой и левой клавиатур и переключателей регистров, правильность настройки всего звукового диапазона, герметичность всех соединений, внешнюю отделку. Замеченные неисправности устраняют.
125
Некоторые из указанных элементов конструкции и технологии получили начало в России, однако широкого распространения в отечественной промышленности пока не имеют.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (К ПЕРВОМУ РАЗДЕЛУ)
1. Сущность принципа классификации музыкальных инструментов.
2. Музыкальные инструменты, относящиеся к группе язычковых.
3. Краткая схема звуковозбуждения язычковых инструментов.
4. Разновидности современных типов гармоней, баянов и аккордеонов.
5. Краткое конструктивное устройство язычкового музыкального инструмента.
6. Особенности правого клавишного механизма гармони, баяна и аккордеона.
7. Разновидности левых клавишных механизмов язычковых инструментов.
8. Назначение регистровых механизмов.
9. Детали основного узла звукообразования и предъявляемые к нему требования.
10. Основные методы расчета деталей узла звукообразования и их практическое значение.
11. Требования к материалам, применяемым для изготовления язычков и рамок.
12. Виды зазоров между кромками язычка и гранями проемов рамок и методы их определения.
13. Факторы, способствующие уменьшению порогов возбуждения язычков.
14. Основные требования, предъявляемые к звуковым характеристикам язычковых музыкальных инструментов.
15. Сущность унификации размеров язычков и рамок.
16. Определение количества голосовых планок по номерам и тонам для баяна 52X100—11.
17. Назначение, устройство и конструктивные особенности входных камер.
18. Принципиальные конструктивные различия входных камер двух-, трех- и четырехголосного усиления; материалы, применяемые для их изготовления.
19. Основные принципы конструирования входных камер с целью обеспечения оптимальных условий звукообразования.
20. Акустический расчет входных камер и его практическое значение.
21. Преимущества и недостатки входных камер с фрезерованными или склей-ными камерами.
22. Составные части корпуса язычкового музыкального инструмента и их назначение; материалы, применяемые для изготовления отдельных деталей корпуса.
23. Краткая схема определения габаритных размеров корпуса баяна и аккордеона.
24. Конструктивные различия грифов баяна и аккордеона.
25. Роль деки язычкового музыкального инструмента, разновидности деки и особенности их расположения в корпусе.
26. Преимущества инструментов с четырех- и пятирядным правым клавишным механизмом. Аппликатура и клавиатурный шаг.
27. Конструктивные особенности механизмов аккомпанемента заемного и незаемного действия; их недостатки и преимущества; материалы, применяемые для изготовления основных деталей механизмов.
28. Характеристики инструментов с готовыми и выборными аккордами.
29. Конструктивные особенности механизма аккомпанемента с готово-выборными аккордами.
30. Основные унифицированные параметры правых и левых клавишных механизмов гармоней, баянов и аккордеонов.
31. Составить схемы сборки мажорных, минорных и доминантсептаккордов.
32. Сущность конструкции регистрового механизма полуавтоматического действия.
33. Изменение диапазона и тембра инструмента при пользовании регистровым механизмом.
34. Начертить схему левого клавишного механизма баяна или аккордеона и определить статическое сопротивление клавиатуры и высоту подъема средней точки клапанов.
35. Конструктивные особенности меха; методика определения объема меха.
36. Детали, относящиеся к арматуре язычковых музыкальных инструментов
126
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА язычковых МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Современный баян или аккордеон состоит из 3000—4000 деталей.
Номенклатура материалов, применяющихся для изготовления язычковых инструментов, очень обширна. По значимости наибольший удельный вес имеют металлы, а по объему — древесина. Предприятие, изготовляющее инструменты по полному циклу, представляет собой сложный комплекс отдельных производств, значительно отличающихся друг от друга по роду обрабатываемых материалов и характеру технологического процесса. Значительное место занимают металлообрабатывающие участки, требующие применения как типового, так и специального оборудования и рабочих — резчиков, штамповщиков, сварщиков, шлифовщиков, строгальщиков, клепальщиков, гальваников и других специальностей, обычных для металлообрабатывающих предприятий. Эти участки заняты изготовлением голосовых планок и клавишных механизмов из стали, алюминия, латуни, пластических масс и других материалов.
Резко отличаются от металлообрабатывающих участки деревообрабатывающего характера, где наряду с типовым применяется также и специальное технологическое оборудование. Квалификации рабочих на этих участках — обычные для деревообрабатывающих предприятий (станочники, столяры, полировщики и др.). На деревообрабатывающих участках производят первичный раскрой пиломатериалов и фанеры, повторную механическую обработку деталей, склеивание узлов и отделочные работы (лакирование, полирование, оклеивание целлулоидом).
Особо выделяются участки сборки клавишных механизмов и мехов, монтажа голосовых планок на входные камеры, настройки и окончательной сборки инструментов.
Эти работы имеют специфический характер и требуют особой квалификации рабочих.
Предприятия, изготовляющие язычковые музыкальные инструменты по полному циклу, технически нецелесообразны. За последние годы развитие производства язычковых инструментов в СССР строится на основе специализации.
Так, в 1971 г. из 21 предприятия, занятого выпуском гармоней, баянов и аккордеонов, голосовые планки производили только 5 предприятий, а клавишные механизмы—14 предприятий. Даль
127
нейшая специализация должна развиваться в направлении всемерной концентрации производства клавишных механизмов и арматуры, а также организации предприятий по выпуску полуфабрикатов из пластических масс, древесины и организации сугубо сборочных предприятий.
Большие технико-экономические преимущества имеют предприятия, специализированные также и по виду выпускаемых изделий.
Одному предприятию целесообразно поручить выпуск не более двух видов баянов, другому — стольких же видов аккордеонов или гармоней. Такие предприятия не только будут способствовать снижению стоимости изделий, но смогут часто и в более короткие сроки перестраивать производство на выпуск новых, более совершенных моделей инструментов.
Целесообразность такой предметной специализации при наличии в СССР сравнительно большого числа предприятий, занятых выпуском однотипных инструментов, очевидна.
Глава I
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГОЛОСОВЫХ ПЛАНОК
Изготовление голосовых планок, т. е. рамок с язычками, представляющих собой главные и наиболее трудоемкие узлы язычковых музыкальных инструментов, сосредоточивается в условиях массового производства либо на специальном предприятии, либо в специализированном цехе, называемом обычно планочным, в котором технологический процесс построен комплексно, начиная с раскроя материалов и кончая предварительной настройкой голосовых планок.
По характеру технологических операций и их последовательности планочный цех делится на ряд отделений: штамповочно-заготовительное— для раскроя листов на полосы, штамповки и строжки рамок, а также запрессовки в отверстия рамок специальных заклепок, шлифовочное — для шлифовки язычков по тону (черновая настройка) в широкой ленте с последующей их выштамповкой; приклепочное — для насадки язычков на заклепку и приклепку; настроечное — для предварительной настройки язычков; комплектовочное — для подбора голосовых планок в комплекты для соответствующих типов инструментов.
Кроме перечисленных основных отделений, в состав планочного цеха должно также входить вспомогательное ремонтно-инструментальное отделение, где оборудование и режущий инструмент обслуживаются текущим ремонтом.
§ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Уровень механизированных работ при старом кустарном способе изготовления голосовых планок составлял менее 5% от общего объема трудозатрат. Характерной особенностью такого про
128
цесса было применение так называемых цельных планок с 24 и более язычками в каждой в отличие от применяемых в настоящее время кусковых планок с двумя язычками. Для изготовления рамок применялись металлы (дюралюминий, латунь, цинк) почти вне зависимости от их механических свойств, так как при ручной доводке (прочистке) проемов эти свойства не оказывали заметного влияния на чистоту и точность обработки. Технологический процесс изготовления рамки цельной планки протекает в определенной последовательности:
резка листов на полосы на ручных или роликовых ножницах; вырубка рамки по контуру, пробивка проемов в ней на приводных или ручных прессах и правка рамки;
сверление отверстий для заклепок, зачистка проемов напильником;
шлифование наждачной шкуркой или напильником.
Язычки изготовляли из узкой стальной ленты, по ширине равной основанию язычка. В настоящее время язычки изготовляют из широкой металлической ленты, кратной по ширине основанию язычка (кратность от 15 до 25).
Процесс изготовления язычков протекает в такой последовательности:
резка заготовок, кратных по длине язычка, гильотинным ножом; грубая штамповка по контуру на ручных прессах;
доводка с пригонкой язычков к каждому проему рамки в отдельности при помощи напильника;
опиловка плоскости язычка напильником для придания профиля и тона;
пробивка вручную отверстия в основании язычка.
Соединяя рамку с язычками, в ее зачищенные проемы вводят пригнанные язычки, в отверстия рамки и язычков молотком вбивают заклепки, которые затем расклепывают.
Существенный недостаток такого процесса изготовления голосовых планок заключался в низком уровне механизированных работ, значительной трудоемкости и высокой стоимости комплекта голосовых планок и низком качестве голосовых планок при массовом их изготовлении.
Основным условием однородной и качественной продукции в массовом производстве является механизированное изготовление рамок и язычков с высокой степенью точности и чистоты (без какой-либо последующей доводки). Точность изготовления деталей должна соответствовать 2—5-му классам по ГОСТ 7713—62, а чистота обработки — 6—9-му классам по ГОСТ 2789—59.
Внедрение в производство нового, коренным образом усовершенствованного технологического процесса изготовления голосовых планок осуществлено в СССР в 1950—1952 гг. на базе применения высокопроизводительного специального оборудования. Процесс предусматривает: полное механизированное изготовление рамок (включая запрессовку заклепок), полуавтоматическое шлифование язычков с одновременным приданием им окончательного
129
профиля и черновой настройки, точную штамповку язычков по контуру после шлифования с одновременной пробивкой отверстия для заклепок, механизированную приклепку язычков к рамке и механизированную предварительную настройку язычков.
§ 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАМОК И ЯЗЫЧКОВ
Материал, пригодный для изготовления рамок, должен обладать прочностью, достаточной для сопротивления действующим на рамку усилиям в процессе штамповки проемов, строжки плоскостей и приклепывания к ней язычков; обрабатываемостью, обеспечивающей получение заданной точности и чистоты обработки при штамповке проемов без доводки, и устойчивостью против химического воздействия, т. е. стойкостью против коррозии.
Этим требованиям, хотя и в разной степени, отвечают алюминий и его сплавы, латунь, цинк и низкоуглеродистая сталь.
До появления промышленного производства алюминия и его сплавов монопольное положение среди материалов для изготовления рамок занимала латунь. Редко применялись цинк и особенно низкоуглеродистая сталь, которая требует обязательного антикоррозионного покрытия.
В настоящее время основным материалом для изготовления рамок стал алюминий и его сплавы благодаря малому удельному весу при достаточно высоких механических свойствах по сравнению с удельным весом и механическими свойствами латуни. Это должно приниматься во внимание еще и потому, что за последние годы внедряются в производство трех- и четырехголосные инструменты, имеющие дополнительное количество голосовых планок, масса которых составляет в среднем до 15% от общей массы баяна или аккордеона.
При максимально допустимой массе указанных инструментов (от 10 до 12 кг) использование латуни в качестве материала для изготовления рамок стало уже невозможным; удельный вес латуни почти в 3 раза больше удельного веса алюминия и поэтому инструмент с латунными планками весит 13—15 кг, что недопустимо. Среди некоторой части музыкантов-исполнителей распространено мнение, что инструменты с латунными голосовыми планками имеют якобы более приятный тембр и большую силу'звука. Однако такое мнение ни научно, ни практически не подтверждено. Наоборот, опыт изучения ряда высококачественных (в том числе и концертных) инструментов отечественного и зарубежного производства показывает, что все они оборудованы рамками из алюминия и его сплавов.
Для более полной характеристики отдельных видов металлов, применяемых для изготовления рамок, приведена табл. 4, из которой видно, что лучшим из приведенных материалов является алюминий.
У сплавов типа дюралюминиевых (Д1АТ и Д16АТ) при более высоком временном сопротивлении разрыву прочность рамки 130
Таблица 4
Показатели отдельных видов металлов, применяемых для изготовления рамок
Наименование материала Марка Сортамент ГОСТ Временное сопротивление разрыву, кгс/мм* Относительное удлинение, % Удельный вес Устойчивость против коррозии Обрабатываемость (точность и чистота проемов) при штамповке
без доводки с доводкой
Алюминий А-ОН А-ЗН Листы твердые нагартованные 13722—69 15-18 4,55 2,60 Хорошая Достаточная —
Дюралюминиевые сплавы Д1АТ Д16АТ Листы закаленные и естественно состаренные 13722—69 33—42 10—12 2,85 » Недостаточная Достаточная
Алюминиевые сплавы АМЦ Листы твердые негартованные 22—26 5—6 2,80 » Достаточная —
Латунь ЛС59-1 Листы твердые холоднокатаные 931—70 40—45 4,5—5 8,50 » То же —
Цинк ЦЗ, Ц4 Листы холоднокатаные 3640—65 12—15 14—15 7,20 » Недостаточная Достаточная
Сталь низкоуглеродистая Ст. 1 Листы полутвердые холоднокатаные 3680—57 38—48 10—12 7,80 Плохая То же То же
Сплавы алюминиевые литейные в чушках АЛ9Ч 1583—65 2,80 Хорошая »
повышается, но ухудшаются условия штамповки, что вызывает необходимость в доводке (повторной штамповке} проемов.
Хорошие результаты дали эксперименты изготовления рамок из дюралюминиевого сплава марки АМЦ. Механические свойства этого материала по абсолютным величинам занимают среднее положение между свойствами алюминия марки АЗ-Н и сплава типа дюралюминия марок Д1АТ и Д16АТ (временное сопротивление разрыву находится в пределах от 13 до 26 кгс/мм2, а относительное удлинение равно 5—6%).
Обрабатываемость этого сплава, т. е. точность и чистота проемов при штамповке без доводки, достаточная, прочность же рамки повышается до пределов, необходимых для устойчивости от формоизменяемости проемов рамки в процессе приклепывания язычков. Можно сделать вывод, что сплав марки АМЦ в ближайшее время вытеснит алюминий марки АЗ-Н как материал для изготовления рамок.
Сплав алюминиевый литейный марки АЛ9ч можно рекомендовать только для некоторых наиболее крупных номеров рамок, имеющих форму клина.
Латунь при всех остальных хороших показателях имеет слишком большой удельный вес.
Цинк имеет ограниченное применение из-за значительного удельного веса и недостаточно хорошей обрабатываемости.
Сталь при тех же отрицательных показателях еще и подвергается коррозии.
Применение пластических масс в качестве материала для изготовления рамок на основе научно-исследовательских и опытноэкспериментальных работ имеет широкие перспективы для внедрения в производство.
Бывший Научно-исследовательский институт музыкальной промышленности (НИИМП) проводил работы по опытному изготовлению рамок из пластических масс еще в 1934 г. (отчет Д—IX— 105—1934 г.).
Во время проведения этой работы производство пластмасс в СССР было развито еще слабо и поэтому НИИМП мог пользоваться лишь немногими их видами. Были изготовлены опытные рамки из монолита с наклепанными на них металлическими язычками. Монолит, однако, оказался неустойчивым в отношении коробления, а наибольшую проблему представила операция приклепывания язычка, так как при обычном способе приклепки монолит разрушался. Эта работа также показала, что применение рамок из пластмасс при металлических язычках не оказывает существенного влияния на акустические качества язычковых инструментов.
Дальнейшие работы в этом направлении проводились Научно-исследовательским институтом химической промышленности (Отчет, ч. 1, 1952 г.). Они показали, что хотя рамки и не испытывают напряжений в процессе работы инструмента, но во избежание поломок этих деталей при приклепывании к ним язычков должен быть подобран достаточно прочный материал.
132
Кроме того, необходимо усилить опасное сечение планки, изготовленной из пластмассы, запрессовкой металлических втулок и отверстий для заклепок. При этих условиях становится возможным применять для изготовления планок такие пластические массы, как поликапролактам, полихлорвинил, фенолформальдегидный пресс-порошок и др.
Из иностранной и патентной литературы следует, что в производстве губных гармоник пластмассы уже полностью вытеснили металлы, применявшиеся для изготовления рамок и даже язычков.
1
Рис. 92. Детали губной гармоники:
/ — язычки; 2 —корпус; 3 —гребенка; 4 — рамка; 5 — голосовая планка; 6 — верхняя крышка; 7 — нижняя крышка
Использование термопластов и литьевых, машин создает чрезвычайно широкие возможности для формования мелких деталей, причем точность обработки и экономичность расходования материала в этом случае являются недостижимыми для изделий из древесины и металла. В тембре звучания инструментов с металлическими язычками и с язычками из пластмасс имеются различия, которые определяются не только тем, что модуль упругости металлов составляет величину порядка 20—30X106, а термопластов 3—5Х106, но и тем, что металлы имеют кристаллическую структуру, а термопласты — аморфную.
В результате при звучании язычков из термопластов верхние гармоники заглушены, а низкие выделяются сильнее, и общий характер звука получается более мягким, чем в металлических язычках.
Изготовляемые из пластмасс рамки и язычки губных гармоник подверглись специальной конструктивной переработке. Значительная часть деталей вообще упразднена, а оставшимся деталям, объединенным в общие узлы, придана новая форма, более удобная для прямого и литьевого прессования (рис. 92).
Материал, пригодный для изготовления язычков, должен обладать:
133
прочностью, достаточной для сопротивления действующим на язычок усилиям при его изготовлении, приклепывании к рамке и в процессе игры;
упругостью, достаточной для частотной устойчивости, характеризующейся соотношением упругости язычка и внешних сил, выводящих его из положения равновесия;
устойчивостью против химических воздействий.
Всем этим требованиям, за исключением достаточной устойчивости против химических воздействий, удовлетворяет стальная пружинная термообработанная лента марки У10А с временным сопротивлением разрыву в пределах от 175 до 200 кгс/мм2 и минимальным относительным удлинением в 2,4% при длине, равной 11,3 ]/F, где F—поперечное сечение испытываемого образца (лента изготовляется по ТУ 5145—55).
Для изготовления язычков губных гармоник применяют сплавы оловянистофосфористой бронзы марки Бр. ОФ или алюминиевой бронзы марки Бр.А в соответствии с ГОСТ 1761—70 и 1595—71.
§ 3. ШТАМПОВОЧНО-ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Из склада металлов листы алюминия поступают к гильотинным ножницам для первичного раскроя и на заготовки (600X Х800 мм). Длина полосы составляет примерно одну треть длины листа. Кратность полосы — от 200 до 1200 рамок в зависимости от размеров последних.
После раскроя полосы передаются на 25-тонный эксцентриковый пресс для вырубки по контуру заготовок на рамки.
Операция может выполняться как при механизированной, так и при ручной подаче. Число ходов ползуна пресса в минуту равно 130. При механизированной подаче рабочий закрепляет полосу в подвижную карету, которая подается всякий раз до упора на величину, равную ширине заготовки. Длину заготовки регулируют задней упорной линейкой. При данной скорости движения ползуна производительность пресса составляет при механизированной подаче 40 000, а при ручной — 30 000 заготовок за смену при средних габаритах заготовок. Для выполнения этой операции применяется универсальный безотходный штамп, который дает возможность получить все 25 номеров рамок, составляющих унифицированный набор.
Конструктивная особенность безотходной штамповки заключается в принципе рубки.
Безотходный штамп вырубает половину периметра заготовки (углом), что дает значительную (более 25%) экономию металла по сравнению с применением контурных штампов с вырубкой заготовок по всему периметру (рис. 93).
Вырубленные стандартного типа заготовки направляют далее к эксцентриковым прессам с автоматической подачей, где вырубаются проемы для язычков с одновременной пробивкой отверстий для заклепки. Для алюминия потребное усилие пресса при вы
134
Рис. 93. Схема безотходной штамповки заготовок для рамок
рубке одного проема и двух отверстий в рамках № 1 — 6 составляет примерно 10—12 т, а в рамках №7 — 23 соответственно 6—8 т. Величина усилия пресса зависит от механических свойств применяемого материала, поперечного сечения и длины проема рамки.
Большое влияние на величину усилия и чистоту обрабатываемой поверхности оказывает и форма пуансона. Пуансон, скошенный под углом 25° к горизонтали, позволяет уменьшить усилие пресса на 30% и обеспечивает чистоту стенок проема по 6-му классу. Число ходов ползуна пресса для вырубки проемов в рамках № 1—6 составляет 45 в минуту, а в рамках № 7 — 2365 в минуту. Величина хода ползуна пресса равна 30—50 мм.
Производительность пресса за смену составляет в среднем 20000 рамок при пробивке двух проемов последовательно и соответственно может быть увеличена применением штампов двойного действия, в которых оба проема пробиваются одновременно. Рамки подаются в штамп автоматически из загрузочной кассеты (рис. 94). Такой способ подачи рамок полностью предохраняет рабочих от травматизма.
Процесс резания состоит из нескольких стадий:
упругой деформации, во время которой происходят упругое сжатие и изгиб металла с легким выдавливанием его в отверстие матрицы;
пластической деформации, в течение которой пуансон вдавливается в металл и выдавливается в отверстие матрицы с сильным изгибом и растяжением волокон;
скалывания, когда возникают сначала микро-, а затем макротрещины, образующиеся у режущих кромок пуансона и матрицы, направленные по линии наибольших деформаций сдвига. Скалывающие трещины быстро распространяются на внутренние слои металла и вызывают отделение вырезаемой детали. Величина скалывания трещин зависит от величины зазора между пуансоном и матрицей, толщины штампуемого материала и его механических свойств.
При вырубке проемов в рамках, когда требуется получить отверстие с гладкими ровными стенками, зазор между пуансоном и матрицей должен быть минимальным. Величина одностороннего зазора при вырубке проемов в рамке из нагартованного алюминия толщиной от 2,5 до 5,0 мм составляет в среднем 4% от толщины материала. Даже и в этом случае скалывающие трещины вызывают уширение проема со стороны выхода пуансона на 0,02— 0,05 мм. Для снижения влияния скалывающих трещин на размеры проемов и обеспечения их чистовой вырубки, что очень важно в производстве голосовых планок, необходимо использовать штампы, основанные на применении матриц с завалом режущих кромок
135
(по высоте 1 —1,5 S, по поверхности 0,1—0,2 S, где S — толщина материала рамок). В данном случае у заоваленных кромок матрицы нет резко концентрированных деформаций сдвига и почти не образуются скалывающие трещины. Металл плавно выдавливается в шей^у матрицы, при этом волокна (зерна) металла сильно
удлиняются, втягиваются в матрицу, расплющиваются в зазоре и образуют зеркально полированную поверхность среза.
Порядок выполнения операций по вырубке проемов в рамках диктуется конструктивными особенностями самих рамок.
Известно, что с каждой стороны рамки приклепывается по одному язычку. Один из них возбуждается при сжиме, а другой — при разжиме меха. В связи с этим возникает понятие о входной и выходной сторонах одного и того же проема; при этом входной называется сторона, в которую язычок входит в начальный момент своего колебательного движения.
Для сокращения расхода воздуха при игре на инструменте необходимо, чтобы величина входной стороны проема была всегда меньше выходной. Для этого надо вырубить проемы с двух противоположных сторон рамки. Если проемы в рамке вырубаются на штампе
10
Рис. 94. Схема вырубки проемов рамок на эксцентриковом прессе с автоподачей:
1 — электродвигатель; 2 — ременная передача; 3 — вал; 4 — эксцентрик; 5 — вырубной штамп; 6 — заготовка; 7 — кассета; 8 — толкатель; 9 — рычаг; 10 — кулачок
одинарного действия, то каждый из двух проемов вырубают в отдельности. Для этого, вырубив первый проем, рамку поворачивают на 180° и только после этого снова загружают в кассету для вырубки второго проема. С применением штам-
пов двойного действия надобность в поворачивании рамок на 180° отпадает. На рис. 95 показаны схемы вырубки проемов в рамках.
При вырубке проемов штампом одинарного действия в рамках № 1—6 наблюдается смещение перемычек между проемами. Это объясняется тем, что усилие, возникающее при вырубке проемов и действующее на перемычки (крайнюю и среднюю) между ними в направлении, перпендикулярном широкой плоскости пуансона, оказывается большим, чем момент сопротивления поперечного сечения самой перемычки, что вызывает ее изгиб. Для предотвращения смещения применяют подпорный клин (пуансон), закрепленный в штампе, который опускают в первый пустой проем при
штамповке второго проема.
Следующая операция — строжка рамок для устранения с плоскости рамки вмятин и заусенцев, образующихся при вырубке про
136
емов. Операция выполняется на специальном строгальном станке с автоматической подачей.
За один поступательно-возвратный ход ползуна обе плоскости рамки строгаются одновременно.
Подача рамок к резцам производится автоматически из загрузочной кассеты. Число ходов ползуна станка в минуту в зависимости от длины рамок составляет в среднем 50—60, ход ползуна равен двойной длине рамки. Толщина снимаемого слоя с каждой плоскости рамки находится в пределах от 0,08 до 0,1 мм. Режущий
Ла проем 2-й проем 1-й проем
I-----1 6
LL- 1 4
6
Рис. 95. Схемы вырубки проемов в рамках штампами:
а — одинарного действия; б — двойного действия; 1 — пуансон для пробивки проемов; 2 — пуансон для пробивки отверстий; 3 — рамка
инструмент (резец) закрепляется под углом 35° к плоскости рамки (при обработке алюминия и его сплавов). Передний угол заточки резца равен 15°. Резцы изготовляются из легированной стали марки ХВГ. Производительность станка равна в среднем 30000 рамок за смену.
Схема строжки рамок на специальном строгальном станке показана на рис. 96.
Кромки строгают лишь на рамках № 1—6, имеющих толщину от 3,5 до 7 мм. Цель строжки — снятие неровностей и заусенцев, образующихся при вырубке этих рамок по контуру; рамки со строгаными кромками имеют лучший внешний вид.
Операция выполняется на специальном строгальном станке. Обе кромки рамки строгаются одновременно. Принцип действия станка такой же, как и для строжки плоскостей рамок.
Толщина снимаемого слоя с каждой кромки рамки равна 0,2— 0,3 мм. Строжку кромок производят до пробивки в них проемов для язычков.
Запрессовку заклепок в рамки выполняют на специальном за-прессовочном станке. Из бункера заклепка 6 (рис. 97) поступает в приемник шарнирного лотка, где она занимает правильное положение (ориентируется) по отношению к отверстию в рамке. Далее
137
Рис. 96. Схема двусторонней строжки рамок на строгальном станке:
а — строгает нижний нож; б — строгает верхний нож;
/ — электродвигатель; 2 — ременная передача; 3 — кривошип; 4 —шатун;
5 — толкатель; 6 — кассета; 7 — рамка; 8 — нож
Рис. 97. Схема запрессовки и отрезки заклепки: а — запрессовка; б — отрезка;
/ — эксцентрик; 2 —пуансон; 3 —рамка; 4 — упор; 5 — нож; 6 — заклепка; 7 — шарнирная воронка
приводимый в движение пуансон 2, перемещаясь в вертикальной плоскости, запрессовывает заклепку 6 в отверстие рамки 3 до упора. Упором служит нижняя плоскость головки закЛепки. Опорной базой для точной фиксации местонахождения заклепки по отношению к отверстию является ловитель, на который первоначально и кладется рамка. При возвращении пуансона в исходное верхнее положение одновременно приводится в движение боковой резец, который, перемещаясь в горизонтальной плоскости, отрезает лишнюю (заостренную) часть заклепки. После этого рамка снимается с ловителя, поворачивается на 180° и кладется на тот же ловитель вторым проемом для запрессовки второй заклепки. В рамках, где язычок приклепывается двумя заклепками, запрессовка производится по две заклепки одновременно. Производительность станка 12 000 заклепок за смену.
Рамки с запрессованными заклепками направляют в цеховой склад по номерам в ящиках.
Некоторые номера рамок (№ 1—6) рекомендуется отливать под давлением. К этим рамкам приклепывают язычки самых низких частот контроктавы (Фа{, Фа{-диез, Соль\, Соль^диез, Ля^ Ля^диез).
Литье дает возможность получать рамки с переменным сечением по толщине и более точными размерами проемов, что невозможно при изготовлении рамок этих размеров штамповкой. Основным оборудованием, необходимым для литья рамок, является электропечь, в которой плавят алюминиевый литейный сплав в чушках, и литьевая машина, в пресс-форму которой сплав передается под давлением. Обычно такие рамки изготовляются на специализированном (литейном) заводе и поступают в обработанном виде на сборочные предприятия.
Технологический процесс изготовления рамок для детских гармоней 7x3, 12x3 и других в принципе не отличается от рассмотренного выше для обычных гармоней 23Х 12 и 25x25.
При изготовлении рамок губных гармоник из металла (листовая латунь марки ЛС59-1 толщиной 1,2—1,5 мм) следует иметь в виду, что их, как правило, изготовляют только цельными.
Технологический процесс изготовления рамок губных гармоник несколько отличается от процесса, принятого для меховых гармоней. После вырубки рамки по контуру ее кромки фрезеруют, затем вырубают проемы и одновременно отверстия для заклепок и рамку строгают с двух сторон.
$ 4. ШЛИФОВАНИЕ И ШТАМПОВКА ЯЗЫЧКОВ
Высокоуглеродистая стальная пружинная лента в рулонах поступает из склада металлов к шлифовальным полуавтоматам, которые составляют один агрегат (т. е. работают совместно) с эксцентриковыми прессами. На них шлифуют язычки с приданием окончательного профиля и черновой настройки в определенный тон, а также штампуют эту ленту после шлифовки по контуру
139
язычков с одновременной вырубкой в них отверстий для заклепок.
Применение сравнительно широкой (100 мм) стальной пружинной ленты с кратностью от 12 до 20 (в зависимости от ширины лопаток оснований язычков) дает возможность достигнуть высокой производительности оборудования. Это составляет характерную особенность механизации процесса изготовления язычков. Однако
применение стальной ленты шириной более 100 мм уже не дает эффекта, так как в этом случае усложняются условия получения
одинаковых по тону язычков по всей ширине ленты.
Различают два вида шлифования язычков — продольное и поперечное. При продольном шлифовании абразивный круг снимает
Рис. 98. Схема шлифования язычков: а — продольное; б — поперечное
ние. Характерная особенность
слой металла в направлении, параллельном длине ленты (вдоль проката), т. е. вдоль длины самого язычка. При поперечном шлифовании слой металла снимается в направлении, перпендикулярном длине ленты (поперек проката) (рис. 98).
Преимущества того или иного шлифования научно не
обоснованы. Однако продольное шлифование получило пока наибольшее распростране-продольного шлифования состоит
в том, что профилирование достигается снятием различной толщины слоя по длине язычка одним видом профиля абразивного
круга. Обычно больше металла снимается у вершины язычка и меньше у основания. Переход по толщине язычка от вершины к основанию должен быть плавным по образующей круга.
Так как после снятия (шлифованием) с ленты заданной толщины слоя механизм прижима ленты к абразивному кругу автоматически выключается и участие рабочего в процессе шлифования (не считая наладки) сводится к закреплению и освобождению ленты, это дает возможность рабочему в это же время штамповать язычки из ранее отшлифованной ленты на другом станке. Поэтому обе эти операции (шлифование и штамповка), длитель-
ность которых почти совпадает, выполняет последовательно один рабочий. Работа на агрегированных станках при использовании двух рулонов ленты показана на рис. 99. Рабочий закрепляет конец стальной пружинной ленты (рулон № 1) в шлифовальный полуавтомат и включает подающий механизм станка; начинается процесс шлифования.
В этот период другой конец стальной пружинной ленты (рулон № 2), предварительно отшлифованный, рабочий закрепляет в эксцентриковом прессе и включает подающий механизм; происходит
процесс штамповки.
140
За период штамповки язычков, который совпадает с периодом шлифования, процесс шлифования конца ленты из первого рулона, ранее закрепленного в шлифовальный полуавтомат, закончился; подающий механизм станка автоматически выключился. Теперь рабочий освобождает отшлифованный конец этой ленты и на его место закрепляет в шлифовальный полуавтомат конец ленты из рулона № 2, освободившийся после штамповки, включает подающий механизм станка, и вновь происходит процесс шлифо
Рис. 99. Схема продольного шлифования (с черновой настройкой) и штамповки язычков из широкой ленты: 1 — прижим; 2 — лента; 3 — абразивный круг; 4 — пресс
Рис. 100. Схема станка для поперечного шлифования язычков:
/ — электродвигатель; 2 — ременная передача; 3 — абразивный круг; 4 — механизм для подъема и опускания абразивного круга; 5 — прижим; 6 —заготовка язычков; 7 — стол; 8 — упор; 9 — алмазный инструмент; 10 — механизм для перемещения алмазного инструмента; 11 — копир; 12 — устройство для прижима ролика к копиру
вания. Во время шлифования конец ленты из рулона № 1, ранее отшлифованный, рабочий закрепляет в эксцентриковом прессе и включает подающий механизм; вновь происходит процесс штамповки. Так последовательно происходят обе операции.
Производительность шлифовального полуавтомата, агрегированного с эксцентриковым прессом, при обработке ленты определенной ширины (100 мм) зависит от ширины лопатки (основания) язычков, т. е. кратности ленты. В среднем для язычков № 1—6 производительность составляет 8000 штук за смену, а для язычков № 7—23— 12 000.
При поперечном шлифовании язычки обрабатывают абразивным кругом соответствующего профиля, различного для каждого тона звукового диапазона.
Для поперечного шлифования применяют горизонтальный плоскошлифовальный станок с устройствами для перемещения
141
абразивного круга в вертикальной плоскости и правки его профиля алмазными инструментами (рис. 100).
Отрезанные от рулона (строго по длине язычка) стальные заготовки укрепляются по три штуки на столе станка специальным прижимом. Под прижимом остается нешлифуемая полоска, соответствующая длине лопатки (основания) язычка.
Профиль шлифованной поверхности заготовок является контрпрофилем шлифующей поверхности абразивного круга. После двух-трех циклов шлифования необходимо вновь выправить профильную поверхность круга алмазным инструментом, перемещающимся по копиру для каждого язычка звукового диапазона.
Таким образом, профиль язычка зависит от профиля шлифующей части круга и копира. В этом случае профиль язычка может соответствовать не только образующей круга, но и любой кривой, заданной профилирующим абразивным кругом, что, как предполагают, должно оказать влияние на улучшение качества голосовых планок.
Из отшлифованных заготовок штампуют язычки по контуру с одновременной вырубкой отверстий для заклепок.
В настоящее время в Советском Союзе продолжается процесс освоения оборудования и технологии поперечного шлифования язычков. По предварительным данным, производительность труда изготовления язычков шлифованием поперек проката ниже на 30—40% по сравнению с изготовлением язычков вдоль проката.
Штампуют язычки по контуру с одновременной вырубкой отверстий для заклепок при помощи вырубного штампа последовательного действия.
Для уменьшения потребного усилия пресса при штамповке язычков, которое составляет около 12 т для язычков № I—6 и 8 т для язычков № 7—23, вырубной пуансон скошен к горизонтали под углом 12°.
Необходимо обратить внимание на строгое соблюдение режима эксплуатации вырубного штампа, предусматривающего обязательное шлифование его режущих деталей, т. е. пуансона и матрицы через каждые 4 ч работы. Штамповка тонких (до 0,1 мм) стальных закаленных пластинок (язычков) затупившимися штампами дает нечистую вырубку по контуру и не обеспечивает получение заданных геометрических размеров язычка.
Заусенцы, образующиеся при штамповке язычков, снимают во вращающихся галтовочных барабанах. Галтовка осуществляется за счет совместного перемещения язычков с своеобразными абразивами (обрезки кожи и войлока, древесные опилки); длительность галтовки — 5 ч.
После галтовки язычки просеивают и отделяют от обрезков кожи и других материалов. Язычки укладывают в отдельные пакеты, обычно по 1000 каждого номера. Для ускорения счета применяют метод взвешивания язычков с последующим переводом веса в штучное исчисление. На пакетах обозначают номер и топ язычков, а также указывают фамилию шлифовщика и дату изго
142
товления. Для удаления с язычков остатков влаги, попавшей с эмульсией, их просушивают в сушильном шкафу при температуре 70° С в течение 3 ч.
В цеховом складе пакеты с язычками укладывают в специальный шкаф с выдвижными ящиками.
Скорость шлифования, или окружная скорость, абразивного круга при диаметре круга, равном 450 мм, и числе оборотов его 1450 в минуту достигает 34 м/с и уменьшается постепенно по мере его износа.
Точность шлифования язычков (по толщине) находится в пределах 1—2-го класса, что в линейных единицах составляет 5— 10 мк. Чистота шлифования относится к 9-му классу, где величина микронеровностей не должна быть более 0,3—0,5 мк.
Правильный выбор характеристики абразивного круга оказывает большое влияние на производительность шлифовального полуавтомата, а также на чистоту и точность шлифования.
Одной из особенностей абразивного круга является его способность самозатачиваться во время работы. Зерна абразива выполняют роль отдельных резцов, и как только во время работы один из них затупится и выкрошится, его место занимает находящееся под ним новое острое зерно. Очевидно, способность кругов к самозатачиванию зависит от твердости шлифуемого изделия, а также от способности связующего вещества удерживать зерна.
Степень твердости круга определяется силой, с какой зерна абразива удерживаются связующим веществом от вырывания с поверхности круга.
Твердым называется такой круг, у которого выпадение затупившихся и обнажение новых острых зерен происходят медленно, что приводит часто к засаливанию круга.
Мягким считается круг, у которого выкрашивание затупившихся и обнажение новых острых зерен происходят быстро.
Таким образом, твердость круга не есть твердость шлифующих зерен. Существует общее правило: чем тверже обрабатываемый материал изделий, тем мягче должен быть круг, так как в этом случае выпадение затупившихся зерен и обнажение новых должны происходить быстрее.
Зернистость круга, влияющая на чистоту шлифования, характеризуется величиной зерен. Для предварительного, или получис-тового, шлифования применяют круги с большими зернами, для чистового — с меньшими.
Для шлифования язычков по существующей классификации целесообразно применять абразивные круги следующей характеристики:
Форма круга.................... ПВД
Материал....................... Белый
электрокорунд Связка ....................... Минеральная
Твердость...................... М3 —CMt
Зернистость.................... 46—60
143
Важнейшими факторами, влияющими на производительность и точность шлифования, являются непрерывная подача чисто отфильтрованной эмульсии, необходимой для охлаждения ленты в процессе шлифования, а также периодическая правка абразивных кругов. Химический состав эмульсии влияет на засаливае-мость абразивных кругов, а также на коррозионность отдельных узлов оборудования и обрабатываемых деталей. Поэтому нельзя применять случайную эмульсию.
По данным антикоррозионных лабораторий ряда заводов, рекомендуется эмульсия следующего химического состава (на 100 л воды), кг:
Кальцинированная сода....................0,3
Эмульсол.................................0,5
Бура.....................................0,6
Учитывая, что расход эмульсии на один шлифовальный полуавтомат составляет около 1000 л/ч, то при работе ряда таких полуавтоматов целесообразно иметь общую эмульсионную установку для централизованной подачи эмульсии, фильтрования отработанной эмульсии и повторной подачи ее к станкам.
Правку абразивных кругов при продольном шлифовании производят алмазными карандашами типа СС обычно через каждые 3—4 ч.
Язычки для губных гармоник изготовляют из бронзы соответствующих марок. Лента из бронзы в рулонах поступает из склада металлов к горизонтально-фрезерному станку с механической подачей, который составляет один агрегат с эксцентриковым прессом. Здесь производятся поперечное фрезерование (поперек проката — ленты) язычков дисковой фрезой с приданием профиля и черновой настройки в определенный тон, а также штамповка фрезерованной части ленты по контуру язычков с одновременной вырубкой в них отверстий для заклепок. Придание профиля и черновой настройки язычков осуществляют соответствующими профильными фрезами и регулированием угла наклона стола станка, на котором закрепляется отрезок ленты, по отношению к шпинделю станка. Применение сравнительно широкой (150— 180 мм) ленты кратностью от 40 до 55 в зависимости от ширины лопатки (основания) язычков обеспечивает высокую производительность оборудования (до 15 000 язычков за смену) в расчете на один агрегат. Скорость резания при диаметре фрезы 100 мм и частоте вращения шпинделя 1450 в минуту равна около 8 м/с, скорость подачи— 12 м/мин.
Штамповку язычков по контуру с одновременной вырубкой в них отверстий для заклепок производят вырубными штампами последовательного действия аналогично изготовлению язычков из стали; потребное усилие пресса — 4 т.
Некоторые особенности изготовления язычков № 1—6. Для увеличения инертной массы язычков № 1—6 к их вибрирующей части приклепывают (припаивают) пластинки (напайки).
144
При выборе способа соединения язычка с пластинкой лучше применять приклепывание, так как процессы, связанные с клепкой, могут быть более механизированы.
В качестве материала для изготовления пластинок применяют обычно латунь марки Л62 в мягком состоянии.
Латунные пластинки приклепывают заклепками, выдавленными из тела самой пластинки. Длина выдавленных заклепок (стержней) должна составлять 0,75 толщины пластинки (рис. 101).
........„
Рис. 101. Схема приклепки пластинок (напаек) к язычкам:
1 — пластинка; 2 — заклепка; 3 — язычок
По сравнению с изготовлением обычных язычков при изготовлении латунных язычков требуются следующие дополнительные технологические операции:
раскрой латунных листов на полосы (гильотинными ножницами);
вырубка пластинок по контуру (операция выполняется на эксцентриковом прессе при помощи безотходного штампа);
выдавливание заклепок из тела самой пластинки с одновременной приклепкой ее к язычку (операция выполняется на настольном эксцентриковом прессе при помощи комбинированного штампа).
§ 5. ПРИКЛЕПКА ЯЗЫЧКОВ К РАМКАМ
Рамки, соединенные с язычками прочным заклепочным швом, образуют узел — голосовую планку. Язычок надевают на заклепку запрессовываемой в рамку со стороны язычка головкой, стержень заклепки расклепывают со стороны рамки.
Такая последовательность при выполнении пуклевки лопатки (основания) язычка (см. рис. 90) обеспечивает весьма высокую прочность приклепки и стабильность расположения рабочей части язычка относительно проема.
Пуклевку лопатки (основания) язычка производят специальным штампом.
Ступенчатость стержня заклепки уменьшает деформацию рамки при расклепывании конца стержня, так как утонченная часть, деформируясь, заполняет свободное пространство отверстия в рамке и поэтому меньше деформирует сравнительно мягкий материал рамки. Однако на некоторых предприятиях до сих пор применяют менее совершенный способ приклепки язычков к рамкам и неудобную форму заклепки. Язычки надевают на предварительно запрессованные в рамки заклепки (см. рис. 17,а), а стержень заклепки расклепывают до образования соответствующей головки со стороны язычка, а не рамки, как это требуется.
6 Заказ № 1876
145
Сам по себе процесс приклепки язычков к рамке не представляет трудностей в том случае, если и рамки и язычки изготовлены с весьма высокой степенью точности (по 2-му классу). Здесь имеются в виду полное совмещение осей симметрии проемов и отверстий для заклепок в рамках, совмещение продольной оси язычка с осью отверстия в нем для заклепки, а также соответствие ширины и длины проема в рамке ширине и длине рабочей части язычка. Однако практически при изготовлении рамок и язычков не всегда достижима необходимая высокая точность. По данным предприятий, занятых изготовлением голосовых планок, за последние 3 года более 40% рамок и язычков, изготовленных с точностью в пределах заданных допусков, все же имели разнородные отклонения от абсолютных размеров.
Главным образом наблюдалось несовмещение осей симметрии проемов рамки и язычков.
В этих случаях при приклепке язычков прибегают к принудительному совмещению язычков по отношению к проемам в рамке, что и составляет главную сложность в этом процессе.
Принудительное совмещение осей симметрии язычка и проема, а также длины рабочей части язычка и длины проема осуществляется за счет изгиба заклепки, запрессованной перпендикулярно к плоскости планки.
При ручном способе приклепки язычков это совмещение производят легкими ударами молотка по кромкам рНмки, которая опирается заклепкой на острую грань наковальни. При этом заклепка изгибается в необходимом направлении и уводит за собой язычок. Правильность расположения язычка в проеме проверяют, периодически просматривая на свет зазор между язычком и стенками проема. При такой регулировке заклепку предварительно расклепывают настолько, чтобы язычок можно было еще смещать во все стороны от его оси. После полного совмещения язычка с проемом его окончательно приклепывают к рамке. При механизированном способе приклепки язычков к рамкам это совмещение производят при помощи штампа с самоцентрирующими фиксаторами, который устанавливается в приводной настольный эксцентриковый пресс. Так достигают автоматического совмещения язычка с проемом не только по осям их симметрии, но и по длине. Одновременно за один рабочий ход ползуна пресса производится и окончательная приклепка язычка к планке. Механизированный способ приклепки язычков к планкам повышает производительность труда по сравнению с ручным способом в 3 раза и значительно улучшает качество голосовых планок. Схема штампа для приклепывания язычков к рамкам приведена на рис. 102.
Рамку 15 с надетым на заклепку 14 язычком 13 ставят на ловитель 16 нижнего фиксатора 2 и придерживают рукой.
При включении пресса верхняя подвижная часть штампа перемещается вертикально вниз; при этом верхний фиксатор 7, достигая плоскости рамки, прижимает ее к верхней плоскости нижнего фиксатора 2. В этом положении язычок, попадая в вырез верхнего
146
фиксатора 7, прижимается своей рабочей частью к ловителю 16 и основанием к рамке при помощи вкладыша 10.
При дальнейшем перемещении подвижной части штампа вниз скос плоской колонки 4, достигнув упорного болта /7, скользит по его торцовой плоскости и отклоняет колонку 4 влево.
Отклоняясь влево, колонка 4 своей плоскостью, обращенной к верхнему фиксатору 7, гнездо которого опилено точно по форме приклепываемого язычка, перемещает его, фиксируя язычок с правой стороны.
Рис. 102. Схема штампа для приклепывания язычков к рамкам: / — обойма; 2 — нижний фиксатор; 3 — держатель; 4 — плоская колонка; 5 — круглая колонка; 6 — ударник; 7 — верхний фиксатор; 8 — опора; 9 — наковальня; 10— вкладыш; // — боек; /2 — буфер; 13 — язычок; 14 — заклепка; /5 —рамка; 16 — ловитель; /7 — упорный болт; 18 — отверстие в обойме
Круглая колонка 5, скользя в полукруглом гнезде левой части верхнего фиксатора 7, опускаясь до плоскости обоймы /, входит в отверстие 18. При этом колонка 5 перемещается нижним концом влево и, действуя на фиксатор 7, прижимает язычок к неподвижной (правой) его части. В таком положении язычок фиксируется с левой стороны окончательно в гнезде фиксатора 7. В нижнем положении подвижной части штампа происходит расклепывание заклепки при помощи ударника 5, укрепленного на пуансонодержа-теле, и бойка 11. Головка заклепки лежит на упоре наковальни 9. При обратном движении (вверх) подвижной части штампа голосовая планка освобождается от прижима.
Далее голосовая планка перевертывается и в той же последовательности приклепывается второй язычок.
При работе штампа язычки, попадая в гнездо фиксатора 7 и зажимаясь колонками 4 и 5, устанавливаются всегда в одном и том же положении по отношению к нижнему фиксатору 2, а следовательно, и к проему рамки, находящейся на его ловителе.
6*
147
Перемещая нижний фиксатор 2 в горизонтальной плоскости, при помощи болта находят такое положение, при котором ловитель 16 устанавливается точно против гнезда для язычка в верхнем фиксаторе 7. В приклепочном штампе оси симметрии язычка и рамки в случае их несовпадения в пределах допусков совмещаются при незначительном отклонении (изгибе) еще не расклепанной заклепки, на которую надевается язычок. При расклепывании заклепки в таком положении язычок закрепляется и остается в том же месте по отношению к проему в рамке, которое он занял в гнезде фиксатора.
Производительность заклепочного пресса составляет в среднем 2000 голосовых планок за смену. Потребное усилие пресса—1— 1,5 т; мощность электродвигателя — 0,25 кВ.
§ 6. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ НАСТРОЙКА
Предварительная настройка голосовых планок предусматривает придание язычкам определенной высоты звучания, характеризуемой частотой колебания.
По сравнению с черновой настройкой, осуществляемой при шлифовании язычков на специальных полуавтоматах с точностью до */г тона, точность предварительной настройки значительно выше и находится в пределах */12—Vie тона до получения унисонного или октавного звучания настраиваемого и контрольного язычков.
Контрольные язычки настраивают по генератору эталонной частоты или по тарированным камертонам; за исходный принимается тон ля1 с частотой 440 Гц в соответствии с ОСТ В КС 7710.
Частоту колебания настраиваемого язычка, т. е. высоту его звучания, изменяют, снимая определенный слой металла с плоскости язычка ХвДоль длины), для уменьшения частоты, т. е. для понижения высоты звука, у его основания; для увеличения частоты — у вершины.
При предварительной настройке слой металла (20—200 мк) снимают абразивным кругом, укрепленным обычно на гибком валу и приводимым в движение от электродвигателя.
Характеристика абразивного круга
Форма круга.............................. П. П.
Материал.................................Электрокорунд
белый
Связка ................................'. Минеральная
Зернистость.............................. 120
Твердость.................................. М3 — CMt
Диаметр круга . . . . z.................. 50 мм
Толщина круга............................ 6 мм
Скорость шлифования...................... 8—10 м/с
Предварительную настройку на слух проводят в кабинах, изолированных от внешних звуков.
При настройке голосовую планку закрепляют быстродействующим зажимом в приспособлении (рис. 103), установленном на столе. Входная камера приспособления соединяется с воздуходув-
148
кой (аппарат для создания разрежения воздуха) или включается в эксгаустерную сеть, которая обслуживает ряд кабин. Возбужде-
ние язычка происходит при разрежении воздуха.
После настройки одного язычка голосовую планку переворачивают для настройки второго язычка.
Существуют два метода предварительной настройки язычков — слуховой и визуальный.
При слуховой настройке правильность звучания настраивае
мого язычка в сопоставлении производят субъективно, на слух. В этом случае рабочие, занятые предварительной настройкой, должны обладать достаточно развитым музыкальным слухом. Именно потому что слуховой метод настройки является субъективным, различные настройщики настраивают язычки по-разному. Мало того, один и тот же настройщик, строго говоря, не может настроить несколько язычков совершенно одинаково. Поэтому в настоящее время с развитием электроники и разработкой специальной аппаратуры широко внедряется в производство визуальный метод предварительной настройки. При таком методе настройки пра-
со звучанием контрольного язычка
Рис. 103. Схема устройства для предварительной настройки язычков по заданному тону:
1 — электродвигатель; 2 — абразивный круг; 3 — планка с язычками; 4 — электронный прибор ВОППОН для определения точности настройки;
5 — воздушная камера; 6— клапан; 7 — педаль
вильность звучания настраи-
ваемого язычка определяется объективно при помощи прибора. В этом случае рабочие могут совершенно не иметь музыкального
слуха.
Из ряда различных приборов для визуальной настройки язычков, прошедших длительные производственные испытания, следует указать на электронный прибор инженера Г. Д. Маркосова, хорошо зарекомендовавший себя в производственных условиях на Армавирской и Ростовской фабриках язычковых инструментов и намеченный в дальнейшем к внедрению на ряде других аналогичных предприятий.
Этот прибор предназначен как для предварительной, так и для окончательной настройки язычков гармоней, баянов и аккордеонов (с розливным рядом планок).
Аппаратура прибора состоит из двух частей: первая ЦАППОН-1М (центральная аппаратура первичная для предварительной п окончательной настройки — первая модель Маркосова) обеспечи-
149
Рис. 104. Блок-схема электронного прибора для предварительной и окончательной настройки язычковых музыкальных инструментов
вает централизованное питание и независимую друг от друга работу 25—40 рабочих мест настройщиков.
Вторая часть ВОППОН-1М (вторичный оконечный прибор предварительной и окончательной настройки — первая модель Мар-косова) устанавливается у каждого рабочего места настройщика и получает питание от ЦАППОН-1М. Блок-схема прибора показана на рис. 104.
При помощи второй части прибора на электроннолучевую трубку (основной индикатор прибора, входящий в состав ВОППОН-1М) подаются импульсы, полученные в результате преобразования механических колебаний язычка голосовой планки в электрические. Первая же часть прибора ЦАППОН-1М подает на ту же трубку импульсы (эталонные частоты), источником которых служит высокостабильный кварцевый генератор.
Таким образом, оба эти напряжения подаются на отклоняющиеся пластины электронно-лучевой трубки и создают круговую развертку.
Если частота язычка будет отличаться от номинальной, то круговая развертка будет вращаться в ту или иную сторону в зависимости от знака отклонения частоты; скорость вращения круга будет зависеть от величины отклонения частоты от номинальной.
Если частота настроенного язычка не будет отличаться от номинальной, то круговая развертка на экране трубки вращаться не будет. Каждый прибор ВОППОН-1М потребляет от аппаратуры ЦАППОН-1М общую мощность — 4,5 Вт.
По сравнению с ранее предложенными конструкциями аппаратов для визуальной настройки язычков прибор инженера Г. Д. Маркосова имеет ряд преимуществ: простоту и компактность устройства, наличие централизованного питания электроннолучевой трубки и второй части прибора ВОППОН-1М, возможность при помощи одного прибора вести как предварительную, так и окончательную настройку строевых и розливных язычков во всех октавах широкого диапазона инструмента, высокую точность окончательной настройки всех видов язычковых музыкальных инструментов, сокращение трудоемкости окончательной настройки.
Есть все основания предполагать, что в ближайшее время подобные приборы будут усовершенствованы с целью дополнительного включения в схему исполнительного органа самого процесса настройки, сблокированного с индикатором, характеризующим степень точности настройки, т. е. имеется в виду создание автомата для настройки язычков.
§ 7. УСТАНОВКА ЯЗЫЧКОВ
После предварительной настройки язычки устанавливают (поднимаются над плоскостью самой рамки). Как уже говорилось ранее, величина подъема язычка оказывает заметное влияние на пороги их возбуждения. Известно, что пороги возбуждения у язычков высоких тонов значительно большие, чем у язычков низких
151
тонов. Разная высота подъема язычков способствует некоторому выравниванию порогов возбуждения. Значения высоты подъема язычков, измеряемой у их вершины, приведены ниже по группам номеров:
Номера групп язычков 1—3 4—6 7—9 10—12 13—18 19—23 24—25 Высота подъема язычка, мм................ 1,8 1,2 0,9 0,6 0,4 0,2 0,1
§ 8. КОМПЛЕКТАЦИЯ И УПАКОВКА ГОЛОСОВЫХ ПЛАНОК
Голосовые планки комплектуют по таблицам типоразмеров и диапазонов тех или иных инструментов.
Голосовые планки с присвоенными им по унифицированному набору номерам и тонам завертывают (упаковывают) в промасленную или парафинированную бумагу таким образом, чтобы между рядами планок оказался слой бумаги. В этом пакете помещается 50 или 100 (в зависимости от габаритных размеров) голосовых планок одного тона.
На верхней стороне пакета ставят штамп с обозначением номера и тона упакованных планок.
Далее по комплектовочным ведомостям (спецификациям), составленным для каждого вида инструмента в отдельности, комплектуют пакеты, содержащие по 100 комплектов.
Для иногородних потребителей голосовые планки, завернутые в пакеты, упаковывают и отгружают в ящиках вместительностью по 100 (до 152 шт. в каждом ящике) и 50 комплектов (более 152 шт. в каждом).
§ 9. ЦЕХОВОЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Цеховой контроль качества голосовых планок проверяет изготовление их в соответствии с РСТ РСФСР 39—72, установленными для данного вида продукции.
В контроль входят проверка качества материалов для рамок и язычков, а также пооперационная проверка качества обработки, сборки и настройки голосовых планок (табл. 5).
Качество поступивших материалов проверяют, сопоставляя показатели, каким должны удовлетворять материалы, применяемые для изготовления рамок и язычков, с фактическими показателями отдельных партий материалов, поступивших на предприятие. Такая проверка осуществляется в лаборатории. При отсутствии контрольного оборудования проверка ограничивается сопоставлением показателей, взятых из сертификата завода-поставщика с техническими условиями на данный вид материала.
Определение соответствия профиля отшлифованного язычка заданному производится при помощи прибора, называемого профилемером. Схема прибора показана на рис. 105.
Основная часть прибора — самописец /, с помощью которого в увеличенном виде записывается профиль язычка. При помощи 152
Таблица 5
Схема пооперационной проверки качества голосовых планок на отдельных операциях и применяемые при этом контрольно-измерительные инструменты
Наименование операций Элементы контроля Контрольно-измерительный инструмент
Резка листов на полосы Длина полосы Метр
Вырубка заготовок по контуру Длина и ширина рамки Контрольная скоба
Вырубка проемов для Размещение проемов Штангенциркуль с нониу-
язычков и отверстий по длине и ширине сом (цена деления 0,05 мм);
для заклепок рамки Длина проема, измеряемая от центра отверстия для заклепки Ширина проема: а) конического б) прямоугольного Диаметр отверстия для заклепки Совмещение осей симметрии проема и отверстия для заклепки Чистота проема шаблон Штангенциркуль с индикатором (цена деления основной шкалы циферблата 0,01 мм) Коническая линейка (цена деления 0,01 мм) Нутромер с индикатором (цена деления шкалы циферблата 0,01 мм), контрольный калибр Калибры для отверстий Проектор с 10-кратным увеличением (размер экрана 800X800 мм) Увеличительное стекло
Строжка рамок Чистота строжки и отсутствие заусенцев* в проеме Толщина рамок Увеличительное стекло Микрометр (цена деления 0,01 мм)
Установка заклепок Перпендикулярность оси цилиндрической (свободной) части заклепки к поверхности рамки Длина цилиндрической части заклепки и перпендикулярность торцового среза к оси заклепки Шаблон »
Шлифование язычков с приданием про- Правильность тона Контрольный прибор Органы слуха
филя и черновой на- Длина рабочей части Штангенциркуль с индика-
стройкой, штамповка по контуру с пробивкой язычка тором (цена деления шкалы циферблата 0,01 мм)
отверстий для заклепок Ширина язычка Толщина язычка в концевой части профиля Штангенрейсмасс с индикатором (цена деления шкалы циферблата 0,01 мм) Контрольный шаблон Штангенрейсмас с индикатором (цена деления шкалы циферблата 0,01 мм)
153
Продолжение
Наименование операций Элементы контроля Контрольно-измерительный инструмент
Шлифование язычков с приданием профиля и черновой настройкой, штамповка по контуру с пробивкой отверстий для заклепок Приклепывание язычков к рамкам Предварительная настройка Установка язычков Соответствие профиля язычка эталонному профилю Диаметр отверстия для заклепки Совмещение осей симметрии язычка и отверстия для заклепки Чистота шлифования и штамповки Величина бокового и торцового зазоров Соответствие или величина отклонения тона Высота подъема вершины язычка над плоскостью рамки Специальный прибор профилемер (см. рис. 105) Калибры для отверстий Проектор с 10-кратным увеличением (размер экрана 800X800 мм) Контрольный шаблон Увеличительное стекло с 5-кратным увеличением Специальная установка (см. рис. 19 и 106) Контрольно-измерительная установка (см. рис. 103 и 106) Набор контрольных пластинок
Рис. 105. Схема прибора для определения профиля язычка (профилемер)
суппорта 2 самописец может перемещаться по двум направлениям— параллельно и перпендикулярно исследуемому язычку. Голосовая планка с исследуемым язычком 3 закрепляется в зажиме 4. Высота установки голосовой планки регулируется винтом 5. Под язычок подводится штифт 6, жестко связанный с самописцем скобой 7. При перемещении самописца штифт 6 скользит по нижней, а щуп 8 по верхней поверхности язычка. Через систему
154
рычагов щуп связан со стрелкой Р, оканчивающейся воронкообразным пером 10. В отсутствие язычка кончики щупа и штифта при вертикальном положении его должны соприкасаться. Положение стрелки при этом служит началом отсчета.
Вместе с самописцем 1 перемещается катушка 11, на которую наматывается лента из миллиметровой бумаги; ее свободный конец закрепляется в неподвижном зажиме 12. При перемещении самописца лента разматывается, и перо прочерчивает на ней в масштабе 40: 1 толщину язычка в функции расстояния от начала его, т. е. профиль язычка в 40-кратном увеличении. Длина язычка при этом дается в натуральную величину. Соответствие профиля изготовляемого язычка эталонному устанавливают сравнением. Величину зазоров между кромками язычка и гранями проема в рамке контролировать трудно, так как сумма всех трех зазоров находится в пределах от 0,22 до 0,16 мм. Хотя эти величины на первый взгляд кажутся незначительными, они во многом определяют качество голосовых планок и, следовательно, инструментов в целом.
Величину каждого зазора в отдельности определяют измерительным микроскопом МИИ-4. При определении линейной величины зазора этим методом в определенной точке действительное ее значение искажается по всей длине или ширине проема, так как выступы или впадины (микронеровности) на плоскости проема или кромки язычка в измеряемой точке могут при совпадении либо увеличивать, либо уменьшать эту величину. К недостаткам этого метода следует отнести также большую длительность измерения, что препятствует его применению не только в производственных, но и в лабораторных условиях.
Наиболее эффективным является интегральный метод определения площади продольных и торцовых зазоров между кромками и гранями проема, измеряемой при статическом режиме язычка. Для этой цели рекомендуется специальная установка, схема которой приведена на рис. 19.
К ряду показателей, определяющих качество голосовых планок в динамическом режиме, следует отнести: правильность настройки язычков; порог возбуждения; порог срыва; расход воздуха в процессе колебания язычка; характер и величину амплитуды колебания язычка при данном воздушном давлении и величину звукового давления.
Все перечисленные показатели определяются при помощи приборов, составляющих в комплексе измерительную установку, изображенную на рис. 106.
В основу установки заложена та же аппаратура и тот же принцип действия, что и для проверки величины зазоров. В новой схеме оказалась приставка 3 (см. рис. 19) и дополнительно включаются: электродинамический микрофон 18 (см. рис. 106) и частотомер 10, при помощи которых определяется с большой точностью (до 2 Гц) правильность настройки язычков, микрофон 17, сетка 14 пентода, феррорезонансный стабилизатор 15, измеритель напряже
155
ния частоты 13 и осциллограф 11, определяющие характер и величину амплитуды колебаний язычка, электродинамический микрофон 18 и шумомер 16, измеряющие величину звукового давления в децибеллах.
Рис. 106. Схема измерительной установки для контроля правильности настройки и других показателей качества голосовых планок в динамическом режиме:
1 — голосовая планка; 2 — уплотнитель; 3 — камера; 4 — микроманометр; 5 — газовый счетчик; 6 — кран-регулятор; 7 — воздуходувка; 8 — реостат; 9 — пускатель; 10 — частотомер; 11 — осциллограф; 12 — секундомер; 13 — измеритель напряжения частоты; 14 — сетка пентода; 15 — феррорезонансный стабилизатор; 16 — шумомер; 17 — микрофон; 18 — электродинамический микрофон; 19 — воздухопровод
Порог возбуждения и срыва язычков, а также расход воздуха в процессе их колебания определяют при помощи уже известной из предыдущей схемы аппаратуры: микроманометра 4, газового счетчика 5, крана-регулятора 6 воздушного давления, воздуходувки 7 и реостата 8.
ПРАКТИЧЕСКОЕ УПРАЖНЕНИЕ № 4
Задание. Разработать технологический процесс изготовления голосовых планок методом холодной штамповки.
Цель упражнения:
1. Получить практические навыки в составлении технологических карт изготовления голосовых планок.
2. Выбрать наиболее приемлемые вид, марку и сортамент материала для изготовления данной детали. Научиться пользоваться перечнем ГОСТ и самим ГОСТ на материалы.
3. Наметить наиболее оптимальную схему технологического процесса, выбрать оборудование и оснастку для выполнения каждой операции.
4. Наметить приемы и режимы работ. Выбрать контрольно-измерительные инструменты (аппаратуру) для проверки качества выполнения операций.
156
Составил Проверил Форма 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА Наименование изделия:
Наименование детали Количество деталей в изделии
Технические требования, предъявляемые к детали по обработке, и правила приемки Материал Наименование Марка ГОСТ Характеристика
Заготовки Род Размеры, мм На сколько деталей
№ операций Наименование операций Оборудование или рабочее место Приспособление Инструмент Эскиз. обработки Профессия Разряд работы • Норма времени на деталь, мин Норма времени на изделие, мин
вспомогательный режущий мерительный
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
5. Получить навыки в разработке пооперационных эскизов обработки.
6. Уметь составить технические условия, предъявляемые к детали по обработке, и правила приемки.
Порядок работы. В соответствии с заданием, которое получает каждый учащийся, составить технологическую карту изготовления голосовой планки по указанной ниже форме 1.
Глава II
ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЗМОВ И АРМАТУРЫ
Изготовление металлических деталей механизмов и арматуры в условиях массового производства сосредоточивается на специальном предприятии или в специализированном цехе, называемом обычно механическим. Технологический процесс здесь построен по законченному циклу, начиная с раскроя материала и кончая антикоррозионной или декоративной отделкой деталей.
§ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Металлические детали механизмов долгое время изготовлялись на каждой фабрике язычковых инструментов преимущественно вручную. Характерной особенностью такого процесса было применение латунной проволоки почти для всех деталей механизмов, а технология изготовления основных из них (валиков, толкателей, рычагов) состояла в следующем.
Валики с приклепанными стойками: нарезка валиков и стоек из бухты на гильотинном ноже, правка молотком, разметка отверстий для стоек, сверловка отверстий на вертикально-сверлильном станке, зенковка отверстий, приклепка стоек вручную молотком, зачистка напильников, правка валиков на наковальне.
Толкатели, рычаги: нарезка из бухты, правка молотком, плющение молотком на наковальне или в фрикционном прессе, гибка вручную при помощи приспособления, насадка пуговиц или кнопок вручную молотком, пробивка усиков в эксцентриковом прессе или вручную прокусками.
Существенный недостаток этого процесса заключался в низком уровне механизированных работ, составляющем около 10% к общему объему трудозатрат на комплект деталей, значительной трудоемкости процесса и высокой стоимости комплекта деталей, низком качестве деталей при массовом их изготовлении.
Усовершенствование процесса изготовления деталей механизмов и арматуры начало осуществляться в СССР на базе оснащения предприятий высокопроизводительным металлорежущим кузнечно-прессовым и другим специальным оборудованием, а также применения новых, более прогрессивных материалов.
Этот процесс предусматривает максимальное количество штамповочных и сварных операций, использование низковольтного кон
158
тактного обогрева при запрессовке деталей, а также новейших методов антикоррозионных и декоративных покрытий металлических деталей.
Общий принцип действия гармоней, баянов и аккордеонов определяет общность конфигурации деталей механизмов и арматуры этих инструментов, а стало быть, и общность технологического процесса их изготовления. Кроме того, в практике конструирования механизмов этих инструментов за последнее время проявляется тенденция к максимальной унификации деталей механизмов баяна и аккордеона, достигающей в отдельных случаях 80—90%. Например, почти из одних и тех же деталей собирают левые клавишные механизмы баянов 52X100, 43X80 и аккордеонов 41X120, 37X96, 34X80. Унифицированные детали, хотя и в меньшей степени, применяются также в правых клавишных механизмах баянов и гармоней. Таким образом, рассмотрение схемы технологического процесса изготовления деталей механизмов и арматуры применительно к баянам совершенно достаточно для ознакомления с процессом производства аналогичных деталей других инструментов.
По характеру технологических операций и их последовательности механический цех делится обычно на три отделения:
штамповочно-заготовительное для холодной штамповки деталей механизмов и арматуры, а также для заготовки проволочных деталей;
сварочно-сборочное для сварки и сборки деталей в узлы;
гальваническое для антикоррозионной и декоративной отделки деталей и узлов.
Точность изготовления деталей должна соответствовать 4—6-му классам по ГОСТ 7712—62, а чистота обработки — 4—7-му классам по ГОСТ 2789—59.
Кроме перечисленных производственных отделений, в состав механического цеха входит также вспомогательное ремонтно-инструментальное отделение для обслуживания цеха текущим ремонтом оборудования и изготовления оснастки (штампы, приспособления).
§ 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЗМОВ И АРМАТУРЫ
Материалы для изготовления деталей механизмов и арматуры должны обладать: прочностью, достаточной для сопротивления действующим на деталь усилиям как в процессе ее изготовления, так и при эксплуатации, обрабатываемостью — для получения заданной точности и чистоты обработки, устойчивостью против химических воздействий (главным образом против коррозии), минимальным удельным весом. Этим требованиям, хотя и в разной степени, отвечают такие материалы, как низкоуглеродистая и углеродистая сталь, алюминий и его сплавы, латунь, нержавеющая сталь, мельхиор и белая жесть.
159
Таблица 6
Показатели отдельных видов металлов, применяемых для изготовления деталей механизмов и арматуры
Наименование материала Марка Сортамент ГОСТ Временное сопротивление разрыву, кгс/мм3 Удельный вес Устойчивость против коррозии Детали механизмов и арматуры
1 2 3 4 5 6 7 8
Низкоуглеродистая сталь Ст. 08 Ст. 10 Лента стальная холоднокатаная 503-67 33—45 7,8 Недостаточная Стойка, рычаг клавиши, гребенка клавиатурная, рычаг клапана, стопор, петля ремня, толкатель, ложе валиков
То же Ст. 1 Проволока стальная общего назначения, светлая 3282-46 90-100 7,8 То же Валик, стойка, серьга, шпилька
» Ст. 1 Проволока бердная светлая 5437—57 90—100 7,8 » Ось клавиатурная
Сплавы дюралюминиевые Д1АТ, Д16АТ Листы закалённые и естественно состаренные 13722-69 33-42 2,85 Достаточная Стойка каркаса, ложе валиков, клапан, рычаг клапана, каркас переключения регистров, пластина регистровая
Алюминий АД1-Н Листы твердые нагар-тованные 13722-69 15-18 2,60 » Дека, клапан, сетка, рычаг клапана, пластина регистровая, гребенка аккомпанемента, стойка каркаса
Углеродистая сталь У9А Проволока стальная пружинная 2-го класса 9389—60 160-175 7,8 Удовлетворительная Пружины механизмов
Латунь Л62 Листы и полосы латунные 931—70 40-45 8,5 Хорошая Пластина модераторная, опора валиков, угол меха, гребенка аккомпанемента
Сталь нержавеющая — Лента 4986-70 — 7.8 » Угол меха, детали украшения сетки
Жесть белая — Листы 1-го класса I сорта 5343-54 — 8,1 » Угол меха для гармоней
Мельхиор — Лента из мельхиора, нейзильбера и монеля 5187-70 — 7,8 > Угол меха, платик, детали украшения сетки
Более полная характеристика отдельных видов металлов, применяемых для изготовления тех или иных групп деталей механизмов и арматуры, приведена в табл. 6.
Из таблицы видно, что по механическим свойствам, характеризующим прочность металлов, достаточную для сопротивления действующим на детали усилиям, такие виды металлов, как низкоуглеродистая сталь, сплав типа дюралюминия и латунь,— почти равноценны. Хорошей коррозионной устойчивостью обладают дюралюминиевые сплавы и латунь.
Минимальный удельный вес имеет сплав типа дюралюминия. Следовательно, применение этого сплава для изготовления ряда деталей механизмов весьма целесообразно. Следует, однако, отметить, что сплав типа дюралюминия промышленность выпускает преимущественно в листах.
Применение листов (вместо лент) вызывает дополнительные операции по раскрою листов на ленты и ограничивает использование высокопроизводительных прессов с автоматической подачей. Из-за отсутствия в настоящее время требуемого диапазона профилей лент из сплава дюралюминия для изготовления ряда деталей механизмов наибольшее распространение пока приобретает низкоуглеродистая стальная лента холодной прокатки. По прочности алюминиевая проволока стоит значительно ниже стальной и поэтому
Таблица 7
Наиболее употребительные марки сталей для изготовления деталей штампов и пресс-форм
Детали штампов и пресс-форм Марки сталей Термическая обработка Твердость по Бринеллю
Пуансоны и матрицы для штамповки деталей клавишных и регистровых механизмов, а также рамок голосовых планок У8А; У10А; У8; У10 Закалка 55-58
Пуансоны и матрицы для штамповки 12ХН2А; Цементация и 50-56
язычков, формующие детали пресс- 12ХНЗА; закалка
форм сложной конфигурации 12Х2Н4А; ХГ; ХВГ; 5ХНМ; 4Х8В2; Х12; Х12М; ЗХ2В8; 5ХНВ; 5ХНТ Закалка 50—66
Формующие детали пресс-форм'про- У8А; У10А; » 55—58
стой конфигурации У10; 50; 55; 60 » 50-55
Пуансонодержатель и опорные плиты, обоймы для опорных матриц и щек пресс-форм Ст. 5; 30; Ст. 3; 15; 20 » 40—45
Съемники, выталкиватели направляющие, стержни, пальцы У7А; У8А » 42—47
Колонки и втулки направляющие, У8; У10; » 45-50
ограничители и упоры 15; 20 Цементация и закалка 45-50
Пружины 70 (ВС, ОВС) Отпуск —
161
заменить ее при изготовлении таких деталей, как валики, стойки, оси, не может. Следует также учесть широкое внедрение в производство валиков сварной конструкции, при которой применение цветных металлов пока вызывает значительные трудности.
Детали, находящиеся снаружи инструмента — углы меха, шайбы, детали крепления ремней, платики и др., целесообразно изготовлять из металлов, обладающих хорошей устойчивостью против коррозии, т. е. из нержавеющей стали, мельхиора и латуни. Белую жесть применяют только для изготовления углов меха гармоней.
Все детали, изготовленные из стали, должны иметь надежное антикоррозионное или декоративное покрытие.
Качество изготовляемых деталей и срок службы штампов во многом зависят от правильного выбора марки стали и термической обработки отдельных деталей. Наиболее употребительные марки сталей для изготовления деталей штампов и прес-форм приведены в табл. 7.
§ 3. ШТАМПОВОЧНО-ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Большинство металлических деталей механизмов и арматуры
язычковых инструментов изготовляется из ленты или листа методом холодной штамповки. К таким деталям относятся клавиши, ---------- рычаги клапанов, гребенки, ложе
Рис. 107. Схема процесса изготовления клавишных рычагов:
а — вырубка контура заготовки из ленты; б — гнутье; в — высадка усика; г — готовый рычаг
каркаса, стоики, толкатели, каркас регистровый, регистровые пластины, углы меха и др. Технологический процесс изготовления этих деталей идентичен и в основном состоит из вырубки деталей по контуру, пробивки отверстий, высадки усиков и гибки по заданному профилю. В качестве примера приводятся технологические процессы изготовления некоторых из перечисленных деталей.
Рычаги клавиш. Стальная лента холодной прокатки в рулонах (бухтах) подается к эксцентриковому или кривошипному прессу с автоматической подачей, где при помощи комбинированного штампа последовательного дей-
ствия производят вырубку рычагов по наружному контуру с одновременной пробивкой отверстий для оси вращения и крепления пружины (рис. 107). Следующую операцию — гнутье по заданному профилю выполняют в эксцентриковом прессе при помощи гибочного штампа. После гибки рычаги передаются на эксцентриковый пресс для высадки усика (по готовому отверстию), а затем в галь-
ваническое отделение.
162
В последнее время па штамповочных операциях начинают применять совмещенные штампы, когда в одном блоке размещают 3— 4 различных пуансона и матрицы, позволяющие выполнить за один ход ползуна пресса 3—4 операции. В этом случае вырубка рычагов по контуру, пробивка отверстий, высадка усика и гнутье по заданному профилю выполняются одновременно.
Рис. 108. Схема процесса изготовления рычага клапана: а — вырубка контура заготовки из ленты; б — вырубка отверстий; в — гнутье; г — высадка усика
5
Рычаги клапанов. Листы из сплава типа дюралюминия подаются к гильотинным ножницам для разрезания на полосы. Затем полосы поступают к эксцентриковому прессу для вырубки деталей по контуру и пробивки отверстий (рис. 108). Эти операции выполняются при помощи обычных вырубного и пробивного штампов.
Рис. 109. Схема процесса изготовления гребенки рычагов клавиш: а — вырубка контура заготовки с одновременной пробивкой круглых отверстий; б — высадка усиков для оси; в и г — гнутье; д — высадка усиков для пружин
Возможно также использование комбинированного штампа последовательного действия, когда обе эти операции выполняются одновременно, т. е. за один ход ползуна пресса.
Гнутье по заданному профилю выполняется в эксцентриковом прессе при помощи гибочного штампа. После гибки рычаг клапана поступает на эксцентриковый пресс для высадки усика, который
163
служит для закрепления пружины. Далее детали обезжириваются в керосине, высушиваются и поступают в цеховой комплектовочный склад.
Гребенка рычагов клавиш. Стальная лента холодной прокатки поступает к эксцентриковым прессам для вырубки деталей по контуру, пробивки отверстий, просечки и отгибки усиков для оси вращения, гнутья по заданному профилю, просечки усиков для крепления пружин и пробивки отверстий для крепления к деке (рис. 109).
Ложе каркаса. Разрезанные на полосы листы из сплава типа дюралюминия поступают к эксцентриковым прессам для вырубки деталей по контуру, пробивки отверстий, вырубки окон, гнутья и отгибки усиков (рис. НО).
Рис. ПО. Схема процесса изготовления ложа каркаса:
а — вырубка контура заготовки с одновременной пробивкой круглых отверстий; б — вырубка окон; в и г — пробивка отверстий; д — готовая де-
таль
Гребенка толкателей. Латунные полосы поступают к эксцентриковым прессам для вырубки деталей по контуру, пробивки отверстий и гнутья по заданному профилю (рис. 111).
Толкатели. В качестве примера приведем технологический процесс изготовления толкателя аккордов, состоящего из двух частей — плоского рычага с усиками по контуру и цилиндрического рычага, на который насаживается кнопка. Плоский рычаг изготовляют из стальной ленты холодного проката, цилиндрический — из стальной низкоуглеродистой проволоки. Плоский рычаг вырубают по наружному контуру в прессе с автоматической подачей ленты при помощи вырубного штампа. Далее для увеличения жесткости рычаг
164
подвергают пуклевке на части его длины, свободной от усиков,. Эту операцию выполняют на прессе при помощи пуклевочного штампа. Цилиндрический рычаг изготовляют на эксцентриковом прессе с приспособлением для правки и подачи проволоки. Здесь в штампе происходят одновремено рубка проволоки по размеру и гнутье рычага по заданному профилю. После антикоррозионной отделки деталей на цилиндрическую часть толкателя насаживается
Рис. 111. Схема процесса изготовления гребенки толкателей аккордов:
/ — нарезка полос из листа; 2 — вырубка контура заготовки; 3 — пробивка отверстий; 4— гнутье; 5—готовая гребенка
кнопка. Затем плоский рычаг соединяют с цилиндрическим методом контактной сварки на электросварочном аппарате.
Дека (металлическая) корпуса. Листы из сплава типа дюралюминия подаются к гильотинным ножницам для разрезания на заготовки определенных размеров. Далее заготовки поступают к эксцентриковому прессу для пробивки окон. Поскольку для одновременной пробивки всех окон требуется значительное усилие
/ — металлическая дека; 2 — каретка; 3 — фиксатор; 4 — пуансон; 5 — матрица; 6 — плита
пресса (порядка 150 т) и пробивной штамп весьма сложной конструкции, эту операцию обычно выполняют при помощи так называемого «шагового» штампа, рассчитанного на пробивку окон в деке, расположенных только в одном ряду по горизонтали. Для этого заготовку деки закрепляют в подвижной каретке, которая подается всегда на строго определенную величину, соответствующую шагу расположения окон на деке (рис. 112).
165
Валик. Стальная низкоуглеродистая проволока в мотках поступает на рихтовальный отрезной автомат для рихтовки (правки) и одновременной отрезки валиков по длине.
Скорость подачи рихтуемого материала зависит от его диаметра, например:
Диаметр проволоки, мм Скорость подачи, м/мин 1—1,5 10
1,6—2,5 20
2,6—3,0 30
Далее для выравнивания торцов валиков и придания им окончательного размера по длине их передают на плоскошлифовальный станок, а затем в цеховой комплектовочный склад.
Рис. 113. Схема процесса изготовления крючка для крепления входных камер:
1 — моток проволоки; 2 — механизм правки; 3 — механизм подачи; 4 — комбинированный штамп для рубки заострения и гнутья; 5 — обработанная деталь
Крючок для крепления входных камер. Стальная низкоуглеродистая проволка в мотках поступает к эксцентриковому прессу с автоматической подачей и приспособлением для правки проволоки. Здесь одновременно происходят правка проволоки, рубка по размеру с заострением одного конца и гнутье под углом 90° (рис. 113). Далее детали отжигаются в электропечи при температуре 850±10°С, галтуются в барабане и поступают на станок для накатки резьбы. Для антикоррозионной отделки детали передаются в гальваническое отделение.
Потребное давление пресса. Для более целесообразного использования оборудования выбор того или иного (эксцентрикового) пресса должен соответствовать потребному давлению вырубки или других штамповочных операций при изготовлении отдельных деталей. Для этого необходимо в каждом отдельном случае определить потребное давление пресса, пользуясь формулой
P = Pi + Q или p = p2 + q,
где Pi, Рг — потребное давление пресса, кг:
a) P1 = /nSacp
(32)
166
для любой плоской конфигурации детали;
б) P2 = ndSacp
(33)
для круглой конфигурации детали, где /п — длина периметра резания, мм;
S — толщина материала, мм;
d — диаметр вырубки, мм;
«ср— сопротивление срезу, кгс/мм2;
Q — усилие, учитывающее наличие побочных явлений при вырубке, неравномерность толщины материала и затупление режущих кромок, сжатие буфера, прижима или съемника. Это усилие принимают равным 0,3 Pi или 0,3 Рг-
Формулы приведены для определе-
ния усилий вырубки штампами с параллельными режущими кромками. В табл. 8 приведены значения аСр (кгс/мм2) для ряда материалов, применяемых в производстве язычковых инструментов.
Для примера определим потребное давление пресса для вырубки основания клапана аккордов (рис. 114). Исходные данные: /1 = 30 мм, а=16 мм,
Рис. 114. Схема вырубки проемов и отверстий в основании клапанов аккордов
aL = 6 мм, 6 = 3 мм, S — 2 мм, d=3 мм,
h (число проемов) =2, hi (число отверстий) =5, аср=15 кгс/мм2.
Таблица 8
Значение аср для материалов, применяемых в производстве язычковых инструментов
аСр для материала
Материал
мягкого
твердого
Алюминий ....................................
Дюралюминий..................................
Латунь ......................................
Сталь марок: Ст. 1; 08; 10 ...........................
Ст. 40; 50 ..........................
— 15—17
20 38
28—32 40—44
35—40 45—50
50—55 60—70
В данном случае формула для определения потребного давления пресса будет иметь вид:
где
р, = (/„+/) Sa +Q;
3 \ П1 1 nJ ср 1
Р4 = л dhiSa^ + Q;
167
zn = 2 (Zt Н-а) = 2 (30+ 16) = 92 мм;
/Па = й [2(^ + 6)] =2 [2(6 + 3)] = 36 мм;
Р3 = (92 + 36)2.15 + 0,ЗР3 = 4992 кг;
Р4 = 3,14-3-5-2-15 + 0,ЗР4= 1836 кг;
Р = 4992+1836 = 6828 кг.
Для определения усилия при вырубке в штампах со скошенными режущими кромками обычно пользуются упрощенной формулой
P = ZnSacpfe + Q, (34)
где коэффициент для /п, равный около 200 мм при f/ = S6 = 0,4—0,6 при // = 2 Sk = 0,2—0,4 (Н—высота скоса, мм).
§ 4. СВАРОЧНО-СБОРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Сварка стоек с валиками. Соединение стоек с валиками методом точечной электросварки производят на сварочных аппаратах, от конструкции которых зависят качество сварки и отсутствие в местах соединения деталей наплывов, прожогов и непроваров; в основном это касается прерывателей тока, действующих автоматически.
В настоящее время станкостроительная промышленность выпускает электросварочную аппаратуру с игнитронными прерывателями тока вместо механических. Такой прерыватель снабжен игнитронными и тиратронными лампами. Тиратронные лампы предназначены для регулирования силы тока, необходимого для сварки стали заданных сечений, включения дополнительного сопротивления в случае повышения напряжения и выключения подачи электротока при случайном падении напряжения в электросети. Игнитронные лампы беспрерывно выключают и включают электроток, подавая его в электросварочный аппарат с определенными промежутками.
Применение игнитронных прерывателей дает высококачественную сварку. Поверхность шва получается ровной и чистой. Стойки по длине валиков приваривают при помощи приспособления, исключающего надобность в предварительной разметкё мест сварки (рис. 115).
Принцип действия приспособления заключается в следующем.
Валик 1 закрепляется в опорах 2 подвижной каретки, передвигающейся по направляющей 3 под действием груза 4. Валик-копир с размеченными местами (углублениями) приварки стоек закрепляют в опорах 6 и 2 каретки, имеющей возвратно-поступательное движение. Привариваемая стойка 9 опускается в шарнирную втулку 10 и соединяется с валиком 1 при замыкании контактов 7 и S, т. е. при опускании верхнего контакта 8. После сварки верхний контакт 8 поднимается (занимает исходное положение) и одновре
168
менно с этим разводится шарнирная втулка 10, а фиксатор 11 выводится из углубления на валике-копире 5; при этом подвижная каретка перемещается в указанном стрелкой направлении до следующего углубления на валике-копире, в которое под действием
Рис. 115. Схема сварки стоек с валиком
пружины 12 вводится фиксатор //; в шарнирную втулку опускается следующая стойка, и процесс продолжается.
Валики с приваренными к ним стойками обоих родов подвергаются выборочной правке, после чего их направляют для антикоррозионной отделки.
Рис. 116. Схема запрессовки кнопок на полуавтомате: / — кассета для толкателей; 2 — электроконтактный нагрев толкателей; 3— бункер для кнопок; 4 — ориентирующее устройство; 5 — кассета для кнопок; 6 — отсекатель; 7 — толкатель; 8 — толкатель с запрессованной кнопкой
Насадка кнопок и пуговиц на рычаги и толкатели. В последнее время применяют литые кнопки и пуговицы, так как процесс литья не только более прогрессивен по сравнению с прессованием, но обеспечивает лучший внешний вид продукции.
Кнопки или пуговицы на рычаги и толкатели насаживают различными способами в зависимости от теплостойкости материалов, из которых они изготовлены. Литые кнопки из сополимеров или полистирола, имеющих теплостойкость порядка 65—70° С, насаживают горячей запрессовкой. Соединяемую с кнопкой часть рычага
169
или толкателя нагревают при помощи контактного электроподогрева до температуры, превышающей теплостойкость пластмассы на 2—3°С, и вводят в отверстие кнопки.
Усадка пластмассы после охлаждения обеспечивает достаточную плотность соединения.
На тульском заводе «Муздеталь» внедрен в производство полуавтомат (рис. 116) для насадки кнопок на толкатели горячим способом производительностью 7500—8000 деталей за смену.
Для надежного соединения необходимо придерживаться определенных соотношений между величиной соединительной части толкателя (рычага) и диаметром отверстия в кнопке. Например, при размерах соединительной части 3,3 + 0,1X1,0 + 0,05 мм диаметр отверстия в кнопке должен быть равен 3,0—0,05 мм.
Рис. 117. Кинематическая схема станка для сборки узлов клавишного механизма:
/ — гребенка клавиш; 2 — клавиша; 3 — пружина; 4 — ось гребенки; 5 —каретка с направляющей; 6 — стол; 7 — электродвигатель
Сборка узлов. Сборку узла, например, правого клавишного механизма баяна, состоящего обычно из гребенки, клавиш (рычагов клапанов с укрепленными на них пуговицами-кнопками), оси и пружин, производят при помощи приспособления типа горизонтально-сверлильного станка. Вместо сверла в патроне укрепляют ось, на которую насаживают клавиши. Гребенку устанавливают на подвижной каретке станка, перемещаемой по мере набора клавиш и пружин, в направлении, параллельном оси гребенки, имеющей вращательное движение (рис. 117).
Собранные узлы направляют в комплектовочный склад, откуда узлы и отдельные детали комплектно передают в сборочный цех.
§ 5. ОТДЕЛКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
Целью отделки металлических деталей является предохранение их поверхности от непосредственного воздействия влаги, кислорода воздуха и загрязнений. Для этого на детали наносят антикоррозионное покрытие. Кроме того, отделка должна служить в качестве декоративного покрытия. Очень часто оба вида покрытия дополняют друг друга путем последовательного их нанесения на поверхности деталей.
170
Учитывая многообразие материалов, используемых при изготовлении металлических деталей, в промышленности применяют для их отделки несколько видов покрытий: металлическое, неметаллическое (окисное) и лакокрасочное.
В зависимости от конструктивных особенностей и назначения деталей, а также их местоположения в инструменте применяют различные способы нанесения отделочных материалов:
металлическое покрытие — отделка гальваническим способом (цинком, медью, никелем, хромом);
неметаллическое покрытие— анодирование, фосфатирование (окисное);
лакокрасочное покрытие — пневматическое распыление (лакирование).
Гальванический способ основан на выделении металлов из растворов их солей под действием электрического тока. Осаждение металла на детали происходит при условии подключения ее к отрицательному полюсу источника тока. Таким образом, деталь является отрицательным электродом (катодом); второй электрод, подключенный к положительному полюсу источника тока, называется анодом.
Гальванический способ обеспечивает покрытие поверхности деталей чистыми металлами, применяемыми для отделки, с минимальными потерями. Степень блеска и надежность покрытия во многом зависят от качества подготовки поверхности к покрытию, а также последующего облагораживания нанесенного слоя металла — глянцевания.
Анодирование, т. е. электрохимическое оксидирование алюминия, основано на выделении окислов из сернокислого электролита под действием электрического тока. Осаждение оксидной пленки на детали осуществляется при завешивании деталей на анодную штангу, а катодом служит листовой свинец.
Пленку обычно окрашивают неорганическими красителями.
Фосфатирование представляет собой химический процесс образования на поверхности деталей, изготовленных из стали или чугуна, пленок фосфорнокислых соединений марганца и железа, не растворяемых в воде.
Образование защитной пленки на деталях происходит под действием раствора препарата «Мажеф», состоящем из марганца, железа и фосфорной кислоты.
Виды покрытий, способы нанесения отделочных материалов, характеристики внешнего вида покрытия в зависимости от назначения деталей приведены ниже.
Поверхности деталей правых, левых и регистровых механизмов из черных металлов, находящиеся внутри инструмента, покрывают матовым металлическим покрытием гальваническим способом (цинк, никель). Минимальные толщины слоев покрытий должны соответствовать РСТ РСФСР 37—72. Поверхность ровная, гладкая. Допускаются волосяные царапины и небольшие следы обработки. Наросты, пятна, трещины, отслоения, пузыри не допускаются.
171
Поверхности деталей крепления ремней шпонки (шпильки), детали сеток, детали регистровых механизмов, отдельные детали механизмов, крепежные детали из черных металлов, находящиеся снаружи инструментов, покрывают глянцевым металлическим покрытием гальваническим способом (никель, медь, хром). Минимальные толщины слоев покрытий должны соответствовать РСТ РСФСР 37—72. Поверхность ровная, гладкая. Допускаются отдельные малозаметные (без применения увеличительных приборов) волосяные царапины. Наросты, пятна, отслоения, пузыри не допускаются.
Поверхности латунных деталей крепления ремней шпонки (шпильки), детали сеток, регистровых механизмов, отдельные детали механизмов, крепежные детали, находящиеся снаружи инструмента, покрывают металлическим покрытием гальваническим способом (никель, хром). Минимальные толщины слоев покрытий должны соответствовать РСТ РСФСР 37—72. Поверхность ровная, гладкая. Допускаются отдельные малозаметные (без применения увеличительных приборов) волосяные царапины. Наросты, пятна, отслоения, пузыри не допускаются.
Поверхности алюминиевых деталей регистровых механизмов, деки, сетки, накладки аккомпанемента, находящиеся внутри или снаружи инструментов, покрывают матовым полуглянцевым неметаллическим покрытием способом анодирования. Поверхность должна быть ровная, гладкая, равномерно окрашенная. Наплывы, потеки, пузыри, не окрашенные места не допускаются.
Поверхности крепежных деталей, втулки из черных металлов, находящиеся внутри инструмента, покрывают матовым неметаллическим покрытием способом фосфатирования. Поверхность ровная, гладкая. Наплывы, пузыри, пятна, отслоения не допускаются.
Поверхности алюминиевых деталей остовов регистровых механизмов, сетки, деки и др., находящиеся внутри или снаружи инструментов, покрывают матовым полуглянцевым лакокрасочным покрытием с помощью пневматического распыления (III класс покрытия). Поверхность ровная, гладкая равномерно окрашенная. Наплывы, шагрень, потеки, пропуски, пузыри, пятна не допускаются.
Как уже указывалось выше, для отделки металлических деталей применяют три вида покрытий: гальванический, окисный, лакокрасочный.
К основным материалам покрытий относятся: пластинчатые аноды, соли, щелочи, кислоты и окислы, а также лакокрасочные материалы.
1. Пластинчатые аноды
Аноды цинковые марок ЦО, Ц1 и Ц2. Удельный вес 7,1. Температура плавления 419° С. Прокат. Аноды должны быть ровно отрезаны. Трещины и царапины не допускаются. Размеры: 700Х X500X12; 900X320X8; 900X300X6.
Аноды медные марки Ml. Удельный вес 8,9. Температура плавления 1084° С. Кромки анодов должны быть ровными. Поверхность
172
ровная, без трещин и пленок. Выпускаются аноды длиной от 300 до 1000 мм, шириной от 100 до 800 мм, толщиной от 2 до 12 мм.
Аноды никелевые горячекатаные марок НПА1, НПА2. Удельный вес 8,8. Температура плавления 1452° С. Кромки анодов должны быть ровными. Трещины и царапины не допускаются. Выпускаются аноды длиной от 400 до 1000 мм, шириной от 100 до 250 мм и толщиной от 4 до 12 мм.
2. Соли, щелочи, кислоты и окислы
Цинк сернокислый технический — белый кристаллический порошок, растворимость в воде свыше 900 г/л (ГОСТ 4174—69). Входит в состав сернокислого электролита цинкования и электролита черного никелирования.
Окись цинка — белый порошок, нерастворим в воде, растворим в каустической соде (ГОСТ 10262—62). Входит в состав электролита хлористоаммонийного цинкования.
Хлористый аммоний — белый кристаллический порошок, растворимость в воде до 300 г/л (ГОСТ 3773—60). Входит в состав электролита хлористоаммонийного цинкования.
Алюминий сернокислый — бесцветные кристаллы (ГОСТ 3758— 65). Применяется для устойчивости pH в сернокислом электролите цинкования.
Сернокислый натрий десятиводный — бесцветные кристаллы; растворимость без подогрева более 400 г/л (ГОСТ 6318—68). Применяется для повышения электропроводности цинковых и никелевых электролитов.
Медный купорос—кристаллы синего цвета; растворимость в воде свыше 300 г/л (ГОСТ 2142—67). Входит в состав сернокислого электролита меднения.
Серная кислота техническая — вязкая жидкость желтоватого оттенка; удельный вес 1,84 (ГОСТ 2184—67). Входит в состав сернокислого электролита меднения.
Никель сернокислый технический — кристаллы темно-зеленого цвета; растворимость без подогрева до 300 г/л (ГОСТ 2665—44). Входит в состав сернокислых электролитов никелирования.
Хлористый натрий — белые кристаллы; растворимость до 280 г/л (ГОСТ 4233—66). Применяется для активного растворения анодов в никелевых электролитах.
Магний сернокислый технический — белые кристаллы; растворимость без подогрева более 300 г/л (ГОСТ 4523—67). Применяется для повышения электропроводности сернокислых электролитов никелирования.
Борная кислота — белые чешуйчатые кристаллы; растворимость в воде при температуре 15—20° С до 40 г/л (ГОСТ 2629—44). Применяется для устойчивости никелевого электролита.
Фтористый натрий — белые кристаллы, малорастворимые вводе (ГОСТ 4463—66). Применяется для электролитов блестящего никелирования и фосфатирования металлов.
Хромовый ангидрид — плавленная кристаллическая масса вишнево-красного цвета; растворимость в воде без подогрева до
173
625 г/л (ГОСТ 2548—69). Входит в состав электролитов хромирования, оксидирования алюминия и электрополирования.
Препарат «Мажеф» (марганец, железо, фосфорная кислота) — порошок желтовато-серого цвета, полностью в воде не растворяется (ГОСТ 6193—52). Применяется для фосфатирования металлов.
Азотнокислый цинк — бесцветный кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде (ГОСТ 5106—69). Входит в состав раствора для фосфатирования.
Щавелевая кислота — белые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Применяется для щавелевокислого электролита анодного оксидирования алюминия.
Хромпик калиевый, технический — оранжевые кристаллы, растворимые в воде (ГОСТ 2652—71). Применяется для пассивирования цинковых покрытий и оксидных пленок на алюминии.
3. Лакокрасочные материалы
Грунтовка № 622 (ГОСТ 9109—59). Применяется для устранения неровностей поверхности.
Нитрошпаклевка НЦ-00-08 (ГОСТ 10277—62). Применяется в качестве подслоя, повышающего качество последующего покрытия эмалями.
Нитроэмаль НЦ-25 (ГОСТ 5406—60). Применяется для нанесения первого покрывного слоя.
Нитроэмаль НЦ-11 (ГОСТ 9198—59). Применяется для нанесения верхнего покрывного глянцевого слоя.
К вспомогательным материалам относят:
щелочи для обезжиривания (едкий натр или едкое кали, жидкое стекло, бензин);
кислоты для травления (соляная, азотная, серная);
абразивные шлифовальные зерна для грубого шлифования;
шлифовальные порошки для чистого шлифования;
микропорошки для полирования;
клей столярный для наклейки абразивных материалов;
круги полировочные войлочные для отделочных работ при подготовке поверхности к гальваническим покрытиям и полировке самих покрытий;
паста полировочная, хромовая;
круги хлопчатобумажные для глянцевания гальванических покрытий;
венская известь для протирки гальванических покрытий.
§ 6. НАНЕСЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ
Защитно-декоративные металлические покрытия, нанесенные гальваническим способом, применяются при отделке подавляющего большинства металлических изделий.
Технологический процесс отделки представляет собой комплекс переходов и операций, разделяемых на три группы: подготовительные, нанесение покрытий п заключительные.
174
К подготовительным операциям относятся: механическая (галтовка, шлифование, полирование) и химическая (обезжиривание, травление, декапирование) обработка деталей.
К заключительным — химическая обработка (пассивирование, осветление), сушка и механическая обработка (глянцевание) покрытий.
Подготовка к покрытию. Основным условием для получения доброкачественного покрытия является тщательная предварительная подготовка поверхности деталей.
Такая подготовка возможна только при соблюдении следующих правил:
с покрываемых деталей должны быть удалены заусенцы, раковины, ржавчина, окалина и неметаллические включения;
недопустимо наличие забоин, вмятин, повреждений резьбы и других дефектов обработки;
чистота поверхности должна соответствовать ным:
Вид покрытия
следующим дан-
Класс чистоты
Никелирование: глянцевое.............................. 7—8
блестящее............................ 6—7
матовое.............................. 5—6
Хромирование: блестящее.............................. 7—9
матовое.............................. 5—6
Цинкование.............................. 5—6
поверхность покрываемых деталей должна быть тщательно обезжирена, а затем промыта в чистой проточной воде;
окислы, всегда имеющиеся на поверхности деталей, должны быть удалены путем травления или декапирования;
после травления и промывки детали должны быть немедленно загружены в ванны для гальванического покрытия;
детали должны быть завешены на подвесах так, чтобы условия полноты и равномерности их покрытия были наилучшими.
Механическая обработка. Удаление заусенцев, окалины и ржавчины при очистке мелких деталей осуществляется во вращающихся галтовочных барабанах. Такие барабаны имеют обычно шестигранное сечение и снабжены в одной из стенок плотно закрывающейся крышкой. Диаметр барабана 500—700 мм, длина 800—1000 мм, частота вращения барабана 40—50 об/мин. В зависимости от состояния поверхности для очистки деталей применяют сухой речной песок, наждачный порошок, древесные опилки, обрезки кожи.
Загрузка барабана деталями не должна превышать половины объема барабана. Обработка продолжается от 6 до 24 ч для получения матовой поверхности при гальваническом способе покрытия.
При необходимости иметь блестящее или глянцевое покрытие поверхность детали шлифуют и полируют. Обработку поверхности начинают с грубого шлифования, постепенно переходят к тонкому
175
шлифованию и полированию. Для шлифования применяют последовательно крупнозернистые, а затем мелкозернистые наждачные порошки, наклеиваемые на войлочный круг. Полирование производят специальными пастами, изготовленными на основе окиси железа или окиси хрома.
Для шлифования и полирования применяют универсальные двухдисковые шлифовально-полировальные станки, оборудованные двумя электродвигателями мощностью 1,2—1,5 кВт. Окружная скорость круга зависит от свойств обрабатываемых металлов и должна составлять: для черных металлов и никеля — 30 м/с, для меди и ее сплавов — 25 м/с, для алюминия— 18 м/с.
Химическая обработка. Детали, подвергающиеся химической обработке, прежде всего обезжиривают. Химическое обезжиривание в горячих щелочных растворах обычно применяется в условиях массового производства и при обработке мелких деталей.
Детали укладывают в железные сетчатые корзины и погружают на несколько минут в ванну со щелочным раствором. Жиры минерального и растительного происхождения, осевшие на поверхности деталей при их обработке на станках, под действием щелочей образуют эмульсии и растворимые соли жирных кислот, легко удаляемые водой.
Химическое обезжиривание осуществляется в стальных ваннах размером 0,8X0,6X0,6 м без футеровки с устройством для подогрева до температуры 80—90° С и вытяжной вентиляцией. Такие же ванны, но без устройств для подогрева и вентиляции обычно применяют для промывки деталей после обезжиривания, для декапирования, промывки после декапирования, промывки после осаждения гальванических покрытий и пассивирования.
Травление черных металлов применяют для очистки поверхности от значительной окалины и ржавчины. Травление цветных металлов (латуни и ее сплавов) применяют часто для быстрого глянцевания при подготовке поверхности к гальваническому покрытию.
Травление деталей производят при температуре 18—20° С в течение 1—2 с, затем быстро промывают в холодной проточной воде, пассивируют, после чего промывают в воде и сушат. Травление и промывка должны производиться в специальных герметически остекленных шкафах, снабженных искусственными побудителями движения воздуха. Емкости для раствора и промывки после травления должны быть керамические или из пластических масс.
Декапирование черных металлов проводят в слабых растворах кислот для удаления пленок окислов и лучшего сцепления поверхности с гальваническими покрытиями.
Нанесение гальванических покрытий. Под этим процессом подразумевается не просто электролитическое осаждение металлов на поверхности отделываемых деталей, а создание металлических осадков в виде покрытий, обладающих определенными защитными и декоративными свойствами. Все условия процесса образования покрытий должны обеспечивать образование плотных, мелкокри
176
сталлических устойчивых осадков. Получение той или иной структуры осадка зависит от условий его образования, т. е. от состава электролита, плотности тока, температуры электролита, а также интенсивности его перемешивания.
Вид и толщина покрытия определяются условиями эксплуатации деталей и обычно регламентируются техническими условиями или республиканскими стандартами РСТ РСФСР на полуфабрикаты или готовые изделия.
В тех случаях, когда покрытие имеет главным образом защитную функцию, т. е. для деталей, находящихся внутри инструментов, вид гальванического покрытия выбирают исходя из условий надежной их защиты от коррозии.
В настоящее время почти все предприятия по производству музыкальных инструментов или только металлических деталей механизмов к ним применяют никелирование как единственный способ защиты деталей от коррозии. Между тем известно, что никелевое покрытие, осажденное непосредственно на стальную поверхность, не является надежным средством защиты деталей от коррозии.
Даже при легких условиях эксплуатации изделий (закрытые, сухие, отапливаемые и вентилируемые помещения) для защиты от коррозии толщина никелевого покрытия должна быть не менее 9— 12 мк. Такая толщина практически труднодостигаема в ваннах барабанного (колокольного) типа, где в настоящее время на предприятиях никелируется свыше 75% деталей.
Для получения указанной толщины никелевого слоя в стационарных ваннах требуется значительное время, а стало быть, и большее количество ванн. Поэтому для улучшения качества отделки и одновременного ускорения работ рекомендуется в качестве защитного покрытия деталей, находящихся внутри инструментов, вместо никелирования применять цинкование.
Что касается отделки наружных деталей, то в зависимости от применяемых для их изготовления металлов, назначения и конструктивных особенностей могут быть рекомендованы следующие виды гальванических покрытий: детали, изготовленные из черных металлов, — 3-слойное покрытие по схеме никель + медь + никель или хромирование с никелевым подслоем; детали, изготовленные из латуни и ее сплавов, — никелирование или хромирование с никелевым подслоем.
Цинкование. Выбор цинкового покрытия для внутренних деталей вызван тем, что электролитическое цинкование является надежной защитой деталей из черных металлов от атмосферной коррозии. Известно, что даже при наличии пор или оголенных участков между цинковым покрытием и основным металлом в присутствии электролита возникает гальваническая пара, в которой металл покрытия, обладая более отрицательным электрическим потенциалом, становится анодом и растворяется, защищая таким образом основной металл от коррозии. Кроме того, цинковые электролиты очень просты и устойчивы по составу, не требуют сложного ухода за работой ванны и технологически рентабельны.
7 Заказ № 1876
177
В основном применяются цианистые и кислые электролиты. Цианистые электролиты используют для получения более равномерных осадков цинка, что особенно важно при покрытии деталей сложного профиля и рельефа. Эти электролиты, обладая высокой рассеивающей способностью, имеют и один существенный недостаток— токсичность, вследствие которой установка должна быть снабжена мощной вытяжной вентиляцией и устройством для обезвреживания сточных промывных вод. Из-за этого многие предприятия вынуждены применять кислые электролиты, которые, правда, не токсичны, но зато обладают более низкой рассеивающей способностью, чем цианистые, и, стало быть, не обеспечивают высококачественного покрытия, особенно на деталях сложного профиля. В последнее время в промышленности при гальваническом цинковании стальных деталей находит широкое применение хлористоам-монийный цинковый электролит, который обладает сравнительно высокой рассеивающей способностью и может применяться для покрытия деталей, имеющих сложную конфигурацию. Покрытия эти имеют светло-серый цвет, мелкокристаллическую структуру и вполне удовлетворительны по своим антикоррозионным свойствам.
Пассивирование цинковых покрытий. С целью повышения коррозионной стойкости и улучшения цвета цинковые покрытия подвергают специальной химической обработке в хроматных растворах— пассивированию, в результате которого на поверхности покрытия образуются цветные пленки различных оттенков — от светло-желтого до розового и фиолетового. Коричневый цвет пленки свидетельствует о низком качестве ее защитных свойств.
Меднение. Медные покрытия непосредственно для защиты черных металлов от коррозии не применяются из-за атмосферных воздействий, в результате чего медь темнеет. Кроме того, при наличии пор или повреждений покрытия медь образует с железом гальваническую пару, где железо является анодом, а медь — катодом. Вследствие этого вместо защиты будет наблюдаться коррозирова-ние железа. Тем не менее благодаря своей пластичностй и свойству легко полироваться медные покрытия широко применяют в качестве подслоя при никелировании, обеспечивая лучшее сцепление железа с металлом покрытия. При гальваническом меднении применяют главным образом два типа электролитов — цианистые и кислые. Широкое применение имеют цианистые электролиты, образующие высококачественное медное покрытие и позволяющие вести процесс по схеме: медь + никель, т. е. образовывать осадок меди непосредственно на стальной поверхности.
Однако из-за сильной токсичности цианистых электролитов, требующих исключительной предосторожности и при небольших объемах отделываемых деталей обычно применяют кислые электролиты, при которых процесс ведут по схеме: никель + медь + никель, хотя это удорожает и усложняет покрытие деталей.
Никелирование. Никель — твердый металл, хорошо полируется до зеркального блеска. Никелевые покрытия отличаются высокой стойкостью против атмосферных воздействий, а также против дей
178
ствия щелочей. На воздухе никель покрывается прозрачной пленкой, вследствие чего долго сохраняет блеск.
Никель способен надежно защитить железо от коррозии лишь при условии его беспористости, поэтому никелирование как защитно-декоративное покрытие обычно применяется с подслоем меди.
Многослойные покрытия также позволяют снизить удельный расход никеля за счет более дешевой меди.
В процессе гальванического никелирования применяют обычно сернокислые электролиты, весьма чувствительные к отклонениям от заданного режима и к наличию в электролите посторонних примесей (особенно железа, медц, свинца, цинка). Поэтому при работе с ними необходимо постоянно следить за чистотой электролита и соблюдать заданный режим никелирования.
Корректирование никелевых электролитов производят на основании химического анализа. Корректирование pH электролита должно быть систематическим и повседневным даже в течение одной смены. Значение pH характеризует концентрацию водородных ионов.
Применяют два способа измерения pH: электрометрический и калориметрический. Электрометрическое измерение pH осуществляют иономером типа ИМ-2М, действие которого основано на закономерном измерении электродвижущей силы гальванического элемента в зависимости от pH измеряемого раствора. Калориметрическое определение pH производят калориметром. Метод основан на применении индикаторов, т. е. органических красителей, которые при соприкосновении с раствором меняют цвет в зависимости от степени его кислотности.
Растворы с величиной pH свыше 7 показывают щелочную реакцию (требуется добавить раствор серной кислоты), ниже 7 — кислую (добавляется раствор каустической соды).
Для ускорения процесса никелирования и повышения качества покрытий ванны обычно оснащают автоматическими устройствами для покачивания катодных штанг, для очистки поверхности электролита и непрерывного фильтрования и перемешивания.
Блестящее никелирование. За последнее время широко внедряются электролиты блестящего никелирования, которые дают возможность получать непосредственно из ванн блестящие осадки никеля, сокращая частично или полностью стадию последующей механической обработки деталей — глянцевание. Для этого в электролит вводят специальные добавки, в частности дисульфонафталиновую кислоту (2—4 г/л), и выдерживают плотность тока 1,5— 2 А/дм2. Однако непременным условием получения блестящих осадков является тщательная подготовка поверхности к покрытию.
Толщина гальванических покрытий. Как правило, музыкальные инструменты находятся в сравнительно сухих отапливаемых помещениях, не сильно загрязненных топливными газами, с незначительными колебаниями влажности и температуры. Для таких условий эксплуатации со сроком службы деталей более 10 лет
7*
179
рекомендуются следующие виды и минимальные толщины покрытий в соответствии с ГОСТ 9791—68 и РСТ РСФСР 37—70:
цинкование — для деталей, находящихся внутри инструментов (толщина покрытия 6 мк);
никелирование — для первого подслоя деталей при кислом меднении (толщина покрытия 2 мк);
меднение (кислое)—для второго подслоя деталей (толщина покрытия 2 мк);
никелирование после меднения — для защитно-декоративной отделки наружных деталей (толщина покрытия 6 мк);
никелирование без подслоя для деталей, находящихся внутри инструментов (толщина покрытия 9 мк);
никелирование без подслоя для защитной отделки крепежных деталей, находящихся внутри инструментов (толщина покрытия 6 мк);
никелирование для декоративной отделки латунных деталей (толщина покрытия 3 мк);
никелированце для подслоя деталей из черных металлов перед хромированием (толщина покрытия 3 мк);
никелирование для подслоя деталей из латуни и ее сплавов перед хромированием (толщина покрытия 2 мк);
хромирование после никелирования — для защитно-декоративной отделки деталей (толщина покрытия 1 мк);
хромирование без подслоя—для деталей из латуни и ее сплавов (толщина покрытия 1 мк).
Гальванические цехи должны иметь следующее оборудование:
для механической обработки деталей до и после нанесения покрытия;
для химической обработки деталей до покрытия (ванны для обезжиривания, травления, декапирования, промывки);
для осаждения покрытий;
для обработки осажденных покрытий (ванны для промывки и пассивирования);
для ускоренной сушки деталей после покрытия (сушильный шкаф, центрифуга);
источники постоянного тока.
Некоторые особенности оборудования для механической и химической обработки деталей до покрытия проводились выше при рассмотрении этих процессов.
Техническая характеристика ванн для химических и электрохимических процессов приведена в табл. 9.
В зависимости от объема производства, назначения н габаритов деталей, подвергающихся покрытию, применяют стационарные, барабанные или колокольные ванны.
Детали, находящиеся снаружи иструментов, которые должны иметь защитно-декоративные покрытия и крупные детали, находящиеся внутри инструментов (например, валики с приваренными стойками), обрабатывают обычно в стационарных ваннах.
180
Таблица 9
Техническая характеристика ванн для химических и электрохимических процессов
Наименование процесса Характер электролита Техническая характеристика ванн
Подогрев, °C Вентиляция Сжатый воздух Постоянный ток Материал футора ванны
Обезжиривание химическое .... Щелочный 60—90 + Сталь
Травление черных металлов Кислый 50—70 + — — Винипласт,
Травление цветных металлов .... » 18—20 + керамика Винипласт,
Декапирование, пассивирование . . . » 18—20 керамика Винипласт,
Цинкование, меднение кислое, никелирование » 25—30 + + эмаль Винипласт
Хромирование . . . » 50—60 + + + Винипласт,
Промывка в холодной воде » свинец Винипласт
Промывка в горячей воде » 50—70 — — — Сталь
Более мелкие по размерам детали, имеющие только защитное покрытие (рычаги, клавиши, крючки, шайбы, толкатели и др.), обрабатывают в барабанных (колокольных) ваннах.
Производительность стационарных ванн значительно ниже других, но зато они обеспечивают более качественное покрытие деталей.
$ 7. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Анодирование — электрохимическое оксидирование алюминия при отделке деталей музыкальных инструментов применяется главным образом для получения защитно-декоративного покрытия. Применительно к указанным условиям анодирование осуществляется в сернокислых электролитах.
В качестве ванны рекомендуется использовать фарфоровую или керамическую чашу, вмонтированную в стальной кожух с электронагревателями. Мелкие детали анодируют в корзинах, крупные детали — на подвесках.
Последовательность подготовки поверхности анодирования и окрашивания анодных пленок приведена ниже:
181
обезжиривание в растворе, содержащем 50 г/л тринатрийфосфата, 10 г/л едкого натра и 30 г/л жидкого стекла; длительность процесса 3—5 мин, температура раствора 70—80° С;
промывка в горячей и затем в холодной проточной воде;
осветление в 40%-ном растворе азотной кислоты в течение 10— 15 с с последующей промывкой в холодной проточной воде;
анодирование в сернокислом электролите, содержащем 200 г/л серной кислоты; длительность процесса 15—25 мин при плотности тока 1,5—2,5 А/дм2, температуре электролита 18—25° С. Детали завешивают на анодную штангу, а катодом служит свинец;
промывка в горячей и холодной проточной воде;
обработка в растворе, содержащем 100 г/л калиевого хромпика и 18 г/л углекислого натрия; длительность процесса 10— 15 мин, температура раствора 90—95° С.
Для окрашивания пленки детали последовательно обрабатывают в растворах солей, образующих нерастворимые химические соединения.
Например, при обработке в течение 5—10 мин в растворе железосинеродистого калия (5—10 г/л), а затем в течение такого же времени в растворе хлористого железа (30—50 г/л) при температуре 18—20°С образуется пленка синего цвета (берлинская ла-зурь).
Для получения оранжевого цвета применяют растворы хромовокислого (5—10 г/л) и азотного калия (60—100 г/л). Окрашиваемые детали промывают в холодной и горячей воде, а затем высушивают при температуре воздуха 70—80° С.
Фосфатирование — в производстве язычковых инструментов применяют для защиты от коррозии мелких крепежных и других деталей, изготовленных из черных металлов. Фосфатная пленка на стали состоит из фосфорнокислых солей марганца и железа, имеет темно-серый цвет и пористую мелкокристаллическую структуру. Фосфатирование является одним из самых простых, экономичных и сравнительно надежных способов защиты деталей, изготовляемых из стали.
Толщина фосфатной пленки находится в пределах 5—15 мк и зависит от способа подготовки поверхности, а также от состава и режима фосфатирования.
Процесс фосфатирования начинают с обезжиривания. После промывок детали погружают в ванну, содержащую раствор препарата «Мажеф». Общепринятая концентрация равна 27—32 г/л, температура раствора 95—98° С. Процесс фосфатизации длится обычно 50—60 мин.
Реакция между компонентами препарата и металлом деталей сопровождается бурным выделением водорода, которое постепенно снижается и заканчивается полностью, когда вся поверхность деталей покроется фосфатной пленкой. Корпус ванны сваривают из листового железа без футеровки внутри и оснащают устройством для нагрева раствора до 100° С. Удаление водорода и паров раствора из ванны осуществляют посредством бортовой 182
вентиляции, отсасывающей газы и пары из-под крышки, которой после загрузки деталей закрывают ванну. Удельный расход препарата «Мажеф» составляет обычно 100—130 г/м2 фосфатируемой поверхности.
После фосфатирования детали промывают в воде и обрабатывают в 6—8%-ном растворе бихромата натрия или калия в течение 10 с, при температуре раствора 60—70° С, затем высушивают; для повышения защитных свойств пленки детали также пропитывают смазочными маслами, нагретыми до 100—120° С в течение 5—6 мин.
§ 8. ЦЕХОВОЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Контроль качества деталей механизмов и арматуры заключается в проверке их соответствия с РСТ РСФСР 37—72 «Механизмы клавишные и арматура гармоней, баянов и аккордеонов». В контроль входят проверка качества материалов для изготовления деталей; пооперационная проверка качества обработки и сборки (табл. 10).
Таблица 10
Схема пооперационной проверки качества обработки деталей и сборки механизмов на отдельных операциях и применяемые при этом контрольно-измерительные инструменты
Наименование операций Элементы контроля Контрольно-измерительный инструмент
Резка листов на полосы Длина и ширина полосы Метр
Вырубка деталей по Длина, ширина и конфи- Шаблон, контрольная
контуру гурация деталей скоба
Пробивка отверстий Размещение отверстий на детали Диаметр или размеры отверстий Штангенциркуль с нониусом (цена деления 0,05 мм), шаблон Калибры для отверстий
Гнутье Заданный профиль Шаблон
Резка валиков, стоек и других проволочных деталей Длина и толщина детали Контрольная скоба, микрометр
Сварка стоек с валиками Размещение стояков по длине валика Шаблон
Насадка кнопок на рычаги и толкатели Смещение кнопок от осевой линии рычага или толкателя. Перпендикулярность лицевой плоскости кнопки осевой линии, соединяемой части рычага или толкателя »
Сборка узла клавиш- Отклонение конца ры- Штангенциркуль с ин-
ного механизма чага от среднего положения дикатором, цена деления основной шкалы циферблата 0,1 мм. Контроль* пый шаблон
183
Качество гальванических защитных и защитно-декоративных покрытий контролируют по ГОСТ 16875—71, который предусматривает как химические, так и физические методы контроля толщин покрытий. Наибольшее применение получил химический метод капли, сущность которого заключается в том, что участок покрытия растворяется последовательно наносимыми и выдерживаемыми в течение определенного времени каплями раствора. Толщина покрытия рассчитывается по числу затраченных капель. Однако, несмотря на простоту этого метода контроля, он длителен,
Д1 --------L Измерителю
। Х/1 сопротивлений
ьЬ-------R< Я2
ц Котой ванны
Рис. 118. Электрическая схема прибора и номограмма для определения толщины гальванических покрытий:
Д — датчик прибора; Rx — сопротивление датчика; малое сопротивление для шунтирования датчика; R\ и R2 — сопротивления для регулирования плотности тока на датчике; Rr — сопротивление указывающего прибора; Г — указывающий прибор
требует специальных реактивов, приводит к порче готовых деталей и не обеспечивает достаточной точности определения толщины покрытия* В 1961 г. изобретатель А. М. Эльгард разработал конструкцию прибора, который дает возможность непрерывно измерять толщину и скорость осаждения всех видов гальванических покрытий.
Измерение толщины осаждаемого металла в самом процессе гальванических покрытий имеет большое значение. Прибор удобен тем, что позволяет производить измерение непосредственно в ванне и полностью автоматизировать контроль за ходом процесса, так как при достижении покрытий заданной толщины ванна автоматически отключается. Прибор контролирует в широком диапазоне толщин—от десятых долей до сотен микрон. Шкала прибора линейная, и это дает возможность производить контроль любых покрытий по одной и той же шкале.
184
Датчик прибора (рис. 118, а) соединен с катодом гальванической ванны через измерительный прибор и сопротивления, которые позволяют регулировать плотность тока на датчике.
Принцип действия прибора основан на зависимости электрического сопротивления датчика, изготовленного из материала с высоким омическим сопротивлением, от толщины осаждаемого на нем покрытия. Эта зависимость изображена на номограмме (рис. 118, б).
Проверка прибора дала положительные результаты и свидетельствует о возможности его широкого внедрения в промышленность. Этот прибор позволяет полностью автоматизировать контроль гальванического процесса, дает значительную экономию цветных и драгоценных металлов и сокращает расход электроэнергии за счет более точного соблюдения заданной толщины покрытий.
Следует отметить также, что применение прибора исключает необходимость контроля толщины покрытий на готовых деталях, а это, в свою очередь, упрощает систему контроля и уменьшает количество обслуживающего персонала.
ПРАКТИЧЕСКОЕ УПРАЖНЕНИЕ № 5
Задание. Разработать технологический процесс изготовления основных металлических деталей клавишных и регистровых механизмов и арматуры.
Цель упражнения:
1. Получить практические навыки в составлении технологических карт изготовления металлических деталей клавишных механизмов.
2. Выбрать наиболее приемлемые вид, марку и сортамент материала для изготовления данной детали. Научиться пользоваться перечнем ГОСТ и самими ГОСТ на материалы.
3. Наметить наиболее оптимальную схему технологического процесса, выбрать оборудование и оснастку для выполнения каждой операции.
4. Наметить приемы и режимы работ. Выбрать контрольно-измерительные инструменты для проверки качества выполнения операций.
5. Получить навыки в составлении пооперационных эскизов обработки.
6. Уметь составить технические условия, предъявляемые к детали (узлу) по обработке, и правила приемки.
7. Усвоить методику и определить практически потребное давление пресса при изготовлении деталей методом холодной штамповки.
Порядок работы. В соответствии с заданием, которое получает каждый учащийся, составить технологические карты изготовления деталей клавишных механизмов по форме 1 (см. практическое упражнение № 4).
Глава III
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС
Несмотря на то что вопросы, связанные с применением пресс-материалов, способов прессования, оборудования и оснастки для изготовления деталей из пластических масс, в технической литературе достаточно освещены, необходимо остановиться на них, учитывая некоторую специфику производства. Это целесообразно сделать также и для того, чтобы обратить внимание учащихся и
185
работников промышленности на важность расширения сферы применения пластических масс в производстве язычковых инструментов, так как метод получения деталей путем прессования и литья является в настоящее время наиболее прогрессивным.
Номенклатура деталей, изготовляемых из пластических масс в настоящее время, не очень велика. Она ограничена главным образом кнопками, пуговицами, опорными ножками, клавишами, а на некоторых предприятиях также и накладками аккомпанемента, деталями регулирования длины левого ремня, полугрн-фами баянов, резонаторами гармоней, нижними деками и другими мелкими деталями.
Вместе с тем отечественная химическая промышленность соз; дала ряд новых пластических масс, обладающих высокой механической прочностью и теплостойкостью.
Это открывает возможность для значительного расширения применения пластических масс в производстве язычковых инструментов.
Большинство деталей клавишных и регистровых механизмов, голосовые планки для язычков низких частот, меховые рамки, полукорпусы гармоней, грифы гармоней и баянов, резонаторы баянов и аккордеонов, сетки и др. могут быть изготовлены из пластических масс.
Унификация и организация централизованного производства более широкой номенклатуры деталей и узлов из этих материалов способствует механизации технологических процессов, более полному использованию оборудования, улучшению качества и уменьшению веса инструментов.
Пластические массы под действием температуры и давления способны приобретать заданную форму и сохранять ее в определенных условиях. В состав пластических масс обычно входят: связующее, вещество (синтетические смолы, эфиры целлюлозы), пластификатор (дибутилфталат, камфара), наполнитель (древесная мука, асбест, каолин, инфузорная земля), ускоритель (уротропин), краситель (нигрозин, родолин и др.) и смазывающее вещество, предотвращающее прилипание пластмассы к стенкам пресс форм (стеарин, олеиновая кислота).
В зависимости от особенностей связующего вещества и характера его изменений в процессе нагрева пластические массы подразделяются на две основные группы: термореактивные и термопластические. Термореактивные обладают пластическими свойствами только на определенной стадии прессования; при нагреве они отвердевают и переходят в неплавкое и нерастворимое состояние. Термопластические пластмассы, наоборот, при нагреве не твердеют. Их пластические свойства обратимы: при нагреве они размягчаются, а при охлаждении отвердевают. Основные сведения о термореактивных пластических массах, которые применяются и могут быть применимы в производстве язычкрвых инструментов, приведены в табл. 11, а о термопластических — в табл. 12.
Оба вида пластмасс перерабатываются в детали при воздейст-
186
Таблица И
Техническая характеристика термореактивных пластических масс
Название материалов, марка ГОСТ Удельный вес, г/см3 Удельн! см Порошок яй объем, 13/Г Таблетки Усадка, % Температура прессования, °C Давление прессования, кгс/см2 Выдержка при прессовании на 1 мм толщины, мин Вид пластических масс Примечание
Массы прессовочные фенольные (фенопласты) марек: К-18-12, монолит 1-7 Массы прессовочные, аминопласт ...... 5689-66 9359-69 1,4—1,5 1,4—1,55 2,2-2,5 3,5-3,6 1,0—1,1 0,9-1,0 0,6—1,0 0,8 150—160 135-150 200—300 250—360 0,8-1,0 1,0-1,5 Порошок Таблетки То же Высокий предел давления относится к деталям с большой нагрузкой
Таблица 12
Технологические характеристики термопластических масс
Наименование материала, марка ГОСТ Удельный вес, г/см3 Удельный объем, см3/г Усадка, % Пресс-литье Литье под давлением Примечание
Температура, °C Давление, КГС/СМ2 Температура пресс-формы
Нагрев ДО °C Охлаждение под давлением до °C Давление, кгс/см2
Полистирол эмульсионный и блочный (марка Т) 9440—60 1,05-1,1 2,0—2,3 0,4-0,6 260—300 300—600 260-300 40—50 60—700 НизкийТпре-
Полистирол ударопрочный (марки УПП, УПС) МРТУ 1,05-1,1 2,0-2,3 0,2-0,6 220—240 300—600 240-300 30—40 60—800 дел давления относится к системе
Полистирол суспензионный (марка ПС-С) . . . 6-05-927—64 МРТУ 1,05—1,2 2,05—2,35 0,2-0,5 200-240 ; 250—300 200-250 40-50 65—900 Впрыскива-
Капрой (поликапро- амид) (марки А, Б, В) 6-05-957—68 ВТУ МХП 1,13-1,15 250—260 500—600 210-215 40—50 100—800 ния
69-58
вии температуры и давления с помощью специальных форм, называемых пресс-формами.
Термореактивные пластмассы прессуют в пресс-формах с постоянной температурой нагрева. При прессовании деталей соблюдают необходимое для этого время выдержки, по истечении которого детали вынимают из пресс-формы и дают им остыть.
Термопластические пластмассы прессуют в нагретых пресс-формах с последующим охлаждением их под давлением.
Начало прессования
Конец прессования
Рис. 119. Схема прессования деталей из пластических масс (по Н. Н. Лейкину)
Различают три способа прессования деталей из пластических масс — прямое, литьевое и литье под давлением.
Особенностью прямого прессования является его простота. Пресс-порошок непосредственно загружается в формующую полость матрицы пресс-формы. Процесс формовки детали осуществляется при смыкании подвижного пуансона с неподвижной матрицей (рис. 119, а).
При литьевом прессовании термореактивный пресс-материал загружают в специальную литьевую камеру (рис. 119, б). Под действием температуры пресс-формы материал приобретает пластичность и под давлением перемещающегося плунжера поступает из камеры в формующую полость пресс-формы.
188
Литье под давлением производят на специальных литьевых машинах— термопластавтоматах. Схема этого процесса показана на рис. 119, в. Пресс-материал загружают в бункер литьевой машины, где они дозируются и подаются в литьейой цилиндр.
Здесь он нагревается, приобретает пластичность и через сопло, а затем и литниковые каналы формы поступает в формующую полость. Температура формы всегда ниже температуры пресс-мате-риала, что способствует быстрому охлаждению деталей.
Следует отметить, что наиболее совершенным из всех рассмотренных выше способов получения деталей из пластических масс является литье под давлением. Однако выбор того или иного способа прессования зависит от степени точности размеров деталей, формы и размеров детали; вида применяемой пластмассы, характера прессового оборудования.
Степень точности размеров детали зависит главным образом от колебания величины усадки пресс-материала. Величина усадки определяется составом пластической массы; для термореактивных пресс-материалов она колеблется в пределах от 0,6 до 1,0%, а для термопластических — соответственно от 0,2 до 0,6%. Точность размеров детали, изготовленной из пресс-материала с малым колебанием величины усадки, будет большая, чем детали из пресс-материала с большим колебанием этой величины. Конфигурация детали, изготовленной из пресс-материалов, также сказывается на точности ее размеров. Например, тонкостенные детали, как правило, имеют большую усадку, чем толстостенные. Текучесть пресс-материалов характеризуется способностью материала перемещаться в формующей полости пресс-формы под влиянием температуры и давления. Текучесть материала зависит от вязкости смолы, природы наполнителя и влажности. Тонкостенные детали сложной конфигурации можно прессовать из пресс-материалов с высокой текучестью. При выборе способа прессования необходимо также учитывать наличие того или иного вида прессового оборудования.
Рекомендации для выбора способа прессования и вида пресс-материала для изготовления деталей и углов гармоней, баянов и аккордеонов приведены в табл. 13.
Так же как и способы прессования, пресс-формы подразделяются на три группы — пресс-формы для прямого прессования, для литьевого прессования и для литья под давлением.
Кроме того, пресс-формы также классифицируются по ряду других эксплуатационных и конструктивных признаков: например, на съемные и несъемные, одногнездные и многогнездные, открытые, закрытые и полузакрытые.
Для прямого и литьевого прессования обычно применяют одно-14 многогнездные съемные пресс-формы. Разъем таких пресс-форм и удаление прессованных деталей осуществляют вне пресса. Плиты, нагревающие съемные пресс-формы, монтируют в самом прессе. Пресс-формы для литьевого прессования обеспечивают получение армированных деталей повышенной точности.
189
Таблица 13
Способы прессования и виды пресс-материалов для изготовления деталей и узлов гармоней, баянов и аккордеонов
Наименование деталей Способ прессования Вид пресс-материалов
Кнопки, пуговицы, резонаторы, опоры валиков, накладки аккомпанемента, коробки и рамки регистровых механизмов и другие мелкие детали Литье под давлением Полистирол эмульсионный и блочный, полистирол суспензионный (марка ПС-С)
Клавиши, грифы гармоней и баянов, нижние деки, меховые рамки, полукорпусы гармоней, голосовые планки для язычков низких частот То же Полистирол ударопрочный (марки УПП, УПС)
Детали регулирования длины левого ремня Прямое прессование Литьевое прессование Массы прессовочные (марка К-18-12) Полистирол ударопрочный, полистирол суспензионный
Опорные ножки (пукли) Литьевое прессование; литье под давлением Капрон (поликапроамид марки А, Б, В)
При определении числа гнезд в пресс-форме надо исходить из формы и величины изделия, мощности оборудования и установленных весовых норм (масса съемной пресс-формы не должна превышать 16 кг).
Для литья под давлением обычно применяют стационарные формы со стержневыми выталкивателями, как одногнездные, так и многогнездные. Нагрев пресс-материала в формах этого типа осуществляется при помощи электронагревателей, установленных в самой форме. В данном случае не имеет значения весовая норма многогнездной формы. Схемы матриц пресс-форм для литья под давлением кнопок и клавиш показана на рис. 120 и 121.
Качество деталей, изготовленных из пластических масс, и срок службы пресс-формы во многом зависят от правильного выбора марки и стали и термической обработки отдельных деталей самой пресс-формы (см. табл. 7).
Оборудование для прессования деталей из пластических масс. Детали из пластмасс изготавливают обычно на гидравлических прессах и литьевых машинах.
На гидравлических прессах изготовляют детали главным образом из реактивных пластмасс, а на литьевых — из термопластических масс. Наиболее широко применяют вертикальные гидравлические прессы с верхним давлением с ручным или полуавтоматическим управлением. Обычно каждый пресс имеет индивидуальный гидропривод.
190
Номинальное усилие пресса марки ПГИ-35 составляет 35 т, марки ПГ-60 — 60 т, ПВ-474 — 100 т, ПА-476 — 160 т, П-457 — 200 т. Гидравлические прессы для прессования изделий из пластмасс развивают усилие до 600 т.
Рис. 120. Схема сборной матрицы пресс-формы для литья кнопок под давлением:
/ — гнезда; 2 — элемент матрицы; 3 — обойма; 4 — дно горловины; 5 — правый литник; 6 — гнездовые литники; 7 — левый литник
Литьевые машины классифицируют главным образом по производительности, числу литьевых цилиндров, направлению действия запирающего усилия (горизонтального или вертикального) и способу управления.
Рис. 121. Схема сборной матрицы пресс-формы для литья под давлением клавиш:
/ — гнезда; 2 — элементы матрицы; 3 — обойма; 4 — дно горловины; 5 — центральный литник; 6 — литники
Производительность литьевой машины характеризуется наибольшей массой одной отливки в граммах за один цикл. Отечественная машиностроительная промышленность выпускает литьевые машины производительностью 50, 100, 250 и 500 г. Число одновременно действующих литьевых цилиндров бывает от двух до шести. В большинстве случаев применяют горизонтальные
191
литьевые машины с гидроприводом и полуавтоматическим управ лением.
Вертикальные литьевые машины имеют то преимущество перед горизонтальными, что они могут быть использованы не только для литья, но и для компрессионного прессования. В зависимости от производительности различают литьевые машины следующих марок: ТП-50, ТП-100, ТП-250 и т. д.
Глава IV
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ДЕТАЛЕЙ, СБОРКА И ОТДЕЛКА КОРПУСА, ГРИФА И ВХОДНЫХ КАМЕР
Изготовление деревянных деталей, сборка узлов и отделка в условиях массового производства представляют собой деревообрабатывающие операции. Технологический процесс здесь построен по законченному циклу, начиная с сушки пиломатериалов или заготовки и кончая отделкой узлов.
§ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технологический процесс изготовления деревянных деталей инструментов в целом однороден с процессом изготовления изделий столярно-механических производств и состоит из:
сушки пиломатериалов (или заготовок);
раскроя пиломатериалов и фанеры;
обработки заготовок с получением деталей точных размеров и формы;
сборки деталей в узлы;
последующей обработки узлов с подготовкой их к отделке;
внутренней и лицевой отделки узлов.
Каждый этап представляет собой комплекс последовательных операций, для выполнения которых требуются соответствующие рабочие места, оборудование, режущий инструмент, приспособления и квалифицированные рабочие.
Механизированный процесс изготовления и сборки деталей осуществляется на базе применения типового и специального высокопроизводительного оборудования, сборочных вайм, различных приспособлений и качественно выполненного режущего инструмента.
Массовое производство требует взаимозаменяемости деталей, без которой невозможна механизация сборочных операций.
§ 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ КОРПУСА, ГРИФА И ВХОДНЫХ КАМЕР
Сырьем для изготовления деревянных деталей язычковых инструментов служит продукция лесопиления и фанерного производства в виде досок, заготовок и фанеры клееной, строганой и
192
лущеной (шпон). Качество и сортность как пиломатериалов, так и фанеры должны отвечать стандартам (ГОСТ) и республиканским стандартам (РСТ). Перечень применяемых древесных пород ограничивается главным образом березой, кленом, буком, липой, ольхой, елью, пихтой и кедром (табл. 14).
Таблица 14
Породы древесины, применяемые для изготовления основных деталей гармоней, баянов и аккордеонов
Наименование узлов и деталей Порода Вид поступаемой древесины гост РСТ РСФСР Марка сортности
Корпус Фанера клееная Лист 3916—69 — ФСФ,
Стенки березовая и буковая Фанера березо- » 102—49 А, АВ БС-1,
корпуса вая Береза, бук, Доски 2695—62 — сорт 1 Сорт 1 и 2
Дека клен, ольха Фанера клееная Заготовки Лист 3916—69 37—72 ФСФ,
Гриф березовая и буковая Фанера березовая Бук, клен, » Доски 102—49 2695—62 — А, АВ БС-1, сорт 1 Сорт 1 и 2
Подгрифные береза Береза, бук, Заготовки Доски 2695—62 37—72 То же Сорт 1 и 2
бруски обкладки и другие детали Рамка меховая ольха, клен, липа Фанера клееная Заготовки Лист 3916—69 37—72 ФСФ,
березовая и буковая Фанера березовая Береза, бук, » Доски 102—49 2695—62 — А, АВ БС-1, сорт 1 Сорт 1 и 2
клен Ель, сосна, кедр Заготовки Доски 8486—66 37—72 Сорт 1 и 2
Резонатор Ель, сосна, кедр, » 8486—66 — Сорт 1 и 2
пихта Ель, пихта, кедр Доски или — 96—72 Сорт 2 и 3
Береза, бук, заготовки Доски 2695—62 — Сорт 1 и 2
Сетка клен, ольха Фанера клееная березовая и буковая Фанера березовая Фанера клееная Заготовки Лист Лист » 3916—69 102—49 3916—69 37—72 ФСФ, А, АВ БС-1, сорт 1 ФСФ,
(решетка) березовая и буковая Фанера березовая » 102—49 — А, АВ БС-1, сорт 1
193
В отдельных случаях в качестве облицовочного материала применяют фанеру цветных пород.
В настоящее время на предприятия поступают как пиломатериалы (доски), так и заготовки. Начальная влажность досок — 80—100%, заготовки — 40—70%. Целесообразно, чтобы предприятия получали только прирезные заготовки влажностью от 22 до 25%.
В условиях производства, когда почти все детали обрабатываются в заготовках, кратных по длине и ширине, поступление подсушенных заготовок весьма выгодно экономически: требуются меньшие по мощности сушильные хозяйства и отсутствуют раскройные отделения. Целесообразно это еще и потому, что сушка древесины на лесопильных заводах, располагающих большим количеством дешевого топлива, стоит дешевле. Уменьшаются также и транспортные расходы, поскольку исключается перевозка отходов, составляющих при раскрое досок на заготовки не менее 40%.
Вот почему снабжение предприятий подсушенными заготовками, вырабатываемыми лесопильными заводами по специальным заказам, должно получить в ближайшее время самое широкое распространение.
Хранение лесоматериалов. Поступающие на предприятие лесоматериалы, как правило, не сразу направляются в производство, а хранятся на лесном складе. Пиломатериалы хвойных пород хранятся обычно в штабелях, пиломатериалы лиственных пород и все виды заготовок — под навесами, а фанера — в закрытых складах. Норма площади для хранения пиломатериалов здесь аналогична нормам для мебельных фабрик (для 1 м3 пиломатериалов в штабелях при механизированной укладке требуется 1 м2 площади склада, для 1 м3 пиломатериалов, хранимых под навесами,— 2 м2 площади пола навеса).
При хранении пиломатериалов на складе необходимо принять меры для предотвращения их от порчи. Следует строго придерживаться правил атмосферной сушки и хранения на складах пиломатериалов хвойных пород, регламентированных ГОСТ 3808—62, и лиственных пород, регламентированных ГОСТ 7319—64.
Нормативы запаса пиломатериалов. Эти нормативы определяются объемом производства, условиями поставки и необходимостью подсушивать пиломатериалы на лесном складе до воздушносухого состояния. Пиломатериалы обычно поступают на предприятия с высокой начальной влажностью, доходящей до 80— 100%. Высушивание пиломатериалов с высокой начальной влажностью до конечной в пределах от 8 до 10% вызывает перегрузку сушильных камер и практически не обеспечивает равномерного содержания заданной влажности в партии высушенных пиломатериалов, особенно лиственных пород. Неравномерная влажность отдельных деталей в партии неизбежно приводит к браку. Поэтому необходимо выдерживать пиломатериалы на складе до воздушносухого состояния, т. е. до влажности 20—22%. Такую влажность
194
пиломатериалы приобретают на складе за различные сроки в зависимости от породы и толщины, климатических условий, времени года.
По ГОСТ 3808—62 и 7319—64 территория СССР условно разбита на четыре зоны по условиям просыхания пиломатериалов, а активный период сушки в естественных условиях определен в шесть месяцев (апрель — сентябрь). В зависимости от ассортимента пиломатериалы, поступающие на склад в этот период, достигают влажности 20—22% за 20—75 дней. В среднем при равномерном поступлении пиломатериалов в течение всего года нормативы запаса их на складе можно принять следующие: для пиломатериалов хвойных пород — 4 месяца, лиственных пород — 6 месяцев, фанеры — 2 месяца.
Сушка пиломатериалов. В производствах, занятых обработкой древесины, пиломатериалы высушиваются до влажности, при которой детали.уже не могут менять своей формы в собранном изделии. Пиломатериалы могут сушиться как в досках, так и в заготовках. Преимущества того или иного вида сушки должны быть тщательно проанализированы для каждого конкретного случая. Сушка пиломатериалов в досках позволяет более экономично использовать древесину, а также древесные отходы. Сушка в заготовках позволяет, более экономично использовать сушильные камеры. Учитывая, что в общегосударственном масштабе экономное использование древесины имеет более важное значение, чем лучшее использование сушильных камер, предпочтение следует отдать сушке в досках. В нашем случае следует рекомендовать сушку в досках на лесопильных заводах до влажности 20—25%, раскрой подсушенных досок на заготовки, поставку заготовок предприятиям и досушивание заготовок до заданной конечной влажности. Тип сушильных камер зависит от объема производства и величины ассортимента применяемых пиломатериалов. Для производства гармоней, баянов и аккордеонов, в котором применяется большой ассортимент пиломатериалов небольшими партиями, наиболее эффективны сушильные камеры периодического действия малой емкости, со скоростной реверсивной циркуляцией воздуха типа ЦНИИМОД.
Режимы сушки устанавливаются в зависимости от ассортимента высушиваемой древесины из числа нормативных, рекомендованных Всесоюзной конференцией по сушке древесины.
Раскрой пиломатериалов. При поступлении на предприятия пиломатериалов в виде досок их надо после сушки раскроить на заготовки требуемой длины, ширины, а иногда и толщины. Обычно применяются один или два из четырех способов раскроя: поперечно-продольный (сначала доски торцуют поперек на отрезки, равные или кратные длине заготовки, а затем распиливают вдоль по ширине заготовки);
продольно-поперечный (сначала доски распиливают вдоль по ширине заготовки, а затем напиленные длинные отрезки торцуют на заготовки требуемой длины);
195
раскрой по разметке (предварительно доски расчерчивают на заготовки, а затем распиливают по первому или второму способу);
раскрой по разметке с предварительным строганием доски (перед разметкой доски строгают с одной стороны, а затем производят разметку и распиловку на заготовки).
По данным исследований, для мебельных предприятий, если полезный выход заготовки по первому способу принять за 1, то выход по остальным будет соответственно равен 1,03, 1,08 и 1,12. Следовательно, по четвертому способу полезный выход заготовок на 12% выше, чем по первому. В производстве гармоней, баянов и аккордеонов, где заготовки предназначены для изготовления мелких деталей (подгрифных и брусков входных камер, обкладок, упорных брусков, клапанов и др.), т. е. при большой кратности по длине и ширине, раскрой обычно производят по первому способу. Для более ответственных и крупных деталей (стенок корпуса, стенок меховых рамок, деталей грифа, клиньев входных камер и др.) доски раскраивают на заготовки по четвертому способу.
Для поперечной распиловки досок применяют обычно круглопильные станки двух типов. В станках первого типа (маятниковых) пилу, укрепленную на качающейся раме над рабочим столом, надвигают на распиливаемый материал вручную. Станки второго типа (с прямолинейным движением) наиболее удобны, так как пила надвигается на материал параллельно поверхности рабочего стола. В станках этого типа с автоматической подачей надвигание пилы и ее обратный ход осуществляются автоматически при нажатии кнопки. Производительность этих станков высокая и составляет до 10 000 резов за смену. Для продольной распиловки досок применяют круглопильные станки как с ручной, так и с механической подачей. Производительность станков с механической подачей составляет в среднем 10 000—12 000 пог. м за смену. При реконструкции существующих или проектировании новых цехов для раскроя досок на заготовки, а также при значительном объеме производства следует рекомендовать полуавтоматическую линию.
Полуавтоматическая линия раскроя, особенно для пиломатериалов твердолиственных пород, должна предусматривать предварительную строжку и разметку досок. Такая линия состоит обычно из гидравлического подъемника, на который поступают доски из остывочного помещения сушильного отделения, роликовых шин, рольгангов с роликами-погонялками, рейсмусового станка, торцовочного и прирезного станков (для поперечной и продольной распиловки) и ленточного транспортера.
Раскрой клееной фанеры производят на круглопильном станке с ручной подачей, а лущеной и строганой фанеры — на гильотинных ножницах.
Выход заготовок при раскрое досок определяется техническими требованиями и поэтому зависит от сортности пиломатериалов. Наиболее рациональное использование пиломатериалов I,
196
II и частично III сортов в следующем соотношении: I сорт — 40%, II сорт — 40%, III сорт — 20%. При указанном соотношении сортов пиломатериалов и раскрое заготовок для наиболее крупных и ответственных деталей по четвертому способу выход заготовок из пиломатериалов составляет в среднем 50—60%.
Размеры заготовок. Применительно к условиям производства, где преобладают мелкие деревянные детали с кратностью заготовок от 2 до 100, размеры заготовок устанавливают главным образом исходя из удобства их дальнейшей обработки. Однако в каждом отдельном случае размеры заготовок следует подбирать так, чтобы при минимальной трудоемкости их обработки получить максимальный выход годных деталей.
Толщину заготовки (доски) определяют из условий действующего ассортимента пиломатериалов, толщины детали в чистоте, припуска, связанного с сушкой древесины, припусков на первичную и последующую обработки и более эффективного использования сырья при намеченной технологии. Длину и ширину заготовки устанавливают в зависимости от размеров обработанных деталей, более целесообразной кратности деталей, указанных выше припусков и принятого способа обработки с учетом максимального выхода деталей. Обычно длина заготовок находится в пределах от 700 до 1000 мм, а ширина — от 40 до 50 и от 80 до НО мм.
Припуски, связанные с сушкой древесины, должны учитывать изменение размеров пиломатериалов и заготовок в связи с усыханием древесины от начальной до конечной влажности. При этом величина усушки для пиломатериалов до 15%-ной влажности дана в ГОСТ, и припуск на эту усушку дается на доски для лесопильных заводов.
Усушка пиломатериалов от 15 до 8%-ной влажности весьма незначительна и обычно не учитывается, так как перекрывается припуском на обработку. Если возникает необходимость высушивать заготовки влажностью свыше 15%, то следует учитывать припуск на усушку (для хвойных пород в соответствии с ГОСТ 6782—67, для лиственных — с ГОСТ 4369—72). При сушке заготовок твердолиственных пород с большой начальной влажностью, особенно из бука, неизбежно появление торцовых трещин, которые необходимо учитывать в запасе длины. При длине заготовок от 700 до 1000 мм припуск по длине на торцовые трещины учитывается в пределах от 15 до 20 мм (на два торца).
Припуск на первичную обработку. Обработку заготовки для придания ей правильной геометрической формы начинают с выравнивания строганием одной широкой пласти и одной кромки с образованием прямого угла между соседними гранями. Две выверенные под плоскость и прямым углом грани являются базисными для обработки остальных граней детали. Третью грань заготовки обычно обрабатывают строганием по толщине детали, а четвертую — распиловкой по толщине. Кроме того, заготовка торцуется по длине детали. Величина припуска по толщине и ширине заготовки зависит от поперечного и продольного коробления,
197
от отклонения в размерах по номиналу, от размеров заготовки и кратности по ее ширине и длине.
Все указанные факторы встречаются на производстве в различных сочетаниях, поэтому припуск не может представлять собой простую алгебраическую сумму всех встречающихся отклонений. Рациональную величину припуска для данного производства устанавливают обычно проведением опытно-экспериментальных работ. Проведенные в свое время лабораторией фабрики «Красный партизан» наблюдения за опытными партиями заготовок позволили установить следующие величины припусков (табл. 15).
Таблица 15
Размеры припусков на первичную обработку заготовок
Размеры заготовок мм Припуск на механическую обработку, мм
Ель Береза, бук, ольха
са я по ширине по ширине
Я Я са
3" ч £ Я* в я я § по то щине при строгании при пилении по то щине при строгании при пилении
19-25 40-50 700 3 2 2 4 3 2,5
1000 3 2 2 4 3 2,5
80—110 700 4 2,5 2 5 3 2,5
1000 4 2,5 2 5 3 2,5
40—50 700 3 2,5 2 5 3 2,5
1000 3 2,5 2 5 3 2,5
30 80—100 700 4 3 2 5 3 2,5
1000 4 3 2 5 3 2,5
40 40—50 700 4 3 2 5 3 2,5
1000 4 3 2 5,5 3 2,5
80-110 700 4 3 2 6 3 2,5
1000 5 3 2 6 4 2,5
Примечание. Припуск по ширине при строганин указан для одной кромки, а при пилении — на один пропил.
Припуск по длине зависит от дефектов торцов заготовки, т. е. от перпендикулярности торцов продольным кромкам заготовки, а также от величины торцовых трещин и кратности заготовки длине.
На основании наблюдений за опытными партиями можно тановить следующие значения припусков по висимости от их ширины, мм:
Припуск по длине на оба торца 20 25
длине заготовок в
Ширина заготовки
До 50.........
От 80 до ПО . .
Припуск на каждый пропил
2—2,5 2—2,5
ПО
ус-за-
Припуски на последующую обработку. Эти припуски учитывают формирование деталей в процессе их обработки до и после сборки в узлы, а также конкретные особенности технологического процесса. Установление рациональных припусков на последующую обработку осуществляется на основе тщательного анализа
198
всех факторов, влияющих на их величину (схема технологического процесса, требования к обработке, применяемое оборудование, режущий инструмент, приспособления).
Припуски на последующую обработку должны учитывать: последующую обработку деталей на фрезерных и других станках до придания им окончательной формы;
распиловку деталей при кратных размерах заготовки;
габаритное фрезерование корпусов и меховых рамок для снятия провесов и придания точной формы.
§ 3. СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Для рассмотрения технологического процесса изготовления деревянных деталей и сборки корпуса, грифа и входных камер в основном избран баян как наиболее общий и характерный вид инструмента во всей подгруппе.
По характеру технологических ступеней и их последовательности деревообрабатывающие операции разделяются на: сушильнораскройные— для сушки и раскроя фанеры и пиломатериалов на заготовки; станочные — для выработки из заготовок деталей точных размеров и формы; сборочные — для сборки корпусов, грифов и входных камер и отделочные — для внутренней и лицевой отделки инструментов.
Обычно все эти операции объединены в деревообрабатывающем цехе предприятия.
Кроме того, в состав этого цеха входят также вспомогательные отделения: инструментальное с функциями ухода за режущим инструментом (точка, правка, установка, эксплуатация); клееварочное— для централизованного приготовления клея и лакоприготовительное— для приготовления рабочих растворов грунтовок, лаков и политур.
Особенности сушильно-раскроечных операций мы уже рассмотрели.
Для обработки брусковых деталей корпуса, грифа и других узлов применяется как универсальное, так и специальное деревообрабатывающее оборудование. Универсальное оборудование и приемы работы на нем, а также используемые приспособления и режущий инструмент не отличаются от применяемых в столярномеханическом производстве. Эти вопросы очень широко освещены в литературе по деревообработке и поэтому повторять их нецелесообразно. Для показа особенностей технологического процесса приведены примеры, характеризующие применение специального оборудования, особых видов оснастки и специфических приемов работы.
Стенки полукорпусов. Заготовки поступают на фуговочный станок для выравнивания одной пласти и одной кромки, затем на рейсмусовый станок для строгания второй пласти, т. е. для строжки в размер по толщине. Далее их передают на круглопильный станок для продольной распиловки по ширине детали, затем на
199
круглопильный станок для поперечной распиловки по длине детали.
Следующая операция — вырезка шипов. Эта операция должна быть выполнена с большой точностью, так как она влияет на обеспечение взаимозаменяемости деталей. Поэтому шипы целесообразно нарезать одновременно с двух сторон стенки корпуса. Так как универсального оборудования для выполнения такой операции нет, то применяется специальный двусторонний шипорезный станок с механической подачей (рис. 122).
Рис. 122. Схема двустороннего шипорезного станка:
1 — электродвигатель; 2 — ременная передача; 3 — набор фрез; 4 — направляющие; 5 — стенки полукорпуса; 6 — зажимное устройство; 7 —винты;
8 — каретка; 9 — стенки полукорпуса с шипами
При отсутствии указанного станка одностороннюю нарезку шипов производят обычно на фрезерном станке с кронштейном, приспособленным для тяжелых работ. Пачку стенок закладывают в сулагу и по направляющим подают вручную на вращающиеся прорезные фрезы, укрепленные с прокладочными кольцами на шпинделе станка. Отборку фальца и профилирование кромки стенки выполняют на обычном фрезерном станке.
Для устранения волнистой поверхности, образующейся при обработке деталей вращающимися резцами, а также для снятия заусенцев и задиров стенки корпуса шлифуют. Внутренние поверхности деталей шлифуют до сборки, наружные — после сборки узлов. Для шлифования обычно используют ленточные шлифовальные станки с нижним расположением шлифовальной ленты.
Накладка аккомпанемента. Листы клееной фанеры раскраивают на круглопильных торцовочных станках сначала на полосы по ширине накладки, а затем на полосы по ее длине. Учитывая, что механические свойства древесины находятся в зависимости от на-
200
правления годичных слоев, накладки аккомпанемента нужно раскраивать таким образом, чтобы длинная сторона накладки находилась в плоскости, перпендикулярной направлению годичных слоев рубашек клееной фанеры. По техническим условиям эта накладка должна оклеиваться с двух сторон целлулоидом. Подробно о режиме оклеивания древесины целлулоидом и применяемых клеях будет сказано ниже. Накладку аккомпанемента, оклеенную целлулоидом, после соответствующей выдержки направляют к сверлильному станку для сверловки отверстий.
Рис. 123. Кинематическая схема 20-шпиндельного сверлильного станка для сверления накладки аккомпанемента
Как уже указывалось, в накладках полных баянов и аккордеонов высверливают по 100 или 120 отверстий, располагая их в пятишести рядах, по 20 в каждом, на специальном 20-шпиндельном сверлильном станке с постоянным шагом между сверлами (рис. 123).
От электродвигателя 1 через ременную передачу 2, червячную 3 приводятся во вращательное движение двадцать шпинделей 4 со сверлами 5. При нажиме на педаль 6 рычаги 7 и 8 включают реечную передачу 9 для подъема стола станка 10, на котором укрепляется в приспособлении обрабатываемая деталь И. При этом коромысло 12 нажимает кнопку магнитного пускателя 13, включающую электродвигатель 1. Такие станки внедрены, на ленинградской фабрике «Красный партизан», Ростовской баянной фабрике и др.
Деки. Листы клееной фанеры раскраивают на круглопильных станках по ширине и длине дек с припуском на дальнейшую обра-
201
Рис. 124. Схема сулаги для сверления отверстий в деке по нижнему, кондуктору:
1 — стол вертикально-сверлильного станка; 2 — ловитель; 3—основание сулаги; 4—нижний кондуктор; 5 — боковые стенки сулаги;
6 — деки; 7 — сверло
ботку. Здесь также необходимо, чтобы длинная сторона деки находилась в плоскости, перпендикулярной направлению годичных слоев в рубашках фанеры. Цилиндрические отверстия целесообразно сверлить на многошпиндельных сверлильных станках по типу применяемых для обработки накладки, а продолговатых отверстий— на копировально-фрезерных станках. При отсутствии таких специальных станков отверстия в деке сверлят на обычном одношпиндельном сверлильном станке при помощи сулаги. В сулагу закладывают пачку из 6—8 дек, которые обрабатываются одновременно. Сверлят по нижнему кондуктору, фиксирующему расположение отверстий на деке, и ловителю, укрепленному на столе станка (рис. 124).
Следующая операция — строгание деки по контуру (по периметру) до получения ее точной ширины и длины. Операцию выполняют на фрезерном станке при помощи приспособления (сулаги) с верхними цилиндрическими ловителями. Пачку из 8—10 дек надевают крайними отверстиями на ловители, являющиеся базисными, т. е. определяющими заданные расстояния между осями симметрии
отверстий и кромками деки. Сулагу ведут, прижимая к упорному кольцу (рис. 125). В качестве режущего инструмента применяют многоножевую фрезерную головку или гладкопроходную фрезу. Следующей операцией является шлифование двух плоскостей деки на ленточно-шлифовальном станке.
Гриф. Последовательность операций изготовления грифа приведена на рис. 126:
а — заготовки поступают на фуговочный станок для выравнивания одной пласти и одной кромки;
б — на рейсмусовый станок для строгания второй пласти и второй кромки в размер по толщине и ширине;
в — на круглопильный станок для торцовки по длине детали с припуском на дальнейшую обработку;
г — фрезерование продольного паза;
д—фрезерование выема для задней накладки грифа; е — пропиливание пазов для рычагов третьего ряда; ж — пропиливание пазов для рычагов второго ряда; з — пропиливание пазов для рычагов первого ряда; и — приклеивание верхней накладки грифа;
к — снятие провесов;
л — фрезерование торцов;
м— фрезерование пласти и шлифование грифа.
202
Пазы пропиливают на специальном горизонтальном многопильном станке. На валу закрепляют комплект пил с прокладочными кольцами, определяющими шаг пропилов в грифе.
Обрабатываемую деталь укрепляют в каретке 3 (рис. 127), которая перемещается по направляющим в направлении, перпендикулярном плоскости вращения пил, а также в вертикальной плоскости.
7
Рис. 125. Схема приспособления для фрезерования кромок деки по контуру:
1 — деки; 2—сулага; 3 — фреза; 4 — упорное кольцо; 5 — стол фрезерного станка
Входные камеры. Клин. Как уже указывалось выше, фрезеровать клин для образования ячеек (гнезд) для каждой голосовой планки в отдельности можно как вдоль, так и поперек направления годичных слоев древесины клина. Хотя технология изготовления клина при фрезеровании ячеек вдоль годичных слоев более длительна, предпочтение отдается ей, так как при фрезеровании поперек годичных слоев в процессе производства получается значительный процент брака. В качестве примера ниже приведен технологический процесс изготовления клина входной камеры мелодии при фрезеровании ячеек вдоль годичных слоев.
После раскроя заготовки поступают на фуговочный станок для выравнивания одной пласти и двух кромок. Последовательность дальнейших операций изготовления приведена на рис. 128: 1 — заготовки поступают на рейсмусовый станок для строгания второй пласти по толщине; 2 — склеивание щитов (700X700 мм) из полученных делянок; 3— после строгания двух пластей щиты распиливают на планки; 4 — расторцовывание планок по длине на две части; 5 — распиливание каждой планки на два клина; 6 и 7— фре-
203
|Д
„ |д
ииищ р
и к
л
Рис. 126. Схема технологического процесса изготовления грифа баяна
Рис. 127. Схема выборки пазов в грифе па специальном фрезерном станке:
/ — заготовка грифа; 2 — набор пил (фрез); 3 — каретка; 4 — зубчатое колесо; 5 — пропиленный гриф
зерование клина на конус по высоте и толщине. Следующие операции 8 и 9 — фрезерование ячеек и воздушных каналов.
Эти операции выполняют на специальном горизонтальном фрезерном станке. Принципиальная схема такого станка не отличается
700^
2 в Д ГГГГПТгп^^Ш
Рис. 128. Схема технологического процесса изготовления клина входной камеры
от приведенной на рис. 122. Вместо пил на валу закрепляют комплект гладкопроходных фрез с прокладочными кольцами, определяющими шаг ячеек (гнезд), т. е. их расположение на клине. Этот станок применяют и для фрезерования гнезд в корпусах (гребенках) губных гармоник.
Рис. 129. Схема автоматической линии для обработки брусковых деталей:
/ — автопитатель; 2 — фуговальный станок с подающим механизмом; 3 — прижим; 4 — двусторонний фуговальный станок; 5 — транспортер; 6 — прижимной ролик транспортера; 7 — строгальный станок четырехсторонний; в —перекладчик; 9 — концеравнитель (двухпильный); 10 — укладчик
Помимо рекомендованных выше схем технологических процессов изготовления брусковых деталей, когда они в процессе обработки передаются от одного станка к другому обычными транспортными средствами (тележкой, автопогрузчиком), за последнее
205
время в деревообрабатывающей промышленности широко внедряются автоматические линии. Такая линия обычно состоит из универсального оборудования общего назначения и специальных транспортных средств и загрузочных устройств, которые позволяют автоматизировать процесс загрузки деталей в линию, подачу от станка к станку и передачу деталей с продольного движения на поперечное; производительность линии около 4000 пог. м деталей за смену.
В производствах, где пиломатериалы употребляются в незначительных количествах, а ассортимент деталей очень велик, внедрение автоматической линии для обработки брусковых деталей экономически целесообразно для объема производства не менее 50 000 баянов в год при изготовлении стенок корпусов из пиломатериалов.
Линия для обработки брусковых деталей (стенки корпуса, бруски грифа, детали входных камер и др.) показана на рис. 129.
§ 4. КЛЕИЛЬНО-СБОРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Все деревянные детали корпуса, грифа и входных камер соединяются между собой клеем, а некоторые из них для большей прочности, кроме того, скрепляются в шпунт, в шип или привертываются шурупами.
При наличии в полукорпусе металлической деки ее соединяют с другими деревянными деталями шурупами.
Склеивают детали коллагеновым и синтетическими клеями, в том числе поливинилацетатной эмульсией.
Так как характеристика указанных клеев, способы их приготовления и режимы применения достаточно хорошо известны в литературе по деревообработке, а изложение этих вопросов, кроме того, предусмотрено и в курсе материаловедения, то ниже приведен только основной режим склеивания деревянных деталей синтетическим клеем с нагревом клеевых соединений до НО—120° С.
Режим склеивания клеем М-70
Дееспособность при 20°С, ч.....................0,5—2,0
Температура помещения, °C...................... 16—25
Влажность древесины, % ................ 8±2
Расход клеевого раствора на 1 м2 склеиваемой поверхности, г/м2 ................................... 250—340
Время отвердения, с............................ 30—50
Давление при запрессовке, кгс/см2.............. 4—6
Выдержка под давлением, мин.................... 2—8
» после распрессовки, ч.................... 12—18
Склеивание деталей слагается из следующих элементов: подготовки склеиваемых поверхностей, нанесения на них клеевой прослойки, соединения склеиваемых деталей и запрессовки. Склеиваемые поверхности должны быть чистыми и сухими, без жировых пятен и других загрязнений, хорошо подогнанными друг к другу и слегка шероховатыми. Качество подготовки склеиваемых поверхностей оказывает большое влияние на прочность склеивания. Клей
206
наносят на обе склеиваемые поверхности равномерным слоем щетинными пли лубяными кистями. После соединения поверхности детали слегка протирают для более равномерного распределения клея и вытеснения из него пузырьков воздуха, а затем накладывают гидравлический, пневматический, эксцентриковый или винтовой зажимы.
Нагрев клеевого слоя. Склеивание древесины при обычной температуре 16—25° С продолжается довольно длительное время, цикл изготовления клеевых узлов растягивается и требует больших производственных площадей, а также много клеильного оборудования и приспособлений. При склеивании узлов без подогрева более 85% продолжительности цикла занимает выдержка. Известно, что скорость отвердения или полимеризации клея зависит от его температуры. Нагрев склеиваемой древесины до ПО—120° С значительно снижает продолжительность выдержки деталей в запрессованном и свободном состоянии.
Для нагрева склеиваемых деталей чаще всего применяют высокочастотный и низковольтный электроконтактные нагревы.
Высокочастотный нагрев следует применять при склеивании деталей значительной толщины (более 6 мм) при многослойном склеивании, а также во всех других случаях, когда клеевые соединения находятся в труднодоступных для контактного обогрева местах (шиповые соединения стенок корпуса). Следует иметь в виду, что при высокочастотном нагреве клеевой шов вследствие его повышенной диэлектрической проницаемости поглощает больше электрической энергии и поэтому нагревается значительно быстрее древесины. Это положение способствует заметному ускорению процесса склеивания и уменьшению удельного расхода электроэнергии. Электроконтактный нагрев дает хорошие результаты при приклеивании деки к обкладкам корпуса, задней накладки грифа к торцовым брускам, верхней накладки грифа к основному бруску, розеток к клиньям входных камер и т. п. Внедрение высокочастотного и контактного нагрева склеиваемых деталей открывает путь к организации поточного метода на конвейерных линиях.
Для высокочастотного нагрева клеевого слоя рекомендуется применять ламповые генераторы. В настоящее время пока еще нет специально разработанного и изготовленного для нагрева древесины высокочастотного лампового генератора. Поэтому в деревообрабатывающей промышленности применяют сравнительно легко приспособленные универсальные генераторы.
В производстве гармоней, баянов и аккордеонов хорошие результаты были получены при использовании высокочастотного лампового генератора марки ЛГЕ-Зб.
Такой генератор обслуживает обычно две клеильные ваймы. Пока в одной вайме детали склеиваются и выдерживаются, в другую закладывают детали для склеивания. В зависимости от вида склеиваемых деталей от одного генератора могут работать также три ваймы и более.
Можно применять также генератор ЛГД-10.
207
Техническая характеристика генератора ЛГЕ-Зб
Номинальная колебательная мощность, кВт........... 2
Максимальная мощность, потребляемая от сети, кВт 5 Напряжение трехфазной питающей сети, В............ 220/380
Рабочая частота, мГц.............................. 25—30
Максимально допускаемый анодный ток, А............ 0,9
» » сеточный ток, А . . . . . 0,35
Тип генераторной лампы............................... ГУ-5А
Число генераторных ламп............................... 2
Тип газотронов....................................ВГ-1/8500
Число газотронов...................................... 6
Расход воды на охлаждение, л/мин................. 2,5
Габаритные размеры в плане, мм...................... 730X600
Высота, мм........................................ 1650
Масса установки, кг............................... 450
Для электроконтактного нагрева древесины применяют нагревательные элементы (медные, стальные и алюминиевые ленты), питающиеся от понижающих напряжение трансформаторов. Такие трансформаторы включаются в общую силовую сеть напряжением 220/380 В. Выходная сторона понижающего низковольтного трансформатора находится в пределах 2—3 В. Целесообразно централизованное питание электроэнергией клеильных вайм, расположенных на определенном участке. В зависимости от площади склеивания и толщины склеиваемых деталей от одного трансформатора мощностью 3 кВт могут работать от четырех до восьми клеильных вайм.
Сборка корпуса и меховой рамки. Сборка стенок правого или левого полукорпуса баяна, а также меховой рамки в коробку заключается в промазывании окунанием прямых, плоских и сквозных шипов и проушин клеем, соединении вертикальных и горизонтальных стенок под прямым углом и их сжатии. Для поточной организации сборочных работ, а также склеивания необходимо внедрить систему допусков и посадок, а для интенсификации склеивания применять синтетические быстроотвердевающие клеи, а клеевой слой в этом случае нагревать в поле токов высокой частоты. Необходимы также ваймы с пневматическими зажимами. Стенки полукорпуса и меховой рамки собирают в сборочной вайме (рис: 130).
В двухпозиционной вайме гнезда А и Б расположены одинаково и устроены так, что если в гнезде А производится склеивание, то в гнезде Б снимают склеенный узел и закладывают детали очередного. Станина 15 ваймы оборудована жестко установленными базирующими балками 12 и 13 и переставными силовыми поперечинами 2, 9 и 16.
Поперечины 9 и 16 снабжены пневматическими цилиндрами 10 и /7, к штокам которых шарнирно прикреплены нажимные башмаки 8 и 14. Поперечина 2 снабжена двумя пневматическими цилиндрами 4 и 16 с нажимными башмаками 3 и 7. При настройке ваймы на размер собираемого корпуса или меховой рамки переставляют наконечники прижимных башмаков. Кроме того, регулирование положения как пневматических цилиндров в поперечинах, так и самих поперечин предусмотрено при помощи винтовых меха-208
низмов /, 11, 18. Вайму настраивают так, что когда прижимные башмаки находятся в исходном положении, расстояние между ними и противоположными им неподвижными базами больше размеров собираемого корпуса на величину, достаточную для свободного закладывания деталей. Для более удобного закладывания деталей и снятия собранного корпуса каждая из позиций ваймы оборудована подъемным (от отдельно расположенного пневмоцилиндра) поддоном с пружинными держателями деталей (поддоны с пневмоцилиндрами на схеме не показаны). Вайма имеет устройство для высокочастотного нагрева клеевых швов, состоящее из комплекта электродов 5, присоединяемых к ламповому генератору марки ЛГЕ-Зб.
Рис. 130. Схема пневматической ваймы для сборки стенок полукорпуса в поле ТВЧ:
1, 11, 18 — винтовые механизмы; 2, 9 и 16 — поперечины; 3, 1, 8 и 14— наземные башмаки; 4, 6, 10 и 17 — пневматические цилиндры; 5 — комплект электродов; 12 и 13— базирующие балки; 15 — станина
Для предохранения рабочего от ожогов и травм вайма оборудована автоматически защитным устройством, соединенным с пусковым аппаратом включения лампового генератора. Пневматические цилиндры управляются при помощи воздухораспределителя, обеспечивающего последующее их включение и автоматическое выключение по команде реле времени, которое работает по регламентированному режиму. Вайма может также работать с нерегламен-тированным ритмом. Для этого должны соблюдаться следующие условия: во время обжима и сушки полукорпуса в гнезде Б электроды подключены к ламповому генератору; в это время готовый полукорпус вынимают из гнезда А и укладывают в него детали очередного полукорпуса. При загрузке деталей электроды отключены от гнезда А от лампового генератора, поддон находится в верхнем загрузочно-разгрузочном положении; в держатели поддона устанавливают по кромкам стенки корпуса, шипы и проушины которых смазаны клеем (шипы должны совпадать с проушинами).
8 Заказ Кс 1876
209
По окончании закладки деталей и истечении срока выдержки полукорпуса в гнезде 5, определяемого обычно по световому или звуковому сигналу, нажимают педаль воздухораспределителя, в связи с чем последовательно автоматически выполняются следующие операции цикла: поддон гнезда А с уложенными деталями опускается в свое низшее положение; включаются пневмоцилиндры 4 и /7, сжимающие полукорпус на гнезде А; отключаются от лампового генератора электроды гнезда 5, одновременно поднимают ограждение этого гнезда и опускают ограждение гнезда А; включаются электроды гнезда А и одновременно включается пневмоцилиндр подъема поддона гнезд Б. По окончании этих операций полукорпус снимают с гнезда Б и укладывают сюда детали очередного изделия, после чего цикл повторяется.
Рис. 131. Шаблон для приклеивания к деке упорных брусков:
/ — корпус; 2 — дека; 3—брусок входной камеры;
4 —упорный брусок; 5 — основание шаблона; 6 — фиксатор; 7 — держатель
Производительность такой ваймы определяется продолжительностью цикла склеивания полукорпусов. Обычно часовая производительность ваймы составляет 40 полукорпусов. При двухсменной работе производительность ваймы с учетом склеивания также и меховых рамок составит 70—75 тыс. комплектов в год.
После склеивания и соответствующей выдержки полукорпус передают для дальнейшей обработки на фрезерный станок. Здесь ему придают размеры по высоте и одновременно ликвидируют возникшие при склеивании провесы кромок. Для этого на шпинделе фрезерного станка укрепляют две пилы, между которыми находятся прокладочные кольца. Расстояние между пилами соответствует высоте полукорпуса; последний надевают на шаблон и отпиливают по упорному кольцу.
Вклеивание деталей в полукорпус. Такие детали, как обкладку, деку, подгрифные бруски, упорные бруски и др., вклеивают при помощи шаблонов, исключающих разметку мест приклейки (рис. 131).
Для прижима приклеиваемых деталей применяют различные приспособления, достаточно известные в деревообработке. Приклеивать деку к обкладкам целесообразно электроконтактным способом в пневматической вайме (рис. 132).
210
После вклеивания всех деталей полукорпус поступает на участок последующей станочной обработки. В зависимости от требуемой формы полукорпуса и способа его изготовления характер последующей станочной обработки различен и может включать такие операции, как снятие провесов в углах стенок шлифованием, строганием или фрезерованием, кругление углов, формовое фрезерование углов и ребер, отборка выемов под сетки, чистовое шлифо-
Рис. 132. Схема пневматической ваймы с низковольтным подогревом для приклеивания деки к обкладке (двухместная):
/ — кран для подачи воздуха; 2 — тройник; 3 — подушка для воздуха; 4 — подвижная плита (2 шт.); 5—нагревательные элементы; 6 — неподвижная плита; 7 — понижающий трансформатор; 8 — склеиваемые детали; 9 — основание
вание поверхности и др. Для выполнения всех этих операций применяют типовое деревообрабатывающее оборудование, обычный режущий инструмент и принятые при обработке древесины приспособления. При необходимости производят местную шпаклевку и шлифовку поверхности, после чего полукорпусы передают в отделение отделки (облицовки).
Чистота поверхности древесины характерузется размерными показателями неровностей, а также наличием или отсутствием ворсистости или мшистости на обработанных поверхностях.
В соответствии с ГОСТ 7016—54 установлено 10 классов чистоты в зависимости от величины неровностей поверхности. Ворсистость и мшистость на поверхности древесины 6, 7, 8, 9 и 10-го классов не допускаются.
8*
211
При назначении того или иного класса чистоты в зависимости от характера обработки деталей обычно руководствуются следующими данными:
1, 2 и 3-й классы — пиление обычными пилами;
4 и 5-й классы — строгание;
6-й класс—фрезерование и пиление строгальными пилами;
7 и 8-й классы — шлифование;
9-й класс — лакирование шлифованной поверхности;
10-й класс — полирование шлифованной поверхности.
Чистоту поверхности древесины на чертежах обозначают номером класса, перед которым проставляется буква д (древесина) и равносторонний треугольник, обращенный своей вершиной к обрабатываемой поверхности (например, дД7).
Склеивание входных камер. Склеивание деталей входной камеры при изготовлении клина способом фрезерования сводится к приклеиванию верхней накладки и розетки к клину, упорных брусков к розетке, а также очистке узла от пыли. При конструкции входной камеры с составным клином необходимо дополнительно приклеить к клину перегородки и опилить их по длине и ширине. Готовые входные камеры направляют на участок монтажа голосовых планок.
Склеивание меховой рамки. Меховую рамку обычно склеивают в 4-кратную по ширине заготовку аналогично полукорпусу, которую затем распиливают по ширине на четыре меховые рамки. Далее следуют операции: кругление углов и профилирование стенок, после чего рамки направляют на участок изготовления меха.
Применение синтетических клеев в сочетании с нагревом склеиваемой древесины до температуры 100—120° снижает продолжительность выдержки деталей в запрессованном состоянии до 1 — 2 мин, что создает условия для организации поточного процесса.
Выбор и расчет пневматических прижимных устройств. В последнее время в промышленности широко применяются различные пневматические прижимные устройства. Ими пользуются для прижима деталей в процессе их обработки на деревообрабатывающих и металлообрабатывающих станках, а также для зажатия деталей в процессе их склеивания в ваймах. Так как эти вопросы недостаточно систематизированы в специальной литературе, на них необходимо несколько подробнее остановиться.
Преимущества пневматических прижимных устройств по сравнению с другими, характеризуемые фактором времени, можно видеть из следующих данных ЦНИИМОД и НИИДРЕВМАШ.
Время зажима детали различными типами зажимных устройств, с
Электрический .......................................0,021
Пневматический.......................................0,022
Гидравлический.......................................0,4
Эксцентриковый с рукояткой...........................1,4
Рычажный (шарнирный) с рукояткой.....................1,5
Винтовой быстродействующий...........................1,8
» обычный . .....................................2,0
212
Пневматические прижимные устройства выгодно отличаются от других также большим коэффициентом полезного действия, простотой устройства, надежностью в эксплуатации и удобством пользования. Применение быстродействующих пневматических зажимных устройств исключает свойственные ручным операциям недостатки (неполный зажим, приложение значительных усилий рабочим, длительное время зажима) и создает возможности для регулирования, контроля, автоматического управления, а также наряду с характерной особенностью пневматического привода —постоянством величины силы зажима — позволяет работать с повышенными режимами и повышенной точностью.
Рис. 133. Устройство поршневого пневматического прижима
Различают три вида пневматических прижимных устройств — поршневые, шланговые и мембранные.
Поршневые прижимы применяют в тех случаях, когда требуется значительное усилие прижима при сравнительно большом ходе поршня, при склеивании стенок корпуса, стенок меховой рамки и др., когда расстояние между прижимной планкой и склеиваемыми деталями составляет более 30 мм.
Шланговые прижимы применяют обычно при небольшом усилии прижима и когда расстояние между прижимной планкой и склеиваемыми деталями составляет менее 30 мм, например при склеивании обкладок или упорных брусков с декой, розеток с клиньями и т. д.
Мембранные прижимы очень компактны, расходуют мало воздуха, но имеют ограниченное усилие прижима, не превышающее обычно 600 кг, и ход штока не более 15—20 мм; их применяют главным образом для прижима деталей при обработке их на станках.
Поршневой прижим представляет собой металлический корпус (рис. 133), состоящий из цилиндра 1 и двух крышек — передней 3 и задней 14. Цилиндр изготовлен из стали, а крышки — из чугуна. Цилиндр и крышки, соединенные плотной посадкой, снабжены
213
свинцовыми уплотняющими прокладками 15 и дополнительно стягиваются шпильками 7 с гайками 5 и контргайками 6. В обеих крышках имеются каналы 2, через которые сжатый воздух подается в цилиндр. Штуцеры 4 цилиндра подключаются к воздушной магистрали при помощи гибкого шланга. В цилиндре помещен чугунный поршень 20, перемещающийся по мере подачи сжатого воздуха. Поршень имеет две уплотняющие кожаные манжету 18, прижатые к поршню кольцами 17 и 19, которые закреплены винтами 16. Шток 10 поршня проходит сквозь втулку 13, запрессованную в отверстие передней крышки и имеющую уплотнение в виде кожаного кольца 11, прижатого фланцем 12.
На конец штока навинчивается ушко 8, которое вместе с пальцем 9 образует шарнирное соединение прижима ваймы.
Поворотом ручки воздушного крана открывают доступ воздуха в один из штуцеров и одновременно выпускают воздух через другой штуцер.
Усилие поршневого прижима можно определить по формуле р = р (В-(35)
где Р — усилие прижима, кг;
р — давление сжатого воздуха, кгс/см2;
D — диаметр поршня, см;-
d — диаметр штока, см.
Из приведенного видно, что усилие прижима зависит от давления воздуха в сети и диаметра поршня. Давление воздуха в сети должно быть 5 кгс/см2, но для расчетов принимают р = 4 кгс/см2. Обычно применяют пневматические цилиндры с внутренним диаметром в 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200 и 300 мм. Диаметр штока обычно равен 0,2 диаметра поршня.
Основой шлангового прижима является прорезиненный шланг 1 (рис. 134). Концы шланга соединяются при помощи шту
214
церов 2 с гибкими воздуховодами, через которые поступает сжатый воздух. Шланг 1 и пружина 5 помещаются между неподвижной планкой 3 и подвижной планкой 4, соединенными пружиной 5. Склеиваемые детали укладывают на основание 6 прижима и опирают на неподвижно закрепленную планку 7. До момента наложения пресса, т. е. до впуска сжатого воздуха в шланг, он занимает положение, указанное на рис. 134, а, где буквой х обозначено расстояние, которое занимает шланг между неподвижной и подвижной планками. Диаметр шланга, обычно применяемый в этих зажимах, равен 75 мм, а толщина шланга — 3 мм. В положении а расстояние x = 3-2 + ^i, где Х[ — зазор между стенками шланга, который принимается равным 2 мм, т. е. х = 3-2 + 2 = 8 мм. После момента наложения пресса шланг занимает положение, указанное на рис. 134, б.
На основании экспериментальных работ установлено, что наибольшая величина усилия прижима достигается при значении х, равном 0,4 диаметра шланга, т. е. в нашем случае х = 0,4-75 = = 30 мм. При дальнейшем увеличении значения х (от 30 до 75 мм) усилие прижима будет соответственно уменьшаться, а при х, равном диаметру шланга, т. е. 75 мм, усилие прижима станет равным 0 (рис. 134, в). Усилие шлангового прижима определяется из формулы
P = h-l-p, (36)
где Р — усилие шлангового прижима, кг;
h — высота шланга в момент наложения пресса, см;
/ — длина шланга, см;
р — давление сжатого воздуха, кгс/см2.
В свою очередь, величина h зависит от максимальной величины зазора х между неподвижной и подвижными планками, в которых находится шланг. Чем меньше величина х, тем более сплюснут шланг и тем больше величина h.
Если принять, что шланг сделан из нерастягивающегося под давлением воздуха материала' и пренебречь толщиной стенок шланга, то можно составить равенство:
nD = лх + 2/i, откуда
h = 0,5л (D—х),
а следовательно,
P = 0,5n(D—х)Гр. (37)
Применительно к рассматриваемому случаю при длине шланга / = 600 мм и р = 4 кгс/см2 усилие шлангового прижима составит:
Р = 0,5-3,14(7,5—3,0).60-4^ 1700 кг.
При ширине обкладки, приклеиваемой к деке, равной 45 мм, длине обкладки 400 мм и удельном давлении склеивания 8 кгс/см2 потребное усилие составит:
Р Ь • ll • Руд,
215
где Р — потребное усилие при склеивании, кг;
b — ширина приклеиваемой детали, см;
/1 — длина приклеиваемой детали, см;
Руд — удельное давление склеивания, кгс/см2, т. е.
Р = 4,5-40-8= 1500 кг.
Таким образом, усилие шлангового прижима оказалось несколько больше потребного усилия, что свидетельствует о его соответствии данному виду работ.
Мембранный прижим (рис. 135) имеет резиновую мембрану /, зажатую между двумя литыми из чугуна полусферическими крыш-
Рис. 135. Мембранный пневматический прижим:
/ — мембрана; 2 и 14 — стальные шайбы; 3 — штуцер; 4 и 9 — крышки; 5 — гайка; б — кронштейн; 7 — болт; 8 — сквозные отверстия; 10 — тарные соединения; // — прижимная планка; 12— шток; 13 — втулка
ками 4 и 9. В центре мембраны имеется отверстие, в которое входит хвостовик штока 12, соединенный с мембраной двумя стальными шайбами 2 и 14 и гайкой 5. В крышке 9 имеется прилив, в отверстие которого запрессована чугунная втулка 13, являющаяся направляющей для штока. Два сквозных отверстия 8 в крышке 9 служат для свободного прохода воздуха внутрь полусферы, образуемой этой крышкой. Другая полусфера, образуемая крышкой 4, герметически закрыта и может изменить свой объем под напором сжатого воздуха, подаваемого из сети через штуцер 3, ввернутый в отверстие крышки 4. При открытии крана сжатый воздух отжимает резиновую мембрану и она передает движение штоку 12, имеющему шарнирное соединение 10 с прижимной планкой И. В исходное положение шток возвращается резиновой мембраной 1, сокращающейся, когда воздух из полусферы, образуемой крышкой 4, будет удален. Мембранный прижим крепится к станку при помощи кронштейна 6 и болтов 7. Усилие мембранного прижима определяется по формуле
P = 0,2(D2 + d2)-P—<7, (38)
216
Форма 2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
Составил Проверил
Наименование изделия
Наименование узла
Наименование детали
Количество деталей в изделии
Технические требования, предъявляемые к детали по материалу, обработке, и правила приемки
3 Порода
3 гост
5 Сортность (марка)
н Размеры в мм дли-g на X ширина X тол-g щина я
С „ Порода
s ГОСТ, РСТ РСФСР
и Сортность
S Размеры в мм дли-2 на X ширина X тол-сп шина
№ операций Наименование операции Оборудование или рабочее место Приспособление Инструмент Эскиз обработки Размеры заготовки (детали), мм Кратность заготовок по Количество деталей в заготовке Разряд работы Норма времени на 1 деталь, мин Норма времени на 1 изделие, мин
Режущий Мерительный Длина Ширина Толщина длине ширине толщине
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17
где Р — усилие прижима, кг;
D — внутрений дйаметр мембраны (диафрагмы), см;
d — диаметр шайбы, см;
р — давление сжатого воздуха, кгс/см2;
q — сила сопротивления упругой диафрагмы, кг, 9 = 0,2 Р.
При диаметре мембраны (по контуру зажима) D, равном 230, 200, 75 мм и расчетном давлении в сети р = 4 кгс/см2, мембранный прижим соответственно развивает усилия Рг равные 450—500 кг, 350—400 кг и 50—60 кг; при этом большие усилия соответствуют меньшим, а меньшие — большей длине хода штока.
ПРАКТИЧЕСКОЕ УПРАЖНЕНИЕ № 6
Задание. Разработать технологический процесс изготовления основных деталей корпуса, грифа и резонатора.
Цель упражнения.
1. Получить практические навыки в составлении технологических карт изготовления деревянных деталей.
2. Выбрать наиболее приемлемую породу древесины и сортамент пиломатериалов (заготовок) для изготовления данной детали. Научиться пользоваться перечнем ГОСТ и самими ГОСТ на материалы.
3. Наметить наиболее оптимальную схему технологического процесса, выбрать оборудование и оснастку для выполнения каждой операции.
4. Получить практические навыки в расчете кратности заготовок.
5. Наметить приемы и режимы работ.
6. Получить навыки в разработке пооперационных эскизов обработки.
7. Уметь составить технические условия, предъявляемые к детали (узлу) по материалу, обработке, и правила приемки.
Порядок работы. В соответствии с заданием, которое получает каждый учащийся, составить технологические карты на изготовление 2—3 деталей по форме 2.
§ 5. ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Как указывалось выше, целью отделки музыкальных инструментов является предохранение их поверхности от непосредственного воздействия света, кослорода воздуха, влаги и загрязнения.
Применительно к древесине, применяющейся для изготовления корпусов гармоней, баянов и аккордеонов, отделку применяют для наиболее резкого выявления или полного укрытия ее текстуры. Кроме того, отделка должна придать поверхности гладкость и блеск.
Таким образом, отделка заключается в нанесении на поверхность прочного изолирующего слоя, обладающего определенной твердостью, эластичностью, светостойкостью, водоупорностью, гладкостью, блеском и, наконец, приятным сочетанием тонов и оттенков; представляющим собой художественно-декоративную сторону отделки музыкальных инструментов (табл. 16).
Материалы, применяемые для отделки деталей и узлов из древесины. При нанесении лакокрасочной пленки для отделки наружных поверхностей изделий, как правило, применяются три группы основных материалов — красители, порозаполнители (шпаклевка, грунтовка) и покровные материалы.
218
Таблица 16
Виды покрытий, способы нанесения отделочных материалов, характеристики внешнего вида покрытия
Виды покрытий и способы нанесения отделочных материалов Наименование узлов (деталей) Класс покрытия Степень блеска покрытия Характеристика внешнего вида покрытия
Лакокрасочное Поверхности III Полу- Поверхность ровная,
пневматическим деревянных де- глян- гладкая, равномерно
распылением, лакированием талей, находящиеся внутри корпусов инструментов; наружные поверхности резонаторов, укрепляемых внутри корпусов цевое окрашенная в светлые тона в соответствии с ГОСТ 9894—61 дл° 3-го класса Допускаются малозаметные царапины, риски, соринки. Наплывы, пузыри, потеки, не окрашенные места не допускаются
Декоративные Наружные по- — Глян- Поверхность ровная,
пластики, художественный целлулоид (технический целлулоид), наклеивание верхности корпуса, грифа, сетки, накладки аккомпанемента, бортиков меховой рамки цевое гладкая, однотонная или с характерным рисунком. Пузыри, втяну-тости, пятна, трещины, отслоения, вмятины и др. дефекты обработки не допускаются. Допускаются отдельные малозаметные без увеличительных приборов риски, штрихи, царапины
Учитывая, что за последние годы прочно вошло в практику применение только декоративных пластиков — художественного или технического целлулоида для отделки наружных поверхностей язычковых музыкальных инструментов, мы будем рассматривать только те лакокрасочные материалы, которые применяются лишь для отделки поверхностей деталей, находящихся внутри корпусов.
Лакированное полуглянцевое покрытие получают в результате нанесения на отделываемую поверхность какого-либо вида лака (порозаполнитель и одновременно покровный материал) без последующего облагораживания лаковой пленки.
Выбор вида лака и способа его нанесения зависит от назначения и внешнего вида покрытия, а также от формы изделия (плоская, пространственная). В данном случае наиболее целесообразно применять нитроцеллюлозные лаки, наносимые на поверхности пневматическим распылением.
Нитроцеллюлозные лаки являются самыми быстросохнущими, они хорошо наносятся на горизонтальные, вертикальные и профильные поверхности. Физико-механические свойства пленок нитроцеллюлозных лаков, в общем, удовлетворительные, но их глав-
219
ним недостатком является длительная (в течение 2—3 месяцев) объемная усадка, которая приводит к проседанию лаковой пленки.
Применительно к рассматриваемому покрытию, указанный дефект не оказывает заметного влияния на качество покрытия. Основой нитроцеллюлозных лаков является коллоксилин (получается при обработке целлюлозы смесью азотной и серной кислот) в смеси разбавителей, растворителей, спиртов и пластификаторов.
Содержание пленкообразующих находится в пределах 20—25%. Наибольшее применение получили лаки НЦ-221 и НЦ-222.
Последовательность операций при отделке поверхностей деталей, находящихся внутри корпусов, приведена в табл. 17.
Таблица 17
Процесс отделки поверхности деталей
1 № операции Наименование операций Применяемый материал Оборудование Режим работы
1 2 3 4 5
1 Очистка от пыли — Пульверизационная кабина с поворотным столом, воздуховод от компрессора —
2 Первое лакирование Лак НЦ-221 Пульверизационная кабина с поворотным столом, распылитель марок КР, 0—45 Рабочая вязкость при температуре 18—22° С 30—35 с, по ВЗ-4 давление воздуха 3—4 ати
3 Выдержка — Стеллажи 25 мин при температуре 18—22° С
4 Второе лакирование Лак НЦ-221 См. п. 2 См. п. 2
5 Выдержка — Стеллажи 6 ч при температуре 18—22° С
Нитролаковые покрытия методом воздушного распыления наносят на поверхность при помощи распылительной установки.
Распылительная установка (рис. 136) состоит из компрессора 2, электродвигателя 3, воздухосборника-ресивера /, воздухопроводов 8 для сжатого воздуха, красконагнетательного бака 5, масловодоотделителя 4, распылителя 9, резиновых шлангов 10 для подачи лаков, распылительной кабины 7 и воздухопровода для отсоса воздуха из кабины 6.
При помощи воздухосборника обеспечивается постоянное рабочее давление воздуха, поступающего в распылитель. Для равномерной подачи сжатого воздуха емкость воздухосборника должна быть больше емкости цилиндра компрессора в 25—30 раз. Рабочее давление воздуха в воздухосборнике должно быть на 0,5 ат больше, чем у распылителя, и равно 3,5—4,5 ати.
Для очистки сжатого воздуха от масла и воды служит масло-водоотделитель. При плохой очистке воздуха от этих примесей бу-
220
дет наблюдаться помутнение и даже побеление лаковой пленки. Для возможности более точного регулирования давления воздуха, поступающего в распылитель, масловодоотделитель должен быть снабжен редукционным клапаном и манометром.
Для распыления лака применяют распылители марок КР и 0-45. Распылитель 0-45 более производителен, так как в нем лак подается в смесительную камеру под давлением из лаконагнетательного бака. У этого распылителя имеется несколько сменных насадок в комплекте с иглами. Ширина распыляемой плоской струи зависит от длины щели насадки (2x9, 2X19, 1,6X16).
Рис. 136. Схема установки для распыления нитролаков:
1 — воздухосборник; ресивер; 2 — компрессор; 3 — электродвигатель; 4 — масловодоотделитель; 5 — красконагнетательный бак; 6 — кабина; 7 — распылительная кабина; 8 — воздухопроводы; 9 — распылитель; 10 и // — резиновые шланги
Круглая струя образуется при использовании насадки с круглым отверстием. Расстояние лакируемой поверхности от головки распылителя должно быть в пределах от 250 до 350 мм. Скорость перемещения распылителя 20—25 м/мин. Для получения лакового покрытия одинаковой толщины струя лака должна быть направлена перпендикулярно к плоскости лакирования. Смежные полосы наносимого лака должны находить друг на друга на 4—5 см. При каждом проходе лаковую струю нужно наносить за кромку покрываемого изделия.
Лак наносят в распылительной кабине с поворотным столом, на котором устанавливаются корпуса. Особое внимание следует обратить на действие системы очистки воздуха в кабине, которая чаще всего осуществляется при помощи гидрофильтров, т. е. водяных завес, падающих на пути прохождения отработанного воздуха. Для нанесения лаковых покрытий на корпуса более всего подходит распылительная кабина, разработанная институтом «Ла-кокраскопокрытие» (рис. 137).
При организации поточных или конвейерных линий отделки целесообразно' применять не распылительные кабины, которые,
221
как правило, имеют один рабочий проем для загрузки и выгрузки корпусов, а распылительные камеры, которые в отличие от кабин бывают проходного типа и имеют по два проема, один из которых служит для загрузки, а другой для выгрузки корпусов из камеры. Из распылительных камер корпуса поступают в сушильные устройства, а затем при помощи подвесных транспортеров или других транспортных средств — в следующие распылительные камеры.
/ — корпус кабины; 2 — светильник; 3 — электромотор; 4 — вентилятор; 5 — сепаратор; 6 — водяная форсунка; 7 — слив; 8 — ванна; 9 — решетка; 10 — поворотный стол; // — насос; /2 — перегородки в ванне; 13 — шаровой клапан
Метод воздушного распылителя нитролаков требует строгого соблюдения правил противопожарной безопасности, так как пары этих лаков обладают свойством образовывать с воздухом взрывчатые и горючие смеси. В помещении для распыления должны применяться электродвигатели только закрытого типа. Пусковые устройства и выключатели должны быть взрывобезопасными, электрические лампы заключают во взрывобезопасную арматуру. Силовую и осветительную сети монтируют в газовых трубах. Все оборудование должно быть заземлено. Внутренние поверхности
222
стенок кабины, поворотного стола и пылеулавливателей периодически очищают от лаковой пыли.
Отделка изделий целлулоидом. Инструменты, облицованные художественным целлулоидом, имеют значительные преимущества по сравнению с инструментами с лакокрасочной отделкой.
Благодаря высокой устойчивости целлулоида как покровного материала против механических повреждений и влияния разности температур и влажности воздуха, способности хорошо полироваться, а также его широким декоративным свойствам отделка инструментов целлулоидом в последнее время широко внедряется. Для приклеивания целлулоида необходимо применять специальный клей, который практически не должен растворять целлулоид. Такой клей представляет собой 20%-ный раствор поливинилацетата (синтетической смолы) в этиловом спирте. Смолу растворяют в сосуде, снабженном обратным холодильником с рубашкой для обогрева и мешалкой. Процесс ведут при нагревании до полного растворения поливинилацетата.
Другие виды клеев для приклеивания целлулоида к древесине, в частности цапонлак и АК-20, частично применяющиеся на предприятиях и в настоящее время, обладают тем существенным недостатком, что они, частично растворяя целлулоид, способствуют образованию на поверхности впадин (вмятины, шероховатости). Выравнивания поверхности в этих случаях требуют значительных затрат труда на тщательное циклевание.
Раскрой целлулоида. Лист, из которого выкраивают заготовку, очищают от пыли и возможных жировых пятен тампоном, слегка смоченным в ацетоне. Разметку листов на отдельные заготовки производят по шаблону. Для раскроя обычно пользуются электроножом.
Последовательность наклеивания целлулоида. Поверхности деталей или узлов должны быть предварительно подготовлены к облицовке целлулоидом. Такая подготовка предусматривает заделку сколов, трещин, а также местное шпаклевание для исправления других дефектов обработки и древесины. После высушивания поверхности подвергают циклеванию и шлифо&анию. Подготовленную таким образом поверхность древесины окрашивают в черный цвет раствором, содержащим одну часть водного нигрозина, одну часть 25%-iioro аммиака и 20 частей воды. Окраску производят до получения однотонной по цвету поверхности, чтобы через тонкий слой целлулоида не выделялась текстура древесины и другие неодинакового цвета участки, а также для того, чтобы аммиак, находящийся в растворе, растворил бы частично смолы, содержащиеся в древесине корпуса. Этим создаются лучшие условия для равномерного и более прочного приклеивания целлулоида к древесине.
Наклеивание целлулоида на древесину. Поверхности стенок корпуса или других деталей, предварительно подготовленные к наклейке, покрывают два раза поливинилацетатным клеем при помощи кисти.
223
Первое покрытие наносят не менее чем за 30 мин до склеивания, и оно должно полностью высохнуть, второе за 3—5 мин до склеивания, оно должно давать отлип. Выкроенную заготовку непосредственно перед склеиванием промазывают равномерным тонким слоем указанного клея. Затем целлулоид накладывают на древесину и запрессовывают обычным способом при помощи прокладок и прижимных приспособлений, расстояние между которыми должно быть не более 150 мм. При склеивании поверхностей сложного профиля и с малыми радиусами закругления целлулоид необходимо предварительно обработать, чтобы временно повысить его пластичность (текучесть) в процессе наклеивания. Для этого выкроенную заготовку помещают на 3—3,5 ч в раствор ацетона и воды в соотношении 1 : 1. В стеклянную или керамическую посуду (емкостью 15 л) наливают 5 л воды и 5 л ацетона, перемешивают раствор и дают ему отстояться в течение 6 ч. Заготовку погружают в ванну и вынимают через 3—3,5 ч из раствора, просушивают тампоном, после чего она считается готовой к наклейке.
После оклейки корпусов и других узлов размягченным целлулоидом и проглаживания его профилированными утюжками необходимы выдержки: в запрессованном виде в течение 2—3 суток и дополнительно в свободном состоянии — не менее еще 8 суток. Далее поверхности целлулоида циклюют и обрабатывают тампоном, смоченным в ацетоне, а при необходимости и проглаживают отдельные места профилированными деревянными или металлическими утюжками. После новой 12-часовой выдержки производят полирование на двухдисковом шлифовально-полированном станке. На первом диске, состоящем из простеганных матерчатых шайб, поверхность шлифуют с мелкозернистой мокрой пемзой. После шлифования изделие необходимо тщательно очистить от пемзы, которая может поцарапать его поверхность при полировании. Собственно полирование производят на втором диске (суконный круг) с применением полировальных паст. Хорошие результаты показала паста «Блик», состоящая из окиси алюминия и парафина. Иногда пользуются пастой ГОИ, состоящей из окиси хрома, парафина и стеарина. Диаметр полировочного круга — 350—400 мм, частота вращения — 900—1000 об/мин. При полировании изделие должно постоянно перемещаться относительно круга во избежание глубокой местной выработки; его также не следует слишком сильно прижимать к кругу, так как большое выделение тепла при трении может изменить пластичность целлулоида, что приведет к размягчению отделываемой поверхности.
Контроль качества. Контроль качества отделки инструментов слагается из трех элементов: контроля качества применяемых материалов; проверки соблюдения технологических процессов, режимов работ и контроля качества выполнения работ.
Контроль качества отделочных материалов, особенно при лакокрасочных покрытиях, имеет большое значение, так как от состава лаков, политур, грунтовок во многом зависит качество самой отделки.
224
ПРАКТИЧЕСКОЕ УПРАЖНЕНИЕ № 7
Задание. Разработать технологический процесс отделки узлов гармоней, баянов и аккордеонов лакокрасочными материалами и декоративными пластиками (целлулоидом).
Цель упражнения.
1. Получить практические навыки в составлении технологических карт отделки изделий различными материалами.
2. Выбрать наиболее оптимальный вид покрытия и способ нанесения отделочных материалов в зависимости от назначения отделки и формы покрываемой поверхности.
3. Выбрать наиболее приемлемые лакокрасочные и другие отделочные материалы. Научиться пользоваться перечнем ГОСТ и самими ГОСТ на материалы.
4. Наметить наиболее оптимальную схему технологического процесса, выбрать оборудование и оснастку для выполнения каждой операции.
5. Наметить приемы и режимы работ.
6. Уметь составить технические условия, предъявляемые к отделанным изделиям, и правила приемки.
Порядок работы. В соответствии с заданием, которое получает каждый учащийся, составить технологические карты на отделку изделий лакокрасочными материалами и целлулоидом по форме, указанной в табл. 17.
Глава V
СБОРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
§ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технологический процесс сборки гармоней, баянов и аккордеонов подразделяется на ряд этапов: сборку клавишных и регистровых механизмов, сборку меховой камеры, монтаж и окончательную настройку голосовых планок, окончательную сборку и регулировку инструментов в целом.
Выполнение каждого этапа слагается из ряда последовательных операций, имеющих специфический характер и предназначенных главным образом для соединения деталей в узлы, а узлов в изделия.
Сборочный цех, в котором осуществляются перечисленные работы, подразделяется на четыре отделения, в каждом из которых выполняется обособленная группа операций в соответствии с этапами сборки.
Технологический процесс сборки мы рассмотрим на примере баяна как инструмента, наиболее характерного для данной группы изделий.
§ 2. СБОРКА КЛАВИШНЫХ И РЕГИСТРОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Сборка правого клавишного механизма. Этот механизм баяна монтируется в грифе и в правом полукорпусе. Полукорпус и гриф поступают в сборочный цех в отделанном виде (оклеенные целлулоидом). Узлы механики, состоящие из клавиш (рычагов) с запрессованными кнопками (или пуговицами) и пружин, смонтированных на гребенках, поступают в сборочный цех в готовом виде.
225
Сборку необходимо проводить в определенной последовательности: снять переднюю стенку грифа, привернуть к задней стенке грифа основную гребенку 3-го ряда, надеть концы пружин на усики рычагов 3-го ряда, привернуть к бруску на деке дополнительную гребенку рычагов клапанов 3-го ряда, надеть концы пружин на усики рычагов клапанов, установить и закрепить клапаны 3-го ряда, отрегулировать положение клапанов 3-го ряда, привернуть к бруску на деке гребенку 1-го и 2-го рядов, привернуть гриф к полукорпусу, отрегулировать ход рычагов 3-го ряда, привернуть
Рис. 139. Схема прибора для определения герметичности клапанов механизма:
а — начало испытания; б — конец испытания;
1 — кнопки в полукорпусе; 2 — мех; 3 — заглушка; 4 — механизм автоматического включения и выключения секундомера;
5 — секундомер; 6 — груз
Рис. 138. Схема динамометра для определения статического сопротивления клавиш (кнопок): 1 — кнопка толкателя; 2 — накладка аккомпанемента; 3 — толкатель
переднюю стенку грифа, надеть концы пружины на усики рычагов 1-го и 2-го рядов, установить и закрепить клапаны 1-го и 2-го рядов, отрегулировать ход рычагов и положение клапанов 1-го и 2-го рядов, окончательно отрегулировать механизм (ход и положение рычагов, статическое сопротивление клавишей, положение клапанов на деке, герметичность клапанов, высоту подъема клапанов и глубину опускания клавиш).
Детали привертывают шурупами при помощи электродрели, а положение рычагов и клапанов регулируют плоскогубцами. Статическое сопротивление клавиш, которое должно быть одинаковым для всех рядов, определяют специальным динамометром (рис. 138).
Высоту подъема клапанов и глубину опускания клавиш (рычагов) определяют при помощи шаблонов.
Соединение рычагов с клапанами должно обеспечивать их са-моустанавливаемость на деке. Клапаны на деке устанавливают симметрично отверстиям, к которым они должны плотно приле
226
гать. Утечка воздуха в местах соединений клапанов с декой не допускается.
Движение рычагов и клапанов должно быть плавным и бесшумным. Пуговицы (кнопки) каждого ряда клавиш должны находиться в одной плоскости. Продольное перемещение рычагов и клапанов относительно оси не допускается.
Для определения герметичности клапанов пользуются специальным прибором (рис. 139).
Принцип действия прибора основан на том, что герметичность мест прилегания клапанов к деке является функцией от времени, потребного для полного сжатия, при определенном усилии растянутого и, конечно, герметизированного меха. Таким образом, время является в данном случае нормой герметичности. Для различных видов инструментов нормы герметичности установлены опытным путем. Нормы содержат по два показателя, один из которых характеризует хорошую герметичность, а другой — допустимую. Так, для баяна 52x100 — II норма герметичности правого клавишного механизма должна находиться в пределах от 4 до 3 с. Таким образом, чем меньше времени требуется для сжатия меха, тем хуже герметичность клавишного механизма. Подобные приборы применяют для определения герметичности клапанов клавишного механизма, самого меха, а также готового баяна. Нормы герметичности для отдельных узлов баяна 52X100—II, установленные опытным путём, приведены ниже, с:
Хорошая До^ТИ‘
Правый клавишный механизм................. 4 3
Левый » » ............. 5 4
Мех...................................... 10 8
Готовый инструмент........................ 6 5
Сборка левого клавишного механизма. Левый клавишный механизм, монтируемый в левом полукорпусе, состоит из каркаса и четырех основных узлов: узла валика — валик с приваренными стойками; узлов клапанов басов и аккордов — рычаги клапанов и пружин, смонтированных на оси в гребенках; узла толкателя — толкатель с запрессованной кнопкой.
Левый полукорпус поступает в сборочный цех в отделанном виде (оклеенный целлулоидом), каркас с привернутой накладкой аккомпанемента и узлы механики поступают в готовом виде.
Сборку проводят в определенной последовательности: привернуть к деке гребенки рычагов клапанов басов и аккордов, надеть концы пружин на усики рычагов клапанов, установить и закрепить клапаны, проверить и отрегулировать ход рычагов клапанов, пружин и плотность прилегания клапанов к деке, установить каркас, надеть стопор каркаса на петлю, разметить место крепления петли, вынуть каркас, закрепить петлю, установить каркас, проверить правильность крепления петли, вынуть каркас, установить и закрепить воздушный клапан, отвернуть накладку аккомпанемента от каркаса, приклеить прокладки к гребенкам толкателя басов и
227
аккордов, проверить валики по схеме, установить и закрепить валики в ложе каркаса, проверить ход валиков, привернуть накладку аккомпанемента к каркасу, установить каркас в корпус, установить толкатели басов, установить толкатели аккордов, надеть ограничители толкателей, проверить и отрегулировать механизм (ход и положение толкателей, статическое сопротивление, положение клапанов, герметичность, подъем клапанов).
Необходимо подчеркнуть, что установку толкателей и соединение их со стойками валиков должны производить в строгом соответствии со схемами сборки аккордов, приведенными для каждого ряда толкателей в главе V первого раздела.
Инструменты и приспособления, применяемые при сборке, а также методы и аппаратура для оценки качества сборки левого клавишного механизма в принципе не отличаются от применяемых для сборки правого клавишного механизма, рассмотренных выше, с дополнением разводок и профильных плоскогубцев.
Сборка регистрового механизма. В качестве примера приведем последовательность сборки семирегистрового механизма автоматического действия, применяемого в мелодии баянов и аккордеонов: приклепка к каркасу механизма штифтов и оси фиксатора, установка семи звездочек с шайбами и приклепка их к каркасу механизма, приклепка захватных рычагов (3 шт.) к плоским рычагам (3 шт.), установка плоских рычагов в каркасе (в сборке) и их зашплинтовка, установка и регулировка по месту фиксатора регистровых пластин, установка на оси каркаса семи головок переключения регистров (с пружинами), регулировка действия всего регистрового механизма.
Движение головок регистрового механизма должно быть легким, плавным, с минимальным шумом. Все головки должны находиться в одной плоскости и опускаться на одинаковую глубину под действием усилия в 250—300 г.
Организация труда на сборочных участках. Широкое внедрение в различных отраслях промышленности, в том числе и в производстве гармоней, баянов и аккордеонов, непрерывного потока при сборке изделий и наиболее организованной его формы — конвейеризации показало значительные преимущества этой системы организации труда.
Известно, что движение обрабатываемых изделий в производственном процессе представляет собой производственный поток. Непрерывный поток — это такая система производства, в котором перемещение без возвратных петель обрабатываемого изделия от одной операции к последующей происходит немедленно после завершения каждой операции. Для установления непрерывного потока необходимо выполнение следующих условий: цепное расположение оборудования и рабочих мест в порядке технологической последовательности операций, выполнение на каждом рабочем месте определенной операции (или комплекса операций), равенство или кратность затрат времени на всех операциях (синхронизация потока).
228
Конвейер — это не только транспортное средство для непрерывного перемещения грузов; сборочный конвейер — вид непрерывнопоточного производства с регламентированным ритмом, организованный на основе применения транспортера для перемещения обрабатываемого изделия от одного рабочего места к следующему. Ритм конвейера определяется промежутком времени между снятием с конвейера двух следующих друг за другом изделий. Время обработки изделия на конвейере — это сумма отрезков времени, затраченная только на обработку изделия на всех операциях потока в течение производственного цикла сборки. Время изготовления изделия на конвейере — сумма отрезков времени, затрачиваемых на обработку и перемещение изделия на всех операциях потока в течение производственного цикла сборки.
В производстве гармоней, баянов и аккордеонов нашли применение два вида конвейеров: распределительный — сборка изделия осуществляется на рабочих местах, расположенных возле транспортных средств (у такого конвейера движение тягового органа может быть периодическим или непрерывным); рабочий — сборка изделия осуществляется непосредственно на тяговом органе, имеющем периодическое движение.
Распределительные конвейеры применяют для сборки меха и окончательной сборки изделий, а рабочие — для сборки клавишных механизмов. Примерный расчет конвейера приведен в разделе «Основы проектирования предприятий язычковых музыкальных инструментов».
§ 3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И СБОРКА МЕХА
Технологический процесс изготовления меха подразделяется на раскрой материалов на заготовки и детали, обработку заготовок с получением деталей точных размеров и формы, склеивание (сборка) деталей.
Для более эффективного использования материалов, расходуемых при изготовлении меха, и таких деталей, как проемные клапаны, наклеиваемые на голосовые планки, и др., раскрой на заготовки и детали должен быть централизованным. Только в этом случае будет возможна высококачественная сортировка материалов для изготовления определенных деталей в объеме потребностей не отдельного участка, а предприятия в целом. Сосредоточение раскроя лайки, замши, кожи, тканей и картона в едином центре также способствует механизации этих процессов и лучшей организации труда.
Дальнейшая обработка заготовок и получение деталей точных размеров и формы предусматривает применение специального и типового оборудования, а также соответствующей оснастки. Склеивание (сборка) деталей представляет собой комплекс последовательных операций, выполняемых преимущественно вручную.
Материалы, применяемые для изготовления меха, клапанов, прокладок и ремней, делятся на пять групп:
картон — электроизоляционный, коробочный и прессшпан;
229
Таблица 18
Материалы, применяемые для изготовления деталей меха, прокладок, клапанов и ремней
Наименование материалов Марка, сортность ГОСТ Изготовляемые детали
Прессшпан толщиной 0,5—
0,7 мм А 6983-54 Горизонтальные и вертикальные стенки меха (меховой камеры)
Картон электроизоляционный толщиной 0,5—
0,6 мм эвс 2824—60 То же
Картон электроизоляцион- эмц 4194—68
ный толщиной 0,5 мм »
Кожа хромовая для проте-
зов 1, 2, 3 и 4 3674—70 Углы меха (ромбики)
Лайка квасцовая (кожа лайковая) толщиной до
0,6 мм 3673—69 Углы меха
То же, от 0,7 до 1,2 мм . 1, 2, 3 и 4 3673—69 Клапаны проемные
» 1,3, до 1,5 мм . . 3673—69 Прокладки клапанов клавишных механизмов, меховых рамок и розеток резонаторов
Ситец — 7138—66 Углы меха внутренние (связка) Ребра борин меха внутренние
Коленкор переплетный — 5202—57
Сатин — 6391—52 6057—65 Наружная оклейка стенок меха
Ткань шелковая — То же
Бязь хлопчатобумажная — 11680—65 »
Кожа искусственная с нитроцеллюлозным покры- 9236—59 Ребра борин меха наружные
тием —
Кожа галантерейная . . . 1, 2 и 3 15091—69 Ремни, застежки (накладки)
Кожа шорноседельная . . 1, 2 1904—70 То же
Кожа искусственная на во- 10438—63
локнистой основе . . . — »
Замша 1, 2 и 3 3717—47 Подкладка для ремней и застежек
Кожа хромовая для проте- 1, 2 и 3 3674—70
зов То же
Ткани чистошерстяные . . — 17244—71 »
^кани полушерстяные . . — 6985—69 »
Пористая губчатая резина СТУ 18-371—62 Прокладки розеток резонаторов, изготовленных из пластических масс
230
кожа — лайка квасцовая (кожа лайковая), кожа хромовая — прЬтезная, шорно-седельная и галантерейная, замша;
ткани хлопчатобумажные и шерстяные технического назначения (искусственная кожа с нитроцеллюлозным покрытием), ткани
переплетные с нитроцеллюлозным покрытием, ткани метровые чи-
стошерстяные и метровые полушерстяные;
ткани хлопчатобумажные и из искусственных волокон общего
назначения — бязь, ситец, сатин, шелк, войлочные и другие изделия — войлок технический для музыкальных инструментов, поролон, сетка из капрона и др.
Материалы, применяемые для изготовления отдельных деталей, приведены в табл. 18.
Раскрой лайки (кожи). Качество квасцовой и хромовой протезной кожи имеет большое значение, так как от этого зависит нормальное звучание инструмента и герметичность его соединений. Учитывая специфические особенности, присущие так называемой «гармонной лайке», ее раскрою должна предшествовать тщательная сортировка шкур по следующим парамет-
шелковая марля, фланель;
Рис. 140. Схема раскроя заготовок лайки для проемных клапанов язычков:
рам: толщине, наличию гладкого ровного ворса и плотной стороны, мягкости, эластичности, упругости, отсутст-
вию местных изъянов и жировых пятен. Раскрой лайки (кожи) с последующим распределением заготовок по отдельным видам деталей выполняет
А — низких частот; Б — средних частот; В — высоких частот;
b — ширина проемного клапана;
Z — длина проемного клапана
обычно один высококвалифицированный рабочий, знающий технические условия, предъявляемые к деталям из лайки. При раскрое лайки на проемные клапаны заготовки вырезают из шкур ножницами. Заготовки раскраивают на полосы, ширина которых соответствует длине проемного клапана по шаблонам. Размещение заготовок в шкурке, а также полос в заготовке не должно быть случайным. Удлинение лайки при усилии, приложенном в направлении длины шкурки, в два раза меньше, чем в направлении ширины. Для
уменьшения удлинения проемных клапанов в процессе эксплуатации инструмента клапаны должны быть раскроены таким образом, чтобы их длина размещалась всегда в направлении длины шкурки (рис. 140).
Следует отметить, что для проемных клапанов обычно используют наилучшие участки шкур, полностью соответствующие перечисленным выше параметрам.
Полученные при раскрое полосы проглаживают электрическим утюгом, после этого поднимают ворс металлической щеткой. Для
231
лучшего прилегания проемных клапанов к голосовым планкам к каждой полосе приклеивают пленку из пластической массы (полистирол). Ширина пленки соответствует ширине полосы, а приклеивают ее только на одну треть длины проемного клапана. От-
дельные предприятия вместо приклеивания пленки закатывают полосы в трубку до раскроя их по ширине проемных клапанов. Закатанные полосы выдерживают от 3 до 5 суток. Предполагается
при этом, что проемные клапаны лучше прилегают к голосовым
Рис. 141. Станок для раскроя лайки по ширине проемных клапанов:
/ — стол; 2 —шестерня подачи стола; 3 — храповое колесо; 4 — диск регулировки хода стола; 5 — электродвигатель; 6 — червячная пара; 7 — кулачок подачи стола; 5 — нож; 9 — прижим; 10 — ролик для выравнивания лайки; 11 — рейка; 12 — упорная линейка
эксцентриковый пресс. Однако при
планкам, особенно верхняя часть их. Вопрос о необходимости закатки полос научно не обоснован, так как нет данных, характеризующих изменение свойств и структуры лайки после закатки.
Дальнейший раскрой полос по ширине проемных клапанов производят на станке (рис. 141).
Раскраивая лайку на углы меха, шкуры сначала разрезают на полосы. Ширину полосы определяют шаблоном-линейкой. В дальнейшем каждую полосу или две-три одновременно разрезают ножницами на ромбики (форма угла меха представляет собой ромб). Для механизации процесса раскроя полос на ромбики применяют вырубной штамп, устанавливаемый в обычный использовании низкосортной
лайки со значительными механическими дефектами и другими изъянами такая механизация раскроя не всегда эффективна, так как уменьшение полезного выхода лайки при этом не компенси-
руется увеличением производительности труда.
Лайку или замшу для прокладок меховых рамок и входных камер раскраивают по той же схеме, что и для проемных клапанов. Лайку для прокладки клапанов клавишных механизмов кроят обычно из тех частей шкурок, которые не могут быть использованы из-за различных дефектов для проемных клапанов. Учитывая малые размеры прокладок клапанов, их раскраивают после наклеивания клапанов на полосы из лайки; при этом клапаны разме-
щают на полосе вплотную друг к другу.
После выдержки полосу разрезают ножницами.
Раскрой картона. Листовой или рулонный картон раскраивают
232
на полосы определенной ширины при помощи обычных приводных гильотинных ножниц (станки для резки картона, бумаги, кожи, тканей). Ширину полосы регулируют упорной линейкой. В зависимости от толщины раскраиваемого материала одновременно обрезают пачку (пакет), состоящий из 10—30 слоев.
Раскрой тканей. Раскрой тканей на детали со сложным профилем производят обычным электроножом. Материал раскатывают на раскройном столе в 10—12 слоев и прижимают грузами. Верхний слой размечают по шаблонам цветными мелками. Детали
прямоугольной формы кроят электроножом или гильотинными ножницами.
Обработка полос картона. После раскроя полосы картона гофрируют на гофрировальном станке при помощи двух приводных зубчатых валиков. Располагаясь друг от друга на величину шага гофрирования, зубцы прогибают картон, гофрируя его (рис. 142). Одновременно гофрированную полосу картона складывают в местах изгиба. Сложенные полосы укладывают в сулаги, где они выдерживаются в течение двух суток. Следующая операция — опиливание собранных полос картона под определенным углом (обычно 80°), которое выполняют на обычном круглопильном станке в сулаге. Затем внутренние ребра гофрированного остова меха оклеивают полосками (шириной 25 мм) из переплетной ткани или из бязи (ситца) для увеличения прочности картона в местах изгибов при сохранении его эластичности. В таком виде горизонтальные и вертикальные стенки меховой камеры поступают на сборку.
Последовательность сборки меха. Сборку меха начинают с приклеивания горизонталь-
Рис. 142. Схема гофрирования картонов: а — для прессшпана; б — для других картонов
ных и вертикальных стенок камеры к меховым
рамкам, поступающим из деревообрабатывающего цеха. Эту операцию выполняют при помощи сулаги (рис. 143). Одну
из рамок укладывают на основание сулаги и намазывают клеем,
укладывают стенки меха, а затем и вторую рамку, предварительно намазав клеем приклеиваемую поверхность. Давление осуществ-вляет пневматический или эксцентриковый зажим через верхнюю прижимную планку. Выдержка в запрессованном состоянии при пользовании коллагеновыми клеями обычно составляет 4—6 ч. Далее стенки меха соединяют в углах связкой, представляющей собой небольшую прямоугольную полоску ситца, наклеиваемую на обе стенки меха. Затем в углы камеры вклеивают лайку (ромбики). После этой операции стенки меха целиком оклеивают с наружной стороны сатином или шелком. Для увеличения прочности меха борину снаружи укрепляют металлическими уголками и оклеивают узкими полосками искусственной кожи (ткань с нитроцеллюлозным
233
покрытием. Металлические уголки после насадки их на борины камеры зажимают при помощи эксцентрикового или пневматического пресса. Завершающей операцией является оклеивание бортиков меховой рамки полосками искусственной кожи. Готовый мех укладывают и зажимают в сулагах и выдерживают в запрессованном состоянии не менее 12 ч. Из-за конструктивных особенностей меха и малых размеров деталей до сих пор не удалось эффективно механизировать процесс намазки деталей клеем, поэтому клей наносят главным образом кистями. Рекомендуется применять костяной клей, так как у него момент застудневания наступает позже, чем у мездрового. Лучшие показатели в этом отношении имеет поливинилацетатная эмульсия, которую в настоящее время применяют в качестве клея на многих предприятиях.
Рис. 143. Сулага для приклеивания стенок меха к рамкам:
/ — основание; 2 — боковые стенки; 3— верхняя планка; 4 — эксцентриковый зажим; 5 — прижимная пластина; 6 — амортизатор; 7 —нижняя меховая рамка; 8 и 9 — меха; 10 — верхняя меховая рамка
Контроль качества меха. Межоперационный контроль качества меха слагается из проверки его размеров, нормы герметичности и внешнего осмотра.
Размеры меха проверяют стандартными мерительными инструментами и шаблонами, устанавливая внешним осмотром степень соответствия наружного вида требованиям технических условий. Наружная поверхность меха должна быть гладкой и чистой, без морщин, пузырей и следов клея, а цвета тканей, применяемых для оклеивания, должны гармонировать с цветом отделки корпуса инструмента.
Мех должен быть эластичным и допускать легкие растяжение и сжатие. Ребра борин в сжатом виде должны быть параллельны и располагаться ниже корпуса на 1,0—2,0 мм. Коробление и провалы борин не допускаются. Герметичность меха, характеризующаяся отсутствием утечки воздуха в соединениях самого меха и с меховыми рамками, контролируется специальным прибором (см. рис. 139).
Норма герметичности меха хорошего качества определяется временем сжатия растянутого меха при нагрузке в 2 кг за 8—10 с.
Если при той же нагрузке время сжатия растянутого меха будет меньше нормы, это будет указывать на недостаточную герметичность, а стало быть, на необходимость исправления. При обратном случае герметичность меха считается отличной.
234
§ 4. МОНТАЖ И ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ НАСТРОЙКА ГОЛОСОВЫХ ПЛАНОК
Технологический процесс на данном участке производства разделяется на две группы операций:
приклеивание проемных клапанов к голосовым планкам и крепление (монтаж) этих планок на входные камеры;
окончательную настройку язычков голосовых планок во входных камерах (комплектно).
Монтаж голосовых планок на входные камеры. Голосовые планки после предварительной настройки поступают на монтажный участок из планочного цеха, входные камеры — из деревообрабатывающего цеха, а проемные клапаны и прокладки — из участка централизованного раскроя лайки и других материалов.
Проемные клапаны приклеивают к голосовым планкам специальным клеем, представляющим собой раствор шеллака, канифоли и сандарака в этиловом спирте. Этот вид клея обладает лучшей адгезией при соединении лайки (кожи) с металлом. Такой клей не изготовляется централизованным порядком, поэтому его приготавливают на каждом предприятии. Рецептура клея: на 1 л спирта 200 г шеллака, 300 г канифоли и 100 г сандарака.
Компоненты растворяют в сосуде с водяной обогревательной рубашкой. Процесс ведут до полного растворения смол и удаления влаги. Готовность клея характеризуется отсутствием сквозной пропитываемости при нанесении его на лайку. Во избежание порчи клея при длительном хранении его готовят небольшими дозами. На проемный клапан клей наносят кисточкой на 0,25—0,40 его длины, после чего вручную прижимают к голосовой планке. При отсутствии компонентов для приготовления указанного клея можно пользоваться обычным конторским клеем завода «Клейтук».
Проемный клапан должен плотно прилегать к голосовой планке и симметрично перекрывать проем в планке, чтобы надежно закрывать доступ воздуха к нижнему язычку. Выдержка после приклеивания должна длиться 4 ч при температуре 18—20° С. Далее голосовые планки устанавливаются на входные камеры в строго определенной последовательности по номерам и тонам (свободный от проемного клапана язычок всегда должен находиться справа).
Предварительное крепление голосовых планок к резонаторам производят обычно при помощи синтетических клеев (а иногда и гвоздей или крючков при изготовлении резонаторов из древесины). Оно предназначено для предотвращения смещения голосовых планок с установленных мест в процессе их окончательного крепления.
Для окончательного крепления, а вместе с тем и полной герметизации линий соприкосновения голосовых планок с основаниями резонаторов в качестве связующих веществ применяют канифольно-восковые, канифольно-церезиновые мастики или составы на основе термопластических материалов.
Крепление голосовых планок к резонаторам из пластических масс производят мастикой, состоящей из 60% антистарителя, 30% канифоли и 10% парафина.
235
Состав канифольно-восковой мастики, %
Канифоль................................... 50
Воск....................................... 40
Масло льняное................................ 8
Скипидар .................................... 2
Состав канифольно-церезиновой мастики, %
Канифоль................................... 50
Церезин.................................... 30
Петролатум................................. 16
Дибутилфталат ............................... 4
Рис. 144. Схема установки для нанесения мастики с педальным управлением
Компоненты мастик растворяют в подогреваемом сосуде с водяной рубашкой; процесс ведут до полного растворения смол.
Мастику наносят при помощи специальной установки с педаль-(рис. 144). Мастику наливают в сосуд / с выпускным отверстием 2. Выход мастики регулируют клапаном-штоком 3 при помощи педали 4, рычага 5 педали, пружины 6 и рычага 7 клапана.
Для поддержания требуемой температуры мастики (50—60° С) сосуд должен иметь электрообогреватели 8. Сосуд закрывается крышкой 9 и крепится на рабочем месте при помощи кронштейна 10.
Входные камеры с планками закрепляют на поворотном столе 11, устанавливающемся под требуемым углом наклона.
После нанесения мастики входные камеры с укрепленными голосовыми планками выдерживают в течение 12 ч при /=18—20° С. Наносить мастику, а также последующую выдержку (сушку) следует в кабинах (остекленный шкаф) с искусственными побудителями воздуха.
После сушки на розетки входных камер наклеивают прокладки из лайки или микропористой резины.
Окончательная настройка голосовых планок. Как правило, по своей конструкции гармони, баяны и аккордеоны позволяют окончательно настраивать голосовые планки на входных камерах отдельно от инструмента, а после настройки устанавливать их на место. При этом необходимо иметь в виду, что условия возбуждения язычков в процессе настройки в станках не должны отличаться от условий их возбуждения в самих инструментах.
Однако даже и при соблюдении этих условий возникает необходимость проверки правильности настройки, а часто и производства некоторых исправлений в корпусе инструмента. Цель окончательной настройки — получение определенных и точных частот в пределах 12-ступенчатого равномерно темперированного строя. Равномерная 12-ступенчатая темперация — система, в которой все
236
интервалы в пределах октавы подвергаются уравниванию и таким путем октава разделяется на 12 равных полутонов.
Табл. 19 представляет собой ряд, в котором все ступени находятся друг от друга на равном интервале, называемом темперированным полутоном.
Интервальный коэффициент такого полутона составляет
2112=у^2= 1,05946.
Исходя из заданного звука, количество колебаний каждого следующего полутона определяют умножением числа колебаний заданного звука на величину 1,05946. Например, выведенное из тона ля (440 колебаний) число колебаний тона ля-диез выразится так:
440 х 1,05946 = 466,16.
Известно, что язычки колеблются таким образом, что, кроме основной частоты колебаний (основного тона), они одновременно имеют дополнительные частоты колебаний в 2, 3, 4, 5 и т. д. раз больше их основного тона. Эти призвуки называются обертонами или гармониками.
При настройке двух звуков в унисон наиболее слышны биения, возникающие в зависимости от разности колебаний их основных частот.
При настройке звуков в октаву четко прослушиваются биения между основным тоном и второй гармоникой (обертоном) звука, который на октаву ниже. Исчезновение биений между этими звуками говорит о том, что настройка произведена точно.
При настройке двух звуков в интервале квинта четко прослушиваются биения между частотами колебаний третьего обертона нижнего звука квинты и второго обертона верхнего звука, что видно из табл. 20.
Как видно из таблицы, улавливание и подсчет этих биений с доведением их величины до одного биения в секунду повышением нижнего звука квинты является главной задачей настройщика.
Легче всего подсчитать биения при неточной настройке двух звуков в унисон. При
Таблица 19 Интервальные коэффициенты 12 ступеней равномерно темперированного звукоряда eang-nj nvn otf ~C4
wowag-otf nvn nj
qvowag-nj nvn eang-K[f _ 10/ 2 /12
tf[T Ci
qvowag-v[f nvn eang-qvoj
QVOJ "сч
qvowag-qvoj nvn еапд-пф хсч
eang-nw nvn “сч
qvowag-пф nvn nw сч
qvowag-nw nvn eang-aj ”сч
ad "сч
qvowag-ad nvn eang-otf -i
eang-nj nvn otf
237
Таблица 20
Частота колебаний обертонов, Гц
Квинты Номера обертонов (гармоник)
1 2 3 4 5
Частота колебаний, Гц 440 | Для ля1 (нижний звук) I 880 I 1320 I 1760 I | 2200
ля1 — ми2 659,2 1 Для mi | 1318,4 | ч2 (верхний звук) 1977,6 | 2636,8 | 3296,8
ми2 — си2 987,68 | Для а 1 1975,36 I (2 (верхний звук) 1 - 1 - 1 1 -
си1 — фа2 493,84 | 739,84 | Для си1 (нижний звук) | 987,68 I 1481,52 | | Для фа2 (верхний звук) | 1479,68 | 2219,52 | — |
настройке темперированными интервалами настройщик определяет эти биения в первую очередь в интервалах квинты и кварты. В этих случаях при неточной настройке биения будут возникать не между основными звуками, а между одноименными гармониками натурального звукоряда. Например, для интервала квинты до-соль верхним звуком совпадения к этим двум будет звук соль, являющийся третьей гармоникой от звука до и второй — от звука соль.
Выделить этот верхний звук совпадения в интервале квинты из всех других гармоник даже для не очень опытного слуха не представляет труда, ибо в силу явления резонанса этот звук усиливается.
Для интервала кварты соль-до верхним звуком совпадения будет соль, являющееся четвертой гармоникой от звука соль и третьей гармоникой от звука до.
В интервале кварты выделить на слух биения труднее, чем в интервале квинты. Именно поэтому баяны и аккордеоны обычно настраивают по квинтовому кругу, а интервалами кварт пользуются для проверки правильности настройки темперированных квинт.
При настройке ходами на квинту вверх уже на втором ходе настройщик выходит за пределы настраиваемой октавы. Поэтому вышедший за эти пределы звук нужно переносить на октаву ниже, т. е. возвратиться опять в исходную октаву, а затем опять продолжать квинтовые ходы в том же направлении. Таких переносов должно быть восемь, следовательно, к исходному тону ля возвращаются после настройки двенадцатой квинты, т. е. через двадцать ходов.
Частота колебаний 3-й и 2-й гармоник и число биений между ними для квинтовых интервалов равномерно темперированного строя приведены в табл. 21.
Приведенные в таблице квинты относятся к средней части звукового диапазона баянов и аккордеонов, где квинтовые созвучия 238
Таблица 21
Частота колебаний в секунду, Гц
Квинты З-я гармоника нижнего звука 2-я гармоника верхнего звука Число биений, с
ЛЯ.— ми1 660,00 659,25 0,75
ми1 — си1 988,88 987,76 1,12
си — фа-диез1 . . 740,76 739,84 0,92
фа-диез1 — до-диез2 1109,98 1108,73 1,25
до-диез1 — соль-диез1 831,54 830,61 0,93
соль-диез1 — ре-диез2 1249,51 1244,50 1,41
ре-диез1 — ля-диез1 933,36 932,32 1,04
ля-диез — фа1 699,24 698,45 0,79
фа1 — до2 1047,68 1046,50 1,18
до1— соль1 784,88 783,99 0,89
соль1 — ре2 1175,99 1174,65 1,34
ре1 —ля1 880,99 880,00 0,99
ля1 — ми2 1332,91 1331,43 1,48
и их биения наилучшим образом прослушиваются при настройке. На этом участке звукового диапазона или зоны темперации настройка квинт может быть проведена с достаточной точностью, в среднем с одним биением в секунду.
Если при настройке двенадцати квинт, входящих в зону темперации, мы настроим их так, что каждая квинта окажется суженной до одного биения в секунду по сравнению с чистой квинтой, то мы с достаточной точностью настроим каждую из них как темперированную; при этом последний звук совпадет с первым звуком, с которого начали настройку, и, заключительная квинта также будет звучать с одним биением в секунду.
При соблюдении указанного порядка квинтовый круг окажется замкнутым, все полутоны — равными, а все одноименные интервалы и созвучия в любых тональностях будут однородными по характеру звучания.
При настройке инструментов с фиксированным звукорядом, например баянов и аккордеонов, обычно пользуются методом Гарбузова— Риса, где зону темперации на участке звукового диапазона, состоящей из 20 полутонов от ля до ми2, настраивают по октавоквинтовому кругу.
Для большей наглядности последовательность настройки указанной зоны темперации показана графически на рис. 145.
Последний, 20-й интервал (квинта ми2 — ля1), является заключительным, так как соединяет первый настроенный звук ля1 с последним ми2. Этот интервал ^замыкает круг интервальных ходов и является контрольным, позволяющим судить о точности настройки и темперации звуков, входящих в зону.
Правильное звучание этой квинты свидетельствует о том, что звуки зоны темперации настроены с соблюдением равномерной тем-
239
перации и поэтому можно продолжать настройку звуков, находящихся за пределами зоны.
Если заключительная квинта ми2 — ля1 звучит неправильно (дает больше одного биения в секунду), то круг интервальных ходов остался незамкнутым и настройка звуков зоны темперации нуждается в корректировке.
Приступая к корректировке, надо установить, в какой части зоны язычки звучат неточно и какие интервалы оказались плохо темперированы. Если ошибка допущена на звуках, находящихся вблизи начала или середины зоны темперации, начинать корректировку следует от первого интервала.
Если же ошибка допущена в конечной части зоны, корректировку надо вести от конца зоны темперации, двигаясь обратными ходами и соблюдая правила темперации. Чтобы убедиться в правильности настройки первых звуков и уверенно продолжать настройку дальше, первые восемь настроенных звуков нужно проверить.
Метод проверки заключается в том., что после настройки фа1 настраивают Фа (через октаву), которое приводят в одновременное звучание с исходным ля1, предварительно проверив его звучание с камертоном. Если все предыдущие звуки зоны темперации настроены правильно, то одновременное звучание ля1 — Фа должно дать 6—7 биений за две секунды. Если этот интервал будет звучать с большим или меньшим числом биений или совсем без них, значит при настройке первых восьми звуков где-то допущена ошибка, которую надо найти и исправить, а затем снова проверить интер
240
вальное звучание ля1 — Фа. Убедившись в правильности звучания этого интервала, можно продолжать настройку остальной части зоны темперации.
Если же обнаружатся неточности, настройку зоны темперации надо прокорректировать, как указывалось выше.
Последовательность настройки баянов и аккордеонов. Для правильной настройки звуков зоны темперации (ля—ми2), а затем и остальных, расположенных вверх и вниз от этой зоны, в инструменте оставляют открытыми только по паре язычков строевой планки, которые должны быть настроены в унисон при сжиме или разжиме меха, а остальные язычки закрывают, чтобы они не звучали.
Язычки на остальных планках закрывают пластинками из картона, сукна, лайки. Если звучание всех интервалов зоны темперации правильное и заключительные интервалы звучат темперированно, то настройку можно продолжить дальше по октавам, влево и вправо по диапазону.
По окончании настройки всех язычков строевых планок в мелодии переходят к настройке по ним язычков аккомпанемента.
На резонаторе басов за строевые принимают планки с язычками большой октавы. Язычки на остальных планках этого резонатора закрывают и по настроенным язычкам мелодии в октаву настраивают все 12 язычков на планках большой октавы. Например, от фа настраивают в октаву Фа и от фа-диез настраивают в октаву Фа-диез и т. д.
Правильность звучания язычков на планках большой октавы в процессе настройки можно проверять одноименными звуками, расположенными также в мелодии, но на октаву выше. По окончании настройки язычков большой октавы открывают язычки на планках малой октавы и настраивают их в октаву с язычками большой октавы. Точность настройки язычков малой октавы проверяют также одновременным звучанием в унисон и октаву одноименных язычков мелодии.
С окончанием настройки язычков малой октавы открывают язычки на планках контроктавы и, так же как и в предыдущих случаях, настраивают их в октаву с язычками большой октавы.
Настройку язычков входной камеры аккордов начинают с планок первой октавы. Их настраивают в унисон с однозвучными язычками мелодии. Точно так же настраивают язычки малой октавы, а в некоторых конструкциях и язычки второй октавы. По окончании настройки открывают язычки на нестроевых планках входных камер и настраивают их в унисон (в розлив) или в октаву с язычками на строевых планках.
Точность окончательной настройки характеризуется величиной менее V32 тона, или 6 центов *.
* Цент — звуковая единица (интервал высоты). Известно, что одна октава = 12 полутонам = 1200 центам, отсюда один полутон=100 центам или один цент = 7юо полутона; 6 цептов = 6/юо полутона = 716,6 полутона = 71 в полутона или 7з2 тона.
9
Заказ № 1876
241
Настройка гармоней. Во всех двухрядных (однорядных) гармониях звукоряд построен на принципе диатонической гаммы. Звуки не образуют хроматической гаммы и поэтому эти инструменты настраивают без учета равномерной темперации, а на основе так называемого чистого строя.
Последовательность настройки двухрядной гармонии «Хромка» 25x35—III показана ниже.
Настройку начинают с исходного тона ля первой октавы, который настраивают в унисон с камертоном с частотой колебаний 440 Гц:
от ля1 настраивают в квинту вниз ре1;
от ля1 настраивают в кварту вниз ми1;
от ми1 настраивают в квинту сверху си1;
от си1 настраивают в квинту вверх фа-диез2;
от фа-диез2 настраивают в октаву фа-диез^;
от фа-диез1 настраивают в квинту вниз си;
от ре1 настраивают в квинту вниз соль;
от соль настраивают в октаву соль1;
от ре1 настраивают в октаву ре2;
от соль1 настраивают в кварту вверх до2;
от до2 настраивают в октаву до1.
Настройку ля-диез1 и ре-диез1 ведут следующим образом: редиез1 настраивают в слаженный аккорд фа-диез1 — си1, т. е. трезвучие фа-диез1 — си1 — ре-диез1;
ля-диез1 настраивают в кварту с полутоном ре-диез1, а полутон до-диез1 в кварту с фа-диез1.
Настройкой полутонов заканчивается настройка язычков строевых планок на резонаторах мелодии.
Язычки аккомпанемента, а также нестроевые язычки входных камер мелодии гармоней настраивают аналогично рассмотренной выше настройке таких же язычков, баяна или аккордеона. Проверяют настройку каждого звука в отдельности, а также по звучанию интервалов и аккордов. Обнаруженные неточности корректируют.
Частоту колебаний настраиваемого язычка в процессе окончательной настройки изменяют снятием незначительного слоя металла с плоскости язычка (10—80 мк). Эту работу выполняют при помощи надфилей плоского сечения с бархатной насечкой, шабера круглого сечения, подголосника (подкладка под язычок) и различных по величине крючков для настройки внутренних язычков.
Для уменьшения частоты колебаний язычка слой металла снимают у основания язычка, а для увеличения — у его вершины. Во всех случаях снятие слоя металла не должно приводить к порче язычка.
Различают два вида окончательной настройки язычковых инструментов— слуховой и визуальный. В настоящее время окончательная настройка на слух является пока еще преобладающей. Это сложный процесс, требующий труда высококвалифицированных рабочих, обладающих отличным музыкальным слухом. Точ
242
ность и качество настройки зависят во многом от индивидуальных особенностей настройщика. Слуховой вид настройки является субъективным, поэтому он не может обеспечить точную идентичность настройки нескольких инструментов даже одним настройщиком.
Окончательная настройка визуальным способом осуществляется при помощи специального электронного прибора, блок-схема которого показана на рис. 104.
За последнее время изготовлено несколько таких приборов, которые при испытании показали хорошие результаты. Это дало
возможность внедрить визуальную окончательную настройку гармоней и баянов на Армавирской и Ростовской фабриках музыкальных инструментов. Имеются все основания полагать, что в ближайшее время этот прогрессивный способ настройки будет все больше внедряться на предприятиях музыкальной промышленности.
Окончательную настройку язычковых инструментов производят на станках. Схема одного из таких станков с выносной электроннолучевой трубкой'показана на рис. 146.
Входные камеры с голосовыми планками крепят на деке полукорпуса обычного баяна, вмонтированного в камеру станка. Для удобства настройки этот полукорпус может поворачиваться вокруг своей оси на 360°, а также может наклоняться под углом 15— 20° к горизонтали. Поступление воздуха переменного значения (разрежение и сжатие) в отдельные ячейки резонаторов осуществляется при помощи кнопочного управления из меха станка, приводимого в движение электродвигателем. Размеры и объем меха станка должны находиться в соответствии с мехом настраиваемого инструмента. Давление или разрежение воздуха должны быть стабильными и находиться в пределах 40— 50 мм вод. ст., т. е. должны быть по величине такими же, какие обычно в среднем создаются в процессе игры на баяне или ак
Рис. 146. Схема станка для окончательной настройки гармоней, баянов, аккордеонов:
1 — электродвигатель; 2 и 3 — червячная передача; 4 — кривошип; 5 —тяга; 6 — мех; 7 — контрольные голосовые планки; 8 — настраиваемые голосовые планки;
9 — электронный прибор для настройки
кордеоне.
Каждый станок снабжается прибором ВОППОН-1М (с электроннолучевой трубкой).
§ 5. ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ СБОРКА И РЕГУЛИРОВКА
Все узлы и детали — правый полукорпус с клавишным механизмом и грифом и левый полукорпус с клавишным механизмом, мех, комплект входных камер с настроенными голосовыми план
19* 243
ками, сетки для правого и левого полукорпусов, арматура (детали крепления ремней, другие крепежные детали), ремни поступают на участок окончательной сборки.
Последовательность сборки:
привертывание арматуры для крепления ремней;
установка и укрепление входных камер с настроенными планками;
сборка меха с полукорпусами;
проверка герметичности и регулировка действия клавишных и регистровых механизмов;
установка и закрепление сеток;
установка ремней;
проверка правильности настройки и действия всех механизмов в соответствии с техническими условиями на готовые инструменты.
Для выполнения этих работ обычно применяют следующие инструменты: отвертки, механические дрели, шуруповерты, разводки для гибки стоек, плоскогубцы (простые и профильные), шаблоны и др.
Качество сборки узлов и инструментов в целом контролируют в соответствии с РСТ РСФСР 81—72 «Гармони, баяны и аккордеоны».
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (КО ВТОРОМУ РАЗДЕЛУ)
1. Краткая схема изготовления язычков. Виды шлифования язычков. Их преимущества и недостатки. Класс точности и чистоты.
2. Оборудование, оснастка, приемы и режимы работы для изготовления язычков.
3. Методы проверки качества изготовления язычков и применяемый контрольно-измерительный инструмент.
4. Особенность изготовления рамок методом холодной штамповки и литья под давлением.
5. Преимущества безотходной штамповки рамок.
6. Последовательность изготовления рамок штампами одинарного и двойного действия. Класс точности и чистоты.
7. Назначение строжки плоскостей рамок.
8. Разновидности применяемых заклепок, их преимущества и недостатки.
9. Последовательность приемов работ, обеспечивающих наилучшие условия соединения язычка с рамкой.
10. Особенности механизированной и ручной приклейки язычков. Установка язычков.
11. Характеристика оборудования и оснастки для изготовления голосовых планок.
12. Визуальный и слуховой методы предварительной настройки язычков, их преимущества и недостатки.
13. Краткая схема электронного прибора для визуальной настройки язычков.
14. Схема пооперационной проверки качества изготовления голосовых планок.
15. Устройство установки для определения порога возбуждения язычков и суммарной площади зазоров между кромками язычка и гранями проема рамки в статическом режиме.
16. Составить схемы технологического процесса изготовления основных металлических деталей клавишных механизмов баяна из листовых материалов, ленты холодной прокатки и проволоки.
17. Формулы определения потребного давления пресса при штамповке деталей плоской и круглой конфигурации.
244
18. Краткая схема приварки стоек к валикам безразметочным способом.
19. Принципы действия автомата для запрессовки кнопок на толкатели.
20. Виды покрытий и способы нанесения отделочных материалов на металлические детали для защиты от коррозии, а также в качестве декоративных покрытий.
21. Преимущества цинкования деталей, находящихся внутри инструментов, по сравнению с никелированием.
22. Случаи применения многослойного покрытия деталей.
23. Толщина гальванических покрытий, степень' блеска в зависимости от назначения деталей.
24. Последовательность операций при гальванических покрытиях, приемы и режимы работ.
25. Детали, покрываемые окисными покрытиями. Особенности процессов анодирования и фосфатирования деталей.
26. Состав электролита хлористоаммонийного цинкования; контроль качества и толщины покрытия.
27. Способы прессования деталей из пластических масс.
28. Пластические массы, применяемые для изготовления отдельных деталей язычковых инструментов в зависимости от способа прессования и точности размеров изготовляемых деталей.
29. Конструктивные особенности пресс-форм, применяемых для прессования различных деталей.
30. Виды оборудования для прессования деталей, приемы и режимы работ.
31. Краткая схема технологического процесса изготовления деревянных деталей.
32. Породы древесины, применяемые для изготовления основных деталей язычковых инструментов.
33. Способы раскроя пиломатериалов.
34. Способ раскроя пиломатериалов, наиболее экономичный в производстве язычковых инструментов.
35. Оборудование, применяемое для раскроя пиломатериалов на заготовки. При каких условиях целесообразно применять полуавтоматические линии раскроя.
36. Величина выхода заготовок при раскрое в зависимости от сортности пиломатериалов и назначения деталей.
37. Определение размеров заготовок для различных деталей гармоней, баянов и аккордеонов.
38. Краткие схемы технологических процессов изготовления основных деталей полукорпуса и грифа язычковых инструментов из клееной фанеры и пиломатериалов.
39. Виды специального оборудования, применяемые в производстве язычковых инструментов для изготовления деталей из древесины.
40. Виды оснастки (приспособлений) и режущих инструментов, применяемых для обработки деталей и собранных узлов (корпус, гриф, входная камера).
41. Начертить схему автоматической линии для обработки брусковых деталей.
42. Виды клеев, применяемых для склеивания деталей в производстве язычковых инструментов.
43. Способы нагрева клеевого слоя и условия эффективности их применения.
44. Последовательность сборки корпуса баяна.
45. Краткая техническая характеристика специального оборудования для сборки корпуса.
46. Краткая схема технологического процесса изготовления клина резонатора с фрезерованными ячейками вдоль годичных слоев древесины.
47. Виды пневматических прижимных устройств и условия наиболее эффективного их применения в условиях производства язычковых инструментов.
48. Расчет усилия одного из видов пневмоприжимов и потребное усилие склеивания, например двух деталей плоской формы (без шипов).
49. Виды покрытий и способы нанесения отделочных материалов на внешние и внутренние поверхности полукорпусов и грифов гармоней, баянов и аккордеонов.
50. Краткая схема технологического процесса отделки полукорпусов художественным целлулоидом.
51. Виды лакокрасочных материалов и последовательность отделки внутренней поверхности деревянных деталей.
52. Последовательность сборки правого клавишного механизма баяна.
245
53. Составить технологическую схему сборки левого клавишного механизма баяна.
54. Последовательность сборки регистрового механизма полуавтоматического действия.
55. Начертить схему прибора для определения герметичности клапанов клавишных механизмов.
56. Нормы герметичности для отдельных узлов баяна и для готового инструмента.
57. Определение статического сопротивления клавиатуры.
58. Последовательность сборки меха; материалы, применяемые для изготовления отдельных деталей.
59. Способы крепления и герметизации голосовых планок на резонаторы.
60. Особенности окончательной настройки гармоней, баянов и аккордеонов.
61. Способы настройки зоны темперации инструментов с хроматическим звукорядом.
62. Последовательность окончательной настройки баяна и аккордеона.
63. Особенности окончательной настройки гармоней.
64. Проверка правильности окончательной настройки инструментов.
65. Особенности слуховой и визуальной окончательной настройки. Применяемое оборудование.
66. Последовательность окончательной сборки язычковых инструментов.
67. Показатели для проверки качества готового инструмента.
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИИ ЯЗЫЧКОВЫХ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Глава I
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
§ 1. ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Новые предприятия (цеха), а также и их реконструкция проектируются в соответствии с Временной инструкцией Госстроя СССР по разработке проектов и смет для промышленного строительства СН 202—69.
Исходными материалами для разработки проекта являются задание на проектирование и технико-экономическое обоснование. Задание на проектирование составляет министерство, исходя из схемы развития и размещения соответствующей отрасли народного хозяйства и основных технических направлений в проектировании или реконструкции предприятий данной отрасли промышленности. В задании на проектирование указываются район и пункт строительства, характеристика продукции, производственная мощность, намечаемая специализация и кооперирование, основные источники обеспечения предприятия сырьем, водой, газом, электроэнергией, намечаемые сроки строительства, размер капитальных вложений и основные технико-экономические показатели предприятия, которые должны быть достигнуты при проектировании, а также стадийность проектирования.
Технико-экономическое обоснование должно подтвердить целесообразность строительства или реконструкции, полученное на основе приближенных расчетов по укрупненным показателям.
Только после рассмотрения и утверждения ТЭО можно приступить к проектированию. В современных условиях, когда особенно быстро развиваются техника и технология, необходимо в каждой отрасли промышленности планомерно совершенствовать основные производственные фонды. Эту задачу решают как строительством новых фабрик, так и техническим перевооружением действующих предприятий.
XXIV съезд КПСС поставил задачу настойчиво увеличивать мощность прежде всего на действующих предприятиях путем внедрения передовой технологии, модернизации и замены устаревшего оборудования, что позволяет наращивать выпуск продукции с меньшими затратами и в более короткие сроки.
В соответствии со схемой развития и районирования предприятий по производству язычковых музыкальных инструментов наращивание их выпуска с учетом покрытия потребности населения до 1980 г. предусмотрено только за счет реконструкции действующих
247
предприятий. Это намечено осуществить на базе технологической специализации, концентрации промышленности и широкого кооперирования. Так, например, голосовые планки для всех видов инструментов в пределах РСФСР будет изготавливать одно предприятие— Тульское объединение «Мелодия», механизмы и арма-ТУРУ — три предприятия: Кировская, Шуйская музыкальные фабрики и объединение «Мелодия», все детали и узлы из пластических масс — одно предприятие в г. Алатырь.
Наряду с задачами по специализации и внедрению новой техники и технологии на реконструируемых предприятиях немаловажное значение приобретает создание и освоение выпуска новых более совершенных язычковых инструментов на уровне лучших мировых образцов.
При проектировании необходимо обеспечить максимальное удешевление как стоимости строительства, так и продукции проектируемого предприятия путем применения типовых проектов и решений; правильного выбора места строительства; целесообразного объединения в одном здании всех производственных и подсобных цехов; применения наиболее экономичных решений по отдельным конструктивным узлам зданий и сооружений; максимально возможного сокращения объемов промышленных зданий при той же заданной мощности предприятия; недопущения излишних резервов оборудования; применения наиболее производительных технологических процессов и более совершенных форм организации производства, высокопроизводительного оборудования, прогрессивных нормативов и опыта новаторов производства.
Большое внимание должно быть уделено правильному выбору участка (района) строительства данного предприятия, ибо от этого зависит удачное решение всех экономических задач проектирования. Для производства гармоней, баянов и аккордеонов целесообразно проектировать два вида предприятий: сборочные фабрики — в составе деревообрабатывающего и сборочного цехов, с выпуском готовой продукции; фабрики металлических деталей и полуфабрикатов— в составе планочного и механического цехов, с основным выпуском голосовых планок и клавишных механизмов. Если для первого вида предприятий сырьем являются главным образом пиломатериалы лиственных и хвойных пород и фанера, то для второго вида основное сырье — прокат цветных и черных металлов.
Деление предприятий по характеру применяемого сырья, а стало быть, и особенности технологического процесса, создает более реальные условия для правильного выбора района строительства проектируемого объекта, исходя из условий наличия сырьевых баз. Предприятия, работающие по полному циклу, нецелесообразно проектировать даже в том случае, если в одном районе строительства удачно сочетаются две разнообразные сырьевые базы.
Кроме наличия сырьевой базы, выбранная площадка для строительства должна удовлетворять следующим условиям: располагаться вблизи населенного пункта (или внутри него) и существующих районных коммуникаций энерго- и водоснабжения или в не
248
посредственной близости от других намеченных к строительству предприятий, с которыми целесообразно в этом отношении кооперироваться; не находиться на участках залегания полезных ископаемых, в районе обрушения в результате подземных выработок или в зонах затопляемости паводковыми водами; грунты должны допускать строительство зданий без особых сложных и дорогостоящих оснований, а уровень грунтовых вод должен быть ниже предполагаемой глубины фундаментов, подвалов и траншей, располагаться недалеко от существующих транспортных магистралей (железнодорожных, автомобильных и водных путей).
§ 2. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проектирование промышленного предприятия включает последовательно два этапа: предпроектные работы (составление задания на проектирование, выбор площадки строительства предприятия, включая необходимые предварительные изыскания, разработку технико-экономического обоснования проектирования) и разработку проекта.
В свою очередь, разработка проекта осуществляется, как правило, двумя стадиями — техническим проектом и рабочими чертежами.
Технический проект. В соответствии с полученным заданием на проектирование и утвержденными технико-экономическими обоснованиями разрабатывают технический проект.
В техническом проекте необходимо определить экономическую целесообразность и техническую возможность предполагаемого строительства предприятия в выбранном месте; уточнить источники снабжения проектируемого объекта сырьем, электроэнергией, водой, паром, полуфабрикатами; разработать основные технические решения, касающиеся будущего предприятия; определить основные технико-экономические показатели по сравнению с показателями однотипных действующих предприятий; определить общие затраты на строительство; уточнить очередность строительства и ввода мощностей в соответствии с установленными сроками.
По содержанию технический проект должен установить расположение и объем сырьевой базы предприятия; характеристику и годовую программу выпуска изделий и режимы работ; спецификацию сырья и основных материалов; спецификацию полуфабрикатов, поступающих по кооперированным поставкам; основы (краткое описание) технологического процесса и направления грузопотока; баланс сырья, материалов и отходов; ориентировочную потребность основного и вспомогательного оборудования, рабочей силы, а также необходимые площади основных и вспомогательных цехов; потребность в электроэнергии, паре, воздухе, воде с указанием источников их покрытия; потребность в топливе и его баланс; решение по использованию отходов сырья; штатные ведомости рабочих, инженерно-технических работников и служащих; обеспеченность рабочей силой; объем жилищного строительства. Техниче
249
ский проект завершается калькуляцией себестоимости изделий, сметно-финансовыми расчетами, генеральной сметой строительства и таблицей основных технико-экономических показателей.
Технический проект представляется на утверждение в виде сброшюрованного альбома, состоящего из расчетно-пояснительной записки и чертежей.
Расчетно-пояснительная записка разделяется обычно на следующие части: общую, экономическую, технологическую, строительную, склады и транспорт, сметы и прилагаемую документацию (согласования, справки и др.).
В состав чертежей технического проекта входят: генеральный план участка строительства в масштабе обычно 1 :500 с нанесенными горизонталями через 1 м, с указанием всех, как проектируемых, так и существующих, зданий, сооружений, транспортных магистралей, ближайших соседей и др.; эскизные решения запроектированных зданий и сооружений; технологические компоновки основного и вспомогательного оборудования по отдельным цехам и участкам производства; схема благоустройства территории.
В состав технического проекта входят также документы о согласовании вопросов строительства или реконструкции проектируемого объекта с соответствующими организациями.
Большинство согласований проводится в предпроектный период еще при выборе площадки для строительства предприятия или в начальной стадии разработки проектного задания.
С местным Советом депутатов трудящихся должны быть согласованы вопросы выбора площадки для строительства объектов, место жилищного строительства, вопросы устройства водозабора или присоединения к имеющимся водопроводам, обезвреживания и спуска сточных вод, а также архитектурные решения зданий и их комплексов.
С районными энергокомбинатами подлежат согласованию вопросы снабжения предприятия электроэнергией, теплом и технологическим паром.
Со строительной организацией, на которую возложено строительство предприятия, должны быть согласованы вопросы применения строительных материалов, конструкций и средств механизации строительно-монтажных работ, сметные материалы, а также решения по организации строительства.
Вопросы производственного кооперирования должны быть согласованы с ведомством, в ведении которого находится строящееся предприятие.
Вопросы санитарной техники и охраны труда подлежат согласованию гС Государственной санитарной инспекцией, вопросы противопожарной техники — с органами пожарной охраны, вопросы техники безопасности — с областным Комитетом профсоюза данной отрасли промышленности.
Рабочие чертежи. Рабочие чертежи разрабатывают на основе утвержденного технического проекта. Они должны быть детальными и окончательными, так как по этим чертежам осуществля
250
ются строительные и монтажные работы. В ряде случаев разработка рабочих чертежей требует дополнительного уточнения некоторых расчетов. При разработке рабочих чертежей должны быть учтены все замечания, изменения и дополнения, которые были приняты при рассмотрении и утверждении технического проекта.
К рабочим чертежам относятся:
монтажные планы и разрезы зданий и сооружений в масштабе 1 :50 с окончательным размещением производственного, транспортного, энергетического и вспомогательного оборудования, а также всех устройств по санитарно-техническому комплексу, сигнализации, связи и оповещения;
архитектурно-строительные планы, разрезы и фасады зданий и их комплекса;
рабочие чертежи конструкций деталей и узлов зданий;
чертежи фундаментов зданий и сооружений с указанием отметок;
чертежи фундаментов оборудования с указанием отметок;
установочные чертежи сложных агрегатов (многопозиционные станки, автоматы, конвейеры и т. д.);
чертежи и схемы размещения пусковых и регулирующих механизмов, а также контрольно-измерительной аппаратуры;
схемы и чертежи подводки к рабочим местам электроэнергии, пара, сжатого воздуха, воды, а также вентиляционных устройств, отопления, освещения, связи, сигнализации, водоснабжения, канализации, пневмотранспорта и других устройств;
рабочие чертежи устройств по охране труда, технике безопасности и противопожарной технике;
уточненный генеральный план (и рабочие планшеты) с привязкой всех зданий и сооружений к топографической основе и указанием отметок;
рабочие чертежи всех внутриплощадочных коммуникаций и вне-площадочных присоединений.
Глава II
ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
§ 1. СОДЕРЖАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
Дипломное проектирование представляет собой заключительную стадию обучения учащегося в специальном учебном заведении. Оно способствует закреплению и углублению знаний учащегося, овладению навыками решения технических задач, а также развитию навыков в различных инженерных расчетах и графических работах. При выборе темы дипломного проекта необходимо максимально приближаться к реальным условиям развития производ
251
ства. Учащимся должны задаваться такие темы, которые, будучи выполнены на уровне развития отечественной и зарубежной науки и техники, могли бы быть использованы в промышленности. Экономические и технические задачи дипломного проекта такие же, как и обычного проекта, разрабатываемого проектной организацией. Однако состав и объем разработки отдельных частей дипломного проекта, выполняемого учащимися техникума, значительно отличаются от проектов, выполняемых при двухстадийном проектировании. Как правило, дипломные проекты техников-технологов по производству музыкальных инструментов должны соответствовать стадии технического проекта в его технологической части с некоторым экономическим обоснованием и углублением отдельных разделов до стадии рабочих чертежей в части выпускаемого изделия (или только отдельного узла) и применяемого приспособления. Содержание дипломного проекта в каждом конкретном случае должно определяться темой и перечисленным объемом расчетно-графических работ.
В дипломном проекте технологического профиля разрабатываются следующие основные вопросы:
обоснование целесообразности строительства (реконструкции) предприятия или его цеха;
характеристика применяемого сырья (материалов) и выпускаемой продукции с указанием основных требований, технических условий;
конструктивная разработка изделия или одного-двух основных его узлов с выполнением рабочих чертежей;
выбор схемы технологического процесса и формы организации производства с разработкой технологических карт изготовления деталей и сборки (отделки) конструктивно разработанного узла изделия;
расчет сырья и материалов, потребных на изготовление узла изделия;
выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования; составление перечня необходимой оснастки;
расчет площадей производственных, вспомогательных и бытовых помещений;
расчет складов;
технологическая компоновка цехов, участков, основного и вспомогательного оборудования с указанием грузопотоков;
выбор и расчет транспортных средств;
разработка мероприятий по санитарно-техническому обеспечению предприятия, цеха;
техника безопасности и противопожарные мероприятия;
штаты рабочих и служащих;
расчет фондов зарплаты основных, вспомогательных рабочих и служащих;
калькуляция стоимости выпускаемой продукции; технико-экономические показатели;
конструктивная разработка, т. е. расчеты и рабочие чертежи
252
узла станка или приспособления по указанию руководителя дипломным проектом.
Дипломный проект содержит следующие части: общую, технологическую, строительную, конструктивную, экономическую.
§ 2. КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
Общая часть. В этой части должны быть изложены основные положения полученного задания по дипломному проектированию; основные политические, экономические и технические соображения в связи со строительством или реконструкцией предприятия (цеха) в выбранной географической точке, т. е.:
предпосылки строительства или реконструкции, значение увеличения выпуска и улучшения качества язычковых музыкальных инструментов для дальнейшего повышения музыкальной культуры советского народа, обоснование потребности в предметах культурно-бытового назначения на основе непрерывного роста материального благосостояния трудящихся Советского Союза;
характеристика района, в котором намечено строительство, основное направление экономики района, численность населения, жилищные вопросы, географические данные, сведения о путях сообщения;
сырьевая база для проектируемого объекта с учетом получения наиболее экономических видов сырья и материалов;
данные о наличии в районе аналогичных предприятий с указанием их мощности, характеристики ассортимента, перспективного плана их развития и направления реализации готовой продукции;
характеристика продукции проектируемого объекта, данные о предполагаемом потреблении этой продукции с учетом норм потребления в данном районе, перспектива реализации продукции в других районах;
сведения о возможности и целесообразности кооперирования проектируемого объекта с другими предприятиями района, республики, других республик.
Технологическая часть. Выполнение этой части проекта начинают с конструктивной разработки чертежей изделия или его основного узла, намеченного к выпуску, а также составления технических условий на эту продукцию. При этом необходимо ориентироваться на создание новых, более совершенных язычковых инструментов за счет расширения диапазона звучания, увеличения количества рядов клавиатуры и числа язычков, возбуждаемых при нажатии клавиш, более широкого применения регистровых механизмов, устранения шума при работе клавишных механизмов.
При разработке конструкции изделий следует широко применять унифицированные детали и узлы, а также новые более прогрессивные материалы (пластические массы, прокладочные материалы из губчатой резины, гнутоклееные элементы из шпона,
253
нержавеющую сталь для деталей наружной арматуры, новые виды пленочных облицовочных материалов и др.)
Конструкция должна обладать наибольшей технологичностью, наименьшей материалоемкостью без ущерба для прочности и художественного оформления. Рабочие чертежи должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ 2301—68 и 2316—68.
Далее следует выбор схемы технологического процесса и формы организации производства, расчеты сырья и материалов, выбор и расчет оборудования, а также оснастки, составление спецификации оборудования, расчеты площадей основных и вспомогательных участков производства, а также складов, технологическая компоновка цехов, участков и всех видов оборудования, выбор и расчет транспортных средств, расчет рабочей силы, мероприятия по технике безопасности, расчет потребной силовой электроэнергии, технологического пара и сжатого воздуха.
Проектирование технологического процесса. На основе рабочих чертежей составляется сводная спецификация изготовляемых деталей (узлов), содержащая наименование, количество на изделие, конструкционные материалы, габаритные размеры, а также технологические карты, в которых для каждой детали указан последовательный пооперационный процесс ее обработки с характеристикой сопровождающих и определяющих его элементов. Карты составляются также на сборку и отделку узлов и изделий.
Формы технологических карт в зависимости от темы проекта определяет руководитель дипломного проектирования.
До составления карт необходимо наметить маршруты и приемы работ для каждой детали, пооперационные движения, вид оборудования, вид применяемых материалов, количество штук в закладке, количество проходов, тип режущего инструмента, характер приспособления, скорость резания, скорость подачи, расстановку рабочих, технологические выдержки, удаление отходов, укладку и транспортировку деталей. Эта предварительная работа необходима для достижения наибольшей производительности труда, облегчения условий труда, сокращения производственного цикла и обеспечения требуемого качества обработки. Технологические карты должны составляться тщательно и подробно, так как предусмотренные в них данные являются исходными для выполнения всех последующих расчетов.
Расчеты сырья и материалов. Расчет всех потребных лесоматериалов, металлов и др. ведется для каждой детали в отдельности. Основанием для расчета служат рабочие чертежи изделия, принятая технология, характеристика поступаемых материалов (доски, заготовки, листы, полосы, ленты, бухты и др.), схема раскроя, вид принятого оборудования и режущего инструмента.
В результате расчетов должна быть установлена обоснованная норма расхода материалов на деталь и изделие с учетом отходов при раскрое, припусков на первичную и повторную обра
254
ботку, а также с учетом коэффициента организационно-технических потерь в процессе производства, который не должен превышать 1,03—1,05.
Коэффициент использования по каждому виду материалов необходимо сопоставлять с фактическими данными на аналогичные изделия, выпускаемые действующими предприятиями.
Расчетный метод нормирования расхода сырья и материалов является наиболее прогрессивным, так как он базируется на научно обоснованных показателях использования материальных ресурсов в производстве (% выхода заготовок из пиломатериалов, % полезного выхода деталей из листа клееной фанеры, посорто-вые переводные коэффициенты, организационно-технические потери, коэффициент использования).
Разновидностью расчетного метода является определение норм расхода по картам раскроя. Этот способ применяют для нормирования материалов, раскраиваемых по длине и ширине (металлические листы, ленты и полосы, клееная фанера, ткани, картон, целлулоид и др.).
Примерная форма подетального расчета пиломатериалов приведена в табл. 22, а металлов — в табл. 23.
Примерная форма карты раскроя металлов приведена на рис. 147. Полученные данные суммируются на узел или изделие в целом и специфицируются по отдельным группам и размерам материалов.
Примерная форма сводных норм расхода пиломатериалов на изделие приведена в табл. 24, а расхода металлов — в табл. 25.
Стоимость сырья и материалов определяют по ценам единых прейскурантов. Расходование клея и лакокрасочных материалов устанавливается укрупненно на основании ведомости определения площади склейки и отделки и удельных нормативов расхода указанных материалов.
Эти вопросы в достаточной степени освещены в технической литературе по деревообработке.
Расчет основного оборудования. Пооперационные нормы (затраты) времени по видам оборудования и работ берут на аналогичных действующих предприятиях с учетом последних достижений новаторов производства и применения новейшей техники.
Приняв за основу действующие нормы времени, следует на некоторых участках провести хронометражные наблюдения для выявления резервов и создания более прогрессивных норм.
Для большей наглядности и удобного подсчета числа станков и их загрузки разработанные технологические процессы сводят в схему.
Составленную схему необходимо проанализировать и при надобности внести поправки и изменения, направленные на выравнивание поточности и загрузки отдельных станков.
Расчет вспомогательного оборудования — клееварочных котлов, паровых плит, клеянок, эмульсионных баков и насосов к ним, оборудования пило-, ножеточной мастерской, ремонтно-инстру-
255
Таблица 22
Подетальный расчет потребности пиломатериалов на баян 52x100—11
№ п. п Наименование деталей Номер чертежа Порода древесины Количество деталей в изделии Размеры обработанной детали, мм Объем обработанной детали, м3 Размеры заготовки, мм Объем заготовки, м3 Кратность заготовки
Длина Ширина Толщина одной детали изделия Длина Ширина Толщина по длине по ширине по толщине
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Пиломатериалы хвойных пород ГОСТ 8486—66
1 | Брусок^ | — | Ель | 1 | 425 | 50 | 8 | 0,000170 | 0,000170 | 880 | 110 | 16 | 0,001548 | 2 | 2 | 1
Пиломатериалы лиственных пород ГОСТ 2695—62
2 Брусок — Береза 1 415 25 22 0,000226 0,000226 880 90 32 0,002534 2 3 1
закругления
задний
Продолжение таблицы 22
| № п. п 1 Наименование деталей Количество деталей в заготовке Объем заготовок на деталь, м3 Объем заготовок на изделие, м3 Коэффициент организационных технических потерь Расход заготовок на изделие с учетом коэффициента потерь, м3 Процент выхода заготовок из пиломатериалов Норма расхода на изделие, м3 Исходные материалы Коэффициент использования
Сорт Толщина
1 2 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Пиломатериалы хвойных пород ГОСТ 8486—66
11 Брусок 1 4 1,05 | 0,000406 | • 60
передний | | 0,000387 | 0,000387 | 1
0,000676 I II | 16 I 0,25
Пиломатериалы лиственных пород ГОСТ 2695—62
2 Брусок закругления 6 0,000422 0,000422 1,05 0,000443 50 0,000886 II 32 0,26
задний
Пояснения к заполнению таблицы. Поз. 2—3— из спецификации изделия; поз. 4—8 — габаритные размеры детали по чертежу; поз. 9—произведение данных поз. 6,7 и 8; поз. 10 — произведение данных поз. 9 и 5; поз. 11, 12, 13 — по данным технологических карт; поз. 14 — произведение данных поз. 11, 12 и 13; поз. 15, 16, 17, 18 — по данным технологических карт; поз. 19 — частное отделения данных поз. 14 на поз. 18; поз. 20 — произведение данных поз. 19 и 5; поз. 21, 23 — по нормативным данным; поз. 22 — произведение данных поз. 20 и 21; поз. 24 — частное gj отделения данных поз. 22 на 23 и умноженное йа 100; поз. 25, 26 — по данным технологических карт; поз. 27—частное от деления данных по позиции 10 на поз. 24.
Таблица 23
Подетальный расчет потребности металлов на баян 52X100—П (лист)
с с £ Наименование деталей Номер чертежа Количество деталей в изделии Размеры обработанной детали, мм Масса обработанной кг Размеры материала, мм
Сечение Длина детали изделия Длина Ширина Толщина Вес листа или погонного метра, кг
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
11 2 1 Ограничитель Сетка басовая Листы латунные ГОСТ 931—70 | — 1 1 | 1X6 | 30 | 0,0015 | 0,0015 | 1410 | 710 | 1 | 8,509 Листы алюминиевые ГОСТ 13722—69 | — | 1 | 1,5X130 | 373,5 | 0,197 | 0,197 | 1000 | 600 | 1,5 | 2,439 Продолжение
С с 2 Наименование деталей Размеры заготовок, мм Расчетная длина детали (шаг вырубки), мм Количество деталей из заготовки Количество заготовок из материала Количество деталей из материала Масса необработанной, кг Коэффициент организационно-технических потерь Норма расхода, кг Коэффициент использования
Длина Ширина Толщина Масса, кг на деталь на изделие
одной детали изделия при изготовлении <и s: «о С О
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Листы латунные ГОСТ 931—70
1 | Ограничитель | 1410 | 37,5 | 1,0 | 0,443 | 37,5 | 176 | 18 | 3168 | 0,0027 | 0,0027 | 1,03 | 1,02 | 0,00284 | 0,00284 |0,53 Листы алюминиевые ГОСТ 13722—69
2| Сетка басовая | 600 | 384,51 1,5 | 0,938 1 384,5 1 4 | 2 | 8 | 0,305 | 0,305 | 1,03 | 1,02 | 0,320 | 0,320 |0,61
Пояснения к заполнению таблицы. Поз. 2 — 6 — из спецификации изделия и чертёжей; поз. 7 — подсчитывается (с проверкой взвешиванием); поз. 8—произведение данных поз. 7 и 4; поз. 9, 10, 11 — по данным соответствующего ГОСТ и карты раскроя; поз. 12 — по данным соответствующего ГОСТ; поз. 13, 14, 15 — по данным карты раскроя; поз. 16 подсчитывается; поз. 17 — по данным карты раскроя (сумма длины детали и припусков на перемычки при штамповке); поз. 18, 19, 20 — по данным карты раскроя; поз. 21 —частное от деления поз. 11 на поз. 20; поз. 22 — — произведение данных поз. 21 и 4; поз. 23, 24 — по нормативным данным; поз. 25 — произведение данных поз. 22, 23 и 24; поз. 26 — произведение данных поз. 22, 23 и 24; поз. 26 — произведение данных поз. 25 и 4; поз. 27 — частное от деления данных поз. 8 на поз. 26.
Таблица 24
Сводные нормы расхода пиломатериалов на баян 52X100—11
№ п. п Порода ГОСТ Единица измерения, кг Толщина, мм Норма расхода Примечание
Таблица 25
Сводные нормы расхода металлов на баян 52X100—11
№ п. п Наименование материалов Краткая характеристика с указанием поверхности, твердости и термообработки Сортимент Марка ГОСТ Размеры заказываемдго материала, мм Норма расхода, кг Примечание
Толщина или диаметр Ширина, длина
259
ментального участка, экспериментально-сулажного участка, транспортных тележек, транспортеров, подъемников и др. — производится по действующим нормам и справочным данным в соответствии с количеством основного оборудования либо по данным аналогичных предприятий.
Наименование материала Марка ГОСТ Размер, мм Масса, кг
на технические требования на сортамент
Ниоты латунные П62 931-70 931-70 1х 71QX1900 в, 509
Деталь Заготовка Из материала Масса необработанной детали, кг
Наименование Номер чертежа Масса обработанной детали, кг Масса, кг Количество деталей из заготовки Количество заготовок Количество деталей
Ограничитель 0,0015 0,923 176 18 3168 0}0027
Рис. 147. Карта раскроя металла
Спецификация оборудования. Спецификацию основного и вспомогательного оборудования составляют по форме, содержащей следующие графы: номер по порядку, наименование оборудования, 260
тип пли модель, краткая характеристика, количество, вес единицы (в т), мощность единицы (в кВт), общая мощность.
Данные по типовому оборудованию берут из каталога и прейскурантов, данные по нетиповому (специальному) оборудованию, например по полуавтоматам для шлифования язычков, строгальным станкам для строгания плоскостей рамок и др., необходимо получить на соответствующих предприятиях.
Перечень оснастки. Перечень необходимой оснастки — приспособления, сулаги, штампы, фрезы, пилы, ножи и другие режущие инструменты, а также вспомогательные рабочие и контрольно-мерительный инструмент определяют по данным технологических карт. Количество оснастки по видам определяют обычно в расчете на год, исходя из норм износа, приведенных в справочной литературе.
Перечень должен содержать графы: номер по порядку, наименование детали или узла, номер чертежа детали, наименование операции, наименование применяемой оснастки, номер чертежа оснастки, краткая техническая характеристика, потребное количество на год.
Примеры краткой технической характеристики оснастки:
штампы: вырубной, последовательно-вырубной, гибочный, пук-левочный и т. д.;
приспособления; сулага для фрезерования по кольцу и по при-полку; зажим деталей: эксцентриковый, винтовой, пневматический, наличие кондуктора (верхний, нижний, боковой) и т. д.;
фрезы: диаметр и высота (толщина), число зубьев, углы резания, применяемый материал, термообработка;
пилы: диаметр, толщина, вид зубьев;
ножи: длина, ширина, толщина, углы резания;
контрольно-мерительный инструмент: штангенциркуль с пределом измерений до £00 мм; штангенциркуль с индикатором (цена деления основной шкалы циферблата 0,1 мм); микрометр для измерений до 25 мм с точностью 0,05 мм.
Расчет площадей производственных и вспомогательных помещений. Определение потребной производственной площади производят для каждого участка , цеха по укрупненным показателям, исходя из норм удельной площади, приходящейся на один станок и одно рабочее место.
Норма производственной площади складывается из площади, занятой станком (рабочим столом); площади, занятой приспособлением, при помощи которого производится обработка или сборка узлов; площади, требующейся для передвижения рабочего в процессе выполнения им рабочих операций у своего рабочего места; площади, занятой запасом полуфабрикатов и материалов, находящихся непосредственно у рабочего места; площади проходов и проездов, необходимой для передвижения полуфабрикатов от одного рабочего места к другому. Ниже приведены средние удельные нормы площади для различных участков производства на единицу оборудования и рабочее место (по практическим данным), м2:
261
Деревообрабатывающий цех
Раскройное отделение....................... 40
Станочное » 20
Столярно-сборочное отделение............... 12
Отделочное отделение ...................... 12
Механический цех
Штамповочно-заготовительное отделение .... 12
Сварочно-сборочное отделение............... 10
Гальваническое отделение................... 10
Планочный цех
Заготовительное отделение ................. 12
Шлифовочное отделение...................... 15
Приклепочное отделение....................... 6
Настроечное » 6
Сборочный цех
Сборочное отделение ....................... 10
Меховое » 8
Монтажно-настроечное отделение............... 6
Определение потребной площади вспомогательных помещений (пило-, ножеточек, ремонтно-механического и инструментального участков, клееварки, сулажной мастерской и др.) производят в соответствии с количеством запроектированного непроизводственного оборудования и числом рабочих мест для этих участков производства по нормам для механических цехов.
Определение потребной площади бытовых помещений (гардеробных, душевых и уборных) производят в соответствии с числом рабочих и служащих цеха в наибольшую смену. Нормативные данные о размерах площадей указанных помещений и число мест в гардеробных, душевых и уборных регламентированы санитарными правилами проектирования промышленных предприятий. Следует иметь в виду, что общее отношение площади вспомогательных и бытовых помещений к площади цеха должно составлять не более 4(1%.
Помимо производственных помещений, занятых под оборудование и рабочие места, в цехах необходимо предусмотреть помещения или площадки под склады.
Назначение и наличие тех или иных складов в отдельных цехах зависит от характера производства. Например, склад высушенных досок или заготовок, а также фанеры необходим деревообратываю-щему цеху, а склад металлов нужен механическому и планочному цехам. Следовательно, в зависимости от конкретной темы дипломного проекта следует запроектировать те или иные помещения под склады. В общем случае необходимы следующие склады (в масштабе предприятия):
лесосклад для складирования поступающих пиломатериалов (нормативы хранения запаса на складе в зависимости от пород пиломатериалов были указаны выше);
склад металлов общефабричный, рассчитанный на 45-дневный запас, а цеховой — на 7-дневный запас;
262
склад технических материалов и инструментов общефабричный, рассчитанный на 45-дневный запас, а цеховой — на 10-дневный запас;
склад сухих досок или заготовок — на 5-дневный запас;
склад фанеры — на 15-дневный запас;
комплектовочный склад на 7-дневный запас;
буферный склад (площадка) для выдерживания склеиваемых или отделываемых узлов (5 или 10-дневный запас);
склад готовой продукции для хранения готовой к отправке продукции из расчета 5-дневного выпуска.
Площади перечисленных складов определяют по нормативным данным в зависимости от вида и количества хранимых материалов, деталей, узлов и готовой продукции.
Для примера приведем расчет потребной площади некоторых складов.
Склад технических материалов и инструментов предназначен для хранения основных и вспомогательных материалов, а также режущих и рабочих инструментов. Эти материалы предполагается хранить в стеллажах. Из расчета средней нагрузки на 1м2 пола 0,4 т, нормы хранения, равной 45-дневной потребности, и годового потребления этих материалов и инстру-ментов порядка 200 т площадь пола склада будет равна -^-^ = = 86 м2; принимая коэффициент использования площади склада равным 0,5, потребная площадь склада составит 86:0,5= 162 м2.
Склад готовой продукции предназначен для хранения баянов до укладки их в футляры или баянов в футлярах в количестве трехдневного выпуска, футляров (пустых) из расчета 5-дневной потребности, готовой к отправке продукции в ящиках, исходя из 5-дневного выпуска. Баяны до укладки их в футляры хранят на стеллажах в 4 яруса.
При выпуске 100 тысяч баянов в год трехдневное количество баянов, хранимых на стеллажах, составит:
100 000 о 11КП -------3= 1150 шт.
Площадь, занимаемая одним баяном (в футляре) составляет 0,1 м2, следовательно, площадь склада для хранения баянов на стелла-жах составит --------- =29м2; 5-дневныи запас футляров соста-
вит "‘260""* *920 футляров; площадь, занимаемая футлярами
с 1920-0,1 оо 2
при хранении их по высоте в 5 ярусов, составит ----------= 38 м\
5
При хранении баяны обычно упаковывают в один ящик по 4 штуки. Для хранения 5-дневного выпуска баянов необходимо 100 000 е лол ГТ
——__ . 5 = 480 ящиков. Ящики хранят по три в одной стопе.
Площадь, занимаемая одним ящиком, равна 1,2x0,6 = 0,72 м2.
263
Площадь склада для хранения готовой к отправке продукции 480-0,72 11С 2
в ящиках составит: ------= 115 м\ Общая площадь пола склада
составит: 29 + 38+115= 182 м2; принимая коэффициент использования площади склада равным 0,6 потребная площадь склада готовой продукции составит 182 : 0,6 = 300 м2.
Расчеты площадей производственных, вспомогательных и бытовых помещений, а также складов составляют по форме со следующими графами: наименование помещения, количество установленных станков (агрегатов) или рабочих мест, норма площади на один станок и рабочее место; потребная площадь, в том числе для производственных, вспомогательных, бытовых помещений и складов.
Итоги расчетов суммируются.
Компоновка оборудования. В технологической части дипломного проекта дается детальная компоновка оборудования, рабочих мест, транспортных средств, конвейерных линий и мест для межоперационных запасов с указанием основных грузопотоков. Главным условием при компоновке является такая организация технологического процесса, при которой последовательное расположение операций при обработке, сборке и отделке изделий имеет прямоточный характер без возвратных, перекрестных и петлеобразных движений.
При этом необходимо соблюдать следующие рекомендации: расположение одноименных станков при массовом производстве должно быть по возможности групповым;
при компоновке станков в поточную линию и синхронизации соседних операций, когда детали без задержки перемещаются от одного станка к другому, межоперационные запасы не требуются;
между рядами станков необходимо оставлять достаточно широкие проходы и проезды; ширина главных проходов и проездов Зм, а второстепенных—1—2 м; кроме того, должны быть предусмотрены проходы к выходным дверям на случай эвакуации рабочих из цеха;
в светлой зоне цеха следует располагать станки, а в темной вспомогательные помещения; минимальное расстояние станков от стен должно быть 0,7 м; на плане указываются места для выдержки после склеивания и отделки, а также буферные площадки.
При компоновке оборудования необходимо иметь определенное решение о конфигурации здания, величине пролетов и шаге колонн.
Строительная индустрия и новые конструктивные решения практически не ограничивают теперь проектантов в выборе ширины здания. Наиболее целесообразную длину и ширину здания в зависимости от характера технологических процессов и объема производства определяют в каждом случае отдельно, учитывая, однако, что размеры здания по длине и ширине должны, как правило, быть кратными 12 (6). Огнестойкость зданий, расстояние между брандмауэрами, расположение лестничных клеток и запасных выходов, конструктивные требования к элементам зданий
264
и сооружений, противопожарное водоснабжение регламентируются противопожарными нормами строительного проектирования промышленных предприятий.
Расчет потребного количества рабочих. Расчет числа рабочих производят на основании данных технологического процесса, заданного режима работ и объема производства.
Рабочие разделяются на производственные, подсобные и транспортные группы. При определении числа рабочих расчетным путем определяют тот состав, который необходим цеху для выполнения всех работ при полном использовании номинального рабочего времени. Такой состав называется штатным. Списочный состав цеха обычно на 6—7% больше штатного, так как ввиду болезней, отпусков и т. д. не все работающие могут полностью использовать свое номинальное рабочее время.
Штаты рабочих составляют по квалификациям. Тарифный разряд работы определяют в соответствии с тарифно-квалификационным справочником для производства язычковых инструментов. Число производственных рабочих определяют по загрузке оборудования, а для ручных работ — по нормам затрат труда на единицу изделия. Полученные результаты суммируют по квалификациям и специальностям и только после этого округляют до целого числа. Число рабочих других групп определяют по рабочим местам, а также исходя из норм обслуживания оборудования вспомогательными рабочими. Например, установщик штампов в планочном цехе обслуживает 14 прессов, в механическом цехе — 8 прессов, наладчик в станочном отделении деревообрабатывающего цеха обслуживает 12—15 станков, шорник-смазчик обслуживает 50 станков и т. д. Число транспортных рабочих устанавливают в зависимости от вида транспортных средств и условий производства. Количество инженерно-технических работников и служащих определяют по штатным расписаниям аналогичных предприятий и цехов.
Расчеты рабочей силы сводятся в форму с графами: номер по порядку; наименование оборудования и рабочих мест; марка, тип или техническая характеристика; потребное годовое количество станко-часов; расчетное количество оборудования и рабочих мест, годовой фонд единицы оборудования, то же, рабочего места; принятое количество оборудования; процент загрузки; количество рабочих на одно рабочее место, в том числе основных и подсобных; трудочасы на годовую программу; расчетное и принятое количество основных и подсобных рабочих при годовом фонде одного рабочего.
При значительном выпуске однотипных инструментов на одном предприятии целесообразно организовать непрерывно-поточное производство, например, с помощью конвейера. Для примера приведем некоторые данные, необходимые для расчета работы конвейера. Так как сборка меха осуществляется на рабочих местах, расположенных возле конвейерного устройства, такой конвейер называется распределительным. По характеру движения тягового
265
органа (применительно к нашим условиям) целесообразно, чтобы такой конвейер имел периодическое движение, т. е. был пульсирующего действия с регламентирующим ритмом.
В‘качестве примера для расчета конвейера примем мех гармони: годовая программа — 78 000 штук, режим работы — две смены.
Сменную производительность конвейера определяют из отношения:
Пс = -Лл_, КлДС
где Пг — годовая программа изделий, шт.;
Ki — коэффициент, учитывающий возможные перебои в работе (ремонт, наладка и др.);
Д — количество рабочих дней в году;
С — число смен в сутки (применительно к нашим условиям Две).
Отсюда
(39)
гг Пг 78 000
Пс = —— =------------------- 154 шт. в смену,
с К1ДС 0,98-260,2
где 260 — число рабочих дней в году.
Скорость передвижения ленты на конвейере принимаем равной V= 10 м/мин.
Расстояние между рабочими местами принимаем равным /= 1,2 м.
Для лучшего использования производственной площади и сокращения длины конвейера целесообразно организовать работу с двух сторон конвейера. Следовательно, одновременно будут сходить с конвейера два меха.
Время, необходимое для передвижения конвейера в течение смены, составит:
/Ik 1>2154
f = —=--------— = 9,24 мин. (40)
V 10
Ритм конвейера:
R = r1 + r2, (41)
где Г1 — пауза, в течение которой происходит работа над одним изделием;
г2 — время, в течение которого изделия перемещаются от одного рабочего места к другому;
480 —(30 4-9,24) / 1 —--------------— 0,00 мин,
77
где 30 — продолжительность двух регламентированных перерывов в течение одной смены (в мин) ;
I 1,2 л in г2 = — = — = 0,12 мин,
V 10
266
откуда
R = ri + r2 = 5,53 + 0,12 = 5,65 мин.
Для определения количества рабочих мест на каждой стороне конвейера необходимо предварительно определить продолжительность каждой операции на конвейере и всего процесса сборки меха. Весь процесс сборки должен быть расчленен на операции, продолжительность которых не должна иметь отклонений от ритма более чем на+12%. Состав элементарных операций, выполняемых на каждом рабочем месте, и их продолжительность (в мин) приведены ниже:
Скруглить углы горизонтальных и вертикальных стенок меха, вклеить угловые связки (две стороны) ........... 5,52
Вклеить угловые связки (две стороны) и 10 ромбиков . . . 5,30
Вклеить 36 ромбиков.................................. 5,80
» 18 » , подрезать все ромбики меха .... 5,00
Оклеить тканью две вертикальные стенки меха.......... 5,35
» » одну горизонтальную стенку, вырезать
углы ткани с двух вертикальных и одной горизонтальной стенок меха..................................... 6,02
Оклеить тканью вторую горизонтальную стенку, вырезать углы ткани горизонтальной стенки меха, надеть и обжать 25 металлических углов................................ 6,02
Надеть и обжать 35 металлических углов, выровнять все металлические углы.................................... 5,59
Оклеить 24 вертикальные борины меха искусственной кожей .................................................. 5,20
Оклеить 6 вертикальных и 23 горизонтальных борин меха искусственной кожей................................... 5,40
Оклеить 7 горизонтальных борин меха, оклеить бортики меховых рамок искусственной кожей, наклеить на меховые рамки прокладки из лайки.............................. 5,30
Итого. . . 60,50
Примечания: 1. Продолжительность операций определяется по данным хронометражных наблюдений.
2. Приклеивание стенок к меховым рамкам производится вне конвейера.
Количество рабочих мест на конвейере каждой стороны определяют из отношения:
Й=- = -^=10,9г11, (42)
ri 5,53 ’
где Т — продолжительность процесса сборки меха на конвейере.
При добавлении одного запасного места общее количество рабочих мест с каждой стороны конвейера составит 12, т. е. всего будет 24 рабочих места.
Для наглядной проверки правильности расчленения всего процесса сборки меха на отдельные операции и степени их синхронизации составляют график синхронизации (рис. 148).
Конвейер монтируется на сварном каркасе из профилированного железа. Тяговым органом служит прорезиненная лента типа А-2 марки Б-820, ширина ленты равна 600 мм, толщина — 4,5 мм.
267
Рабочая ветвь ленты движется по деревянному настилу, холостая ветвь поддерживается роликами через каждые 1,2 м. К ленте прикреплены кулачки, позволяющие выключать движение конвейера. Включение электродвигателя осуществляется автоматически конвейерными часами, которые оснащены световой и звуковой сигнализацией. Конвейерные часы позволяют регулировать ритм работы
конвейера в больших пределах плюс 25% от заданного ритма. Приводная и натяжная станция смонтированы на концах конвейера, на каркасах из профилированного железа. Диаметр приводного, а также натяжного барабанов принимается равным
НУ 1=25
Рис. 149. Кинематическая схема привода конвейера:
1 — электродвигатель; 2 — редуктор; 3 — приводной барабан; 4 — лента конвейера
320 мм. Мощность электродвигателя по расчетным данным принимается равной 1 кВт, число оборотов двигателя — 930 об/мин. Сборку меха производят на рабочих столах, примыкающих к конвейеру. Рабочие в процессе работы размещаются с правой и левой стороны ленты.
Расчет привода. Принимая передаточное число ременной передачи от электромотора к редуктору /рем = 4, передаточное число
268
редуктора 1ред= 12,25 и передаточное число цепной передачи от редуктора к приводному барабану 1Цеп=1,8, общее передаточное число составит: гОбщ=»рем"«ред'iijen = 4t 12,25• 1,8 = 88,2 (рис. 149).
При этих условиях число оборотов приводного барабана составит:
п - = 930 = 10 5 об/мин (43)
6 р «общ 88,2
Фактическая скорость движения ленты
V = лД-иб. пр = 3,14-0,320-10,5 = 10,5 м/мин,
что незначительно отличается от принятой скорости V= 10 м/мин. Расстояние между осями приводной и натяжной станции определяется по числу рабочих мест и расстоянию между ними I.
В данном случае это расстояние будет равно
Ь0 = Л/ = 12-1,2= 14,4 м. (44)
Длину конвейерной ленты определяют по формуле
Дл = М + ^2 + ^з, (45)
где Л1 — длина верхней ветви ленты;
— длина нижней ветви ленты;
L3 — длина ленты на криволинейных участках.
Применительно к нашим условиям
Lx = L2 = Lo = 14 400 мм;
L3 = Я (Дб. Н + Дб. пр) = ЗЛ4.(32д+ 320) = 1004 мм (4б)
где Дб. н и Дб. пр — диаметры натяжного и приводного барабанов;
Ьл = 14400+ 14 400+1004 = 29804 мм.
Учитывая припуск на сшивку, принимаем
£л = 30000 мм = 30 м.
Эффективность внедрения конвейера. Эффективность внедрения конвейера отражается в улучшении основных показателей цеха (участка), обеспечивающих в итоге снижение себестоимости. При внедрении конвейера себестоимость снижается как за счет сокращения расходов по прямой заработной плате, так и за счет сокращения относительной доли накладных расходов. В данном случае приводим расчет экономической эффективности от внедрения конвейера только за счет фактора снижения расходов по прямой заработной плате при равенстве расчетных условий (пренебрегая изменением накладных расходов).
Снижение себестоимости сборки от внедрения конвейера в сутки составит:
E = SQC(1-+, (47)
где S — прямая заработная плата на единицу изделия до конвейеризации;
269
Q — количество изделий, выпускаемых в смену;
С — число смен;
А — коэффициент, характеризующий рост производительности труда на конвейере, который определяется из отношения
(48) 1 к
где Те — фактические затраты времени на сборку изделия до конвейеризации;
Тк — время сборки изделия на конвейере.
Если по данным промышленности принять, что: S = 0,4 руб., Q=154 мехов, С = 2, Тс = 80,4 мин, Тк = 60,5 м, то
Е = 0,4; 154-2 (1 —=31 РУб.
Снижение стоимости сборки меха в расчете на год составит 31X260 = 8000 руб.
По тем же данным стоимость аналогичного конвейера с монтажными работами и электрооборудованием равна примерно 4000 руб. Следовательно, общая стоимость конвейера может быть 40°0 п с а
погашена за ----=0,5 года, или 6 месяцев.
8000
Установлено, что в условиях производства мехов уже при четырех рабочих в потоке внедрение конвейера целесообразно не только в качестве средства, облегчающего условия труда, но и в качестве средства организации производства. Наиболее целесообразна конвейеризация следующих сборочных процессов: сборка клавишных и регистровых механизмов;
сборка меха;
монтаж голосовых планок на входные камеры;
окончательная сборка изделий.
Расчет потребной силовой электроэнергии, расхода технологического пара и сжатого воздуха. Определение потребной мощности и годового расхода силовой электроэнергии производят на основании расчета, установленной мощности производственного, вспомогательного и транспортного оборудования, а также вентиляционных и эксгаустерных установок. Итоговые данные сводят в табл. 26.
Таблица 26 Расчет потребной силовой электроэнергии
Наименование потребителей Количество электродвигателей я Ms к а о Я О ж э’в а’н £ о оИ О я S я Коэффициенты Потребная мощность, кВт Число часов работы в году Расход электроэнергии в год, кВт«ч
«1 а2 а3 «4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
270
ui — коэффициент использования двигателя по мощности; аг — то же, одновременной работы станков;
аз — то же, полезного действия электродвигателя;
«4 — то же, полезного действия сети.
Необходимая мощность трансформатора составит:
Р __ ПОТ-4
*тр >
COS ф
где А — коэффициент максимума нагрузки, равный 1,3;
cos ф = 0,09—0,95.
Расход пара для технологических нужд рассчитывают для сушильных камер для пиломатериалов, камер для сушки лакокрасочных покрытий, клееварочных котлов, паровых плит, баков для нагрева нитролаков, пропарочных баков для нагрева целлулоида и т. п.
Для укрупненных расчетов можно по данным литературы и практики пользоваться следующими нормами среднего расхода пара: 700 кг на 1 м3 высушиваемого условного пиломатериала, 2кг/ч на 1 м3 объема сушилки для лакокрасочных покрытий при температуре 45—50° С, 2 кг на 1кг сухого клея для клееварочного котла, 10кг/ч на 1м2 поверхности нагрева для паровой плиты, 0,Зкг/ч для нагрева 1кг нитролаков до температуры 60—70° С.
Давление пара для технологических нужд не должно превышать 4 ати.
Итоговые данные сводятся в форму с графами: номер по порядку, наименование потребителей пара (по цехам и участкам), количество одноименных потребителей, расход пара на одного потребителя (кг/ч), максимальный часовой расход пара (кг/ч), давление пара (ати). Полученные данные увеличивают на 1 —1,5% для покрытия неучтенного расхода пара для приготовления кипяченой питьевой воды, подогрева воды для санузлов, горячей воды для мытья посуды и т. п.
Расход сжатого воздуха рассчитывают для каждого потребителя (станка, устройства, приспособления) в отдельности, исходя из усилия, например, пневматического прижима (вайма, пресс), хода поршня (шланг, диафрагма), количества цилиндров (шлангов и т. д.) и давления воздуха в сети. Основными потребителями сжатого воздуха в производстве язычковых инструментов являются пневматические ваймы для склеивания корпуса и меха, а также ваймы с электроконтактным подогревом для приклеивания деталей к деке, прижимные пневматические зажимы при обработке деталей на станках, распылители лаков и др.
В качестве примера приведем расчет расхода сжатого воздуха пневматической двухпозиционной ваймы для склеивания стенок корпуса (схема ваймы приведена на рис. 130).
На каждой позиции ваймы установлено по три цилиндра. Прижимное усилие каждого цилиндра по данным практики принимаем равным 2500 кг, ход поршня равен 60 мм, время выдержки при склеивании синтетическими клеями горячего отвердения 2 мин,
271
время всего цикла склеивания 2,5 мин, количество циклов в час 60:2,5 = 24, давление воздуха в сети равно 5 кгс/см2.
Расход сжатого воздуха зависит от объема рабочей части цилиндра, который можно определить из формулы
V^SH, (49)
где S — площадь опорной поверхности поршня, см2;
Н — ход поршня, см.
Площадь опорной поверхности поршня
5 = — ,
Р
где Р — усилие пневматического прижима;
р — давление воздуха в сети.
В нашем случае находим
Кил = — Н = — 6 = 3000 см3.
цил Р 5
Расход воздуха на вайму в час составит:
^=КцикУцилп, (50)
где Кцик — количество циклов ваймы в 1 ч;
п — количество цилиндров в вайме.
Таким образом,
W = 24-3000-6 = 432 000 см3/ч, или 0,432 м3/ч.
Расход сжатого воздуха на один распылитель лаков составляет в среднем 15м3/ч.
Итоговые данные сводятся в форму с графами: номер по порядку, потребители, объем рабочей части цилиндра (шланга), количество циклов в час, количество цилиндров (шлангов), количество вайм для прижимных устройств, коэффициент одновременности (в среднем принимается равным 0,75), часовой расход сжатого воздуха.
При выборе мощности компрессора надо учесть потери в сети и в цилиндрах, которые обычно составляют 10—15% от общего расхода воздуха. Расход электроэнергии на 1 м3/ч воздуха при давлении не свыше 5 ати составляет обычно 0,1 кВт-ч.
Строительная часть включает выбор здания, расчет и планировку бытовых помещений, расчет естественного и искусственного освещения, противопожарные мероприятия и устройства, расчеты по вентиляции, отоплению и водоснабжению.
Освещение. Для укрупненного расчета электроэнергии на освещение можно пользоваться следующими удельными нормами расхода площади отдельных участков производства, Вт/м2:
Раскрой и станочная обработка деревянных деталей .... 20
Столярная сборка узлов и отделочные работы............ 25
Изготовление голосовых планок......................... 35
» металлических деталей клавишных механизмов ................................................. 25
Сборка клавишных механизмов........................... 30
272
Сборка меха........................................... 20
Монтаж и настройка голосовых планок................... 30
Складские помещения................................... 10
Бытовые помещения..................................... 15
Пилоножеточка......................................... 20
Ремонтно-механические и инструментальные участки .... 20
Потери в сети составляют 5—6%. Коэффициент одновременности для бытовых помещений принимают равным 0,85, для складских помещений—0,7, а для всех остальных помещений—1.
Итоговые данные сводятся в форму с графами: номер по порядку, потребители, площадь (м2), удельный расход (Вт/м2), установленная мощность (кВт), коэффициент одновременности и потери в сети, потребная мощность, число часов горения в году и годовое потребление электроэнергии (кВт*ч).
Вентиляция и отопление. Приточно-вытяжную вентиляцию проектируют в производственных помещениях, где воздух бывает загрязнен пылью и испарением различных вредных‘летучих веществ (фенол, ацетон, бензин, спирты, эфиры, бензол и др.). К таким участкам относятся: отделка изделий нитролаками или целлулоидом; помещения для приготовления лаков и клея; станочное отделение деревообрабатывающего цеха, включая раскрой древесины; участки столярно-сборочного отделения, где применяются синтетические клеи, в том числе площадки для выдержки склеенных узлов; пилоножеточка; кабины для предварительной и окончательной настройки голосовых планок, шлифовальное отделение планочного цеха, гальваническое отделение механического цеха, в том числе участки полировки и глянцовки деталей; участок раскроя лайки и искусственной кожи (ткани с нитроцеллюлозным покрытием); кабины для заливки голосовых планок и канифольно-восковыми мастиками; шлифовальные станки ремонтно-инструментальных цехов. В помещениях без приточно-вытяжной вентиляции, следует предусмотреть приспособления для проветривания— оконные вентиляторы, вытяжные колпаки и др. В зимнее время через систему приточной вентиляции в цех поступает теплый воздух. Целесообразно предусмотреть блокировку системы приточной вентиляции с системой водяного отопления на тех участках производства, где приток теплого воздуха не требуется. Для укрупненных расчетов расхода пара на отопление, вентиляцию, а также электроэнергии на вентиляцию можно пользоваться следующими нормами: расход тепла на отопление производственных участков и цехов составляет в среднем 0,35 ккал/ч на 1 м3 наружной кубатуры здания при разности температуры—Г; расход тепла на вентиляцию в отопительный сезон соответственно составляет 0,75 ккал/м3 X Хград-ч, расход электроэнергии на приточную вентиляцию составляет в среднем 0,003 кВт-ч на 1 м3 здания, а на вытяжную вентиляцию— 0,004 кВт-ч/м3.
Нормальной температурой для общих производственных помещений следует считать 16—18° С; для помещений, где установлены пульверизационные кабины — 25°; в помещениях, отведенных для
10 Заказ № 1876 273
радиационной сушки лакокрасочных покрытий, температура достигает 45—50°. Для средней полосы Советского Союза отопительный сезон равен 200 дням. Давление пара, применяемого для обогрева воды для санитарно-технических нужд, не превышает 3—4ати. Для отопления производственных помещений рекомендуется пользоваться приборами из гладких труб.
Для укрупнения расчетов принимают, что 1 кг пара содержит в среднем 540 ккал.
Водоснабжение и канализация. При проектировании водоснабжения отдельного цеха расход воды рассчитывают с учетом только хозяйственно-питьевых и противопожарных нужд.
Количество потребной воды на хозяйственно-питьевые нужды определяется из расчета 25 л на человека в смену, а на один душ 40 л в смену. Для укрупненных расчетов расходы воды на противопожарные нужды считают, что каждый пожарный кран подлежит систематической проверке действия в течение 5 мин ежедневно. Каждый внутренний пожарный кран (2—3 крана в цехе) расходует 3—4 л воды в секунду. Расход воды на технологические нужды обычно очень незначителен и поэтому в расчетах не учитывается. Сброс воды непосредственно в канализацию, если она загрязнена кислотами, щелочами, формальдегидом и другими загрязняющими веществами, не допускается. Только от общебытовых помещений (санузлы, душевые, столовые) сток воды в канализацию осуществляется без специальных устройств. В условиях производства язычковых инструментов вода с примесями кислот и щелочей образуется в промывочных ваннах гальванического отделения, а с примесями формальдегида — в клееварке, при использовании синтетических клеев и в процессе мытья посуды для удаления отходов клея. В этих случаях сточная вода сначала поступает в очиститель для нейтрализации, и только после этого можно сбрасывать в канализацию. Вода, загрязненная кислотами, нейтрализуется щелочами, а щелочами — кислотами.
Конструктивная часть проекта. Расчеты и рабочие чертежи узла одного из видов нетипового оборудования или технологической оснастки (вайма, приспособление, штамп, пресс-форма и др.), содержит конструктивная часть проекта.
Экономическая часть проекта. В дипломном проекте эта часть является определяющей, она дает возможность сделать выводы о технико-экономической целесообразности запроектированного предприятия или цеха. В записке экономической части приводятся Следующие данные: годовая потребность сырья, материалов, пара, электроэнергии и т. п. в натуральном и денежном выражении; сводная штатная ведомость и годовой фонд заработной платы с начислениями на нее; ведомость накладных расходов: смета производства и калькуляция себестоимости изделий (полуфабрикатов) ; технико-экономические показатели.
Штатная ведомость и фонд зарплаты. Все работающие в цехе, на предприятии подразделяются на следующие категории:
274
производственные рабочие;
инженерно-технические работники;
служащие;
младший обслуживающий персонал.
К первой категории относятся как основные производственные рабочие, так и подсобные, а также транспортные рабочие, цеховые вспомогательные рабочие (наладчики, установщики, заточники, контролеры), рабочие вспомогательных цехов (пилоножеточки, клееварки), складов — ремонтно-механического, цулажного и др.
Ко второй категории относятся общефабричные и цеховые инженерно-технические работники (начальник цеха), старший мастер, мастер, диспетчер, нормировщик.
Служащие также разделяются на общефабричные и цеховые. Цеховые служащие — счетовод, учетчик, лаборант, кладовщик.
К младшему обслуживающему персоналу относятся курьер, уборщица, дворник.
Сводная штатная ведомость составляется по следующей форме:
№ п. п Наименование цехов и служб Категории работающих
Рабочие ИТР Служащие МОП Итого В том числе в первую смену
производственные вспомогательные
По штатной ведомости заработную плату рабочих исчисляют по разрядам тарифной сетки в соответствии с тарифно-квалификационным справочником. Заработную плату инженерно-технических работников, служащих и пр. исчисляют на основании действующих ставок для предприятий определенной категории, которая присваивается в соответствии с характером и объемом производства. К исчисленной основной заработной плате прибавляется дополнительная в объеме 6—7% от основной.
Дополнительная заработная плата расходуется главным образом на оплату отпусков. Кроме того, к общему фонду основной заработной платы прибавляется также 4% на социальное страхование.
Накладные расходы. Накладные расходы делятся на цеховые и общефабричные. К цеховым относятся расходы на отопление, освещение, возобновление режущих инструментов, содержание цехового транспорта, ремонт оборудования и зданий, заработная плата инженерно-техническим работникам, служащим и младшему обслуживающему персоналу, расходы на мероприятия по охране труда и технике безопасности и амортизационные начисления.
К общефабричным относятся административно-управленческие расходы, стоимость ремонта общефабричных зданий и сооружений, а также амортизационные отчисления. Общефабричные расходы
10*
275
распределяются по цехам пропорционально сумме производственных затрат. На предприятиях, занятых выпуском язычковых инструментов, амортизационные отчисления составляют в среднем 12% от первоначальной стоимости зданий, сооружений и оборудования.
Смета производства и калькуляция себестоимости продукции. Смета производства — это сумма затратна изготовление продукции, выпускаемой цехом, предприятием за год. Следовательно, в общем виде в эту смету должны включаться следующие статьи расходов:
стоимость сырья, полуфабрикатов, основных и вспомогательных материалов, стоимость технологического пара и силовой электроэнергии, зарплата производственным рабочим, зарплата дополнительная, начисления на зарплату, амортизационные начисления, цеховые накладные расходы, общефабричные накладные расходы, коммерческие расходы, связанные с реализацией продукции (0,5% от фабричной себестоимости).
Если сумму затрат без коммерческих расходов разделить на количество изделий, выпускаемых в год, то получим калькуляцию фабричной себестоимости единицы изделия, а с учетом коммерческих расходов — соответственно полную коммерческую себестоимость. Все слагаемые себестоимости единицы продукции необходимо анализировать в сопоставлении с данными аналогичных передовых предприятий. В записке должны быть указаны элементы новизны, предусмотренные в проекте, и их положительное влияние на изменение отдельных статей и калькуляции в целом по сравнению с калькуляцией продукции предприятия, с которым производится сопоставление. В конце записки экономической части приводятся следующие технико-экономические показатели:
годовая программа, руб.;
то же, в ассортименте, шт.;
потребное количество материалов в год: пиломатериалы, м3; фанера, м3; черные металлы, кг; цветные металлы, кг; лайка (кожа), дц2; текстильные материалы, м;
принятый чистый выход изделий из материалов, %: пиломатериалы, металлы;
режим работы — сменность;
производственная площадь, м2;
общая площадь, м2;
средняя удельная норма площади на 1 станок, м2;
то же, на одно рабочее место, м2;
трудоемкость изделия, ч;
количество станков технологического оборудования, шт.;
количество рабочих мест, шт.;
загрузка оборудования в среднем, %;
установленная мощность, кВт;
потребность в электроэнергии, кВт-ч/год, в том числе для производственных нужд и для освещения;
штат рабочих, в том числе: производственных, вспомогатель-
276
них, транспортных; инженерно-технических работников, служащих, МОП;
энерговооруженность рабочего, кВт;
производительность одного рабочего в год, руб.;
съем продукции с 1 м2 производственной площади в год, шт. комплектов;
себестоимость выпускаемой продукции, руб.;
соотношение проектной себестоимости продукции к себестоимости аналогичных изделий такого же качества, выпускаемых каким-либо передовым предприятием, %;
продолжительность производственного цикла, ч;
фондоотдача, руб.
В состав дипломного проекта обычно входит следующая конструкторско-технологическая документация:
рабочие чертежи деталей и отдельного узла изделия или изделия в целом (выполняются обычно на ватмане карандашом в масштабе 1:1, а для мелких деталей 5:1 со всеми необходимыми разрезами и сечениями);
технологические карты по формам, установленным руководителем темы (выполняются в рукописи чернилами, пооперационные эскизы выполняются карандашом);
технические условия на проектируемый узел изделия (выполняются в рукописи чернилами и помещаются в технологической части пояснительной записки);
схема технологического процесса (выполняется тушью на ватмане) ;
план цеха с компоновкой всех основных и вспомогательных участков, оборудования, рабочих мест и транспортных средств (выполняется карандашом в масштабе 1 : 100 и 1 :50);
рабочие чертежи узла одного из видов нетипового оборудования или технологической оснастки (выполняются карандашом в масштабе 1 : 1 со всеми необходимыми разрезами и сечениями);
пояснительная записка, охватывающая все разделы дипломного проекта с обоснованием и примерами расчетов по каждой его части, должна иметь объем текста в пределах 80—100 стр.; объем графических работ составляет обычно 5—6 листов стандартного формата.
Нормативные данные. Длительностью производственного цикла называют период времени, потребный для выполнения полного комплекса операций по изготовлению изделия на данном предприятии, начиная, например, с сушки пиломатериалов и кончая передачей готового изделия на склад. Длительность такого цикла складывается из трех элементов: времени на обработку деталей, узлов и изделия в целом, т. е. из трудозатрат на единицу продукции; времени прохождения деталей, узлов, изделий по всем стадиям производства в процессе обработки; времени на технологическую выдержку на разлицдых процессах производства.
Величина трудозатрат зависит от уровня механизации производства, дифференциации процесса и т. д. (табл. 27). С увеличе
277
нием объема производства трудозатраты обычно сокращаются, а время прохождения полуфабрикатов по стадиям производства, как правило, увеличивается.
Таблица 27
Ориентировочные данные о трудозатратах на изготовление наиболее распространенных видов изделий по основным цехам
№ п. п. Наименование основных цехов Трудозатраты в ч* L
Баян 52X100—II Аккордеон 38X 80—III—5 Аккордеон 41X120—IV— —9/3
1 Деревообрабатывающий q целлулоидом .... отделкой 11,0 15,5 19,5
2 Механический 4,6 8,4 11,4
3 Планочный 2,9 5,4 8,5
4 Сборочный 16,5 24,2 35,0
Ито го... 35,0 53,5 74,7
♦ При выпуске 10—12 тыс. инструментов в год.
В длительности производственного цикла трудозатраты имеют значительно меньший удельный вес по сравнению со временем прохождения полуфабрикатов по стадиям производства и временем на технологическую выдержку. В связи с этим увеличение объема производства хотя и сокращает трудозатраты, но все же увеличивает общую длительность производственного цикла. При определении длительности производственного цикла не должны приниматься во внимание те операции, которые могут выполняться параллельно с другими основными операциями. Например, длительность цикла изготовления голосовых планок, клавишных механизмов и других полуфабрикатов не включается в общую длительность производственного цикла изготовления баяна или аккордеона, так как время, потребное на их изготовление, не превышает времени, потребного на изготовление корпусов этих инструментов.
Длительность производственного цикла изготовления баяна 52X100—II, оклеенного целлулоидом при годовом выпуске 10 тысяч инструментов, составляет по отдельным стадиям производства, сутки:
Сушка пиломатериалов с остывочным процессом........... 12
Раскрой с разметкой ................................... 1
Станочная обработка деталей ........................... 3
Склейка деталей ....................................... 2
Выдержка после склейки •............................... 2
Повторная станочная обработка ......................... 1
Подготовка к отделке................................... 1
Оклейка целлулоидом ................................... 2
Выдержка после оклейки целлулоидом.................... 10
278
Полировка.............................................. 2
Сборка клавишных механизмов...........,................ 2
Окончательная сборка, регулировка и контроль .......... 2
Итого ... 40
Из приведенных данных видно, что наиболее значительное время занимают технологические выдержки и сушка пиломатериалов (более 24 суток). Однако сокращение этого времени без достаточных на это оснований нецелесообразно, ибо качество инструментов может значительно понизиться.
Незавершенное производство представляет собой полуфабрикат (детали, узлы, изделия) различной степени готовности, находящийся на всех стадиях производственного процесса. Незавершенное производство занимает наибольший удельный вес в балансе оборотных средств предприятия.
Основное условие бесперебойной и нормальной работы любого предприятия — это наличие правильного обоснованного запаса незавершенного производства. Завышение нормы незавершенного производства приводит к нерациональному использованию оборотных средств, т. е. к их замораживанию. Заниженные нормы незавершенного производства создают угрозу простоев на производственных участках и, следовательно, остановку работ на последующих операциях, что в конечном счете нарушает планомерную работу предприятия и ведет к штурмовщине. Нормативы незавершенного производства определяются длительностью производственного цикла и объемом производства в единицу планового периода (месяц, день). Как правило, расчет ведется в днях по формуле
Н = ОхЦ, (51)
где Н — норма незавершенного производства;
О — объем выпуска в день;
Ц — длительность производственного цикла в днях.
Для определения необходимого размера оборотных средств нормы незавершенного производства исчисляются в денежном выражении.
Стоимость на определенном производственном участке, складывается из пяти основных элементов: стоимости сырья, стоимости полуфабрикатов, основных и вспомогательных материалов; стоимости технологического пара и силовой электроэнергии; зарплаты производственных рабочих, дополнительной зарплаты и начислений на зарплату; цеховых накладных расходов, относящихся к данному участку производства, и общефабричных накладных расходов, относящихся к данному участку производства.
При длительности производственного цикла в несколько дней стоимость изделия в каждый из этих дней будет различна. Естественно, что стоимость изделия (полуфабриката) будет тем выше, чем ближе оно находится к своей конечной стадии изготовления. Расчет нормативов незавершенного производства осуществляется для каждого участка в отдельности, поэтому и длительность про
279
изводственного цикла также должна определяться по отдельным участкам производства. Для упрощенных расчетов пользуются средней стоимостью незавершенного производства, которая составляет обычно половину стоимости готового изделия (полуфабриката).
Нормативы запаса полуфабриката, поступающие от иногородних поставщиков, также являются составной частью расчета оборотных средств предприятия.
Сборочные предприятия, как правило, получают в порядке кооперированных поставок от других заготовительных предприятий голосовые планки и клавишные механизмы. В этом случае при определении нормативов запаса полуфабрикатов необходимо учитывать: длительность транспортировки, сроки поставки, размер единовременной партии, величину партии ежедневного запуска и длительность производственного цикла. Обычно поставка полуфабрикатов предусматривается ежемесячно в объеме месячной потребности сборочного предприятия. На возможные задержки в транспортировке необходимо иметь резерв времени от 10 до 20 дней. Нормативные данные по хранению пиломатериалов, металлов и других материалов, а также готовой продукции приводились выше при рассмотрении складского хозяйства предприятия. Удельные нормы площади для различных участков производства были приведены в разделе «Расчет площадей производственных и вспомогательных помещений».
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (К ТРЕТЬЕМУ РАЗДЕЛУ)
1. Задачи и стадии промышленного проектирования.
2. Содержание технического проекта.
3. Чертежи, входящие в состав технического проекта.
4. Состав рабочих чертежей.
5. Особенности и содержание дипломного проекта технологического профиля.
6. Разделы (части) дипломного проекта учащегося техникума.
7. Задачи, решаемые в технологической части проекта.
8. Выполнение строительной части проекта.
9. Документация, разрабатываемая в конструктивной части проекта.
10. Состав экономической части проекта.
11. Методы нормирования сырья и материалов.
12. Назначение общей схемы технологического процесса изготовления деталей и сборки узлов.
13. Методика определения пооперационных норм времени.
14. Расчет основного оборудования и рабочей силы.
15. Данные для определения потребной производственной, вспомогательной площади и бытовых помещений.
16. Основные правила компоновки оборудования и организации рабочих мест.
17. Данные для определения установленной и потребной мощности оборудования.
18. Методика расчета потребной мощности освещения.
19. Расчеты по отоплению и вентиляции, выполняемые в дипломном проекте.
20. Определение ритма конвейера.
21. Сущность синхронизации операций, выполняемых на конвейере.
22. Последовательность расчета привода конвейера.
23. Формула расчета экономической эффективности внедрения конвейера.
24. Основные технико-экономические показатели, характеризующие результаты выполнения дипломного проекта.
280
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ!
Унифицированные размеры язычков баяна-52 X 100 — II
[Номера язычков + 0,02 /-0,03 Z2 °2 Ь2 d±0,02 о?0,03 „-0.03
1 74,5 65,9 62,9 7 0,7 2,4 5,88 5,88
2 70,5 61,9 58,9 7 0,7 2,4 5,88 5,88
3 66,5 57,9 54,9 7 0,6 2,4 5,88 5,88
4 61,5 52,9 49,9 7 0,6 2,4 4,88 4,88
5 55,5 46,9 43,9 7 0,6 2,4 4,88 4,88
6 50,5 41,9 38,9 7 0,5 2,4 4,88 4,88
7 44,9 40,9 37,9 7 0,5 2,4 4,18 3,18
8 42,9 38,9 35,9 7 0,55 2,4 3,68 2,68
9 40,9 36,9 33,9 7 0,55 2,4 3,38 2,38
10 38,9 34,9 31,9 7 0,55 2,4 3,18 2,18
11 36,9 32,9 29,9 7 0,55 2,4 2,98 1,98
12 34,9 30,9 27,9 7 0,55 2,4 2,88 1,88
13 32,9 28,9 25,9 7 0,55 2,4 2,78 1,8
14 30,9 26,9 23,9 7 0,55 2,4 2,68 1,7
15 28,9 24,9 21,9 7 0,5 2,4 2,58 1,6
16 26,9 22,9 19,9 7 0,5 2,4 2,48 1,5
17 24,4 20,9 18,4 6 0,5 1,85 2,38 1,4
18 22,4 18,9 16,4 6 0,5 1,85 2,28 1,3
19 20,4 16,9 14,4 6 0,45 1,85 2,18 1,3
20 19,4 15,9 13,4 6 0,45 1,85 2,08 1,22
21 18,4 14,4 12,4 6 0,45 1,85 1,98 1,22
22 17,4 13,9 11,4 6 0,45 1,85 1,88 1,12
23 16,4 12,9 10,4 6 0,4 1,85 1,78 1,12
281
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Унифицированные размеры рамок баяна 52 X 100 — 11
Номера рамок или язычков to о и сч о -Нео С! С2 сч о о ч Л2 н вз D±o,oi л±о,оз о о +
1 83 24 10 13 66 63 10 7 7 2,35 5,9 6
2 79 24 10 13 62 59 10 7 6 2,35 5,9 6
3 75 24 10 13 58 55 10 7 6 2,35 5,9 6
4 70 24 10 13 53 50 10 7 5 2,35 4,9 5
5 64 24 10 13 47 44 10 7 5 2,35 4,9 5
6 59 24 10 13 42 39 10 7 4 2,35 4,9 5
7 50 17 6 9 41 38 7 5 4 2,35 4,2 3,3
8 48 17 6 9 39 36 7 5 3 2,35 3,7 2,8
9 46 17 6 9 37 34 7 5 3 2,35 3,4 2,5
10 44 17 6 9 35 32 7 5 3 2,35 3,2 2,3
11 42 17 6 9 33 30 7 5 3 2,35 3,0 2,1
12 40 17 6 9 31 28 7 5 3 2,35 2,9 2,0
13 38 16 6 9 29 26 6 5 3 2,35 '2,8 1,9
14 36 16 6 9 27 24 6 5 3 2,35 2,7 1,8
.15 34 16 6 9 25 22 6 5 2,5 2,35 2,6 1,7
16 32 16 6 9 23 20 6 5 2,5 2,35 2,5 1,6
17 30 16 5,5 8 21 18,5 6 5 2,5 1,8 2,4 1,5
18 28 16 5,5 8 19 15,5 6 5 2,5 1,8 2,3 1,4
19 26 16 5,5 8 17 14,5 6 5 2,5 1,8 2,2 1,4
20 25 16 5,5 8 16 13,5 6 5 2,5 1,8 2,1 1,3
21 24 16 5,5 8 15 12,5 6 5 2,5 1,8 2,0 1,3
22 23 16 5,5 8 14 11,5 6 5 2,5 1,8 1,9 1,2
23 22 16 5,5 8 13 10,5 6 5 2,5 1,8 1,8 1,2
282
П Р ИЛОЖЕНИЕ 3
Таблица темперированных частот и размеров язычков гармоней, баянов и аккордеонов
Тон Частота, Гц Размеры рабочей части, мм
Буквенное обозначение Слоговое обозначение Длина (от центра отверстия для заклепки) Ширина Толщина стальной ленты
основания вершины
С, Дог 32,71 — —
CiSi До х-диез 34,65 — — — —
Di Pei 36,80 — — — —
DisL Рег-диез 38,90 — — — —
Ei 41,20 — — — —
Fi Фаг 43,65 65,9 5,88 5,88 0,7
Fis1 Фаг-диез 46,25 65,9 5,88 5,88 0,7
Gi СОЛЬ! 48,99 65,9 5,88 5,88 0,7
Gis1 Соль-диез! 51,91 65,9 5,88 5,88 0,7
Л яг 55,00 61,9 5,88 5,88 0,7
Bl Лях-диез 58,27 61,9 5,88 5,88 0,7
Hl Cui 61,73 61,9 5,88 5,88 0,7
c До 65,40 61,9 5,88 5,88 0,7
Cis До-диез 69,28 57,9 5,88 5,88 0,6
D Ре 73,40 57,9 5,88 5,88 0,6
Dis Ре-диез 77,78 57,9 5,88 5,88 0,6
E Ми 82,40 57,9 5,88 5,88 0,6
F Фа 87,30 52,9/42,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6
Fis Фа-диез 92,48 52,9/42,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6
Q Соль 97,98 52,9/42,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6
Gis Соль-диез 103,82 52,9/42,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6
A Ля 110,0 46,9/42,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6
В Ля-диез 116,54 46,9/40,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6/0,5
И Си 123,46 46,9/40,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6/0,5
с До 130,50 46,9/40,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,6/0,5
cis до-диез 138,56 41,9/40,9 4,88/4,18 4,88/3,18 0,5/0,5
d ре 146,80 41,9/38,9 4,88/3,68 4,88/2,68 0,5/0,55
dis ре-диез 155,56 41,9/38,9 4,88/3,68 4,88/2,68 0,5/0,55
e ми 164,80 41,9/38,9 4,88/3,68 4,88/2,68 0,5/0,55
f фа 174,60 38,9 3,68 2,68 0,55
fis фа-диез 184,96 36,9 3,38 2,38 0,55
g соль 195,92 36,9 3,38 2,38 0,55
gis соль-диез 207,64 36,9 3,38 2,38 0,55
a ля 220,00 34,9 3,18 2,18 0,55
b ля-диез 233,08 34,9 3,18 2,18 0,55
h си 246,92 34,9 3,18 2,18 0,55
c1 до1 261,60 32,9 2,98 1,98 0,55
cis1 до1-диез 277,12 32,9 2,98 1,98 0,55
d1 ре1 293,60 32,9 2,98 1,98 0,55
dis1 ре^диез 311,12 30,9 2,88 1,88 0,55
I1 ми1 329,60 30,9 2,88 1,88 0,55
f1 фа1 349,21 30,9 2,88 1,88 0,55
fis1 фаУ-диез 369,92 28,9 2,78 1,80 0,55
g1 соль1 391,91 28,9 2,78 1,80 0,55
gis1 соль^диез 415,28 28,9 2,78 1,70 0,55
a1 ля1 440,00 26,9 2,68 1,70 0,55
283
Продолжение
Тон Частота, Гц Размеры рабочей части, мм
Буквенное обозначение Слоговое обозначение Длина (от центра отверстия для заклепки) Ширина Толщина стальной ленты
основания вершины
61 ля*-диез 466,16 26,9 2,68 1,70 0,55
А1 си1 493,84 26,9 2,68 1,70 0,55
С2 до2 523,31 24,9 2,58 1,60 0,50
cis2 до2-диез 554,24 24,9 2,58 1,60 0,50
d2 ре2 587,21 24,9 2,58 1,60 0,50
dis2 ре2-диез 622,63 22,9 2,48 1,50 0,50
I2 ми2 659,20 22,9 2,48 1,50 0,50
p фа2 696,70 22,9 2,48 1,50 9,50
fis2 фа2-диез 739,84 20,9 2,38 1,40 0,50
g2 соль2 783,83 20,9 2,38 1,40 0,50
gis2 соль2-диез 830,56 20,9 2,38 1,40 0,50
a2 ля2 880,00 18,9 2,28 1,30 0,50
ля2-диез 932,32 18,9 2,28 1,30 0,50
h2 си2 987,68 18,9 2,28 1,30 0,50
c3 до3 1046,40 16,9 2,18 1,30 0,45
CIS3 до3-диез 1108,48 16,9 2,18 1,30 0,45
d3 ре3 1174,38 16,9 2,18 1,30 0,45
dis3 ре3-диез 1244,51 15,9 2,08 1,22 0,45
/3 ми3 1318,40 15,9 2,08 1,22 0,45
P фа3 1396,82 15,9 2,08 1,22 0,45
fis? фа3-диез 1479,68 14,9 1,98 1,22 0,45
g3 соль3 1567,64 14,9 1,98 1,22 0,45
gis? соль3-диез 1661,12 14,9 1,98 1,22 0,45
a3 ля3 1760,00 13,9 1,88 1,12 0,45
b3 ля3-диез 1864,64 13,9 1,88 1,12 0,45
h3 си3 1975,36 13,9 1,88 1,12 0,45
c? до* 2092,80 12,9 1,78 1,12 0,40
cis? до*-диез 2216,96 12,9 1,78 1,12 0,40
d4 ре* 2348,78 12,9 1,78 1,12 0,40
dis? ре*-диез 2488,94 12,2 1,78 1,12 0,40
1* ми* 2636,80 12,2 1,78 1,12 0,40
P фа* 2793,62 12,2 1,78 1,12 0,40
fis* фа*-диез 2959,38 11,8 1,78 1,12 0,40
g* соль* 3135,36 11,8 1,78 1,12 0,40
gis? соль*-диез 3322,24 — — — —
a* ля* 3520,00 — — — —
b* ля*-диез 3730,20 — — — —
h? си* 3955,07 — — — —
Примечание. В дробях числитель указывает размеры язычков басов, а знаменатель — размеры язычков мелодии.
284
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
Аллой С. М., Максимов Н. И. Музыкальная акустика. М., «Высшая школа», 1971.
Барановский М. А. Технология листовой штамповки. Госиздат БССР, 1957.
Бердинских И. П. Склеивание древесины. Будивельник, Киев, 1965.
Благодатов Г. И. Русская гармоника. Л., Музгиз, 1960.
Буглай Б. М. Технология столярно-мебельного производства. М., «Лесная промышленность», 1967.
Вячеславов П. И. Основы гальванотехники. Лениздат, 1960.
Ильинский С. А. Допуски и посадки в деревообработке. М.— Л., Гослесбум-из дат, 1960.
Лейкин Н. Н. Конструирование пресс-форм для изделий из пластических масс. М., Машгиз, 1961.
Песоцкий А. Н. Проектирование деревообрабатывающих предприятий. М.— Л., Гослесбумиздат, 1960.
Попова Е. И. Сборочные конвейеры в деревообрабатывающем производстве. М.— Л., Гослесбумиздат, 1951.
Розенфельд Н. Г. Гармони, баяны, аккордеоны. М., «Лесная промышленность», 1964.
Романовский В. Г. Справочник по холодной штамповке. М.— Л., 1954.
Сточник Г. Ф. Защитные покрытия в машиностроении. М., Машгиз, 1963.
Сборник трудов «№ 1 и 2. Научно-исследовательский институт музыкальной промышленности. М., Гизместпром РСФСР, 1938—1939.
Фадеев И. Г., Кузнецов И. А. Ремонт гармоник, баянов и аккордеонов. М., «Легкая индустрия», 1971.
Ямпольский А. М., Ильин В. А. Краткий справочник гальванотехника. М.— Л., Машгиз, 1962.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........................................................... 3
Раздел первый
Конструкция язычковых музыкальных инструментов 10
Глава I. Общее конструктивное устройство.......................... —
§ 1. Принцип извлечения звуков..............................—
§ 2. Современные типы гармоней, баянов и аккордеонов .... 13
§ 3. Конструктивные элементы язычковых инструментов . ... 20
§ 4. Методы расчета и конструирования........................21
Глава II. Голосовые планки.......................................... .23
§ 1. Расчет и конструирование.............................. —
§ 2. Определение размеров язычков......................... 25
§ 3. Расчет рамок........................................... 32
§ 4. Конструктивные элементы голосовых планок .... 33
Глава III. Входные камеры............................................ 39
§ 1. Назначение, устройство и конструктивные особенности . . —
§ 2. Расчет и конструирование .............................. 46
Глава IV. Корпус и деки........................................... 49
§ 1. Корпус.................................................—
§ 2. Деки................................................. 54
§ 3. Определение габаритных размеров входных камер дек, корпу-
сов и грифов язычковых музыкальных инструментов .... 59
Глава V. Клавишные механизмы .... .67
§ 1. Правый клавишный механизм.............................68
§ 2. Левый клавишный механизм..............................73
§ 3. Переключатель регистров.................................83
§ 4. Особенности расчета и конструирования клавишных механизмов 89
§ 5. Определение статического сопротивления клавиатуры . . . .105
§ 6. Унификация клавишных механизмов........................109
Гл а ва VI. Мех......................................................111
§ 1. Назначение и устройство. Расчет объема меховой камеры . . —
§ 2. Механизированная подача воздуха, применяемая в некоторых язычковых музыкальных инструментах...........................115
Глава VII. Футляры и арматура язычковых музыкальных инструментов . 116
Г л а в а VIII. Устройства для адаптирования и усиления звука........120
286
Глава IX. Конструктивные особенности язычковых музыкальных инструментов зарубежных фирм...................................................122
Раздел второй Технология производства язычковых музыкальных инструментов 127
Глава I. Изготовление голосовых планок.............................128
§ 1. Характеристика технологического процесса...................—
§ 2. Материалы для изготовления рамок и язычков...............130
§ 3. Штамповочно-заготовительные операции...................134
§ 4. Шлифование и штамповка язычков . ...................139
§ 5. Приклепка язычков к рамкам ... ...................145
§ 6. Предварительная настройка................................148
§ 7. Установка язычков..........................................151
§ 8. Комплектация и упаковка голосовых планок.................152
§ 9. Цеховой контроль качества продукции .........................—
Глава II. Изготовление металлических деталей механизмов и арматуры . 158
§ 1. Характеристика технологического процесса.....................—
§ 2. Материалы для изготовления металлических деталей механизмов и арматуры................................................159
§ 3. Штамповочно-заготовительные операции.....................162
§ 4. Сварочно-сборочные операции..............................168
§ 5. Отделка металлических деталей . *........................170
§ 6. Нанесение металлических защитно-декоративных покрытий . 174
§ 7. Неметаллические защитно-декоративные и защитные покрытия 181
§ 8. Цеховой контроль качества продукции................. 183
Глава III. Изготовление деталей из пластических масс.....................185
Глава IV. Изготовление деревянных деталей, сборка и отделка корпуса, грифа и входных камер..................................................192
§ 1. Характеристика технологического процесса.................—
§ 2. Материалы для изготовления деталей корпуса, грифа и входных камер.......................................................—
§ 3. Схема технологического процесса...................199
§ 4. Клеильно-сборочные операции .............................206
§ 5. Отделочные операции .... 218
Глава V. Сборочные операции............................................. 225
§ 1. Характеристика технологического процесса............... —
§ 2. Сборка клавишных и регистровых механизмов...............—
§ 3. Изготовление и сборка меха.............................< 229
§ 4. Монтаж и окончательная настройка голосовых планок . . . 235
§ 5. Окончательная сборка и регулировка.........................243
Раздел третий
Основы проектирования предприятий язычковых музыкальных инструментов 243
Глава I. Промышленное проектирование —
§ 1. Задачи проектирования .... . —
§ 2. Стадии проектирования .... . 249
Глава II. Дипломное проектирование ... .251
§ 1. Содержание дипломного проекта................................—
§ 2. Краткие методические указания по разработке отдельных частей дипломного проекта.......................................253
Приложения.......................................................... . 281
Указатель литературы . . . 285
287
Наум Григорьевич Розенфельд, Михаил Дмитриевич Иванов ГАРМОНИ, БАЯНЫ, АККОРДЕОНЫ Издание 2-е, исправленное и дополненное
Редактор О. Н. Царева
Художественный редактор Г. Н. Тюлина Переплет художника А. Я. Кальдина Техн, редактор Н. В. Черенкова Корректор Е. Н. Титова
Сдано в набор 20/VIII 1973 г. Подписано к печати 23/1 1974 г. Т-00166. Формат 60X90716- Бумага типографская № 3. П. л. 18,0. Уч.-изд. л. 20,38. Тираж 8000 экз. Зак. № 1876. Цена 78 коп. Изд. № 2006
Издательство «Легкая индустрия», 103031, Москва, К-31, Кузнецкий мост, 22
Ленинградская типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 196126, Ленинград, Ф-126, Социалистическая ул., 14.
russian-garmon. ги