Тележку пришлось сделать для достаточно специфических нужд, результаты были поразительны настолько, что пришлось задуматься: «В чем же здесь дело?» Началось с того, что один из авторов изготовил секционную байдарку многоскуловых обводов с обшивкой из фанеры. Вес в двухместном варианте (вместимость можно увеличивать хоть до 10 человек и более) от 36 до 40 кг в зависимости от комплектации. Размеры 1250x800x400 мм в одной упаковке и если в двух, то: 1250x800x400 мм и 1150x700x300 мм по 18—20 кг каждая.
Причем в сложенном состоянии эти секции образуют жесткие пакеты (без внешнего матерчатого покрытия), являющиеся великолепными ранцевыми рюкзаками, куда без труда входит запас продовольствия и личных вещей на длительный поход, палатка также уместилась бы, но байдарка сама является палаткой с жесткой крышей — в двухместном варианте байдарки достаточно более чем на четверых человек. Сыну автора 6 лет, так что он никак не может таскать даже незначительный груз, а вести его за руку и тащить на себе весь груз неудобно да и обременительно. Так что пришлось сделать телегу.
Ее сделали с колесами от дорожного велосипеда. При плавании со снятыми колесами ее крепят на корме байдарки. Телега сразу же стала интенсивно использоваться в хозяйстве. Грузы поднимают в ней на 4-й этаж по лестнице (лифта нет), провозят по квартире в разные комнаты, по электричке, через тамбур из вагона в вагон... Более 100 кг груза (20 кг весит телега без дополнительного оборудования: платформы, кузова-короба, короба-прилавка для одного продавца, пирамиды для перевозки стекла, кресла для инвалида), и вы идете, абсолютно не замечая ни груза, ни телегу, — идете так же, как без телеги с грузом!
Как-то один из авторов прошел с таким грузом (более 100 кг) около 6 километров за 48 минут по относительно плохой дороге: разбитый асфальт, частые бордюры, незаасфальтированные участки, в том числе гравийные. Тем более это удивительно, что грузом являлся человек в инвалидном кресле и два его чемодана с рюкзаком (кресло весит по крайней мере более 15 кг; 29 кг вес шасси), более 90% пути телега велась одной рукой — ниже будут описаны приемы вождения такой телеги без ручек.
Обратно то же расстояние он шел с грузом весом около 40 кг. Усталость после этого похода такая же, как если бы вы шли налегке. Легкость движения, предельную устойчивость как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости можно характеризовать тем, что одного из авторов — девяностокилограммового мужика (плюс вес кресла), легко и с удовольствием катает, даже в небольшую горку, его шестилетний сын.
Единственным недостатком такой тележки явилось то, что она все-таки великовата для перевозки в автобусе, троллейбусе, трамвае, а следовательно, основная задача, которая ставилась изначально, — эффективное перемещение байдарки, была не выполнена (неважно, что мы нашли что-то новое, пусть даже более ценное).
Пришлось сделать тележку немного не по нижесформулиро-ванным правилам проектирования идеальной тележки, с четырьмя надувными колесами от детского велосипеда. Так как грузовая платформа находится над колесами, ширину тележки уменьшили с 600 мм до 400. Пакет секций байдарки жестко закрепляют болтами через шпангоут к грузовой платформе (то есть секции байдарки находятся в положении на попа). Он является частью телеги — уже к нему крепят поручни-ручки для ведения и переноски телеги. Дшна в таком варианте не превышает 900 мм. С этой тележкой, груженной байдаркой, можно, не опасаясь кондуктора и пассажиров, ездить в автобусе, это «хозяйство» помещается в багажное отделение междугородного «Икаруса».
Эту тележку не нужно было делать с возможностью увеличения ширины — при увеличении вместимости байдарки с помощью дополнительных призматических секций размеры в сложенном состоянии незначительно увеличиваются: длина пакета — 5 см на одну дополнительную секцию, толщина — 2—3 см на одну секцию. Конечно, такая телега проигрывает в легкости, особенно по плохим дорогам, но частично это компенсируется в некоторых случаях предельной устойчивостью в основном в вертикальной плоскости. В комплексе эти два шасси полностью удовлетворяют потребности в перевозках для семьи. Все дополнительное оборудование общее для двух телег.
Существующие ручные тележки в массе своей очень несовершенны. Попытаемся разобраться, где, по мнению авторов, при создании тележек дали маху?
Распространенные повсеместно ручные хозяйственные тележки, если разобраться, представляют собой вариации на тему «цеховых — вокзальных тележек». Они имеют следующие особенности в эксплуатации.
Перемещение груза одним человеком на относительно небольшое расстояние — максимум на несколько сот метров.
Движение происходит по относительно ровной поверхности, что не требует закрепления груза. И поэтому необходима зачастую лишь ровная грузовая платформа, малых, иногда даже не обрезиненных, колес.
Отсутствие достаточно жесткого условия по ограничению веса тележки.
Отсутствие или малое влияние условий на выбор размеров — ширины и длины.
Из сказанного следует, что конструкции последних достаточно рациональны и что при их создании не требуется жесткая конструкторская проработка. При проектировании же хозяйственных тележек «мелочей» нет — они могут дать колоссальнейший эффект. Ниже мы попытаемся сформулировать принципы такого конструирования.
Но сначала несколько слов о колесах. Колеса должны соответствовать грузоподъемности тележки. Наиболее подходящими являются колеса от велосипеда. Конечно, чем больше диаметр — тем меньше сопротивление качения. Колеса целесообразно брать старые, уже отслужившие свой век на велосипеде. Даже конусы на подшипниках могут быть с раковинами — только поставьте все шарики. Дело в том, что велосипед может ехать значительно быстрее тележки, а нагрузка на заднее колесо у велосипеда составляет едва ли не две трети общего веса. Велосипедист может весить более 100 кг. Зависимость сил, которым противостоит колесо, от скорости близка к квадратичной. Таким образом, на телегу со старыми велосипедными колесами можно смело грузить 150—200 кг, что в большинстве случаев более чем достаточно.
1. Колея (если место для груза между колесами, то ширина) должна быть как можно меньше. Уменьшение колеи обусловливается, как правило, не поперечной устойчивостью — для этого еще есть резервы, а удобством, рациональностью размещения груза. При больших размерах тележки ширина (а здесь, следовательно, и колея) определяется возможностью проезда через двери — желательно самые узкие 500—600 мм. Продольную устойчивость тележки в горизонтальной плоскости можно подразделить на: способность удержания на курсе и устойчивость на курсе. Способность удержания тележки на курсе определяется величиной силы, перпендикулярной движению, возникающей в результате преодоления одним колесом неровности — кочки при достаточно медленном движении. Величина этой силы прямо пропорциональна ширине колеи. Устойчивость на курсе прямо пропорциональна моменту инерции телеги при повороте вокруг вертикальной оси, проходящей через точку опоры одного из колес, когда другое колесо натыкается (преодолевает) на препятствие — кочку, и обратно пропорционально вышеуказанной силе, перпендикулярной движению, то есть ширине колеи. Устойчивость на курсе учитывается при отсутствии силы человека, корректирующей направление движения. Если тележку изготавливают под велосипедные колеса самого большого диаметра — 702 мм, то уменьшить ширину тележки меньше 600 мм очень проблематично, так как между колесами перестает помещаться сидение стандартных размеров для инвалида. Очень желательно ее сделать 550 мм — казалось бы, что там 5 см.
Малая колея обусловливает возможность малой величины клиренса (дорожный просвет, расстояние между дорогой и днищем телеги), он теперь будет определяться лишь длиной тележки, то есть величиной свесов спереди и сзади колес. Видимо, главным ограничением уменьшения клиренса является возможность подъема тележки по стандартной лестнице — колеса должны доставать до пола при преодолении начала лестницы. Клиренс можно уменьшить, сделав подъем свесов в оконечностях, но оставив возможность перевозить длинномерные грузы.
Вышесказанное подводит к очень важному второму принципу при конструировании: поверхность, на которую кладется груз, должна быть расположена как можно ниже. В идеале (для ликвидации продольной неустойчивости телеги в вертикальной плоскости) центр тяжести тележки с грузом должен быть чуть ниже оси колес. Но это противоречит первому подпункту (когда груз между колес), да и без стремления уменьшить колею на практике труднодостижимо уже по причине разнохарактерности груза.
Поэтому стремиться к вышеуказанному уменьшению центра тяжести можно (если исключить кринолин — свесы над колесами) лишь понижением поверхности, на которую кладется груз. При уменьшении ширины пакета груза, чего требует первый подпункт, центр тяжести груза повышается обратно пропорционально ширине пакета груза. Продольная устойчивость тележки в вертикальной плоскости при движении и без него пропорциональна расстоянию от оси колес до центра тяжести тележки с грузом (без колес). Но положительным результатом уменьшения ширины пакета груза является увеличение момента инерции груза (а следовательно, телеги с грузом в продольном плане) при вращении вокруг оси колес. Будем считать, что продольная устойчивость в вертикальной плоскости прямо пропорциональна этому моменту инерции. Из вышесказанного следует, что поверхность, на которой располагается груз, должна быть ниже осей колес. При применении самых больших велосипедных колес расстояние от этой плоскости до осей колес должно быть не меньше 100 мм. Однако размещение груза между колесами при малой колее не всегда возможно.
Рассмотрим влияние уменьшения ширины колеи на продольную устойчивость телеги в вертикальной и горизонтальной плоскостях и сопротивление движению. Допустим, мы имеем груз одинаковой плотности в форме параллелепипеда с ребрами а>Ь>с (рис. I).
В существующих повсеместно тележках груз располагают в основном большим ребром перпендикулярно направлению движения (см. рис. 2).
Основной отрицательный смысл такого расположения груза относительно тележки заключается в том, что поворот тележки с грузом вокруг оси у (например, при наезде колесом на кочку) более сложен — больше устойчивость на курсе (если допустить одинаковую ширину колеи). Иными словами, момент инерции груза и тележки с грузом при повороте вокруг оси у в первом случае больше. Спасти положение может лишь уменьшение силы, разворачивающей тележку прямо пропорционально ширине колеи, то есть необходимо уменьшить ширину колеи прямо пропорционально уменьшению момента инерции (см. рис. 3 и 4). В большинстве случаев ширина пакета груза позволяет это сделать. В противном случае для второй нашей тележки необходимо: либо увеличить длину а (при сохранении объема пакета груза), что может уменьшить и ширину с, либо уменьшить ширину пакета груза с при увеличении высоты b (объем пакета остается неизменным). У каждого способа есть свои недостатки. При увеличении длины (увеличение габарита) создается неудобство, а при увеличении высоты повышается центр тяжести, что увеличивает неустойчивость тележки в продольной вертикальной плоскости. Конечно, общим недостатком может быть нерациональное размещение груза.
Однако более важной положительной характеристикой, безусловно, является возможность удержания тележки на курсе, где мы в значительном выигрыше. К предыдущему следовало бы также добавить, что устойчивость на курсе значительно увеличивает масса руки. Кроме того, большая ширина телеги неудобна для движения, а также, в конечном итоге, в комплексе с малой длиной в большинстве случаев является причиной буксировки телеги сзади, а не спереди, что также неудобно (см. ниже приемы ведения телеги).
Рассмотрим рис. 5, изображающий три способа размещения груза. В третьем случае по сравнению со вторым — объем параллелепипеда неизменный (груз тот же), ребро b увеличено обратно пропорционально ребру с, ребро а неизменно. В предлагаемой нами тележке (рис. 5—2) уменьшается момент инерции тележки с грузом (по сравнению с вариантом рис. 5—1) при наезде одним колесом на кочку, то есть при повороте тележки с грузом вокруг продольной оси х, проходящей через точку опоры правого колеса. Однако угол поворота тем больше, чем уже колея. Будем считать, что угловое ускорение при повороте тележки вокруг оси х (то есть при наезде на кочку) прямо пропорционально ширине колеи.
Тогда для того, чтобы сопротивление движению тележки не увеличивалось при уменьшении колеи, момент инерции телеги с грузом при повороте вокруг оси х должен уменьшиться в результате уменьшения момента инерции пакета груза и всей телеги примерно прямо пропорционально уменьшению ширины колеи, что практически так и есть. В этом случае уменьшение ширины колеи выгодно «по всем статьям».
Авторы считают, что и дальнейшее уменьшение колеи во многих случаях имеет положительный смысл. Рассмотрим третий вариант (рис. 5—3). Хотя вышеупомянутый момент инерции увеличивается при уменьшении колеи, однако силы, перпендикулярные движению телеги в горизонтальной плоскости на уровне пояса человека, «нейтрализуются водителем телеги» значительно труднее и при значительно больших затратах энергии (по мнению авторов более чем в 10 раз), чем воздействия в продольном направлении. Это связано с двумя моментами.
Первый — самый неприятный — когда точка приложения силы, перпендикулярной движению, находится впереди (или сзади) туловища. Дело в том, что момент инерции тела человека при повороте вокруг вертикальной оси, проходящей через центр туловища, самый минимальный из всех возможных. Причем эта разница очень значительна. Вместе с тем позиция посередине ведущего телегу наиболее удобна. Второй момент связан с тем, что даже тогда, когда точка приложения вышеуказанной силы приходится на центр туловища (в поперечном плане), человеку значительно труднее противостоять этой силе в движении, нежели той, что совпадает по направлению с движением. Это можно проверить на практике, то есть покатать телегу значительно больших размеров: груженый прицеп для легкового автомобиля на одной оси, сварочный агрегат (САК), бочку для кваса... Думается, не следует строить иллюзий, что существует какой-то порог, после которого величина сил в горизонтальной плоскости, перпендикулярных движению, практически, не оказывает влияния. В данном случае иллюстрацией к вышесказанному может служить тачка — тележка с одним колесом. Расположение груза на тележке, когда наиболее длинное ребро параллельно движению, делает возможным везти телегу впереди себя (благодаря центровке и устойчивости в продольной вертикальной плоскости), что позволяет значительно эффективнее выбирать дорогу.
Следует отметить, что наши рассуждения могут теоретически скорректировать второй подпункт — центр тяжести телеги должен быть чуть ниже осей колес. Так как дальнейшее понижение центра тяжести хоть и сделает незначительными флюктуации (случайные колебания) вертикальных сил при движении по неровностям, но уменьшит момент инерции телеги при повороте вокруг оси х — то есть при наезде на кочку.
Тележку необходимо сделать как можно более длинной для увеличения момента инерции тележки с грузом в продольном плане (то есть при повороте вокруг осей колес), эффективной центровки грузом, увеличения рычага приложения силы при движении. Достаточная длина обеспечивает при стоянке малый наклон телеги в продольном плане без специальных подставок, что исключает смещение незакрепленного груза.
Будем считать, что устойчивость на курсе и в продольной вертикальной плоскости пропорциональна моменту инерции телеги с грузом или может быть близка к квадратичной зависимости от длины телеги. Кроме того, эта же устойчивость прямо пропорциональна рычагу приложения силы для придания устойчивости телеге при движении. Предельная длина большой тележки не должна превышать 1300—1400 мм — это предельная длина, при которой еще возможно передвижение по обычной квартире и провоз в электричке. Длина сиденья в электричке приблизительно равна 1350 мм, и если тележка будет длиннее, то будет слишком вылезать в проход, что вызовет определенные неуцобства. Конечно, это может случиться, если вы везете такой груз, который не дает возможности поставить тележку на попа.
Подытожить обсуждение длины телеги необходимо следующим. Вместо длинной ручки, обеспечивающей продольную устойчивость двухколесной тележки в вертикальной и горизонтальной плоскостях (в основном своим большим рычагом), использованы более эффективные приемы, а именно:
1) уменьшение влияния неровностей дороги сужением колеи;
2) в результате уменьшается ширина пакета груза (на телегах, где груз находится между колесами), что увеличивает момент инерции тележки с грузом в продольном плане;
3) центр тяжести груженой тележки размещают по вертикали ниже осей колес, что делает ее устойчивой в продольной вертикальной плоскости;
4) большим моментом инерции тележки в продольном плане (результат большой длины) создают ей устойчивость как в горизонтальной, так и в продольной вертикальной плоскостях;
5) при возможности центровки тележки грузом добиваются устойчивости в продольной вертикальной плоскости;
6) большая длина тележки обеспечивает также больший рычаг приложения силы для стабилизации положения телеги при движении (аналог длинной ручки в обычных тележках, выпускаемых промышленностью).
Простейшие прикидки показывают, что более 90% усилий на повсеместно встречающихся тележках тратится на несение части груза и стабилизации движения в горизонтальной плоскости. При изменении конструкции тележки все эти усилия можно уменьшить почти на два порядка.
2. Из первых двух подпунктов первого пункта следует, что очень желательно предусмотреть возможность помещения груза на двух уровнях: между колесами и выше уровня колес (в экстремальном случае). В приводимой здесь конструкции телеги, если нет возможности расширить ее, если габариты груза превышают максимальную ширину телеги, ну, и если еще что-то, груз можно разместить на периметрах-поручнях, которые намного выше колес.
3. Для телег на колесах от взрослого дорожного велосипеда необходим жесткий периметр-поручень высотой от поверхности земли не менее 800 мм — высота кисти слегка согнутой в локте руки человека среднего роста. На тележках с колесами диаметром меньше 702 мм поручни в бортовых частях, видимо, можно опустить до уровня чуть выше колес, то есть сделать высоту поручней от плоскости движения меньше 800 мм. Этот периметр выполняет роль ограничителя груза при погрузке между колесами, фиксатора-ограничителя дополнительного оборудования (здесь короба-кузова, ограничительных пластин кресла инвалида), а также поручней, за которые ведут телегу.
4. Второй подпункт первого пункта требует исключить консольное крепление колес и крепить их по-велосипедному. То есть каждое колесо имеет свою ось (или вал), которую крепят на концах с двух сторон колеса. Это также делает крепление более прочным и легким. Часто можно видеть тележки с погнутой осью, то есть нарушением схождения и развала колес, что практически невозможно при креплении колес по-велосипедному. Кроме того, такое крепление обеспечивает жесткое ограждение колес (см. рис. 6), не увеличивая ширины тележки, что немаловажно при движении в узких проходах. При таком креплении необходимо обеспечить параллельность осей обоих колес — сделать схождение ноль.
5. Симметричность (или почти симметричность) в продольном плане. Это условие необходимо для эффективной центровки тележки размещением груза. Оно также делает возможным эффективно как тянуть, так и толкать тележку, не разворачивая ее, что очень немаловажно.
6. Блочность конструкции. На телегу можно ставить:
— кресло (стул), передвигаемое в продольном направлении для центровки. При сдвиге вперед до упора упрощается «выгрузка» (или выход) пассажира. Эти операции с пассажиром в кресле производят за доли секунды;
— платформу, являющуюся дном кузова-короба при снятых бортах;
— кузов-короб со съемными торцевыми бортами для загрузки как сыпучих, так и несыпучих грузов;
— прилавок для одного продавца — короб-кузов с верхней крышкой.
Можно вести торговлю во время езды или остановившись в бойком месте;
— пирамиду с фиксаторами для перевозки стекол;
— зажимы или другие специальные приспособления для определенных грузов. Байдарку, например, прижимают с боков резьбовыми зажимами, внизу устанавливают об-резиненные деревянные бруски с пазами для привального бруса;
— ничего не ставить, что очень удобно при перевозке длинномерных грузов: труб, досок, бревен (последние также удобно перевозить с коробом-кузовом, сняв торцевые борта или вытащив их до определенного уровня, так как одни бревна длинны, другие коротки), а также листовых грузов (оргалита, фанеры, шифера). Причем, вышеперечисленные грузы, как правило, закреплять не надо.
Негабаритные грузы также можно перевозить на периметре-поручнях без всякого дополнительного оборудования. Очень хорошо перевозить байдарку в собранном виде, положив ее дном на поперечные поручни (последние прикрывают куском тряпки, чтобы не повредить обшивку).
7. Из пункта 6 следует необходимость поэтапного изготовления или приобретения дополнительного оборудования. Сначала изготавливают шасси с периметром-поруч-нями на стойках (рис. 6), затем съемное оборудование: кузов, кресло инвалида и т.д.
8. Возможность быстрого съема колес и относительно быстрой (15—30 мин.) разборки и сборки всей тележки. Здесь речь также может идти о частичной разборке или сборке. Например, достаточно после снятия колес снять периметр-поручни со стойками — и габариты уменьшатся (ширина на 200 мм). После такой частичной разборки (достаточно отвернуть 8 гаек, без ущерба для прочности можно сделать и на четырех) тележка пролазит в двери шириной 600 мм.
9. По всей видимости, для больших тележек такого же класса, как приводимая здесь, наиболее предпочтительны следующие материалы: дерево и дюраль (дюраль можно заменить листовым железом меньшей толщины). Эти материалы прочны, долговечны, легки, недороги, удобны для монтажа дополнительного оборудования.
Авторы обычно не красят готовые деревянные изделия, считая достаточным покрыть их горячей олифой. Если изделие из строительной фанеры часто находится в воде (лодка), то оно должно быть разогрето перед покрытием горячей олифой до полного насыщения. Желательно олифить в относительно холодном помещении.
10. Применение для крепления самых ходовых болтов Мб.
Руководствуясь вышеперечисленными принципами конструирования, легко можно спроектировать тележки малого класса, которые можно постоянно видеть на улице и в транспорте. Думается, они будут достаточно превосходить по эффективности и удобству обычные тележки, хотя, надо заметить, чем меньше тележка, тем менее эффективно работают вышеприведенные принципы. Здесь не приводятся конструкции малых тележек, но если какая-либо организация изъявит желание заняться их производством, авторы могли бы оказать помощь в разработке конструкции.
Описание конструкции шасси
Тележка (см. рис. 6) может изменять свою длину от 1450 до 1580 мм, ширину от 550 до 800 мм. При ширине 600 мм между колесами помещается стандартное сидение и упомянутая байдарка в сложенном состоянии, поэтому остальное дополнительное оборудование сделано для этой ширины. Высота 840 мм, колея от 410 до 660 мм при ширине 600—460 мм. Вес 20 кг без дополнительного оборудования. Клиренс 220 мм. Длина и ширина сделаны изменяемыми из-за того, что при увеличении вместимости байдарки дополнительными призматическими секциями увеличиваются размеры в сложенном состоянии.
Телега имеет две независимые силовые конструкции, соединенные друг с другом восемью болтами Мб (достаточно было бы четырех по одному на каждую стойку), колесную раму и периметр-поручни со стойками. Эти два узла конструкции сделаны из одинаковых по сечению деревянных брусков. Доска толщиной в 25 мм и шириной приблизительно 110мм.
Колесная рама (рис. 6 и 7) состоит из продольных балок (длина внутренних 1300 мм и внешних 850 мм), бобышек между ними 80x50x55 мм (два отрезка от вышеописанных брусков склеены вместе большими поверхностями). Внутреннюю продольную балку крепят к внешней на расстоянии 80 мм посредством бобышек. Балки и бобышки в местах стыков промазаны эпоксидным клеем и привернуты шурупами. Методика такова: сначала шурупами скрепляют все без клея, затем шурупы откручивают на 10— 20 мм и места соединений промазывают клеем. Каждый шуруп вынимают, по отдельности промазывают клеем, после чего все закручивают.
Поперечный лонжерон представляет собой более сложную конструкцию. Каждый лонжерон состоит из двух частей, которые представляют собой слоеную конструкцию: с двух сторон к деревянному бруску определенной формы приклепаны сквозными алюминиевыми заклепками дюралевые пластины аналогичной формы на эпоксидном клее. Наиболее технологично, если сделать лонжероны из многослойной фанеры толщиной 8—12 мм бакелизированной или обычной строительной, произведя в последнем случае пропитку горячей олифой. Конечно, эпоксидная смола плохо приклеивает дюраль к дереву, хотя на срез эта склейка достаточно прочна (особенно если на дюраль нанести царапины).
Смысл здесь, однако, в другом. Древесина, клеенная и промазанная снаружи эпоксидной смолой, приобретает совершенно другие свойства. И в таком слоеном варианте обладает очень высокими прочностными характеристиками. Клеенные и покрытые эпоксидными смолами конструкции называются ламинированными. В основе лежит явление сатурации — проникновения смолы в древесину. Смола занимает предназначенное природой место в клетках и волокнах. Наклепка дюралевых пластин на деревянный брусок на незатвердевшем эпоксидном клее очень неприятная операция. И это мягко сказано.
Вполне достаточно привернуть пластины шурупами. Этого не было сделано (кстати, очень напрасно) по той причине, что телега предназначалась для расположения поблизости от воды и поэтому необходимо было исключить электрохимическую коррозию дюрали в контакте с металлом (металлическими шурупами). При болтовых соединениях в контакте с дюралем головки болтов, гайки и несколько квадратных сантиметров дюрали тщательно прокрашивают.
Две части одного лонжерона соединяют внахлест посредством двух болтов Мб (так как других болтов в телеге не применяли, то в дальнейшем резьбу болтов не будем конкретизировать), расположенных на расстоянии друг от друга как можно большем, насколько позволяет длина детали лонжерона. Это делается в самом конце сборки колесной рамы, после прикрепления колес, после установки посредством регулировки нулевого схождения колес. Узел крепления колес к внешним и внутренним балкам состоит из четырех треугольных пластин тол шиной 1— 1,5 мм. Эти пластины крепят болтами с двух сторон каждой балки после установки колеса параллельно балкам. Внешние пластины имеют отверстие для оси колеса, внутренние — прорезь, равную по ширине диаметру вышеуказанного отверстия.
Сначала две пластины из четырех крепят к какой-либо балке болтами, две другие прижимают к другой балке струбцинами. Ставят колесо и легким постукиванием молотка по его ободу или пластинам, прикрепленным струбцинами, устанавливают одинаковое расстояние от какой-либо отмеченной точки на ободе или шине до балки с одной стороны оси и с другой (то есть поворачивая колесо на 180°). После установки струбцинами крепко зажимают детали и сверлят отверстия под болты. Необходимое условие хорошей работы такого узла — расстояние от двух прижатых сверху (в месте отверстия и прорези) друг к другу пластин, закрепленных на одной балке (так, чтобы образовался равносторонний треугольник), до такой же точки треугольных пластин другой балки (также сверху сжатых вместе) должно быть равно длине колесной втулки. Узел будет хорошо работать, если это расстояние отличается на 1—2 сантиметра от длины втулки.
Таким образом при расстоянии 80 мм между внешней и внутренней балками и толщине балок 20 мм длина для втулки колеса будет равна 100 мм, что близко к длине самой втулки.
Лонжероны крепят к бобышкам между балками посредством П-образных пластин из дюраля толщиной 1,5 мм (стандартная Линейка, наложенная, на другую с внешней стороны толщина для всех дюралевых деталей в данной тележке). П-образные детали не очень удобно гнуть в тисках, особенно если их длина превышает ширину губок тисков. Толстый (1,5 мм и более) дюраль, как правило, без предварительного нагрева не согнешь — сломается или на сгибе будет крайне непрочным. П-образные пластины надевают сверху на концы лонжеронов и бобышки между балками, после чего стягиваются 4 болтами: 2 приходятся на бобышки, 2 болта на лонжерон. Причем расстояние между парами этих болтов должно быть как можно меньше.
Для того чтобы сделать схождение (в нашем случае ноль), необходимы: струбцина и раздвижная линейка. Две детали одного лонжерона скрепляют двумя болтами (если есть вторая струбцина, то можно зажать ею для возможной коррекции). Раздвижную линейку просто сделать из 2-х обычных линеек, стянув их резинками не очень туго (рис. 8). Поставив колесную раму с прикрепленными колесами на подставки, в качестве которых можно использовать 2 табуретки (см. рис. 7), при помощи скотча, узкой полоской изоленты или еще чего-либо делаем метки на боковой, внутренней стороне ободов двух колес. Добиваемся одинакового расстояния между метками на ободах колес в горизонтальной плоскости, проходящей через оси, поворачивая колеса на 180°, делая замеры раздвижной линейкой между вышеупомянутыми метками. При этом две части лонжерона раздвигают или сдвигают легким
постукиванием молотка по его частям, либо по продольным балкам (естественно, струбцину необходимо ослабить). Подробно объяснять изготовление периметра-поручней нет необходимости. Это несложно понять, посмотрев на рис. 6, 9 и 10. Следует отметить, что жесткость этого узла в продольном плане обеспечивается флажками из дюраля длиной 150 и шириной 50 мм, то есть равной по ширине деревянным брускам. Эти флажки очень жестко крепят к стойкам в продольном направлении телеги посредством шурупов и эпоксидного клея (см. рис. 9).
Поперечная жесткость осуществляется укосинами из деревянных брусков такого же сечения, что и основные детали. Желательно левую сторону сделать поднятой, а правую опущенной. Если же человек левша, то наоборот — правую поднять, левую опустить. Опущенная сторона должна быть не менее 150—200 мм от основания стойки. Крепление укосин либо к флажку из дюрали, либо сквозным болтом к стойке. Флажок желательно развернуть во внешнюю сторону, чтобы не уменьшать ширину прохода между стойками — погрузка в большинстве случаев производится здесь. Стойки крепят к внешним продольным балкам посредством П-об-разных деталей, длина которых — 150 мм — определяется величиной, на которую можно удлинить тележку.
Конструкция и методика изготовления колесной рамы для четырехколесной тележки аналогичны вышеописанным. Периметр-поручни со стойками общие для двух телег. Поручни, прикрепляемые к байдарочной секции, стоящей на попа, на этой тележке, также не должны вызывать интереса.
Конструкция платформы, короба-кузова, прилавка продавца
Длина платформы 1200 мм сделана с таким расчетом, чтобы при ведении телеги двумя руками сзади (в гору, или через какое-либо препятствие, или по лестнице) нога при ходьбе не задевала платформу. Без небольших ручек ногой можно задеть лишь за стойку в месте крепления с внутренней продольной балкой, но за два года эксплуатации авторам ни разу не удалось этого сделать — более 90% времени телегу ведут одной рукой сбоку (рис. 12). Платформа склеена эпоксидным клеем из двух листов четырехмиллиметровой строительной фанеры (лучше сразу брать восьмимиллиметровую, но ее у авторов не было). Кроме того, необходимо сделать разметку вырезов для выступающих частей лонжеронов. На первом листе фанеры делают разметку с помощью линеек, на втором корректируют по примерке первого листа. Следует сказать, что при склейке плотно прижать всю склеиваемую поверхность листов фанеры не удается даже на значительно меньших листах с применением струбцин. Авторы листы фанеры прижимали кирпичами. Но даже тогда, когда всю поверхность невозможно прижать плотно (в сухом состоянии это возможно, но после нанесения эпоксидного клея в результате сатурации фанера коробится), склейка очень прочна, а при наличии пустот между склеиваемыми поверхностями жесткость платформы лишь возрастает.
Таким образом, прочность по крайней мере равноценна прочности цельного листа строительной фанеры (аргументами против такой склейки могут быть лишь трудоемкость и стоимость — на такую поверхность ушло половина стандартной упаковки недешевого эпоксидного клея). Ширина платформы равна расстоянию между боковыми внешними поверхностями внутренних балок (с одного конца 395 мм, с другого 374 мм — результат установки схождения колес).
Длина короба-кузова по верху 1240 мм выбрана из расчета того, чтобы при движении^ телеги рука лежала в месте крепления стойки к поручню-периметру. В этом месте никаких специальных ручек нет и без них очень удобно.
Если в результате какого-то экстремального случая (повреждения узла крепления колес или продольных балок) потребуется новая регулировка схождения, то всегда можно уложиться в вышеуказанную разницу 21 мм между внутренними продольными балками с разных концов, что меньше толшины двух балок « 40—45 мм (иными словами, платформа не провалится). Это также значит, что платформу и кузов можно не подгонять и переделывать — при серийном выпуске последние будут подходить ко всем телегам. Высота борта кузова 600 мм, то есть на 50 мм выше поручней. Сверху продольные борта кузова ничем не скреплены между собой, их «развал» не допускают продольные поручни — то есть ширина по верху кузова — 430 мм равна ширине между поручнями. Торцевые борта съемные, они вынимаются вверх по пазам, образованным двумя дюралевыми уголками (рис. 10). Снизу, в месте крепления колес (посредине тележки), расстояние между продольными бортами плавно по окружности сужено на ~ 60 мм, сужение на длине « 300 мм. Сверху такого сужения нет. Продольные борта по верху окантовывают деревянными планками. Они же являются отличными ручками для вытаскивания кузова из шасси.
Сужение бортов по низу сделано из-за устройства крепления колес, а также из-за того, что оси колес выступают в сторону кузова. Оказалось, что такой изгиб бортов по низу придает жесткость всему кузову. Фанеру надо ориентировать так. При изготовлении платформы наибольшей жесткости фанерного листа добиваются, располагая волокна поперек продольных балок, то есть поперек телеги. При изготовлении продольных (боковых) бортов — следят за тем, чтобы фанерные волокна были направлены вертикально. При сооружении торцевых бортов наибольшей жесткости добиваются, направляя фанерные волокна горизонтально. Крепление продольных бортов осуществляют болтами к дюралевым уголкам, прикрепленным на шурупах и эпоксидным клеем к краю платформы.
Крышку для прилавка желательно сделать хотя бы из двух частей, чтобы удобно было залезать в короб, не боясь стряхнуть что-то с прилавка. Г-образный кронштейн для пружинных подвесных весов можно приделать как к коробу, так и к стойке поручней.
Конструкция инвалидного кресла
Кресло сделано из мягкого стула, у которого отпилены ножки. Снизу шурупами прикручены на дюралевых уголках продольные деревянные бруски, к которым внахлест прикреплены посредством шурупов невысокие деревянные стойки-ножки такой высоты, чтобы стул находился чуть выше узла крепления колес. На конце этих стоек-ножек с внутренней и внешней стороны шурупами прикреплены дюралевые пластинки размерами: 20x60 мм — на передние стойки, 40x60 мм — на задние, по две на каждую ножку-стойку (рис. 11); нижние концы этих пластинок загнуты внутрь и на 5 мм под прямым углом. На задних стойках углы загнутых частей срезаны под углом более 45° в продольном направлении. Таким образом постановка и снятие кресла на шасси занимает секунды, а крепление надежно и обеспечивает достаточную продольную подвижность при центровке. Операция установки такова: кресло, наклоненное приблизительно под углом 45°, ставят задними стойками-ножками на продольные внутренние балки; дюралевые пластинки, из-за того, что углы загнутых частей срезаны, раздвигаются сами, и кресло опускается; при положении стула, близком к горизонтальному, пластинки обхватывают загнутыми частями балку. Пластинки на передних стойках слегка разжимают пальцами для постановки стоек на балки. При снятии кресла все повторяется в обратной последовательности. Так как колесо находится очень близко от кресла (10— 20 мм), по бокам последнего прикреплены фанерные пластины, которые верхним краем опираются на продольные поручни. Наибольшая жесткость фанеры должна быть в вертикальном направлении. Поэтому волокна внешних слоев вертикальны.
Приемы ведения телеги
Вести телегу можно, находясь от нее по любую сторону. Основная позиция — слева от телеги (если человек правша). Тележку ведут правой рукой. Если человек левша — то наоборот (рис. 12). При этом центровка телеги осуществляется при смешении груза немного вперед. Тяжесть руки, лежащей на торцевом поручне, уравновешивает экипаж. Устойчивость на курсе и в вертикальной плоскости такова, что при полной центровке можно ненадолго убрать руку.
Теоретически и практически это наиболее удобная позиция при движении, до сих пор не реализованная в существующих конструкциях тележек. Вы находитесь немного сбоку — видна вся дорога. Из-за того, что тележка впереди, виден груз. И наконец, видно положение телеги по отношению как к участникам движения (пешеходам, велосипедистам), так и к пассивным объектам (столбы, косяки калиток, дверей, ворот). По мнению авторов, удобство конструкции и качество изготовления любой тележки должны характеризоваться наличием при движении этой основной позиции. Основные причины, по которым эта позиция тележечника не была реализована, следующие:
невозможность сделать центровку груженой телеги не то что вперед, а даже нейтральной; крайняя неустойчивость движения как на курсе, так и в продольной вертикальной плоскости (последнее незаметно, потому что вы несете значительную часть груза, вес которого скрадывает все колебания). Невозможность центровки делает движение неудобным: рука человека, поднимая часть груза на телеге и толкая последнюю вперед, испытывает тройную нагрузку в неудобном положении. В нашем случае две нагрузки практически отсутствуют, и необходимо лишь толкать телегу вперед при очень удобном положении руки для совершения такой работы.
Невысокие ступеньки и небольшие подъемы преодолеваются без изменения вышеописанной позиции. В узких местах и при больших препятствиях тележку берут за поручни двумя руками, человек занимает место сзади. При отсутствии ручек (если их делать, то длиной не более 30 сантиметров и желательно складные), ноги либо обе при движении вперед заходят между внутренними продольными балками, либо только одна. В последнем случае человек находится чуть в стороне от телеги, но почти не выходит за поперечные габариты.
При подъеме по лестнице, переезде через высокий бордюр и т.д., часто необходимо занимать позицию впереди телеги. Однако саму телегу не надо (необязательно) разворачивать. Здесь небольшая передняя центровка также удобна. Рука берется за середину торцевого поручня.
Иногда необходима буксировка телеги при нахождении тележечника сбоку и поддержке ее за продольный поручень.
Вызывает интерес возможный прием подъема по лестнице. Приделав очень маленькие колесики, немного уменьшающие клиренс, на конце переднего (или заднего — тут не разберешь) свеса телеги. Наклонив тележку назад (на себя), вы ставите колесики на край ступени и, поднимая зад телеги, двигаете ее вперед. При этом она катится по ступеньке до ее конца на маленьких колесиках-роликах. Затем операция повторяется.