III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ПРОЕКТ «МАРКЕР ОГОРОДНЫЙ»
Чагочкин А.С.
Автор работы награжден дипломом победителя первой степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 

Введение

Сегодня стало модно работать над поиском национальной идеи. Под него из бюджета выделяются средства, серьёзные люди в строгих костюмах выдают десятки тезисов, по которым, якобы, можно обустроить Россию. Но что-то мне подсказывает, что искать нужно не правительственных зданиях, не в кожаных креслах «высоких» делегаций.

Поразительно, но и сегодня, в век технологического бума, люди тянутся к земле, разбивают огороды, делают на участках цветники, выращивают картошку, огурцы и новомодную рукколу. Зачем это людям? Очевидно, что не от экономии и не от любви к огородной гимнастике. Земля — успокаивает, примиряет. Есть что-то необъяснимо-гармоничное в образе человека, работающего на земле. Неслучайно сам Лев Толстой считал верхом человеческой деятельности земледелие.

Мои бабушка и дедушка имеют свой огород, где выращивают сельскохозяйственную продукцию не только для себя, но и для многочисленных родственников. Каждый год по весне я тоже становлюсь участником сельскохозяйственных баталий, помогаю копать землю, формировать грядки, сажать картошку. При посадке картофеля для разметки борозд дедушка использует самодельный маркер. Он представляет собой большие грабли (размеры 1500*1500) с тремя забитыми гвоздями. Данный маркер очень тяжелый, занимает много места для хранения, а используется всего один день в году.

Таким образом, передо мной встала проблема – исследовать технологии возделывания сельскохозяйственных культури изготовить универсальный, компактный и облегченный инструмент для формирования грядок, разметки посадочных рядков в огороде.

  1. Первое мини исследование. Соответствие идеи моим потребностям, интересам и возможностям

Используя данную схему, я проанализировал соответствие моей идеи моим возможностям, интересам и потребностям семьи. Отвечая на вопросы «да» или «нет», и направляясь по стрелкам, я убедился, что мой проект соответствует требованиям моей семьи, не противоречит моральным, этическим, экологическим и др. требованиям. Времени достаточно, маркер не требуют больших материальных затрат. Обучаясь в МОУ СШ п. Ярославка ЯМР, имея возможность использовать материально-техническую базу учебных мастерских и знания, полученные на уроках по технологии и в группе дополнительного образования, мне позволят реализовать мою идею.

Таким образом, идея изготовления маркера осуществима, т. е. данный проект соответствует моим потребностям, интересам и возможностям.

2. Определение конкретной цели и её формулировка

Передо мной стояла цель: изготовить универсальный, компактный и облегченный инструмент маркер огородныйдля формирования грядок, разметки посадочных рядков в огороде. Из поставленной цели вытекали следующие задачи:

1. Изучение информационных источников.

2. Проведение мини исследований.

3. Выработка требований проектируемому изделию.

4. Выбор материалов, оборудования, технологии для изготовления проектируемого изделия.

5. Разработка технологической документации.

6. Выполнение экономических расчётов.

7. Изготовление проектируемого изделия.

8. Оценка параметров изготовленного изделия.

9. Проведение мини - маркетинговых исследований.

  1. Второе мини исследование. Построение «звёздочки обдумывания»

 

1.Выявление истории, традиций, тенденций.

2.Параметры и ограничения проектируемого изделия

 

 

3.Выбор оптимального варианта.

 

 

4.Выбор материалов, инструментов и оборудования

 

 

10.Самооценка

 

 

Маркер

огородный

 

 

9.Оценка качества

 

 

5.Организация рабочего места

 

 

6.Разработка технологической документации

 

 

7.Экономические расчёты

8.Экологическое обоснование

 

4. Третье мини исследование. Выявление истории, традиций, тенденций.

Прежде чем приступить к изготовлению маркера, я изучил основные понятия, историю возникновения, создания подобных приспособлений.

Се́льскоехозя́йство — отрасль экономики, направленная на обеспечение населения продовольствием (пищей, едой) и получение сырья для ряда отраслей промышленности. Отрасль является одной из важнейших, представленной практически во всех странах.Сельское хозяйство относится к древнейшим видам хозяйственной деятельности человека.

Маркер сельскохозяйственный, приспособление к сеялке (сажалке) или сцепке для обеспечения параллельности проходов и предотвращения огрехов машинно-тракторным агрегатом. Механический маркер состоит из сферического диска и раздвижных штанг.

Маркер представляет род больших, крепко построенных граблей, зубцы которых при движении орудия проводят линии по поверхности почвы.

Технология возделывания сельскохозяйственных культур – это комплекс агротехнических приемов, выполняемых в определенной последовательности, направленный на удовлетворение требований биологии культуры и получение высокого урожая заданного качества.

Качество урожая определяется соотношением и совокупностью действия внутренних и внешних факторов. К внутренним факторам относят природные особенности растений, их биологическую сущность, наследственные признаки. Внешними факторами являются климатические условия, состав почвы и совокупность агротехнических мероприятий. Один из факторов агротехники – это культура труда. Правильно размеченные рядки не только украшают внешний вид участка, но и в значительной мере влияют на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

При сокращении расстояния между рядками растения затеняют друг друга, при рыхлении почвы в период роста повреждается корневая система, легче передаются болезни, уменьшается плодородие почв, что в значительной мере влияет на конечный результат.

Для обеспечения оптимального числа растений на единице площади необходимо перед высевом семян и рассады разметить места их укладки в почву.

Таблица 1

Расстояние между рядками основных огородных культур

Наименование культуры

Расстояние между рядками

1

Картофель

70-90* см

2

Моркови

10-20 см

3

Свекла

не менее 20 см

4

Томаты

40-70* см

5

Капуста

50-70 см

6

Огурцы

60-70 см

7

Лук

25-30 см

8

Лук севок

15 см

9

Клубника

30-35 см

10

Гладиолусы

40-50 см

11

Малина

1,5 - 1,7 м

*- расстояние зависит от плодородия почвы и сорта посадочного материала

Решение этих вопросов позволит не только повысить продуктивность отдельных культур, но и улучшить плодородие почв, создать условия для формирования благоприятной экологии и дизайна прилегающих территорий.

5. Параметры и ограничения проектируемого изделия

Обдумывая процесс изготовления маркера, его внешний вид, материал, возможности мне пришлось просмотреть много справочной и технической информации в библиотеке и Интернете. Мои поиски привели к следующему:

  • маркер должны быть из дерева, так как это экологически чистый, лёгкий, легкодоступный и дешёвый природный материал;

  • он должен быть компактным, эффективным, удобным в применении, универсальным, травмобезопастным, эстетичным, оригинальным;

  • я должен обладать определённым объёмом знаний по технологии обработки материалов, математике, черчению, физике, биологии;

  • для изготовления маркера необходимо наличие комплекта инструментов и возможности механической обработки материала, доступность учебной и справочной литературы.

Большое внимание нужно уделить размерам и пропорциям сборочных элементов маркера.

6. Выбор оптимального варианта

Ознакомившись с различными моделями, как правило самодельных маркеров, я принял решение разработать и изготовить универсальный маркер с раздвижными зубьями.

7. Выбор материалов, инструментов и оборудования

  1.  
    1. Выбор материалов

Ручка маркера изготавливается из березы. Многие народы, живущие на территории России – почитали берёзу как священное дерево, которое любили не только за красоту, но и за особенную способность лечить душу, и тело. Все в ней – от корней и до кончиков ветвей, от почек и до пыльцы, от березового сока и до березового дегтя, листьев, сережек, угля – целебно для человека. Ведь, не даром, в России березу зовут «деревом жизни». А сколько песен, легенд, пословиц и поговорок посвящёно берёзе – столько не встретишь ни о каком другом дереве - "первое дело - мир освещать, второе - чистоту соблюдать, третье - больных исцелять". Берёза - своеобразный "фильтр" для очистки энергетики человеческого тела.

Поводки маркера изготавливается из дуба. Сама природа, подарив дубу, долговечность и неповторимую цветовую гамму, обусловила этим его уникальные свойства. Дуб является весьма ценной породой древесины. Одни из самых ценных достоинств древесины дуба - это ее твердость, прочность, долговечность и стойкость к гниению. Также необычайно красивы рисунки из древесины дуба, которым присуща элегантная, приятная текстура и цвет, обеспечивающие широчайшую цветовой гамму. Особенно разнообразны оттенки зрелой древесины дуба - желтовато-коричневый, светло-коричневый, светло-желто-розовый, красно-бурый, считающиеся символом основательности и незыблемости традиций. Разрезы этой древесины имеют красивые узоры в виде широких сердцевидных лучей. А со временем темнея, древесина дуба становится богаче на вид и престижнее.

В исторических описаниях можно встретить наименование дуба как «железное дерево». И сегодня, следующие вековым традициям мастера, уважают природную неповторимость каждого кусочка материала, с которым работают, выявляя и преподнося его лучшие качества.

Зубья маркера будут изготовлены из стального прутка диаметром 6 мм.

7.2 Выбор технологического оборудования и инструмента.

Весь необходимый технологический инструмент и оборудование для изготовления маркера в учебных мастерских имеется и находится в исправном состоянии. Для высверливания отверстий и выполнения паза на ручке потребуется сверлильный станок СНВШ-1. Используемый инструмент, приспособления описаны в технологической карте.

  1. Организация рабочего места

Индивидуальное рабочее место учащегося – это оборудованное специальными приспособлениями и техническими устройствами пространство.

Современное рабочее место ученика должно отвечать целому ряду требований:

  • Экологичность – все приборы и приспособления должны быть экологически безопасными для человека;

  • Эстетичность – эмоционально-эстетическое воздействие рабочего места должно быть позитивным;

  • Эргономичность – оборудование рабочего места должно учитывать индивидуальные особенности конкретного человека, т.е. высота стола, конфигурация и жесткость стула, цветовая гамма оборудования и многое другое должно соответствовать как санитарно-гигиеническим нормам, так и потребностям конкретного человека.

Рабочее место должно содержаться в чистоте, не загромождаться посторонними материалами.

Рабочее место ученика должно иметь естественный воздухообмен, т.е. должно обеспечивать приток свежего воздуха.

Перед началом работы нужно обязательно одеть спецодежду (халат, берет).

Процесс изготовления массажера требует внимания, аккуратности и точности. Все этапы проектирования исследованы, можно приступать к работе.

После работы инструменты протираются, убираются на свои места, верстак очищается при помощи щётки-смётки.

9. Разработка технологической документации

9.1 Технологическая карта на изготовление изделия «Маркер огородный»

Наимнование операции

Размер детали после обработки

Кол-во

Инструмент, приспособления

Примечание

длина

шир.

толщ.

1

Разметка ручки

1450

см. рис. 1

1

Карандаш, линейка, циркуль, угольник, шило

см. рис. 1

2

Резмерка поводка

520+1

25

7

6

см. рис. 2

260+1

25

7

2

см. рис. 3

3

Выпиливание ручки

1450

50*

20*

1

Линейка, угольник, карандаш, ножовка, лобзик

 

4

Выпиливание поводка

520+1

25

7

6

 

260+1

25

7

2

 

5

Сверление отверстий на ручке

по разметке

Сверлильный станок, сверло 6 мм

 

6

Сверление отверстий на поводках

по разметке

 

7

Строгание ручки с 4-х сторон с формированием рукоятки круглого сечения

     

1

Верстак, линейка, карандаш, рейсмус, угольник рубанок

 

8

Выпиливание паза на ручке

       

Линейка, ножовка, лобзик

 

9

Зачистка ручки

     

1

стамеска, молоток, набор напильников, шдиф. бумага

 

10

Зачистка поводка

     

10

 

12

Нарезание резьба М6 длиной 35 мм

См. рис. 4

4

Напильник, плашкодержатель, плашка М6, смазка, тиски

Материал Сталь 3 пруток 6 мм длиной 250 мм. - 4 шт 270 мм – 1 шт

13

Нарезание резьба М6 длиной 55 мм

 

1

14

Заострение зубьев

     

5

Тиски, напильник

см. рис. 4

15

Сборка маркера. Окончательная отделка. Устранение обнаруженных дефектов.

     

1

Ключ на 10, молоток, ветошь,

напильник, шлифовальная бумага

Для сборки необходимо: гаек М6-16шт, болтов М6*30-6шт, болтов М6*50-1шт шайб-20шт, гайка-барашек М6-1шт

 

ось

 

9.2 Чертежи и эскизы на изготовление изделия «Маркер огородный»

 

Рис.1 Чертёж ручки маркера

 

 

Рис.2 Чертёж поводка длинного

 

 

Рис.3 Чертёж поводка короткого

 

 

Рис.4 Чертёж зуба-маркера

 

9.3 Краткое описание последовательности изготовления «Маркера огородного».

Маркер состоит из ручки, шести длиной 520 мм и двух длиной 260 мм поводков, 5 зубьев-маркеров. Материал для изготовления ручки – берёза, поводков – дуб, чехла - бук.

Заготовка для ручки размечается (места сверлений прокалываются шилом), выпиливается ножовкой и лобзиком, затем выстрагиваются с четырёх сторон в размер (см. технологическую карту). После этого на ручке высверливаются 3 отверстия диаметром 6,5 мм и формируется рукоятка круглого сечения диаметром 25-30 мм. Затем пропиливается паз длиной 405 мм с помощью лобзика и ножовки, с последующей обработкой напильником в размер 7мм.

После разметки поводки выпиливаются из дубовой заготовки толщиной 7-8 мм, высверливаются по разметке 3 отверстия диаметром 6,5 мм на каждой заготовке. Затем производится зачистка деталей с помощью плоских напильников и шлифовальной бумаги.

Поводки между собой крепятся в передней части с помощью двух гаек в резьбовой части зубьев, к ручке – болтом М6 длиной 50 мм, а остальные с помощью болтов М6 длиной 30 мм. Центральное соединение подвижного конца конструкции закрепляется к ручке с помощью гайки-барашка. Под гайки устанавливаются шайбы.

Если все условия соблюде­ны после сборки, при движении болта с гайкой-барашком расстояние между зубьями должно изменяться от 50 до 1800 мм.

10. Экономические расчёты

Рассчитаем себестоимость одной единицы (маркера) по формуле:

С = Зм + Зт + Сот + Зэ +Ао + Зпр,

где:

Зм - затраты на материал. Объем пиломатериала:

- для изготовления ручки составит (1,5*0,05*0,03) = 0,0023 м.куб. Стоимость 1 м.куб. пиломатериала из березы на 01. 10. 2013 года составляет 3000 рублей, что составит затрат на материал для ручки 7 рублей.

- для изготовления 8 поводков составит (0,52*0,03*0,008*6)+ (0,28*0,03*0,008*2) = 0,00089м.куб. Стоимость 1 м.куб. пиломатериала из дуба на 01. 03. 2017 года составляет 23000 рублей. Затрат материалов на поводки – 20,32 рубля.

Кроме пиломатериалов для сборки маркера понадобятся крепежные болты в количестве 7 штук и зубья-маркеры – 5 штук. Стоимость металлической фурнитуры составит 45 рублей.

Итого всех затрат на материалы составит 72,22 рубля.

Зт – трудозатраты. Все работы проводились мной на уроках технологии для личных нужд, поэтому затраты на труд можно приравнять нулю. Если же открывать свой бизнес или изготавливать маркер на продажу, то при использовании механизированных станков затраты труда составят порядка 90 рублей.

Сот - социальные отчисления. Социальные отчисления физического лица составляют 13%, что в рублях составит 11,7.

Зэ - затраты энергии. Затраты энергии на изготовление маркера складываются:

  • Затрат электроэнергии на освещённость: Суммарная мощность ламп освещения - 180 Вт. Время использования - 3 часов. Потребность электроэнергии: 0,18  3 = 0,54 кВт;

  • Затрат электроэнергии на привод сверлильного станка СНВШ-1. Мощность станка - 0,6 кВт. Время работы – 0,25 час. Итого 0,6  0,25 = 0,15 кВт.

Суммарные затраты электроэнергии для изготовления маркера составят 0,7 кВт. Стоимость 1 кВт на 01. 03. 2017 г. для сельских районов Ярославской области составляет 3,85 рублей. Итого всех затрат энергии на изготовление маркера в рублях: 0,7  3,85 = 2,7

Таким образом, себестоимость маркера огородного составит 176,7 рублей.

Себестоимость единицы продукции на данный момент низкая. Но надо учитывать, что при серийном производстве будут учтены все расходные параметры: социальные и амортизационные отчисления, транспортные расходы, расходы на рекламу и др.

11. Оценка качества

Изготовленный маркер огородный используется для формирования грядок, для разметки посадочных бороздок, а в некоторых случаях, даже как грабли. Вес изделия составляет 1,6 кг, что в три раза легче прототипа. Маркер универсальный, пределы разметки от 50 мм до 1800 мм. (Приложение 1). Имеет габариты:

- в сложенном состоянии: длина 145 мм, ширина 140 мм, высота 120 мм;

- в разложенном состоянии (максимальные размеры): длина 145 мм, ширина 1850 мм, высота 120 мм.

Маркер занимает мало места для хранения, удобен в использовании. После разметки маркером участок примет красивый дизайнерский вид, особенно это будет радовать глаз в мае-июне месяцы, когда появятся первые всходы. Также, при стандартных расстояниях между рядками, без вреда для корневой системы, можно использовать для рыхления почвы ручные культиваторы, плоскорезы, окучники. Для наглядности зафиксируем сильные стороны и функциональные возможности маркера в таблицу:

Сильные стороны

Возможности

1. Универсален;

2. Малые габаритные размеры;

3. Низкая себестоимость;

4. Малый вес;

5. Экологично;

6. Удобен в хранении и транспортировании;

7. Прост в изготовлении.

1. Разметка посадочных рядков;

2. Разметка грядок и проходов;

3. Можно использовать как грабли и планировщик;

4. Сохранение корневой системы растений при последующих обработках;

5. Дизайн участка.

12. Заключение. Самооценка

Маркер изготовить было не трудно. Если есть возможность и желание нужно настроиться, не торопиться и вложить в работу частичку своей души. Маркер получился аккуратным и приятным в использовании.

Сделать какую-либо вещь своими руками всегда приятно, особенно когда получается красивое и оригинальное изделие нужное и полезное для кого-то.

Разработанный мной маркер, ввиду низкой себестоимости, может пополнить инструментальную базу любого огорода, а если человек любит мастерить своими руками, то по разработанным чертежам можно изготовить изделие и самому. Для этого понадобиться немного бросового материала (дубовые ящики из под хурмы), дрель, ручной столярный инструмент и немного терпения.

Работа над проектом дала мне почувствовать, что это очень увлекательное и полезное дело. При этом развивается глазомер, художественный вкус, внимательность, повышается уровень мастерства.

В процессе работы я встретил много полезной информации, которой заинтересовались и мои родственники.

Выполнение проекта «Маркер огородный» помогло мне утвердиться в своих силах, научило са­мостоятельному поиску и сбору информации.

13. Список литературы

1. Технология. Учебник для учащихся 5-7 классовобщеобразовательных школ под редакцией В. Д. Симоненко.Издательский центр «Вентана-Граф». 2010 г.

2. Основы деревообработки. Учебник для учащихся 8-9 классов. И. Н. Гушулей. 1998 г. г. Рига.

  1. Творческие проекты учащихся 5-9 классов общеобразовательных школ. Под ред. В. Д. Симоненко. М. Вентана-Граф, 2010.

  2. Интернет ресурсы.

  3. Газета «Сад и огород». Подшивка.

Приложение 1

Фотографии готового изделия «Маркер огородный»

Фото 1. Маркер огородный в рабочем состоянии

Фото 2. Маркер огородный в сложенном состоянии

 

19