Кресло-качалка своими руками (из дерева, фанеры, металла): как его сделать и добиться правильного баланса

54684648

О благотворном влиянии отдыха в кресле-качалке написано немало. Помогает он и сосредоточиться во время интеллектуального труда. Наконец, просто удобно, откачнувшись, брать книги со стеллажа за спиной или чашку кофе с журнального столика. Цены готовых качалок, как оно и положено в обществе потребления, реагируют на такие достоинства по-своему адекватно: качалка за 5000 руб. это еще дешево. А люди мастеровые и отвечают тоже по-своему адекватно: желающих сделать кресло-качалку своими руками прибывает. Однако от прочих предметов мебели качалка отличается, во-первых, тем, что вся целиком двигается, качается. Во-вторых, чтобы она из качалки не превратилась в пиналку или опрокидыватель, все изделие с восседающим в нем должны иметь точный баланс, который должен сохраняться в приемлемых пределах для седоков разного веса и комплекции. Рассмотрению вопросов, как добиться требуемых качеств кресла-качалки и посвящена данная публикация.

Виды качалок

Сообразовываться с собственными запросами нужно уже на стадии выбора прототипа. Кресел-качалок известно несколько типов, ориентированных на пользователей с различными привычками и запросами. Основные виды качалок показаны на фото. Первыми появились в обиходе качалки на простых радиусных полозьях (дугах, коромыслах, лыжах). Они в употреблении и по сей день, как в модерновом, так и в классическом облике, поз. 1 и 2. Их главное достоинство – конструктивная и технологическая простота.

Основные виды кресел-качалок

Основные виды кресел-качалок

Плавность и мягкость покачивания радиусные полозья обеспечивают только на относительно небольшом раскачивании, а при сильном не гарантируют от опрокидывания. Поэтому качалки «на радиусах» выполняются с низкой посадкой, обеспечивающей большое превышение центра образующей окружности (ЦО) над общим центром тяжести (ЦТ); подробнее о кинематике качалок см. ниже. Если же требуется сиденье нормальной высоты, то полозья снабжают отбойниками, поз. 3. Толчки отбойников об пол заметно отдаются в «пятой точке», и в любом случае выходить из кресла-качалки на радиусных полозьях приходится, несколько напрягшись.

Примечание: устойчивость при раскачивании несколько с большей амплитудой на нормальной высоте посадки обеспечивают качалки на радиусных полозьях с замыкающей горизонтальной дугой, см. рис. справа. Но, вдруг достигнут предел, опорная поверхность мгновенно сводится в точку и следует резкий толчок в спину.

Кресла-качалки с дугообразным задним упором

Кресла-качалки с дугообразным задним упором

Опрокидывание исключено в качалках на полозьях переменной кривизны, поз. 4. Все они достаточно комфортны для седоков разного телосложения. Сами мягко высаживают привставшего и подавшегося вперед седока кресла-качалки типа нирвана на полозьях переменной кривизны, поз. 5 и 6. Их также возможно, меняя показатель прогрессии в законе изменения образующего радиуса (тоже см. о кинематике), спроектировать под любую, в допустимых пределах, высоту посадки.

Кресло-качалка с колыбелью

Кресло-качалка с колыбелью

Примечание: матери с младенцем дают полноценный отдых с полным единением душ качалки-колыбели. Надежные качалки с колыбелью делаются только на полозьях переменной кривизны, см. рис. справа. Иначе, вдруг маленький забеспокоится и мама встрепенется, можно и кувыркнуться вместе. Что для младенца просто опасно.

 

 

 

Качалки-нирваны на эллипсных полозьях, поз. 7, обеспечивают легкое покачивание поистине блаженное, но не предотвращают опрокидывания при сильной раскачке, поэтому снабжаются отбойниками; передний часто совмещают с подножкой. Никогда не опрокидываются садовые качалки-лежаки с тентом на эллипсах, поз. 8.

Кресло-качалка на рессорах

Кресло-качалка на рессорах

Качалки-нирваны на рессорах, см. рис. слева, качаются так же мягко, как на эллипсах, т.к. механическая характеристика рессор прогрессивная. Но сделать рессорное кресло своими руками трудно: требуются или высококачественные доски особых пород древесины (тик, самшит, кизил) или обрезиненная, чтобы не царапала пол, полоса пружинной стали. Кроме того, в промежуток между рессорой и полозом набивается грязь и в нем можно очень больно прищемить палец. По последним причинам ныне рессорные кресла в продаже большая редкость.

кресло-качалка 3 в 1

Кресло-качалка 3 в 1

Наконец, существуют еще многофункциональные качалки «3 в 1» на полозьях с плавными изломами, см. рис. справа. При прямой посадке это обычное кресло; откинувшись назад, его можно перевести в режим качалки на радиусах, а откинувшись еще больше – превратить в лежак. Но габариты качалки 3 в 1 великоваты для квартир ниже бизнес-класса, а переходы из режима в режим сопровождаются довольно чувствительными толчками. В неудачных моделях для этого приходится или вообще вставать, или дергаться, извиваться и ерзать, как марионетка на ниточках. Поэтому кресла-качалки 3 в 1 – предмет мебели на любителя.

Для начала

Без особых претензий, лишь бы расслабиться после работы, поможет кресло-качалка на радиусных полозьях. Чертежи простого образца, выполненного, за исключением полозьев, только из прямолинейных деталей, даны на рис. На дачу, веранду или в сад это кресло можно сделать за полдня, пользуясь лишь электролобзиком, дрелью и парой гаечных ключей (сборка – на болтах). А покачавшись всласть, возможно уже и подумать о домашнем кресле-качалке для более искушенных; тогда понадобятся инструмент и знания основательнее.

Чертежи простого кресла-качалки

Чертежи простого кресла-качалки

Как оно качается?

Большинство домашних мастеров делают качалки по готовым чертежам, но прототипы часто оказываются разработанными и подогнанными под конкретную персону и точная реплика получается не такой удобной. Поэтому, прежде чем делать кресло качалку, необходимо получить хотя бы начальные сведения о его кинематике.

ЦТ прямо стоящего человека нормального телосложения расположен на границе поясницы и крестца с внутренней стороны позвоночного столба. У сидящего индивидуума он несколько смешается вперед и еще меньше вниз. В системе кресло-седок общий ЦТ смещается назад почти до исходной позиции и еще малость вниз. Смещение общего ЦТ вниз для конструирования кресла-качалки не особо существенно и можно считать, что проекция общего ЦТ на опорную поверхность (пол) примерно такая же, как у стоящего человека. В дальнейшем получившуюся погрешность несложно компенсировать окончательной балансировкой кресла, см. далее.

Гораздо сильнее влияет на устойчивость и комфортность качалки расположение ЦТ по вертикали относительно ЦО; последний – определяющая величина и при конструировании качалок на полозьях с переменной кривизной. Если ЦТ и ЦО совпадают, это безразличное равновесие: при любом физически возможном наклоне кресла проекция ЦТ на пол приходится на точку касания полозьев О, поз. 1 и 1а на рис. Кресло не качается, а если слишком откинуться – мгновенный кувырок с риском сломать шею. К счастью, точное совпадение ЦТ и ЦО возможно только теоретически.

Кинематика и построение профиля полоза кресла-качалки

Кинематика и построение профиля полоза кресла-качалки

Если ЦТ выше ЦО, то его проекция при любом наклоне «убегает» наружу, назад или вперед, от точки касания. При малейшем наклоне возникает опрокидывающий момент Мо (поз. 2 и 2а), качалка оказывается неустойчивой. Чтобы избежать такой ситуации для семейного кресла-качалки, его рассчитывают и балансируют на самого рослого, грузного и пузатого седока из возможных так, чтобы его ЦО оказался выше ЦТ на 450 и более мм. Тогда при наклоне кресла «убегать» станет т. О от проекции ЦТ, будет постоянно действовать восстанавливающий момент Мв (поз. 3 и 3а) и кресло при раскачке в допустимых пределах не опрокинется. Для тех, кто поменьше, превышение ЦО над ЦТ окажется великоватым, а раскачивание – резковатым, но это легко компенсировать подушками под спиной и седалищем. Вообще, чем меньше возвышение ЦО над ЦТ, тем мягче и плавнее покачивание, но и вероятность опрокинуться, резко выпрямившись и привстав в кресле, выше. Поэтому начинающим столярам лучше задаваться превышением ЦО в пределах 600-700 мм.

Примечание: при невозможности определить положение ЦТ самого крупного из седоков (скажем, в его отсутствие) радиус образующей окружности R берут равным среднему росту пользователей минус 5 см. Вдруг раскачивание выйдет резковатым, это можно исправить, поместив на сиденье постоянную подушку.

В кресло на полозьях переменной кривизны тащить с собой именно свои подушки нет нужды: оно само встанет в положение наибольшего комфорта. Здоровяк при этом откинется сильнее, а субтильный окажется сидящим прямее. При раскачивании назад т. О будет убегать от проекции ЦТ тем дальше, чем больше угол наклона и раскачаться до опрокидывания просто не получится. А если «перекачнуться» вперед, что вообще-то затруднительно, кресло плавно высадит гиперактивного на пол: куда тебе отдыхать? Ступай, займись чем-нибудь.

Для построения профиля полозьев переменной кривизны радиус образующей окружности (он определяется, как и в пред. случае) придется, во-первых, несколько раз поворачивать на фиксированный угол α; обычно берут α = 10 градусов. Во-вторых, для построения задней ветви полоза R при каждом повороте увеличивают по закону геометрической прогрессии с показателем k=1,02-1,03. Т.е., будет (см. поз. 4 рис.) R1 = kR; R2 = kR1; R3 = kR2; R4 = kR3 и т.д., если требуется. Вообще-то R меняется по некой тригонометрической функции, но для мебельной точности и размеров качалки ее удобнее заменить прогрессией, так считать проще.

Построение передней ветви ведут на постоянном R, но при каждом повороте образующей окружности ЦО приподнимают по вертикали (там же, на поз. 4 рис.). Начальное возвышение Δh1 берут равном 2-3% R, т.е. (0,02-0,03)R, а последующие идут тоже по геометрической по прогрессии с тем же показателем, что и для задней ветви. Δh1 в данном случае величина достаточно критичная; меньшее ее значение нужно брать для худых, а большее – для толстых.

В заключение полученные точки соединяют с помощью лекала плавной кривой. Не смущайтесь, если касательные к ней окажутся не перпендикулярными радиусам: чтобы кресло было устойчивым, оно в каждый момент покачивания должно оказываться как бы на обратном уклоне. Масштаб при построении желательно брать не мельче 1:5.

Примечание: если проектируется кресло-нирвана, но передняя восходящая ветвь его полозьев будет дугой эллипса (зеленый пунктир на поз. 4), касательной к построенному профилю полоза в т. I там же.

Окончательная балансировка

Маловероятно, чтобы у начинающего мастера кресло-качалка получилось сразу же достаточно комфортным. Скорее всего, изделие понадобится отбалансировать. Если кресло плохо раскачивается, а при выходе из него пихается, нужно утяжелить задний свес. Проще всего это сделать, соединив концы задних ветвей полозьев низкой П-образной балкой из досок, с выемкой, обращенной вниз. В выемку помещают грузы. Плечо рычага в данном случае длинное, так что гири подвешивать не придется. Другой вариант, в зависимости от дизайна – поперечная балка-труба с пригрузом внутри. Но в процессе балансировки ее придется несколько раз снимать и ставить обратно. Если же качалка норовит завалиться назад, нужно утяжелить передний свес. Проще всего это сделать, поставив подножку и прикрепив к ее исподу грузики.

О материалах

Кресла-качалки изготавливаются преимущественно из дерева. Металл, при всей его технологичности, малоотходности и большей стойкости на открытом воздухе, слишком тяжел. Влияние кресла на общий ЦТ оказывается значительным, момент инерции системы большим и, как следствие, покачивание слишком резким. Или приходится задавать предельно малое начальное возвышение ЦО над ЦТ, рискуя, что под кем-то качалка опрокинется. Впрочем, к металлическим качалкам мы еще вернемся в ходе рассмотрения отдельных образцов.

Использование фанеры для изготовления кресла-качалки

Использование фанеры для изготовления кресла-качалки

Совсем другое дело – фанера, особенно для начинающих столяров. Во-первых, выполняя детали качалки 3-слойными клееными, можно только с помощью электролобзика делать точные и прочные соединения шип-паз, слева на рис., если соблюдать след. правила:

  • Фанеру среднего слоя берут вдвое толще, чем для крайних. Напр., если нужна общая толщина 20 мм, то клеят 5-10-5 мм.
  • Собирают детали из заготовок на 2-компонентном водостойком клею. Если на ПВА – обязательно подкрепляют мелкими гвоздями.
  • Соединения собирают с проклеиванием (расклинивание в данном случае недопустимо) и подкрепляют диагональными парами саморезов с 2-х сторон.
  • Опорные поверхности защищают накладками из тонкой (6-10 мм) рейки твердого прочного дерева или плотной листовой резиной толщиной 4-5 мм. Фанера под сосредоточенной нагрузкой очень хорошо колется с торца.

Во-вторых, фанера дает возможности применять нестандартные технические решения, напр. как справа на рис. Такую качалку-чашу из фанеры можно сделать, пользуясь опять-таки только электролобзиком. Удобство – высокое, устойчивость абсолютная, и может служить подвесным креслом-гамаком или креслом-качелями. Толщина досок-ламелей от 12 мм; соединительных полушайб на полюсах – от 24 мм.

Примечание: в любом случае готовое фанерное кресло-качалку нужно дважды пропитать водно-полимерной эмульсией или жидким акриловым лаком на водной основе. Это не только повысит прочность изделия и его стойкость к внешним воздействиям, но и снимет избыточные остаточные напряжения в стыках и гнутых деталях.

Как ставить накладки

Износостойкие деревянные накладки на полозья кресла-качалки устанавливаются след. образом:

  1. Переворачиваем кресло полозьями вверх;
  2. Планку-заготовку основательно греем строительным феном;
  3. Укладываем заготовку на полоз и туго приматываем по всей длине х/б тесьмой. Не обожгитесь, дерево очень горячее!
  4. Так же прихватываем вторую заготовку на другой полоз;
  5. По полном остывании планок бандажи из тесьмы снимаем и клеим накладки ПВА по дереву или 2-компонентным клеем;
  6. Концы планок прикрепляем мелкими гвоздями до плотного прилегания накладок по всей длине. Под шляпки гвоздей подкладываем шайбы или кусочки фанеры;
  7. По полном высыхании клея (2-3 суток) временный крепеж удаляем. Сверлим глухие отверстия под саморезы и крепим концы окончательно;
  8. Лунки с головками крепежа затираем шпаклевкой из опилок того же дерева, густо замешанных на ПВА.

Примечание: металлическими метизами накладки нужно крепить только по концам. Иначе при истирании накладки в процессе пользования головки крепежа окажутся торчащими и начнут царапать пол.

Примеры кресел-качалок

Металлические

Обзор качалок начнем с металлических, т.к. выполнение из него кресел-качалок оправдано в немногих случаях. Кованых качалок, имитирующих классические плетеные из лозы или ротанга, как требующих специального оборудования, кузницы и соотв. квалификации, не касаемся. Но металлическая качалка «под плетенку» может быть изготовлена на сварке из профильной трубы; предпочтительно – эллиптического сечения. В таком случае нужно выбирать кинематическую схему качалки-нирваны как наименее чувствительную к избыточному возвышению ЦО над ЦТ, она же и по дизайну хорошо соответствует плетеным качалкам, см. рис. Сиденье, чтобы не увеличивать момент инерции, делают плетеным из тросов, ремней и т.п.

Сварное металлическое кресло-качалка

Сварное металлическое кресло-качалка

Из металла имеет смысл делать также садовые качалки-неваляшки, см. далее, благодаря его прочности и стойкости к износу. Но сварной каркас вроде того, что на поз. 1 рис. справа – решение не оптимальное, слишком сложен, трудо- и материалоемок. Гораздо проще сделать стальной каркас садового кресла-качалки типа Концепт, поз. 2. Труба – круглая от 40х2. Собственно ложе можно сшить, как гамак; балансировка – изменением его натяжения и, соотв., провисания. В итоге трудов и затрат много меньше, чем на повторение устоявшихся форм качалок, идущих «от дерева», а комфортность ничуть не хуже.

Конструкции садовых кресел-качалок из стальных труб

Конструкции садовых кресел-качалок из стальных труб

Тут просматривается еще любопытный вариант: каркас качалки Концепт из… гимнастических обручей. Только не алюминиевых или пропиленовых, а углепластиковых (карбоновых). Прочность – чудовищная, стойкость – абсолютная, вес – мизерный. Чего, правда, нельзя сказать о стоимости.

Ванька-встанька

В последнее время приобрели популярность садовые кресла-качалки – неваляшки. Если в таком откинуться назад полностью и поджать ноги, оно заваливается назад почти под 90 градусов, не теряя устойчивости; седок окажется лежащим на спине коленками в зенит. А если ноги вытянуть вперед, качалка – ванька-встанька становится в обычную позицию и тогда можно покачиваться как всегда.

Боковина садовой качалки-кресла-лежака

Боковина садовой качалки-кресла-лежака

Игрушка ванька-встанька со сферическим донышком покачивается довольно резко. Комфортное покачивание качалки-неваляшки достигается профилировкой ее полозьев по сложному закону. Построить их боковины «по-школьному», как описано выше, не получится. Нужно руководствоваться проверенными образцами и вычерчивать разметку по сетке, см. рис. Вариант на врезке, с обшивкой из планок толщиной 30-40 мм, более затратный, но менее трудоемкий. Он также позволяет увеличивать длину качалки, ставя промежуточные опоры-полозья.

Примечание: деревянные шары насаживаются на выступающие концы стержней подлиннее (1050 мм) и образуют ручки для покачивания и переноски.

Скамья-качалка

Валяться пятками в небеса, закинув руки за голову и любуясь сквозь трепещущую листву плывущими в синей выси облачками – наслаждение райское, но не всех устраивающее. Кому-то желательно и отдыхая выглядеть посолиднее. Таким более подойдет садовая скамейка – качалка, см. рис. Раскачаться на ней немного трудновато, велик ее собственный момент инерции, но и качается она долго. Максимальный пролет между опорами с полозьями – 750 мм при обшивке из реек толщиной 40 мм. Тыльная обшивка – декоративная.

Садовая скамья-качалка

Садовая скамья-качалка

Лежак с тентом

И те, и другие запросы удовлетворит садовая качалка-лежак на эллиптических полозьях и с тентом. Размеры ее боковин даны на рис; их материал – фанера 24 мм. Ширина ложа – до 900 мм, ее обшивка из реек 50х50. Места боковин, обозначенные серыми кружками, соединяются круглыми деревянными поперечинами диаметром от 60 мм.

Размеры боковины качалки-лежака с тентом

Размеры боковины качалки-лежака с тентом

Креслица-качалочки

Здесь речь идет не о лошадках-качалках, они игрушки, а не мебель. Но и отдохнуть, покачиваясь, детям тоже не вредно, так что имеет смысл сделать ребенку креслице-качалочку. Пропорции его будут немного другими, чем для взрослых, из-за влияния закона квадрата-куба.

Конструкция и деталировка детского кресла-качалки

Конструкция и деталировка детского кресла-качалки

Устройство детского кресла-качалки, схема его сборки и спецификация деталей даны на рис; материал – дерево. Мало-мальски опытному домашнему мастеру соорудить кресло-качалку для ребенка, руководствуясь этими данными, не составит большого труда, а начинающие могут прежде посмотреть мастер-класс по изготовлению почти такой же детской качалки.

Видео: кресло-качалка своими руками для детей

Самые сложные и ответственные детали – полозья:

Изготовление остальных элементов и сборка:

***

© 2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру

12345 (3 оценок, среднее: 3,33 из 5)
Загрузка...
Вывести все материалы с меткой:
Перейти в раздел:
Обсуждение:

  • Сергей С. Соколов  сказал(а):

    Добрый день!
    Огромное спасибо за замечательную статью!
    Однако возник вопрос. Сделал для внучки деревянную коняшку, а потом решил поставить ее на полозья. Для безопасности и комфорта решил воспользоваться вашими рекомендациями и сделать полозья с переменным радиусом, как у тыльной стороны кресла качалки. Вы рекомендуете принять К=1,02-1,03. Косинус 10 градусов равен 0,9848, а гипотенуза (если принять прилежащий катет за 1)- 1,015, так что К никак не может быть больше этой величины, иначе R1 просто проткнет пол.
    Возможно, я заблудился в трех соснах, но полозья сделать все-таки хотелось бы…
    Не откажите в помощи старику!
    Заранее огромное спасибо!
    С искренним уважением

    • вопрос-ремонт.ру  сказал(а):

      В трех соснах вы не запутались, но в статье дан упрощенный и
      приближенный метод построения обвода полоза, рассчитанный на ручную
      доводку краснодеревщиком средней квалификации. Подобные способы
      применялись в кораблестроении и авиации до компьютеризации
      проектирования. Точно рассчитать кривую переменного радиуса кривизны
      (скажем, для передачи данных сразу в автоматический координатный
      станок) сложно, и не грузить же популярную статью дифференциальной
      геометрией. В кустарных условиях построение шаблона производится так:
      § По желаниям заказчика определяем габаритные размеры качалки и
      степень ее «мягкости» («чтобы чуть-чуть колыхалась»; «чтобы баюкала»;
      «чтобы укачивала»). Тут же прикидываем максимальный угол качания,
      исходя из собственного опыта.
      § По габаритам находим вынос полоза назад, а по углу качания высоту
      свеса его конца над полом в положении равновесия.
      § Вычисляем длину крайнего радиуса RN (на поз. 4 рис. в статье это R4)
      § Определяем KN для крайнего радиуса как RN/R.
      § Находим шаг изменения K от K0 до KN, методом среднего
      геометрического. В данном случае – извлекаем корень 5-й степени из KN.
      Значения шага в статье 1,02-1,03 даны исходя из комфортности качания
      среднего человека.
      § Строим промежуточные радиусы R1, R2,… RN, задавшись фиксированным
      значением угла α. Их нижние концы отметят опорные точки для подгонки.
      Поскольку для построения выноса полоза до 1,2-1,5 м хватит 4-5 опорных
      точек, угол α окажется достаточно велик, а K довольно-таки грубым.
      Из-за этого на малых α вполне возможны погрешности вроде той, что вы
      заметили. По идее, K – величина переменная, но это намного усложнило
      бы расчет. Теперь, значит, действуем так:
      § По найденным координатам отмечаем опорные точки в масштабе (на листе
      бумаги или, лучше, на фанерке). Уменьшения 1:5 вполне достаточно,
      чтобы качалка получилась безопасной и удобной. На отходе упаковочного
      картона можно выстроить вообще 1:1. Если первый радиус «проткнет пол»,
      ничего страшного.
      § Берем гибкое лекало (скажем, тонкую слесарную линейки) и пригрузами,
      кнопками, гвоздиками и т.п. фиксируем ее концы в начальной и конечной
      точках (по концам R и RN), т.к. координаты только этих точек точны.
      § Подгибая лекало, добиваемся наименьшего разброса опорных точек.
      Естественно, чтобы лекало не «продавливало пол». Говоря математически,
      это мы проделали аппроксимацию методом минимизации среднеквадратичного
      отклонения (СКО). Наводим по лекалу полученную огибающую.
      § Проверяем, не слишком ли велик α. Для этого выступающие вниз радиусы
      двигаем строго вверх, выдерживая их углы наклона к вертикали.
      Смещение, в масштабе 1:1, не должно превышать половины оптимального
      смещения центра вращения относительно центра тяжести, т.е. 30-40 мм.
      Впрочем, это условие нарушается крайне редко. Если же да, то уменьшаем
      α (т.е. увеличиваем количество опорных точек), и повторяем всю
      процедуру.
      § По огибающей строим шаблон в масштабе 1:1, пускаем в работу.
      Но вам, между прочим, нет никакой необходимости морочиться со всеми
      этими штучками. Полозья переменного радиуса это, в общем-то, для
      пузатых здоровяков и жирных бабищ. Ребенку качаться на них будет не
      очень-то забавно, малая масса тела (и его инерция) не помогут, т.к.
      раскачаться на полозьях переменного радиуса труднее. Кроме того,
      ребенок и росточком мал, а его вес сопоставим с таковым качалки, т.е.
      общий ЦТ сидит достаточно низко, а смещение ЦВ при раскачивании на
      посадке верхом много меньше, чем «буквой зю» (шутка). Поэтому делайте
      обычные радиусные полозья. Вынос вперед – на 100-150 мм за конец морды
      лошадки. Возвышение края над полом – 90-120 мм. На такой
      лошадке-качалке пока еще ни один малец не расшибся.

Нажимая кнопку «Добавить комментарий», я соглашаюсь с пользовательским соглашением и политикой конфиденциальности сайта.