МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Конструирование и производство приборов» ЭЛЕКТРОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ, МАШИНЫ И АППАРАТЫ Лабораторный практикум Часть 2 Минск БНТУ 2012 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Конструирование и производство приборов» ЭЛЕКТРОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ, МАШИНЫ И АППАРАТЫ Лабораторный практикум для студентов специальности 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты» В 3 частях Часть 2 БЫТОВОЙ ЭЛЕКТРОИНСТРУМЕНТ Минск БНТУ 2012 УДК 621.31:64.06(076.5) ББК 34.9я7 Э45 Составители : В. С. Колесников, М. С. Самойлова Р е ц е н з е н т ы : В. Г. Хадкевич, технический директор ОКО «ММЗ им. С. И. Вавилова – управляющая компания холдинга “БелОМО”»; А. Д. Маляренко, заведующий кафедрой «Торговое оборудование» БНТУ, доктор технических наук, профессор Э45 Электробытовые приборы, машины и аппараты : лаборатор- ный практикум для студентов специальности 1-38 01 01 «Механи- ческие и электромеханические приборы и аппараты» : в 3 ч. – Минск : БНТУ, 2010 – .– Ч. 2 : Бытовой электроинструмент / сост. В. С. Колесников, М. С. Самойлова. – 2012. – 76 с. ISBN 978-985-525-771-5 (Ч. 2). Лабораторный практикум содержит описание бытовых электроинструментов, их конструкций, электрических и принципиальных схем, а также последовательность выполнения практической экспериментальной части шести лабораторным работам по дисциплине «Электробытовые приборы, машины и аппараты». Лабораторный практикум может быть полезен в процессе самостоятельной подго- товки к выполнению лабораторных работ студентами дневной формы обучения специ- альности 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты». Часть 1 (сост. М. С. Самойлова) «Электробытовые приборы для кухни» издана в БНТУ в 2010 г. УДК 621.31:64.06(076.5) ББК 34.9я7 ISBN 978-985-525-771-5 (Ч. 2) © Белорусский национальный ISBN 978-985-525-248-2 технический университет, 2012 3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Лабораторная работа № 1 ЭЛЕКТРОЛОБЗИК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Лабораторная работа № 2 ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ШЛИФОВАЛЬНОЙ МАШИНЫ. . . . 12 Лабораторная работа № 3 ЭЛЕКТРОПИЛА ДИСКОВАЯ БЫТОВАЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Лабораторная работа № 4 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВИНТОВЕРТА. . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Лабораторная работа № 5 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОДРЕЛИ С ПЕРФОРАТОРОМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 Лабораторная работа № 6 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОРУБАНКА. . . . . . . . . . . .57 4 ВВЕДЕНИЕ В современном хозяйстве (в том числе и в домашнем) все боль- шая роль отводится ручным машинам: шлифовальным машинкам, электролобзикам, дисковым пилам, электродрелям, винтовертам и т. д. Трудно переоценить вклад этих нехитрых механизмов в облег- чение ежедневного рутинного труда. Современные тенденции дают основание прогнозировать широкое использование ручных машин в течение длительного периода време- ни при выполнении трудоемких и тяжелых работ в строительстве и домашнем хозяйстве. Будут совершенствоваться существующие и создаваться новые конструкции, увеличивающие производитель- ность, надежность, обеспечивающие возможность выполнения новых операций, снижение массы, устранение вредных воздействий вибра- ции на операторов и снижение их утомляемости. Развитие конструкций ручных электрических машин характеризу- ется расширением их рабочего диапазона и созданием машин много- целевого назначения. Это обусловило увеличение выпуска широкой номенклатуры сменного рабочего инструмента, многоскоростных ма- шин с электронным регулированием частоты вращения шпинделя. Совершенствование существующих и создание новых ручных машин ведется в направлении резкого увеличения их энерговоору- женности без увеличения массы. Это достигается переводом асин- хронных трехфазных двигателей высокой частоты с напряжения 36 В на напряжение 42 В, разработкой высокоэффективных пневматиче- ских машин с высоким давлением сжатого воздуха, широким исполь- зованием гидропривода, созданием принципиально новых ручных машин ударного типа, работающих в ударно-резонансном режиме с возможностью плавного регулирования энергии одного удара, а так- же многоскоростных и многоцелевых машин с электронным регули- рованием и изменяющимся режимом работы. В последнем случае при заданном материале и условиях резания встроенные микроком- пьютеры автоматически обеспечивают получение оптимального ре- жима работы машины. Существенное значение в повышении эффективности ручных машин имеет их оснащение разнообразным быстрозаменяемым твердосплавным и алмазным режущим инструментом, шлифоваль- ными кругами и вспомогательными приспособлениями. Все это обеспечивает удобство работы, повышает эргономические и эстети- ческие показатели до возросшего уровня современности. 5 Лабораторная работа № 1 ЭЛЕКТРОЛОБЗИК Цель работы 1. Изучить устройство электролобзика. 2. Изучить принцип действия электролобзика по описанию, из- ложенному в инструкции. Инструменты и принадлежности 1. Электролобзик. 2. Комплект инструментов. Теоретические сведения Электролобзик, наряду с электродрелью и углошлифовальной ма- шиной («болгаркой»), можно смело отнести к числу наиболее востре- бованных и универсальных ручных электроинструментов. С его по- мощью можно выполнять как ровные продольные, так и фигурные пропилы в листовых материалах из дерева, металла, керамики и пла- стика. Причем конструкция современных электролобзиков позволяет это делать качественно и быстро, точно следуя предварительно выпол- ненной разметке. Особенно широкое распространение электролобзики получили как инструменты для работы по дереву. Например, для фи- нишной подгонки некоторых деталей кухонной мебели электролобзи- ки используются практически повсеместно. Для домашнего мастера особенно важно всегда иметь под рукой универсальный инструмент – например электролобзик. Он обладает массой достоинств: 1) с его помощью можно выполнять длинные прямые разрезы практически в любом материале: дереве, камне, пластике, стальном листе и т. д. Существуют даже пилки (пильные полотна), которыми можно резать керамическую плитку; 2) по сравнению с обычной ножовкой менять пильные полотна можно очень быстро; 6 3) электролобзик пригодится для вырезания кругов различного диаметра, а также для прямоугольных вырезов. Пилок для лобзиков выпускают много. Они делаются из разных материалов, отличаются формой, размерами, заточкой и способами разведения зубьев. «Домашние» лобзики могут пилить дерево толщиной до 80 мм и металл толщиной до 6 мм, а также работать с массой других мате- риалов: от керамики до пластика. Все электролобзики способны выпилить отверстие радиусом не менее 15 мм. Принцип работы электролобзика В конструкцию высококачественных электролобзиков входит электроника, обеспечивающая постоянную скорость работы, и иде- ально сбалансированные электродвигатели, дающие минимум виб- рации. Этот тип лобзиков работает относительно бесшумно и акку- ратно при условии использования острой пилки. Рис. 1.1. Устройство электролобзика: 1 – прижимная планка шнура; 2 – клеммы шнура; 3 – стопор курка; 4 – курок; 5 – регулятор выбора скорости; 6 – эксцентрический шарнир; 7 – охлаждающий вентилятор; 8 – редуктор; 9 – регулятор маятникового действия; 10 –маятниковый механизм; 11 – пилка; 12 – защитный ограничитель; 13 – опорный ролик пилки; 14 – воздуховод; 15 – опорная плита; 16 – электродвигатель; 17 – вывод опилок; 18 – регулятор опорной плиты 7 Простейший электролобзик (рис. 1.1) перемещает пилку строго вверх и вниз. Лобзики с маятниковым (или орбитальным) действи- ем режут быстрее, перемещая пилку вперед при рабочем ходе вверх и отводя ее назад при холостом ходе вниз, что очищает пропил. Вертикальное движение достигается с помощью шарнира, эксцен- трически закрепленного на шестерне, которую приводит во враще- ние электродвигатель. В то же время отдельный вертикально пере- мещающийся штифт качает опорный ролик пильного полотна, ко- торый, в свою очередь, качает полотно. У большинства электролобзиков охлаждающий вентилятор го- нит воздух по воздухопроводу для удаления опилок с линии пиле- ния. У некоторых моделей есть функция отвода опилок: опилки из рабочей зоны удаляются с помощью подсоединенного сзади лобзи- ка гибкого шланга бытового пылесоса. Односкоростной лобзик пилит с постоянной скоростью, но у большинства лобзиков есть плавная регулировка скорости для оп- тимизации работы с разными материалами. У таких лобзиков коли- чество циклов перемещения пилки регулируется курковым выклю- чателем, являющимся одновременно выключателем-регулятором. Механизм лобзика построен так, что рабочий инструмент (пи- лочка) производит поступательные движения по специальным направляющим, причем рабочий ход пилочки (непосредственно са- мо пиление) происходит именно при движении вверх. Это заставля- ет инструмент прижиматься к обрабатываемой поверхности, а не отталкивает его. Важной особенностью такого процесса работы яв- ляется еще и то, что при распиливании заготовок с чувствительной поверхностью резы получаются практически безупречного качества (без сколов и заусениц). В большинстве из ныне выпускаемых мо- делей электролобзиков в качестве направляющих для пилочки ис- пользуется специальный опорный ролик. Однако встречаются мо- дели лобзиков с направляющими в форме губок (модель IE-5202). Лобзики с таким типом направляющих выпускают на украинском заводе «Фиолент» и в Прибалтике. Некоторые практикующие умельцы утверждают, что благодаря таким направляющим можно уменьшить нежелательные колебания пилы и получить более точ- ную линию резания. Однако не нужно забывать, что там, где есть трение, увеличивается износ. 8 Следующей важной особенностью лобзика является наличие ре- жима маятникового хода пилы. Это означает, что в процессе работы лезвие осуществляет движение не только вверх-вниз, но и, благода- ря движению направляющего механизма, происходит движение по кривой, как бы подпиливание материала впереди себя. Применять маятниковый ход рекомендуется только при прямых резах. У всех моделей электролобзиков величина амплитуды маятникового хода регулируется специальным переключателем. Это необходимо для того, чтобы учитывать возможности инструмента при работе с раз- личными материалами. Производители также утверждают, что при- менение маятникового хода при работе продлевает срок службы пильных полотен. Важной характеристикой электролобзика являются предельные показатели по толщине резания различных материалов. Для учета особенностей обрабатываемых материалов электролобзики осна- щаются регуляторами числа резов. Логика работы предельно проста: нетвердый материал – число резов максимальное, более твердый мате- риал – число резов меньшее. Более дорогие модели электролобзиков оснащаются так называе- мой константной электроникой. Такая система автоматически поддер- живает выбранное число двойных ходов в минуту вне зависимости от нагрузки на рабочий инструмент. Неотъемлемой частью электролобзика является опорная плита, благодаря которой он собственно и перемещается по поверхности обрабатываемого материала. Для того чтобы обеспечить возмож- ность удобного и достаточно точного резания под углом, опорная плита, благодаря специальному механизму, позволяет зафиксиро- вать лобзик под требуемым углом к поверхности материала. Обыч- но лобзики могут фиксироваться под произвольным углом (до 45°) в одну или другую сторону. Встречаются также модели с возмож- ностью фиксации лобзика только под углом 0, 15, 30, 45°. Для того чтобы при длительной работе не держать кнопку пуска постоянно в нажатом положении, практически все модели лобзиков оборудованы кнопкой для застопоривания выключателя. Для защиты оператора лобзики оборудуются прозрачными предохранительными щитками. Встречаются также модели со спе- циальным механизмом защиты от прикосновения. 9 Одной из важных характеристик электролобзика является мощ- ность его электродвигателя. Бытовые электролобзики расходуют от 280 до 550 Вт, эффективная мощность составляет 130–340 Вт. Так- же важно наличие у электролобзика регулирующей электроники, которая обеспечивает постоянство установленной частоты ходов при разных нагрузках и резании различных материалов, в результа- те чего даже при меньшей частоте ходов лобзик работает на полную мощность. Пильные полотна Рабочим элементом электролобзика является небольшая, можно сказать миниатюрная, пилочка длиной всего 50–120 мм. Она со- вершает возвратно-поступательные движения вдоль вертикальной оси с амплитудой 25–26 мм и частотой 500–3000 колебаний в мину- ту, образуя в обрабатываемом материале узкий (~1 мм) пропил. В зависимости от материалов, для которых они используются, пилочки для электролобзиков отличаются типом стали, из которой они изготовлены, своими размерами и конструкцией режущих зубь- ев. Например, для работы по дереву «шаг» зубьев находится в пре- делах 2–4 мм, а по металлу – 0,7–1,5 мм, редко – 3 мм. Длина пилок для дерева и картона – 50–120 мм, для металлов – 50–75 мм. Пилка электролобзика приводится в действие через специальный редуктор коллекторным электродвигателем. Чтобы ускорить про- цесс резания и увеличить срок службы пилки, кроме движений вдоль вертикальной оси ей сообщаются также маятниковые колеба- ния, когда режущее полотно при движении вниз отводится от мате- риала и порезка выполняется лишь при его движении вверх. Чтобы скорость резания не зависела от нагрузки на пилу, эффективная мощность электродвигателя устанавливается специальным элек- тронным регулятором. Практически все электролобзики сконструированы так, чтобы с ними можно было работать одной рукой. Для этого удобная ручка с клавишей включения-выключения располагается над двигателем и редуктором, а узел крепления пилки с защитным стеклом и сама пилка – в нижнем углу переднего торца лобзика. Существует пять типов хвостовиков пильных полотен для раз- личных инструментов: 10 1) однокулачковый хвостовик; 2) двухкулачковый хвостовик; 3) четвертьдюймовый универсальный хвостовик; 4) хвостовик Makita для стежковых пил; 5) полудюймовый хвостовик для ножовок. Наиболее распространенными являются первый и третий типы. Есть модели электролобзиков, механизм крепления которых универсален, т. е. позволяет работать с различными по типу хвосто- вика пильными полотнами. В более простых моделях электролобзиков пильное полотно за- крепляется при помощи специальных винтов (для того чтобы закре- пить пилочку, всегда необходимо иметь под рукой отвертку или специальный ключик). Модели посложнее для более удобной и быстрой замены режущего инструмента имеют специальную ручку для зажима пилочки. Для того чтобы заменить пилочку, необходи- мо только оттянуть, а потом отпустить ручку специального рычага. Техника безопасности Запрещается работать неисправным инструментом. Начало и конец (вывод рабочего инструмента) резания должны выполняться плавно, без рывков. Переносить инструмент допускается только при выключенном двигателе. При поломке защитного кожуха и других неисправностях, обна- руженных в процессе выполнения работы, следует немедленно остановить двигатель. Запрещается устранять неисправности при работающем двигателе. Запрещается останавливать двигатель путем снятия контакта провода высокого напряжения. Запрещается работать с электролобзиком без защитных очков или защитных стекол. Начинать работу следует после упора пилки электролобзика в конструкцию (разрезаемый образец), иначе возможны опасные уда- ры и рывки инструмента. Кроме указанных правил необходимо соблюдать меры безопас- ности, изложенные в соответствующих разделах прилагаемых экс- плуатационных документов. 11 Порядок выполнения работы 1. Изучить основные термины и определения. 2. Изучить разновидности и характеристики электролобзиков. 3. Разобрать электролобзик. 4. Составить кинематическую схему электролобзика. 5. Собрать представленный электролобзик. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Инструменты и принадлежности для работы. 3. Кинематическая и электрическая схемы электролобзика с ука- занием их основных элементов. 4. Краткие сведения о принципе работы электролобзика. Контрольные вопросы 1. Как устроен механизм действия электролобзика? 2. Какие пильные полотна применяются для электролобзика? 3. Какой механизм крепления может быть использован в элек- тролобзике? 4. Техника безопасности при работе с электролобзиками. Список использованных источников 1. http://www.electro-mpo.ru/catalog-cgroupe373.html. 2. http://www.elremont.ru/small_rbt/bt_rem95.php. 12 Лабораторная работа № 2 ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ШЛИФОВАЛЬНОЙ МАШИНЫ Цель работы 1. Ознакомиться с устройством и видами шлифовальных машин. 2. Изучить устройство шлифовальной машины по описанию, из- ложенному в инструкции. Инструменты и принадлежности 1. Шлифовальная машина 2. Комплект инструментов Теоретические сведения Существует пять видов шлифовальных машин: – вариошлифователи; – дельташлифователи; – виброшлифователи; – эксцентриковые; – ленточные шлифователи. У каждой своя система шлифовки и определенные задачи, хотя в принципе все шлифовальные машины взаимозаменяемы. Все виды, безусловно, роднит использование в качестве рабочего инструмента обычной наждачной бумаги. Вариошлифователи Основная задача вариошлифователя (рис. 2.1) – шлифовка углов, кромок и небольших поверхностей (планок, перемычек и т. п.). Вы- полнять такую тонкую работу и обрабатывать самые труднодоступ- ные места помогает особая конструкция этого устройства. Рабочий инструмент вариошлифователя – шлифовальная лента (т. е. полоска обычной «шкурки»), концы которой соединены между собой на ма- нер конвейерной ленты. Наиболее удачные вариошлифователи – модели фирмы Bosch. 13 Рис. 2.1. Вариошлифователь Bosch PVS 300 AE Bosch PVS 300 AE. Очень удобный в работе 300-ваттный варио- шлифователь с дополнительной рукояткой и управляющей электро- никой. Имеет систему быстрой смены шлифовальной ленты без до- полнительного инструмента. Скорость ленты регулируется от 180 до 250 полных оборотов в минуту. Весит всего 1,6 кг. Виброшлифователи Рис. 2.2. Виброшлифователи Makita 9036 и DeWalt DW 634 Виброшлифователи (рис. 2.2) предназначены для обработки ров- ных поверхностей большой площади. Удаление лакокрасочных по- крытий, ржавчины, темного налета с блестящих поверхностей – да- леко не полный перечень возможностей этого инструмента. 14 Makita 9036. Имеет зажимы, позволяющие легко заменять шли- фовальную бумагу. Мощность – 180 Вт. Размеры шлифовальной плиты – 185 93 мм. Скорость шлифовки – 12 000 движений в ми- нуту. DeWalt DW 634. При мощности 300 Вт и скорости шлифовки 10 000 движений в минуту этот аппарат превосходно обрабатывает любую ровную поверхность, например ту, которую готовят к окрас- ке. Размеры шлифовальной плиты – 115 280 мм. Эксцентриковые шлифователи Рис. 2.3. Эксцентриковые шлифователи Орбитальные эксцентриковые шлифовальные машины (рис. 2.3) используются редко. Из названия «орбитальные» следует, что круг- лая «шкурка» вращается вокруг собственной оси. Но опыт показы- вает, что это неэффективно. Гораздо удобнее пользоваться эксцен- триковыми шлифователями, в которых кроме вращательных дви- жений «шкурка» совершает еще и колебательные. Такую шлиф- машину можно использовать не только для шлифовки, но и для по- лирования мебели или даже автомашины. Вместо насадки с абра- зивной шкуркой устанавливается специальная насадка из мягкой шерсти. На самом деле сфера деятельности эксцентрикового шли- фователя обширна: шлифование и полировка дерева, металла, пластмассы, шпатлевки и лака на прямых и вогнутых поверхностях. Эксцентриковые шлифователи довольно популярны, и фирмы- производители предлагают нам довольно богатый выбор моделей. Вот некоторые из них. Skil 7435. Имеется встроенная система сбора шлифовальной пы- ли (пыль собирается в специальный мешочек, как в пылесосе). Это очень полезное приспособление: не позволяет «шкурке» слишком 15 быстро «забиться» и прийти в негодность. Шлифовальные листы – на липучке. Это позволяет очень удобно и нехлопотно их заменять. Кроме того, имеется регулировка скорости для оптимального шли- фования и полирования поверхности различных материалов. Диа- метр шкурки – 125 мм. Bosch PEX 15 AE. Практически все то же самое, что и в преды- дущем варианте, но есть еще управляющая электроника и дополни- тельная ручка. Причем ручка переставляется, т. е. еще одно допол- нительное удобство для работы. Мощность – 420 Вт, диаметр «шкурки» – 150 мм. Makita ВО 5010. Легкая удобная машинка мощностью 220 Вт. Небольшая, но эффективная. Диаметр «шкурки» – 110 мм. DeWalt DW 423. Мощность – 220 Вт. Эргономичный дизайн плюс все перечисленные выше удобства. Диаметр «шкурки» – 125 мм. Ленточные шлифователи Рис. 2.4. Ленточный шлифователь Bosch Ленточные шлифователи предназначены для быстрой шлифовки больших поверхностей. Довольно быстро снимают верхний слой ма- териала – дерева, пластмассы, металла и др. Рабочий инструмент – шлифовальная лента, так же, как и в вариошлифователе. Вот не- сколько примеров таких машин. 16 Bosch PBS 75 AE. В этой модели (рис. 2.4) есть управляющая электроника, кроме того, предусмотрена быстрая смена шлифоваль- ной ленты без дополнительного инструмента. Мощность – 710 Вт, скорость протяжки ленты – 200 – 300 м в минуту, ширина ленты – 75 мм. Skil 1205. Обладает теми же достоинствами, разница лишь в мощ- ности и скорости протяжки. Мощность – 600 Вт, скорость протяжки – 130–200 м в минуту, ширина ленты – 76 мм. На профессиональный взгляд специалистов эксцентриковый шлифователь – наиболее удобный и универсальный вариант. Таким шлифователем можно обрабатывать и ровные, и волнистые поверх- ности, при желании легко работать у края и по кромке. Единствен- ное, чего он не может, – шлифовать углы (точнее, шлифовать внут- ри угловой поверхности). Но благодаря небольшому диаметру «шкурки», как показала практика, неотшлифованным окажется очень небольшой, практически незаметный участок. Дельташлифователи Рис. 2.5. Дельташлифователь Bosch Эта группа инструментов обязана своим названием форме рабо- чей пластины, к которой крепится шлифовальная бумага. Пластина и в самом деле напоминает греческую букву «дельта». Дельташли- фовальная машина (рис. 2.5) самая компактная, и ее форма позволя- ет шлифовать и полировать в труднодоступных местах, на малень- ких поверхностях, в углах и кромках. 17 Как и вариошлифователи, дельташлифователи предназначены в основном для шлифовки углов и кромок. Но есть отличие – специ- альные насадки. Этим инструментом можно замечательно обрабо- тать всяческие закругления и прочие узкие места. Также дель- ташлифователь позволяет добиться высокой точности при обработ- ке деталей, чего никогда не сделаешь вариошлифователем. Расчет параметров процесса шлифования Шлифованием называемся процесс абразивной обработки с пре- обладанием резания поверхности деревянных деталей в целях вы- равнивания поверхности до плоского состояния, придания ей высо- кой гладкости и калибрования щитовых деталей. В зависимости от вида шлифовального инструмента различают ленточное, цилиндри- ческое и дисковое шлифование (рис. 2.6). Шлифовальную шкурку (рис. 2.6, а) можно рассматривать как многолезвийный инструмент с огромным числом режущих элемен- тов – кромок абразивных зерен. Зерна (из электрокорунда, карбида кремния или других абразивных материалов) посредством связки 2 скреплены друг с другом и с основой 3 (бумагой, тканью, фиброй или комбинацией этих материалов). б в г Рис. 2.6. Схема сечения шлифовальной шкурки (а) и схемы ленточного (б), цилиндрического (в), дискового шлифования (г) а 18 В некоторых случаях зерно целиком выкрашивается из связки под действием усилия резания. Совокупность явлений, связанных с обра- зованием у абразивных зерен в процессе работы новых режущих кро- мок или выкрашиванием частичек и целых затупившихся зерен из связки, называется самозатачиванием абразивного инструмента. Основные параметры режима шлифования (для шкурки вы- бранной зернистости): давление на шлифуемой поверхности, направление шлифования относительно волокон древесины, ско- рость резания, скорость подачи, длина контакта с древесиной. Давление q в зоне контакта шлифовального инструмента с обра- батываемым материалом влияет на количество активных (режущих) зерен, а значит, на производительность инструмента. Вместе с тем увеличение давления мало влияет на среднюю толщину срезаемых стружек и, следовательно, на шероховатость шлифованной поверх- ности. По опытным данным, возрастание давления в 50 раз приво- дит к увеличению глубины неровностей всего на 5–14 %. Направление шлифования. Практика и специальные исследова- ния показывают, что при чистовом шлифовании наилучшее каче- ство поверхности достигается при шлифовании вдоль волокон (угол скоса рс = 0°). При чистовом шлифовании поверхностей, предназначенных для высококачественной отделки, допускается угол скоса рс не более 15°. При рс = 15°, что имеет место, например, при обработке щитов, облицованных в елку или в ромб, требуется тщательное шлифование до получения поверхностей с микронеровностями высотой не более 6–8 мкм. Только при этих условиях следы от зерен будут незаметны. Черновое шлифование рамных столярно-строительных изделий (с продольными и поперечными брусками) рекомендуется при рс = 45°. Встречается шлифование с углом скоса рс = 90°, т. е. поперек во- локон (обработка паркетных досок). Шлифовальную шкурку поставляют в рулонах (Р) и листах (Л). Размеры и зернистость шлифовальных шкурок для сухого шлифо- вания и шлифования с масляным, керосиновым или спиритовым охлаждением определены ГОСТ 6456–82 (бумажная основа) и ГОСТ 5009–82 (тканевая основа). Шкурку водостойкую на бумаж- ной основе для шлифования с водяным или керосиновым охлажде- нием (ГОСТ 10054–82) выпускают в листах длиной 3100 мм, шири- ной 230, 240, 275 мм. 19 Марки шлифовальных шкурок на бумажной основе определяют- ся свойствами бумаги-основы: 0–140 (П1), 0–200 (Я2), 0–210 (П3), 0–235 (П4), БШ–200 (П7), БШ–240 (Я5). Цифровая часть марки ука- зывает массу 1 м2 бумаги в граммах. Например, 0–210 – бумага, масса 1 м2 которой составляет 210±10 г. Чем больше цифра в услов- ном обозначении бумаги, указанном в скобках, тем выше прочность бумаги (разрывная нагрузка) в продольном и поперечном направле- ниях и меньше удлинение при разрыве. Шкурки на тканевой основе в деревообработке применяют реже, чем шкурки на бумажной основе: они дороже, имеют большее оста- точное удлинение (недостаток при эксплуатации), хотя и более прочны. При ленточном шлифовании (см. рис. 2.6, б) существует опти- мальная длина контакта lk шкурки с древесиной (измеряется по направлению V). Зернами шкурки может быть срезано и унесено с поверхности изделия лишь такое количество стружки, которое раз- местится в межзерновом пространстве. При достаточно большой длине контакта стружка постепенно заполняет все свободное про- странство между зернами и оттесняет шкурку от изделия, из-за чего съем древесины сокращается, а затем и прекращается. Оптимальная длина контакта не зависит от скорости шлифования, мало зависит от давления и породы древесины, а определяющим образом зависит от зернистости шкурки. Для зернистости шкурки 32, 16 и 10 опти- мальная длина контакта утюжка инструмента (см. рис. 2.6, б, в, г) lk равна соответственно 125, 100 и 65 мм. Для нормальной работы шлифовальной ленты значение имеет степень ее натяжения. Например, оптимальным для шкурки на тка- невой основе будет натяжение 7,5 Н на 10 мм ширины ленты. Для шлифования весьма сложно заранее предсказать геометрию шлифованной поверхности, т. к. распределение абразивных зерен в инструменте случайно. В производственной практике ожидаемую глубину неровностей на шлифованной поверхности (в мкм) определяют по эмпириче- ской формуле 20 max п 110 20 / г m i R d , где di – размер зерен основной фракции зернистости; γп – плотность древесины, для березы γп – 0,760 г/см 3 ; знак плюс (+) – для острой шкурки, минус (–) – для тупой шкурки. Скорость резания V при шлифовании вычисляется согласно схемам процесса как окружная скорость на поверхности шкива, приводящего в движение ленту, цилиндр или диск. Приведенная глубина шлифования за один проход max 1 max 2 , 3 i m i m it R R где Rm max(i – 1) – средняя величина максимальных микронеровностей до обработки, мкм; Rm max(i) – средняя величина максимальных микронеровностей после обработки, мкм. Для сохранения высокой производительности процесса детали шлифуют за два-три прохода, уменьшая от прохода к проходу зер- нистость шкурки. Чтобы рассчитать скорость подачи для заданных условий шли- фования, необходимо знать удельную производительность инстру- мента (шкурки). Удельная производительность шкурки аш (см 3 ) – это номи- нальный объем материала, удаляемого с площади в 1 см2 обрабаты- ваемой поверхности при перемещении инструмента вдоль поверх- ности на 1 см. Удельную производительность шкурки определяют по эмпири- ческой формуле 6 ш м н рп п 1,12 10 ,i q a d a а а где q – давление по площади контакта; q = 2,5 кПа; ам – поправочный множитель, учитывающий влияние материала абразива (электрокорунд – 1; кремень – 1,3); 21 ан – поправочный множитель, учитывающий способ нанесения абразивных зерен на основу (гравитационный – 1; электростатиче- ский – 1,25); арп – поправочный множитель, учитывающий остроту шкурки (острая – 1,4; средней остроты – 1; тупая – 0,7). По известной удельной производительности шкурки аш опреде- ляется скорость подачи ленты 3 4 ш 1 10 . 6 10 s i k v V t a l При шлифовании различают общие касательную Fx, нормальную Fz и осевую Fy (например, при осцилляции инструмента) силы (см. рис. 2.6, в), получающиеся от сложения соответствующих сил на всех режущих абразивных зернах. Осевая сила из-за ее малой величины обычно не учитывается. В расчетных формулах касательную силу принято представлять как силу трения. Это оправдано физической сущностью шлифова- ния (определяющей ролью процесса трения), а также тем обстоя- тельством, что нормальная сила резания F практически задается режимом шлифования (суммарной силой нормального давления по площади контакта fk). Таким образом шx zF F f , 0,1 ,k kF q f где fш – коэффициент шлифования; fk = B · lk = 5 · 5 = 25 см 2 – площадь контакта, где В = 5 см – ши- рина утюжка инструмента. Коэффициент шлифования fш зависит главным образом от зер- нистости и степени затупления шкурки и от свойств обрабатывае- мого материала. Для древесины fш вычисляют по эмпирической формуле 22 ш п р0,425 0,19 if d a а , где ап – поправочный множитель на породу древесины (береза – 1; сосна – 0,95; дуб – 0,85); ар – поправочный множитель на степень затупления шкурки (острая – 1,3; средней остроты – 1; тупая – 0,8). Для обработки древесно-стружечных плит fш = 0,45–0,75 (бóль- шие значения при зернистости шкурки № 40 и выше при значитель- ных припусках на обработку). Расчет необходимой мощности электродвигателя Мощность шлифования Рр определяется с учетом особенностей схемы шлифования. Так, для шлифования лентой с учетом трения оборотной стороны ленты по «постели» (коэффициент трения fk = 0,33–0,4) ш0,01 .р kР q f f f V Необходимая частота вращения приводного ролика определя- ется по формуле 3р 10 ,n V d где d – диаметр приводного ролика, мм. Порядок выполнения работы 1. Изучить основные термины и определения. 2. Изучить разновидности и характеристики шлифовальных машин. 3. Ознакомиться с методикой расчета параметров процесса шли- фования. 4. Разобрать шлифовальную машину. Разобраться в ее устройстве. 5. Собрать представленную шлифовальную машину. 23 Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Инструменты и принадлежности. 3. Основные термины и определения. 4. Техническая характеристика моделей шлифовальных машин раз- личных видов. 5. Кинематическая схема одной из моделей. 6. Основные формулы расчета параметров процесса шлифования. 7. Вывод: какая модель на Ваш взгляд является наилучшей? Контрольные вопросы 1. Какие существуют виды шлифования плоских поверхностей? 2. Назовите основные параметры режимов. 3. Какие существуют виды шлифовальной шкурки? 4. От чего зависит удельная производительность шкурки при ленточном шлифовании? Список использованных источников 1. http://www.electro-mpo.ru/catalog-cgroupe373.html. 2. http://www.rosag.ru/categor.php?categor=52. 3. http://www.liderservise.ru/doc5.html. 24 Лабораторная работа № 3 ЭЛЕКТРОПИЛА ДИСКОВАЯ БЫТОВАЯ Цель работы 1. Изучить устройство и принцип работы бытовой дисковой пилы. 2. Провести анализ существующих конструкций. Инструменты и принадлежности 1. Бытовая дисковая электропила Bosch PKS 40. 2. Комплект ключей и отверток. Теоретические сведения Электропилы бывают импортные и отечественные. Импортные делятся на дисковые (циркулярные), лобзиковые, торцовочные (принцип действия тот же, что и у дисковых), сабельные, цепные электропилы и столярные электроножовки. Отечественные делятся на дисковые, лобзиковые и цепные. Цепная пила наиболее востребована на даче, в саду, на различ- ных строительных работах, где требуется разделить строительный материал. Здесь она сделает свою работу быстро и с наименьшими усилиями. Режущая часть способна в течение одной минуты разре- зать пополам бревно толщиной в 200–300 мм. Дисковая пила обладает большой производительностью при прямом распиле различных материалов, толщина которых превы- шает 70 мм. Она без труда справляется с деревом, ДСП, ДВП, цвет- ными металлами, но сталь и черные металлы лучше доверить дру- гим, более мощным пилам. Абразивные диски пилы позволяют производить резку материала под любым углом, а также делать ровные параллельные надрезы, чего сложно добиться с другими типами пил. Работать с дисковой пилой может даже новичок. В этих электропилах предусмотрен кожух и механизм защиты от случайного включения, что гарантирует высокую безопасность. 25 Дисковые пилы (ДП) в деревообработке применяются для точного продольного и наклонного резания древесины. ДП выполняется рас- пил древесины и прямолинейные пропилы. Бытовые ДП встречают- ся в основном небольшой мощности и несложной конструкции. Что касается стандартной комплектации пилы, то она включает: зубчатое колесо подачи, кожух пилы, рейсшину, пильный диск, двигатель, электропривод плавной подачи ДП, выключатели подачи и запуска главного двигателя ДП. Многие бытовые ДП имеют возможность бесступенчатой регулировки глубины и угла резки. Наглядное представление о данном электроинструменте дают рис. 3.1а – 3.1е). Рис. 3.1а. Боковая проекция пилы с фиксирующим соединением справа Рис. 3.1б. Боковая проекция, соответствующая рис. 3.1а Рис. 3.1в. Боковая проекция ручной циркулярной пилы слева Рис. 3.1г. Вид сверху ручной циркулярной пилы, с местным разрезом 26 Рис. 3.1д. Продольное сечение основания с поворотной ручкой без агрегата пилы Рис. 3.1е. Вид сверху основания, соответствующий рис. 3.1д На рис. 3.1а показана боковая проекция циркулярной пилы 10, состоящая из пилочного агрегата 12, у которого основой является корпус электродвигателя 14, а также защитный кожух 16. В корпусе электродвигателя мотор (не представлен на рисунке) служит приво- дом полотна пилы 18, которое охватывает защитный кожух 16. При этом пилочный агрегат 12 несет основание 22, служащее для прида- ния нужного движения по обрабатываемому материалу и облегчающее движение по точному контуру, причем полотно пилы 18 может уста- навливаться на разную глубину пропила от основания 22. В плоскости чертежа рис. 3.1а за кожухом 16 расположена руко- ятка 24, жестко связанная с поворотным рычагом для регулировки глубины пропила относительно основания 22. Для блокировки включения на рукоятке 24 в верхней области находится кнопка 28, с которой связана включающая кнопка 26, служащая для запуска пилы. Из рукоятки 24 к электроснабжению привода агрегата пилы выхо- дит провод 30. Кожух 16 несет дополнительную ручку 34, при помо- щи которой можно управлять двумя руками, что более безопасно. Поворотный рычаг 36 может устанавливаться в определенное поворотное положение по отношению к основанию 22 посредством двух поворотных кулис 56, 57, а также поворотных стопоров 58, 59. В верхнем конечном положении стопорного устройства 40 агре- гат пилы 12 поворачивается так сильно вверх, что полотно пилы 18 и маятниковый защитный кожух 17 находятся выше основания 22. Рис. 3.1б показывает ручную циркулярную пилу 10 незадолго до достижения верхнего конечного положения агрегата пилы 12. При этом отчетливо видно, что стопорное соединение 44 разъединено так, что стопорный захват 42 исключает зацепление к стопорному 27 устройству 40 и агрегат пилы 12 нажимается через направляющую 48 в верхнем конечном положении. На рис. 3.1в изображена ручная циркулярная пила 10 с левой стороны и отчетливо видна направляющая 48. Рис. 3.1г показывает горизонтальную проекцию ручной цирку- лярной пилы 10, основание 22 которой имеет выпуклый угловой участок – поворотный рычаг 36, поворотные кулисы 56, 57 и пово- ротные фиксаторы 58, 59. Поворотный рычаг 36 имеет высоко за- гнутую лопасть 360, с которой жестко связана рукоятка 24. На рис. 3.1д показана боковая проекция основания 22 без агрега- та пилы 12 и рукоятки 24, причем отчетливо виден поворотный ры- чаг 36 с поворотным шарниром. На рис. 3.1е изображена горизонтальная проекция рис. 3.1д, при- чем хорошо видны поворотный рычаг 36, регулирующий глубину пропила 38 с прямым шлицем 39, и шкала, с помощью которой эта глубина контролируется. Характеристики и обзор дисковых пил Режущий инструмент дисковых пил – металлический диск с ост- рыми зубцами, который с большой скоростью вращается вокруг собственной оси. Дисковая пила используется для выполнения длинных прямых прорезов. Пилу можно держать в руках и двигать относительно разрезаемой поверхности, а можно закрепить в ста- нине и двигать сам обрабатываемый материал (при больших объе- мах работ лучше так и поступать). Дисковые электропилы весьма полезны для дачного строитель- ства и ремонта, для выполнения «штучных» работ. Диски (рис. 3.2) бывают с твердосплавными напайками и без напаек. Диски без напаек применяются обычно для получения чи- стых и красивых пропилов в мягком дереве. С твердым деревом, а тем более с металлом, этот диск не справится. Если в распиливае- мой доске случайно попадется гвоздь, то диск сломается. В этом смысле гораздо более интересными представляются модели с твер- досплавными напайками. Такой диск легко распилит попавшийся гвоздь, но здесь придется смириться с тем, что пропил получается не очень чистым. 28 Рис 3.2. Виды дисков для циркулярных пил Зубья дисков бывают активными (положительный угол заточки) и пассивными (отрицательный угол заточки). Если зуб загнут по ходу вращения диска – это положительный угол заточки; если про- тив хода – отрицательный. Положительный угол позволяет пилить дерево, дерево с гвоздями, пластик и т. п. Отрицательный угол сможет пилить жесть и медь. Теоретически таким диском можно пилить и дерево, но срез получается не очень гладким: зубья не подрезают, а раздирают волокна древесины. Отечественные производители дисковых пил не уступают им- портным аналогам ни дизайном, ни надежностью. Интерскол. Модель ДП-140/800 Потребляемая мощность – 800 Вт, размеры пильного диска – 140 20 2,5 мм. Частота вращения – 4500 об/мин. Масса 3,7 кг. Дисковая пила ДП-140/800 име- ет глубину распиловки 45 мм, что достаточно для работы с целым набором разнообразных матери- алов: доска пола, паркет, ламинат, 29 рейка для обрешетки, вагонка, фанера, мебельные панели, сто- лешницы и т. д. Снабжена механизмом регулировки глубины про- пила и угла наклона реза, подпружиненным нижним защитным ко- жухом, скрывающим диск в нерабочем состоянии, и кнопкой бло- кировки случайного включения. Black & Decker. Модель KS 865 Потребляемая мощность – 1200 Вт, диа- метр диска – 184 мм, глубина пропила – 65 мм, две скорости вращения диска (2700 и 4000 об/мин). В комплекте – пильный диск с твердо-сплавными напайками и защитный кожух. Также модель комплек- туется параллельным упором снизу (для более точного ведения пилы по доске). Bosch. Модель PKS 66 CE Электропила любительского клас- са. Потребляемая мощность – 1400 Вт. Диск диаметром 190 мм, глубина пропила – до 66 мм, плавная регулировка числа оборо- тов (1800–4100 об/мин). В ком- плекте – пильный твердосплавный диск, параллельный упор. Управ- ляющая электроника обеспечивает постоянный крутящий момент при нагрузке, а также плавный пуск для точного пропила. Масса 5,2 кг. Makita. Модель 5703 R Потребляемая мощность – 1300 Вт, диаметр диска – 190 мм, глубина пропила – до 66 мм, скорость вращения диска – 4800 об/мин. В ком- плекте – твердосплавный диск и параллельный упор. Масса 5,2 кг. 30 DeWalt. Модель DW 62 Промышленная электропила с глуби- ной реза до 62 мм. Диск диаметром 184 мм, потребляемая мощность – 1150 Вт. Число оборотов без нагрузки – 3800 об/мин. Масса 5,0 кг. Bosch. Промышленная модель GKS 66 CE Потребляемая мощность – 1600 Вт, диаметр диска – 190 мм, глубина пропи- ла – до 66 мм, плавная регулировка ско- рости от 1800 до 4100 об/мин. Управля- ющая электроника, защита от перегруз- ки. Масса 4,8 кг. Skil. Модель Skilsaw 5140 Потребляемая мощность – 1000 Вт, глубина пропила – до 40 мм. Скорость вращения диска – 3500 об/мин. Масса 3,9 кг. 31 Atlas Copco. Модель K 66 SE Потребляемая мощность – 1500 Вт, диаметр диска – 190 мм, глубина пропила – до 66 мм. Управляющая электроника, плав- ный пуск. Скорость вращения диска от 2000 до 5000 об/мин. В комплекте – твердосплавный диск и ключ для его смены. Масса 5,7 кг. Milwaukee. Модель 6365-2 Потребляемая мощность – 1450 Вт. Диаметр диска – 184 мм, глубина про- пила – до 84 мм. Скорость вращения диска – 5800 об/мин. Масса 3,2 кг. Плюсы и минусы пил ведущих производителей Black & Decker. В целом впечатление хорошее, хотя имеются некоторые недостатки: не очень удобная ручка (для человека с ма- ленькой ладонью – совсем неудобная), достаточно высокий уровень вибрации – трудно удержать пилу точно на линии отреза. Результат – 3,75 балла. Bosch. Электропилы любительского класса признаны более удоб- ными для держания в руках, чем представительницы профессиональ- ных пил. Уровень шума несколько выше, чем у Black & Decker, но вибрация ниже. Результат (по совокупности любительский / професси- ональный класс) – 4 балла. 32 Makita. Очень неплохое впечатление. Коллектив решил, что единственный недостаток – довольно высокая для этой модели це- на. Результат – 3,75 балла. DeWalt. Эта модель понравилась больше всех остальных. У нее неплохой дизайн и удобная ручка. Уровень шума и вибрации невы- сокий, модель пригодна для комфортной продолжительной работы. Цена для электроинструмента такого класса вполне приемлема. Ре- зультат – 4,5 балла. Skil. Здесь мнения сильно отличаются. С одной стороны, очень напоминает любительскую модель фирмы Bosch, но обработка кор- пуса низкого качества, с другой – вполне приемлемая цена. Резуль- тат – 3,5 балла. Milwaukee. Достаточно редкая модель. Впечатление хорошее, но цена неоправданно высокая. Декларируется, что это плата за каче- ство, но марка для рынка новая и мнение потребителей на этот счет пока не сложилось. В целом достаточно удобная в работе электро- пила. Результат – 3,75 балла. Интерскол. Электропила производства ЗАО «ИНТЕРСКОЛ» – ведущей российской компании-разработчика, производителя и про- давца инструмента. Результат – 4,25 балла. Каждая модель рассчитана на использование диска одного кон- кретного диаметра. Диск большего диаметра просто невозможно установить, а диск меньшего размера недопустим из соображений безопасности: между диском и защитным кожухом образуется за- зор, в который может что-нибудь случайно попасть. Техника безопасности Нельзя допускать повреждения пилы винтами, гвоздями и дру- гими элементами, которые могут находиться в обрабатываемой за- готовке. Следует уделять их до начала резки. Необходимо следить, чтобы сетевой шнур находился в стороне от движущихся частей инструмента. Убирая инструмент, следует отключить электродвигатель и убедиться, что все движущиеся части полностью остановились. Необходимо использовать полностью сматываемые и безопасные удлинители, рассчитанные на ток не менее 16 А. 33 В случае заедания или какой-либо электрической или механиче- ской неисправности следует немедленно отключить инструмент и вынуть вилку из розетки. Прежде чем использовать дополнитель- ные принадлежности, необходимо обязательно сравнить макси- мально допустимую скорость вращения данной принадлежности со скоростью вращения инструмента. В случае использования режущих дисков другого диаметра необходимо отрегулировать внутреннюю направляющую. Перед регулировкой или сменой принадлежностей следует обя- зательно вынуть вилку из сетевой розетки. При пользовании инструментом следует держать руки подальше от режущего диска. Прежде чем приступить к резке, следует удалить все препятствия над траекторией резания и под ней. Запрещается: – использовать инструмент без штатной системы защитных щитков; – использовать лицам моложе 16 лет; – пользоваться треснутым, деформированным или тупым режу- щим диском; – пользоваться режущим диском, толщина которого больше или разводка зубьев меньше толщины внутренней направляющей; – после отключения дисковой пилы останавливать вращение ре- жущего диска, прикладывая к нему боковое усилие; – зажимать или заклинивать нижний щиток в открытом положе- нии. Следует убедиться, что он находится в свободном состоянии; – использовать режущие диски, изготовленные из быстрорежу- щей стали; – снимать внутреннюю направляющую; – резать со смачиванием; – резать материал, содержащий асбест; – резать слишком маленькие заготовки; – при работе поднимать дисковую пилу выше уровня головы. Использование пильного стола Следует использовать только пильный стол, снабженный вы- ключателем, предотвращающим повторный пуск электродвигателя после перерыва в подаче электроэнергии. 34 Необходимо убедиться, что ширина зазора для резки достаточна для прохода используемого режущего диска. При резке заготовок шириной менее 80 мм следует использовать толкающее приспособление. Отрезанные от заготовки куски дерева не должны захватываться зубьями пилы и отбрасываться в воздух. Порядок выполнения работы 1. Получить у преподавателя лабораторный образец циркуляр- ной пилы, а также вспомогательный инструмент: отвертку, плоскогубцы. 2. Ознакомиться с конструкцией модели. 3. Произвести частичную разборку модели для уточнения ее конструкции и принципов работы. 4. Схематично изобразить основные узлы конструкции. 5. Собрать образец. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Инструменты и принадлежности для работы. 3. Кинематическая и электрическая схемы циркулярной пилы с указанием их основных элементов. 4. Краткие сведения о принципе работы циркулярной пилы. Контрольные вопросы 1. Назовите основные виды электропил и их основное отличие. 2. Перечислите основные фирмы-производители циркулярных пил. 3. Каковы основные отличительные черты режущего инструмента? 4. Какие улучшения конструкции электропилы Вы бы предложили? Список использованных источников 1. http://www.electro-mpo.ru/catalog-cgroupe373.html. 2. http://www.interskol.ru/catalog/derevoobrabotka/diskovye_pilyi.html. 35 Лабораторная работа № 4 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ВИНТОВЕРТА Цель работы 1. Изучить устройство и принцип действия винтоверта. 2. Выделить основные узлы. 3. Рассчитать необходимые параметры. Инструменты и принадлежности 1. Винтоверт. 2. Набор отверток. Теоретические сведения Различают электрические аккумуляторные, электрические от се- ти переменного тока и пневматические винтоверты. По принципу преобразования крутящего момента или хода двига- теля в крутящий момент на выходе выделяют винтоверты: – с прямыми муфтами; – с кулачковыми сцепляющими муфтами; – с ограниченными тарированными муфтами; – с червячной передачей; – рычажные с возвратно-поступательным движением поршня. Рис. 4.1. Некоторые модели аккумуляторных винтовертов 36 Все большее распространение приобретают электроинструменты (рис. 4.1), использующие в качестве источника энергии сменные ак- кумуляторы, встроенные непосредственно в сам инструмент. Диапа- зон напряжений, вырабатываемых аккумуляторами, находится в пре- делах от 2,4 до 24 В, а непрерывно возрастающая их емкость позво- ляет производить работы достаточно длительное время. Все это стало возможным благодаря прогрессу в технологиях производства акку- муляторов и малогабаритных, но мощных электродвигателей. Ni-Cd- аккумуляторы, ранее очень широко распространенные, уже дожива- ют свой век. Их место заняли Ni-металло-гидридные аккумуляторы (Ni MеH), которые легко и просто заряжаются и у которых отсут- ствует «эффект памяти» в отличие от Ni-Сd-аккумуляторов. Кроме того, теперь имеются новые зарядные устройства, которые не нуж- даются в постоянном присмотре и позволяют зарядить аккумулятор до полной рабочей емкости за полчаса-час. Новые высокие техноло- гии в области производства электродвигателей позволяют получить максимум мощности от невероятно маленького по размерам двигате- ля. А в будущем ожидается еще более значительный прогресс в этой области. Аккумуляторные винтоверты Мощность большинства портативных электроинструментов за- висит от напряжения и силы тока. Несмотря на то что сейчас име- ются инструменты с мощными батареями на 14,4 В, преимущество остается за двенадцативольтовыми, в которых наилучшим образом сочетаются мощность, автономия, вес и удобство. Уменьшение времени зарядки аккумулятора – тоже немаловажный фактор. Все модели приведенного далее обзора снабжены зарядными устрой- ствами, заряжающими винтоверт в течение часа, а некоторые моде- ли комплектуются вторым набором батарей, позволяющим не про- стаивать им во время работы. Все машины продаются в комплекте с зарядными устройствами «1 час», однако некоторые производители предлагают устройства, позволяющие тратить на подзарядку аккумуляторов 8–15 мин. 37 Конструктивные особенности Классические модели имеют «пистолетные» рукоятки сзади. За них достаточно удобно держаться при сверлении, а также при за- врачивании шурупов. Но положение безымянного пальца не слиш- ком удачно, и поэтому, чтобы удержать винтоверт, приходится прилагать некоторое усилие. Рукоятки, расположенные по центру тяжести машины, намного удобнее. С ними почти не устаешь и точность работы получается значительно выше. Горизонтальное положение для таких винтовер- тов наиболее естественно. Для выполнения тяжелых работ, при которых винтоверт нужно держать двумя руками, разрабатываются модели с более точно ори- ентированными по центру тяжести рукоятками. Аккумуляторная батарея расположена так, чтобы рукоятка была точно по ширине ладони. Поверхность рукоятки для большего удобства покрыта эла- стомером или сделана шероховатой. Блок двигателя, коробка скоростей и механизм, регулирующий крутящий момент вращения отвертки, обычно объединены в секци- онный блок, что позволяет избежать перекашивания. Некоторые модели, например DeWalt, предусматривают возможность замены угольных щеток электродвигателя винтоверта. Регулирование кру- тящего момента на большинстве винтовертов осуществляется коль- цом-переключателем. Крутящий момент и скорость сверления отверстий и заворачивания винтов имеют по две механические скорости, рассчитанные на разные материалы. Электронный регулятор плавно изменяет скорость вращения па- трона для точности при завинчивании. Инерционный тормоз мотора позволяет сэкономить время: за 15 минут можно ввернуть около 150 винтов. Автоматический патрон состоит, в основном, из двух поворачи- вающихся в разные стороны колец, обеспечивающих зажатие свер- ла или отвертки. Особняком стоит Bosch, создавший для быстроты и удобства крепление одним фиксирующим кольцом. Максимальный крутящий момент инструмента как при завора- чивании винтов, так и при сверлении отверстий обеспечивается, когда кольцо регулировки установлено в самое крайнее положение. 38 Ni-Сd-аккумуляторы рассчитаны на разную силу тока в зависи- мости от мощности машины. Патроны с автоматической блокиров- кой оси винтоверта очень эффективны и просты в использовании: например, в моделях Bosch можно обходиться одной рукой. Снятие и установка на место аккумулятора – часто производимая операция, поэтому батарея должна иметь такую форму, которую легко поставить на отведенное ей место. Обзор конструкций Винтоверт электрический портативный Винтоверт (рис. 4.2) имеет классическую компоновку. Внизу ру- коятки расположен аккумулятор, наличие которого позволяет использовать винтоверт вдали от электрических сетей, но вносит ограничения по мощности и продолжительности работы инстру- мента. Рис. 4.2. Принципиальная схема аккумуляторного винтоверта 39 Выключатель, расположенный на рукоятке, имеет регулятор ча- стоты вращения, которая задается поворотом регулятора на необхо- димое число делений. В данной конструкции предусмотрено ревер- сирование двигателя, что позволяет не только завинчивать, но и отвинчивать винты. При рассмотрении устройства инструмента необходимо отме- тить отличительную простоту механизма. Все рабочие элементы расположены соосно. Это связано с тем, что данный инструмент относится к маломощным и в нем отсутствует редуктор. В винто- верте есть предохранительная муфта, предназначенная для защиты электрической части при превышенном моменте сопротивления. Все элементы механизма помещены в пластиковый корпус. В нем находятся металлические элементы для установки и фиксации под- шипников и других деталей рабочего механизма. Некоторые модели Винтоверты Skil 2007 AB Технические характеристики Батарея............................................................. 14,4 В / 1,2 А·ч Число оборотов холостого хода..................... 0–550 об/мин Максимальный крутящий момент................. 30 Н·м Масса................................................................ 1,6 кг 40 20-позиционная муфта Varitorque для установки наиболее под- ходящего для работы крутящего момента плюс положение полной фиксации для сверления. 10-миллиметровый двухмуфтовый быстрозажимной патрон для быстрой и простой смены принадлежностей. Мягкое покрытие и удобная форма рукоятки обеспечивают ком- форт и высокий уровень эргономичности. Функция реверса для завинчивания или вывинчивания шурупов и болтов. Эргономичная сбалансированная компактная конструкция для удобной работы. Винтоверты Hitachi DB 3 DL Технические характеристики Батарея / емкость..............................................Li-ion / 1,5А·ч Число оборотов холостого хода......................200–600 об/мин Максимальный постоянный крутящий момент..............................................5 Н·м Патрон........................................................................6,35″ (шестигранник) Длина..................................................................249 мм Масса..................................................................0,4 кг Комплект поставки: – две батареи; – зарядное устройство; – насадка; – кейc. 41 21-позиционный регулируемый момент затяжки. Светодиодная подсветка. Удобная обрезиненная рукоятка. Фиксатор насадок в патроне. Поддержка заданной скорости вращения. Функция реверса. Винтоверты Bosch PSR 7.2 Li Технические характеристи Диаметр шурупов (винтов)..................до 6 мм Число оборотов холостого хода..........240 об/мин Максимальный крутящий момент при вворачивании шурупов в мягкий / твердый материал..............6 / 10 Н·м Напряжение аккумулятора..................7,2 В Время зарядки.......................................5 ч Сверлильный патрон ...........................магнитный шестигранный держатель насадок-битов Число ступеней крутящего момента...10 Масса......................................................0,5 кг Автоматическая блокировка шпинделя для ручного затягивания или ослабления шурупов. 42 PowerLight – при помощи встроенного светодиода рабочая поверхность заготовки будет всегда освещенной. Рукоятка с мягкой накладкой для более надежного и удобного захвата. В зарядном устройстве предусмотрен удобный отсек для хране- ния насадок. Винтоверты, работающие от сети переменного тока Винтоверты Bosch GSR 6-25 TE Технические характеристики Диаметр шурупов (винтов)................................до 6 мм Число оборотов холостого хода........................0–2500 об/мин Номинальное число оборотов...........................0–1700 об/мин Отдаваемая мощность........................................270 Вт Номинальная потребляемая мощность............500 Вт Зажим инструмента............................................1/4 (внутренний) Масса...................................................................1,5 кг С тихой и очень точной муфтой отключения. Тонкий ограничитель глубины может быстро сниматься, не изменяя выбранной глубины завинчивания. Магнитный универсальный держатель для надежного удержива- ния винта. 43 Благодаря скобе для переноски на ремне машина всегда под рукой. Дизайн Slimline фирмы Bosch для удобного и надежного мани- пулирования одной рукой. Универсально применяемый строительный шуруповерт, специ- ально для быстрого заворачивания винтов (шурупов). Низкое число оборотов. Винтоверт Makita 6821 Технические характеристики Диаметр шурупов..............................................до 5 мм Диаметр винтов..................................................до 6 мм Число оборотов..................................................0–4000 об/мин Мощность...........................................................570 Вт Патрон для инструмента...................................1/4″(шестигранник) Масса...................................................................1,2 кг Комплект поставки: – держатель с постоянным магнитом; – бит с крестообразным шлицом № 2. Шуруповерт для саморежущих винтов и шурупов. Новая система регулировки глубины завинчивания. Электронная регулировка числа оборотов. Функция реверса. 44 Винтоверт Kress 505 TBS Технические характеристики Завинчивание в древесине.....................................5 мм Число оборотов холостого хода............................0–4650 об/мин Максимальный крутящий момент........................3,2 Н·м Потребляемая мощность........................................500 Вт Держатель насадок..................................................1/4″ Угловой размер........................................................22,5 мм Масса.........................................................................1,1 кг Комплект поставки: – поясной крюк; – держатель битов; – бит для завинчивания PH размера 2. Прочный быстрый шуруповерт для внутренней отделки. Электронное управление для плавного засверливания. Резиновая кнопка выключателя для неутомительной работы. Функция реверса. Съемный глубиномер (со стальным колпаком) со ступенчатыми пазами для серийных завинчиваний. Тихая кулачковая муфта для автоматического отключения при достижении глубины завинчивания. Обратная сторона рукоятки с рифленой структурой. Сетевой кабель с запатентованным быстродействующим замком и 4 м резинового провода. Предлагает подключение без спутанных кабелей для более чем 30 машин Kress. Поставляется в качестве оснастки длиной 4 и 6 метров. 45 Порядок выполнения работы 1. Разобрать прибор. 2. Составить кинематическую и электрическую схемы прибора. 3. Рассчитать передаточное число зубчатого зацепления. Опреде- лить частоту вращения выходного вала при различных положе- ниях переключателя (исходя из передаточного отношения). Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Инструменты и принадлежности для работы. 3. Кинематическая и электрическая схемы винтоверта с указани- ем их основных элементов. 4. Краткие сведения о принципе работы винтоверта. 5. Необходимые расчеты. 6. Выводы. Контрольные вопросы 1. Назовите узлы винтоверта. 2. Каков максимальный диаметр ввинчиваемых винтов? 3. Классификация винтовертов. Определить, к какой группе относится рассматриваемый винтоверт. 4. Какие характерные отличия различных моделей винтовертов? Список использованных источников http://www.interskol.ru/catalog/derevoobrabotka/diskovye_pilyi.html. 46 Лабораторная работа № 5 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОДРЕЛИ С ПЕРФОРАТОРОМ Цель работы 1. Изучить устройство и принцип действия электродрели с пер- форатором. 2. Выделить основные узлы. 3. Рассчитать необходимые параметры. Инструмент и принадлежности 1. Электродрель. 2. Набор отверток. Теоретические сведения Будучи незаменимым инструментом для всех домашних работ, включая столярные, электрическая дрель является самым продавае- мым и применяемым электрическим инструментом на рынке. Изго- товители стараются удовлетворить огромный спрос на электродрели, выпуская самые разнообразные модели: от дешевых дрелей с корот- ким сроком службы до мощного профессионального инструмента с набором сложных функций. Принцип работы электродрели Сердцем электродрели (рис. 5.1) является электрический двига- тель, который создает вращающую силу для сверла, закрепленного в патроне на рабочем конце инструмента. Поскольку скорость вращения самого электродвигателя слишком велика для нормального режима сверления, в дрели есть редуктор, который уменьшает скорость вра- щения до нормальной величины и одновременно тем самым увеличи- вает крутящий момент (силу вращения) на сверле. 47 Рис. 5.1. Устройство дрели электрической: 1 – вентиляционная решетка; 2 – регулятор мощности для закручивания винтов / шурупов; 3 – регулятор скорости / ограничитель крутящего момента; 4 – переключатель ударного действия; 5 – быстрозажимный патрон; 6 – самоцентрирующиеся кулачки; 7 – крепления патрона; 8 – редуктор; 9 – крыльчатка охлаждающего вентилятора; 10 – электрический двигатель; 11 – рычаг реверса; 12 – курок; 13 – фиксатор шнура питания; 14 – клеммы шнура питания У большинства моделей есть возможность регулировки макси- мума крутящего момента, чтобы не перетягивать закручиваемые винты и шурупы. Выходной вал редуктора соединен с патроном – устройством, в которое вставляются сверла и другие приспособления. В большин- стве патронов есть три саморегулирующихся кулачка-зажима. У не- которых моделей для запирания и отпирания патрона используется ключ с шестеренкой, у других дрелей для так называемого быстро- зажимного патрона ключ не нужен, и патрон управляется поворотом цилиндрического кольца вокруг механизма. То, что у электродрели называют курком, на самом деле является выключателем, который подает электропитание на электродвигатель. У простейших моделей это просто выключатель, но почти на всех современных электродрелях используется выключатель-регулятор, позволяющий изменять скорость вращения. При таком выключателе- регуляторе скорость вращения сверла зависит от степени нажатия на курок. 48 У некоторых моделей выбор оптимальной скорости с помощью круглого поворотного регулятора ограничивает ход курка. Это удобная функция для вворачивания шурупов, которое лучше всего делать на медленной скорости. Электронная регулировка скорости. Многие электродрели снабжены электронным регулированием скорости вращения. Самые лучшие системы электронного управления обеспечивают выбран- ную скорость даже под нагрузкой на сверле и обладают компенса- торами вращающего момента, чтобы электродвигатель не сгорел, если сверло окажется зажато материалом. Реверсивный режим. Большинство электродрелей оборудовано удобно расположенным (рядом с курком) переключателем, меняю- щим направление вращения на обратное, для выворачивания винтов или шурупов. Ударное действие. С помощью механического переключателя ударный механизм обеспечивает в секунду несколько сотен удар- ных воздействий на сверло, помогая тем самым разрушать кирпич или бетон в процессе сверления. При этом нужно использовать спе- циальные сверла, предназначенные для ударного сверления, и очень надежно закреплять их в патроне. Фиксатор курка. Нажатие небольшой кнопки на ручке дрели фиксирует курок для режима продолжительного сверления. Нажа- тие на курок отпускает фиксатор. Бесшнуровые дрели В рамках своих возможностей беспроводные, или аккумулятор- ные, электродрели (рис. 5.2) являются отличным инструментом, ко- торому не нужен длинный соединительный провод для подведения питания к месту, удаленному от электросети. 49 Рис. 5.2. Аккумуляторная дрель Некоторые дрели комплектуются настенным контейнером с за- рядным устройством для ее хранения, так что, если вечером убирать дрель на место, утром она всегда будет заряжена. Однако большин- ство бесшнуровых дрелей имеет сменные аккумуляторные блоки, которые вставляются в зарядное устройство. При такой конструк- ции можно постоянно иметь под рукой заряженный аккумулятор. Для полного заряда аккумулятора обычно требуется около часа. В устройстве ускоренного заряда процесс выполняется не дольше 15 минут. Блоки аккумуляторных батарей рассчитаны на несколько тысяч циклов подзарядки, после чего их следует менять. Максимальная эффективность работы дрели Производители дрелей рекомендуют интервалы скоростей вра- щения, на которых их продукция работает с максимальной эффек- тивностью. В качестве общей рекомендации: следует выбирать высокую скорость вращения для сверления древесины, более низ- кую – для камня и металла и медленную – для шурупов и винтов. 50 Патрон При установке сверла в патрон с ключом (рис. 5.3) сначала сле- дует вращать патрон рукой, пока кулачки не зажмут хвостовик, а затем ключом затянуть его во всех трех положениях по окружности патрона. Патрон без ключа (быстрозажимной) надежно затягивается просто рукой. Рис. 5.3. Патрон с ключом Сверлильные машины Сверлильные машины с электрическим и пневматическим при- водом получили наибольшее распространение в строительстве, но нередко находят применение и в быту. Создаются ударно- вращательные, а также двухскоростные машины, позволяющие по- добрать скорость вращения сверла, соответствующую обрабатыва- емому материалу. В ряде машин обеспечивается плавное электрон- ное регулирование частоты вращения шпинделя, что позволяет об- рабатывать различные материалы в оптимальном режиме, 51 увеличивает универсальность машины, облегчает засверливание отверстия. Для обеспечения заданной глубины сверления машины снабжаются специальными штыревыми ограничителями. Сверлильные машины делятся на легкие (диаметр сверления до 9 мм), средние (диаметр сверления – 9–16 мм) и тяжелые (диаметр сверления свыше 16 мм). Мощность этих машин находится в преде- лах 0,12–1,8 кВт, масса – 1,2–17 кг. Легкие сверлильные машины имеют рукоятку пистолетного типа, которая может быть располо- жена как в задней, так и в средней частях корпуса. Средние маши- ны, как правило, изготавливают с задней рукояткой замкнутого ти- па. Кроме того, их снабжают съемной боковой рукояткой. Тяжелые машины имеют две боковые рукоятки и грудной или винтовой упор, что облегчает работу. Обычно применяются прямые ручные сверлильные машины (сверло расположено параллельно валу двигателя). Реже использу- ются угловые машины (сверло расположено под углом 90° к валу двигателя), предназначенные для выполнения работ в труднодо- ступных и стесненных местах. Рабочими органами сверлильных машин в основном являются стандартные сверла. При необходимости применяются зенкеры и развертки. Для более производительного сверления высокопрочных сталей, сплавов и цветных металлов применяются сверла из твердо- го сплава. Элементы теории бурения при ударном, вращательном и ударно-вращательном виде бурения Каждый из этих способов бурения (сверления) имеет свою спе- цифику воздействия бурового инструмента на забой. При враща- тельном способе (рис. 5.4) сверло движется по винтовой траектории и режущими кромками разрушает материал. Механизм разрушения носит характер периодического скола с резким изменением величи- ны усилий, действующих на резец. Цикл разрушения при вра- щательном бурении состоит из двух периодов: формирования дав- ления перед режущей гранью инструмента и скола элементарного объема горной породы. 52 Рис. 5.4. Схема сил, действующих на острый (а) и затупленный (б) резцы при вращательном способе бурения В первом периоде (рис. 5.4, а), когда передняя грань резца про- изводит смятие породы, образуется зона уплотнения 1–2–3, состоя- щая из мелкодробленой породы. При этом усилие на лезвии ин- струмента и мощность, расходуемая на его вращение, максимальны. Во второй период (период скола объема 2–3–4–5) сопротивление породы и потребляемая на вращение мощность минимальны. Резец проходит некоторый участок до встречи с неразрушенной породой и наносит по ней удар. При этом сопротивление движению резко возрастает. Далее цикл разрушения повторяется. При уменьшении величины осевого усилия Ру при затуплении режущих кромок резца контактное давление на инструмент снижа- ется, перед резцом не будет формироваться объем давления и раз- рушение породы будет носить характер истирания. Эффективность бурения при этом резко снижается. Разрушение породы происходит под действием крутящего момента М и осевого усилия Ру. За каждый проход лезвие снимает с забоя слой толщиной 1.h Его можно принять равным 0,1–0,5 мм. Внедрению резца в породу препятствует ее сопротивление в двух направлениях: нормальном к задней грани N1 и нормальном к передней грани резца N2. Кроме того, на резец действуют силы тре- ния по задней и передней граням F1 и F2. На преодоление указан- ных сил расходуется мощность двигателей вращателя и механизма подачи. а б 53 Стойкость коронки зависит от угла резания α: чем меньше его величина, тем меньше сопротивление породы внедрению резца (си- ла N1), но меньше стойкость коронки. Оптимальная величина угла резания должна быть 45–70°. Чем мягче материал, тем меньше дол- жен быть угол резания. Например, при сверлении бетона рекомен- дуется выбирать величину α = 45°. Задняя грань лезвия имеет площадку притупления шириной а (рис 5.4, б). Поскольку порода обладает упругой деформацией, ее слой в процессе бурения восстанавливается на величину ∆h0. В ре- зультате задняя грань имеет контакт с породой на площадке шири- ной b, а усилие механизма подачи инструмента должно преодоле- вать сопротивление породы на площадках a и b. С увеличением крепости буримой породы и площадки затупления а усилие подачи Ру должно увеличиваться. Оптимальная величина заднего угла γ = 10–12°. При больших значениях стойкость резца снижается. Величину осевого усилия определяют по формуле в y 2 у sin б 2 , 2cosбcos Dh P где σв – временное сопротивление, или предел прочности породы на сжатие, Па; D – диаметр коронки, см; φ – угол трения породы о сталь, градус. φ можно принять рав- ным 5–8°. Ниже приводится таблица пределов прочности строительных материалов на сжатие (табл. 5.1). Таблица 5.1 Пределы прочности строительных материалов на сжатие Материал Предел прочности на сжатие σв, МПа Асфальтобетон 0,6–2,5 Асбофанера 1,4 54 Окончание табл. 5.1 Материал Предел прочности на сжатие σв, МПа Бетон 2,5–100 (рекомендуемая величина для расчета – 50) Вермикулитобетон 3,5 Гипс 8–12 Гипсобетон 0,3–12 Гранит 100–250 Железобетон 10–100 Известняк 8–200 Кирпич глиняный 5–30 Кирпич силикатный 5,6–25 Кирпич диатомовый 0,06–0,1 Керамзитобетон 0,05–40 Мрамор 80–300 Магнезит 90 Пемза 1,5–40 Пенобетон 0,04–7,5 Ракушечник 0,04–28 Сталь 280–1300 Щебень 20–120 Если сверло имеет несколько резцов q, то усилие подачи Р = qРу. Необходимый вращательный момент вычисляют по формуле 2 в 1 2 y р м 1 мtgб 1 м 4 4 K D h qD M N P c , Н·м, 55 где N2 и Ру – силы, действующие на расстоянии ½ D от оси враще- ния коронки; Κ = 0,5–1,7 – коэффициент, учитывающий глубину внедрения резца в породу; с = 1,5–7 – коэффициент, зависящий от величины снимаемой стружки; μ = tg φ. Мощность, расходуемая на трение при вращательном бурении: 2 в в р у 1 мtgб 1 м щ, 30 102 100 4 K D v N c M кВт, где v – скорость бурения, см/мин; ω – угловая скорость сверла; обычно равна 50–100 рад/с. Следовательно, мощность прямо пропорциональна квадрату диаметра скважины, пределу прочности породы на сжатие и скоро- сти бурения. При ударном способе бурения разрушение породы осуществля- ется коронкой, по которой наносятся удары. После каждого удара лезвие коронки поворачивается на определенный угол. У машин вращательно-ударного действия удары наносятся по непрерывно вращающейся коронке. Принципиальных различий в рабочем процессе разрушения горных пород при ударно- поворотном и вращательно-ударном бурении нет. При ударном бу- рении разрушение буримой породы происходит исключительно под действием ударных нагрузок. Развиваемые машинами ударно- поворотного и вращательно-ударного бурения крутящие моменты и осевые усилия достаточны для резания пород средней и выше сред- ней крепости. Теория ударного бурения была впервые предложена профессо- ром Н. С. Успенским в 1908 г., а затем дополнена и развита про- фессорами М. М. Протодьяконовым и А. Ф. Сухановым. 56 Порядок выполнения работы 1. Разобрать прибор. 2. Составить кинематическую и электрическую схемы прибора. 3. Рассчитать передаточное число зубчатого зацепления. 4. Определить частоту вращения выходного вала при различных положениях переключателя (исходя из передаточного отно- шения). Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Инструменты и принадлежности для работы. 3. Необходимые схемы и рисунки. 4. Необходимые расчеты. 5. Выводы. Контрольные вопросы 1. Назовите узлы электродрели с перфоратором. 2. Каков максимальный диаметр сверления? 3. Классификация электродрелей. Определить, к какой группе относится рассматриваемая электродрель. 4. Какие характерные отличия различных моделей электродрелей с перфоратором? Список использованных источников 1. http://www.elremont.ru/small_rbt/bt_rem94.php. 2. Детали машин / под ред. О. А. Ряховского. – М. : МГТУ им. М. Э. Баумана, 2002. 3. Курмаз, Л. В. Детали машин. Проектирование / Л. В. Курмаз, А. Т. Скойбеда. – Минск : Технопринт, 2001. 4. Справочник по электрическим машинам : в 2 т. / под ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. – М. : Машиностроение, 1988. 5. Справочник по строительным работам / под общ. ред. А. Г. Трофименко. – М. : ВСВ-Сфинкс, 1998. 57 Лабораторная работа № 6 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОРУБАНКА Цель работы 1. Изучить устройство электрорубанка. 2. Изучить принцип действия по описанию, изложенному в ин- струкции. Инструменты и принадлежности 1. Электрорубанок. 2. Комплект инструментов. Теоретические сведения Принцип работы электрорубанка Основная деталь любого электрического рубанка – вращающий- ся барабан с закрепленными на нем ножами. Так как древесина по своей природе имеет неоднородную структуру, то, для того чтобы обрабатываемая поверхность получалась гладкой, электромотор, вращающий барабан, должен быть достаточно мощным (в пред- ставленном далее обзоре – от 580 до 900 Вт) и иметь частоту вра- щения более 10 000 об/мин. Удобным, а иногда и просто необходимым элементом современ- ного электроинструмента, такого, как электрорубанок, является ре- гулятор скорости вращения электродвигателя. В самых дешевых моделях таких регуляторов нет вообще, а в дорогих устанавливают- ся простейшие миниатюрные встроенные в ручку. Габариты такого устройства не позволяют обеспечить необходимый запас по мощно- сти, и при интенсивной работе или заклинивании инструмента они часто выходят из строя. Кроме того, мощный электроинструмент имеет большие пуско- вые токи, что вредно не только для самого инструмента, но и для других подключенных к сети электроприборов из-за возникающих при этом помех. Чтобы снизить пусковой ток, необходим электрон- ный регулятор с режимом плавного возрастания питающего напря- жения при включении. 58 Рис. 6.1. Схема электронного регулятора с плавным пуском Схема электронного регулятора с плавным пуском (рис 6.1) ра- ботает следующим образом. Регулировка поступающего в нагрузку напряжения выполнена за счет изменения угла открывания оптрон- ного симистора VS1. При этом управляющие открыванием комму- татора (VS1) импульсы формирует автогенератор, собранный на элементах VT1–C1–R3–R1 (в установившемся режиме полевой транзистор VT2, стоящий в цепи заряда С1, полностью открыт и имеет маленькое сопротивление сток-исток). Открывающие силовой оптронный симисторный коммутатор импульсы синхронизированы с частотой сети за счет пульсирующе- го напряжения питания, подаваемого на автогенератор, а момент времени их формирования зависит от положения регулятора R1. Для открывания симистора при любой окружающей температуре через его внутренний светодиод должен проходить ток не менее 80– 100 мА. Использование однопереходного транзистора позволяет иметь источник питания схемы управления небольшой мощности, т. к. необходимая для открывания симистора энергия накапливается на конденсаторе С1 и отдается в течение короткого импульса. Режим плавного пуска при включении обеспечивается с помо- щью счетчика на микросхеме DD1 за счет изменения сопротивле- 59 ния сток-исток полевого транзистора VT2. В начальный момент на вход С микросхемы DD1 через резистор R8 поступают импульсы сетевой пульсации. На выходах счетчика будут последовательно появляться уровни лог. "1". Это напряжение суммируется с установ- ленным поднастроечным резистором R14. После того как лог. "1" по- явится на выходе DD1/15, через диод VD3 сигнал поступит и на DD1/10. При этом микросхема DD1 перестает считать импульсы и фиксируется в таком состоянии. Схема настраивается так, чтобы транзистор VT2 был при этом полностью открыт, а микросхема в дальнейшем на работу устрой- ства влияния не оказывала. Для того чтобы при повторном включении устройства обеспе- чить работу счетчика с нуля, цепь из элементов C2–R10 выполняет формирование короткого импульса на входе R счетчика DD1 для его обнуления в начальный момент при подаче питания. Из-за разброса параметров применяемых транзисторов элемен- ты, отмеченные на схеме звездочкой (*), потребуется подбирать при регулировке. Настройку устройства лучше начинать с автогенератора. Для этого вместо электромотора подключаем любую осветительную лампу и стрелочный вольтметр. Резистором R14 добиваемся, чтобы транзистор VT2 был полностью открыт. Установив регулятор R1 на нулевое сопротивление подбором номинала резистора R3 в диапа- зоне 3,6–6,8 кОм, добиваемся максимального напряжения в нагруз- ке (на лампе). При этом с помощью резистора R1 оно должно регу- лироваться от нуля до максимума. Настройку узла плавного увеличения напряжения удобнее вы- полнять в следующей последовательности. Временно отсоединяем у диода VD3 анод от вывода DD1/15 микросхемы и переключаем его на DD1/13. Подстройкой резистора R14 добиваемся на нагрузке напряжения примерно около 70 В (при меньшем напряжении мотор дрели будет гудеть, но не сдвинется с места). Делать это надо при нулевом сопротивлении R1. Теперь, последовательно переключая анод диода на выходы 12 и 14, добиваемся при помощи подбора номиналов резисторов R11 и R12 получения промежуточных значе- ний напряжения – 110 и 170 В соответственно. После этого можно проверить работу схемы в том виде, как она показана на рис. 6.1. 60 При включении настроенной схемы в начальный момент счетчик в точке соединения резисторов R11–R12–R13–R14 формирует воз- растающее ступеньками напряжение. Более плавным изменение напряжения делает конденсатор С3. Это напряжение управляет со- противлением исток-сток в полевом транзисторе VT2. В схеме применены следующие детали: регулировочный рези- стор R1 типа СП3-4а, подстроечный резистр R14-СП3-19а, посто- янные резисторы МЛТ; конденсаторы С1, С2-К10-17, С3, С4-К50-35 на 25 В. Все элементы схемы, выделенные пунктиром, размещены на одно- сторонней печатной плате из стеклотекстолита размером 100 30 мм. Вращательное движение от электромотора к барабану передается с помощью зубчатого приводного ремня, а поскольку время от вре- мени он изнашивается и требует замены, его располагают под боко- вым съемным кожухом. Другой съемный кожух над мотором откры- вает доступ к угольным электрическим щеткам. Плавное увеличение скорости вращения при включении и электронное поддержание по- стоянной скорости вращения практически полностью исключают пе- регрузку электромотора. Подошва рубанка, выполненная из литого алюминия, разделена на две части, расположенные спереди и сзади барабана. Задняя не- подвижная часть подошвы скользит по уже оструганной древесине, передняя движется по еще не обработанной поверхности и, имея возможность регулироваться по высоте, задает нужную толщину стружки, т. е. глубину среза. Регулировка осуществляется рукоят- кой или кнопкой с делениями, которая часто выполняет функцию второй рукоятки. При работе следует продвигать рубанок с посто- янной скоростью, величина которой зависит от толщины снимаемой стружки. У многих электрорубанков вращающийся барабан открыт с од- ной стороны. Это дает возможность выбирать четверть под прямым углом по всей длине заготовки (если надо снять больший слой, чем может взять машина за один раз, это можно сделать за несколько проходов). Боковой ограничитель, часто входящий в комплект, поз- воляет без особых усилий выбрать четверть нужной ширины. Также на моделях с этим устройством можно встретить защитный откид- ной кожух, расположенный сбоку барабана при обычной работе ру- банка и поднимающийся, когда начинают выбирать четверть. 61 Подошва. Чем глаже поверхность подошвы, тем меньше будет трение и выструганная поверхность получится более ровной. Обра- зующаяся во время работы воздушная подушка между подошвой и древесиной, как правило, не позволяет сделать срез одинаковым по толщине. Эта проблема была решена изготовлением подошв с про- дольными бороздками. На передней части подошвы один или не- сколько желобков в форме буквы V (под углом 90°), расположен- ных по ее длине, служат для снятия фаски с углов обрабатываемой детали. Во время регулировки по высоте передней части подошвы она может подниматься вертикально, а для некоторых моделей (AEG, Metabo, Ryobi) – одновременно и по диагонали. Подошва постоянно находится на одинаковом расстоянии от ножей, что обеспечивает тонкий ровный срез. Длина и ширина подошвы влияют на устойчи- вость и плавность движений рубанка при работе. Рукоятки. Для продвижения по обрабатываемой поверхности такой тяжелой машины, как электрорубанок, две рукоятки всегда лучше, чем одна. Задняя позволяет толкать инструмент, также на ней расположена гашетка «пуск / стоп» с обязательной двойной си- стемой безопасности. Передней, дополнительной, рукояткой лишь направляют движение электрорубанка, она же позволяет работать «с размаху». Если на переднюю рукоятку слишком сильно давить, в конце обрабатываемой доски можно снять слишком большой слой древесины. Регулировка толщины снимаемой стружки. Так как ручка ре- гулировки иногда служит второй рукояткой, она часто делается с внутренними насечками, чтобы при переключении ее нужно было приподнимать, иначе во время работы можно нечаянно сбить за- данную толщину стружки. Ручка без таких насечек (Makita) позво- ляет регулировать этот параметр прямо на ходу, но не избавляет от возможности нежелаемого переключения. Шаг переключения обычно составляет 0,1 мм, но у каждой ма- шины могут быть свои отличия. Так, например, поставленные на «0», некоторые рубанки (Bosch, Peugeot, Skil) все же снимают стружку. Предпочтение отдается машинам, у которых шкала начи- нается ниже нуля (AEG, Festo, Black & Decker, Makita, Metabo, Ryobi). 62 Ножи. Во всех рубанках стоят по два двусторонних съемных ножа из карбида вольфрама. Большинство производителей предла- гают также ножи из закаленной стали, подтачиваемые с помощью специального держателя, поддерживающего нужный угол заточки. Один из протестированных рубанков (Festo) имеет единственный нож с особым сечением, закрепленный на барабане наискось, кото- рый делает так называемый спиральный срез. Это позволяет остру- гивать доску быстро, но качественно. Прямые карбидные ножи благодаря центрирующей канавке лег- ко ставятся на свое место в ножедержателях, которые, в свою оче- редь, вставляются в желобки барабана. Подточенные ножи из зака- ленной стали необходимо более тщательно выравнивать по высоте относительно друг друга, а чтобы заменить спиральный нож (не вставляющийся в ножедержатель), достаточно нескольких секунд. Защита ножей. Два типа связанных между собой защитных устройств – снизу и сбоку – защищают пальцы и обрабатываемую поверхность от контакта с ножами. Снизу подошвы существует два типа защиты. У Black & Decker, Bosch, Festo и Metabo имеется ножка (или упор), которая выбрасы- вается автоматически, слегка приподнимая заднюю часть подошвы. У моделей AEG и Skil откидной кожух полностью закрывает бара- бан. В зависимости от модели этот кожух может подниматься авто- матически при соприкосновении рубанка с деревом, либо специаль- ным рычажком, находящимся сбоку, либо, что еще лучше, может отодвигаться при нажатии на переднюю рукоятку. В любом случае следует после окончания работы класть рубанок на бок – на сторону приводного ремня. Сбоку защитная пластина на пружине закрывает край барабана и приподнимается настолько, насколько рубанок углубляется в дере- во при выборе четверти. Выброс стружек. Непосредственный выброс стружек избавляет рубанок от забивания ими, однако они разлетаются по всему поме- щению. Направленность раструба выброса (Bosch, Festo, Metabo, Ryobi) облегчает их уборку. Мешок должен вмещать достаточно большой объем стружек, но при этом не быть слишком громоздким. Хорошее решение проблемы – подсоединение пылесоса, однако и он не может полностью избавить от мусора. 63 Боковой ограничитель и глубиномер. Боковой ограничитель в сочетании с глубиномером точно задает толщину и ширину снима- емой стружки. Для срезания углов некоторые ограничители (Festo, Metabo, Peugeot) наклоняются от 0 до 45°. При выстругивании тон- ких граней боковой ограничитель помогает придать рубанку хоро- шее равновесие. Из всех аксессуаров эти два должны быть в ком- плекте обязательно. Практические преимущества. Эргономичность играет важную роль в отношении удобства рукоятки и точности обработки загото- вок. От наклона рукоятки напрямую зависит точность движения рубанка и сила, затрачиваемая на его толкание. На довольно широ- кой рукоятке обычно располагается кнопка «пуск / стоп» и ее предохранитель, которыми легко манипулировать одной рукой. Промежуток между рукояткой и кнопкой регулировки упрощает пользование последней. Электрорубанки так устроены, что могут выбирать четверть только с одной стороны, в связи с чем левши мо- гут испытывать некоторые затруднения. Довольно большой вес, придающий инструменту хорошее равновесие, становится помехой, когда обрабатываются доски «с размаху» или когда их много. И наконец, для рубанков, которые часто приходится переносить на некоторые расстояния, предпочтителен длинный сетевой шнур. Цель работы рубанком – сделать поверхность как можно более гладкой, сохраняя при этом заданные размеры. После работы на электрорубанке с прямыми ножами результат не всегда оказывается удовлетворительным. Выструганная поверхность немного волнооб- разна, что соответствует пройденным рубанком дистанциям между двумя последовательными проходами ножа. Расстояние между эти- ми волнами зависит не только от скорости, с которой движется ру- банок, но и от того, насколько точно ножи отрегулированы по вы- соте относительно друг друга. Эти волны исчезают при использова- нии электрорубанка со спиральным ножом. Аксессуары. Для электрических рубанков существует множе- ство аксессуаров. Например, волнистые ножи из закаленной стали разных размеров, которые используются для черновой обработки. Оборудование, позволяющее установить рубанок неподвижно, превращает его в автоматический фуганок и строгальный станок одновременно. Это очень удобно, однако в целях безопасности при работе надо быть особенно внимательным. 64 Механизированный рубанок Механизированный рубанок (рис. 6.2) имеет корпус 1 с поло- стью 5, в которой установлена с возможностью вращения фреза 6, и подвижно установленные на корпусе переднюю 8 и заднюю 9 лы- жи, каждая из которых имеет возможность независимого от другой лыжи регулировочного перемещения одновременно по двум взаим- но перпендикулярным осям, лежащим в плоскости, перпендикуляр- ной оси вращения фрезы 6, а также винтовые механизмы для регу- лировочного перемещения лыж 8 и 9. Передняя 8 и задняя 9 лыжи установлены подвижно в направлениях, перпендикулярном и па- раллельном основанию, и подпружинены каждая в одном из ука- занных направлений. Передняя лыжа 8 выполнена с кинематически связанным с винтовым механизмом ползуном 17, размещенным в ней с возможностью ограниченного относительно нее перемещения параллельно опорной поверхности передней лыжи 8. В корпусе 1 ползун 17 установлен с возможностью перпендикулярного к опор- ной поверхности лыжи 8 перемещения относительно корпуса. Кор- пус 1 выполнен с наклонными относительно основания лыжи 8 па- зами 16, в которые входят концы штифта 13. Задняя лыжа 9 и кор- пус 1 выполнены с ответными наклонными поверхностями 26, 28 и 27, 29 в плоскостях, перпендикулярных к оси вращения фрезы 6. Рис. 6.2. Механизированный рубанок 65 Рубанки, произведенные в России и странах ближнего зарубежья Р2-82 Фиолент Предназначен для строгания дре- весины при изготовлении дере- вянных конструкций. Обеспечивает высококачественную обработку по- верхности. Функциональные возможности: фиксируемая глубина строгания; направленный выброс стружки; выборка четверти; снятие фаски благодаря осевому V-образному пазу на подошве; строгание материала под углом от 0 до 45° с фиксацией установленного положения. Принадлежности в комплекте: гаечный ключ, электрощетки (2 шт.); по заказу: ремни, ножи, угловая линейка. Байкал Е-Р313 Байкал Е-Р313 – бытовой руба- нок. Мощная, легкая, качественная и удобная машина, недорогая, луч- шая в своем классе (82 мм ширины) из производимых в СНГ. Ножи из- готовлены из быстрорежущей стали Р6М5. Особенность – рукоятка ве- дения инструмента скомби- нирована с регулятором глубины строгания (таким образом, в процессе работы можно плавно менять глубину строгания). Достоинства инструмента – легкость, компакт- ность, так что даже при отсутствии управляющей электроники работать очень комфортно. Вообще, рубанки Ижевского механического завода считаются достойным конкурентом зарубежным аналогам. 66 Интерскол (Ижевский механический завод) Модель П-82. Предназначен для строгания древесины. Плавное регулирование глубины строгания. Блокировка случайного включе- ния. Ножи из быстрорежущей стали. Сбалансированный центр тя- жести. Модель П-102. Предназначен для строгания древесины. Плавное регулирование глубины строгания. Блокировка случайного включе- ния. Ножи из быстрорежущей стали. Сбалансированный центр тя- жести. Возможность стационарной установки со специальным при- способлением. Модель П-110. Предназначен для строгания древесины. Плавное регулирование глубины строгания. Блокировка случайного включе- ния. Возможность стационарной установки. Интерскол Р-82 ТС-01 Данный рубанок относится к самому распространенному классу машин (с шириной строгания 82 мм). Другие тех- нические решения тоже стандартны, однако инструмент по-своему уникален. Комплект поставки включает в себя специальное приспособление, превраща- ющее Р-82 ТС-01 в полноценный стро- гальный станок. Рубанок надежно фиксируется в нем подошвой вверх, при этом ножи оказываются прикрыты подпружиненным защитным кожу- хом, обеспечивающим безопасность. Фиксацию курка в нажатом положении производят специальной скобой, входящей в комплект. Короткие (до метра) и нетяжелые заготовки гораздо удобнее обра- батывать именно в таком положении инструмента. Во всех остальных случаях, когда нужен именно рубанок, а не легкий станок, инструмент используют как обычно. Нужно заме- тить, что мощность мотора (710 Вт) достаточно высокая по общим меркам, а весит рубанок немного, что делает его удобным при стро- гании на весу. 67 Рубанок электрический «Калибр РЭ-710+ст» Рубанок электрический «Калибр РЭ-710+ст» – это надежный дере- вообрабатывающий инструмент. Основные операции – строгание и снятие фасок – выполняются быст- ро и с безупречной точностью. У него достаточно мощный электро- мотор – 710 Вт – с высокой скоро- стью вращения барабана – 14 000 об/мин, что позволяет достигать высокого качества обрабатываемой поверхности. Двойная изоляция защищает мотор от перегрева. Рубанок снабжен фиксатором кнопки выключателя, позволяющим избежать травматизма. Эргономичная конструкция инструмента дает возможность легко и быстро произ- водить замену лезвий. Для поддержания верстака в чистоте есть пы- леотвод. К рубанку электрическому «Калибр РЭ-710+ст» прилагаются струбцины, для того чтобы можно было закрепить инструмент в стационарном положении, а затем зафикси- ровать на верстаке. Вся конструкция сравнительно легкая и ком- пактная, работать с ней удобно и просто. Импортные рубанки Black & Decker Бытовые рубанки фирмы Black & Decker сочетают мощность с боль- шой точностью, оборудованы твер- досплавными двухсторонними но- жами, регулятором глубины, устройством для отвода стружки, трехметровым кабелем. В ком- плекте есть мешок для стружки, станина для рубанка, ножи, при- водной ремень. Модель KW 715 – бытовой инструмент для небольших ремонт- ных работ. Это один из самых маленьких и легких рубанков. Хоро- 68 шо сбалансирован, строгание можно проводить без лишних усилий, на весу, даже на потолке. Модель KW 725. Плюсы: легкая регулировка толщины снимае- мой стружки с автоматическим возвращением к нулю после уста- новки толщины более 2,5 мм; рукоятки из противоскользящего ма- териала; хорошие равновесие и устойчивость; входящая в комплект соединительная трубка для всасывания стружки; длинная подошва. Минусы: кнопка безопасности закрыта; много шума; нет регули- ровки направления выброса стружек; слишком долго останавлива- ющийся барабан; в комплект не входят боковой ограничитель и ограничитель глубины среза. Skil Рубанки предназначены для быстрого и точного строгания по- верхностей, снятия фасок и вы- борки четверти. Применяются сверхострые долговечные двух- сторонние твердосплавные ножи для гладкой финишной обработки, ножевой барабан с электронной балансировкой для обеспечения высокоточной и бесшумной рабо- ты. Работа без стружки обеспечивается применением переходника с присоединением к пылесосу или использованием пылесборного мешка. Для стационарных работ может использоваться подставка Skil. Безопасность обеспечивается применением выключателя, предотвращающего случайное включение; кожухом, исключающим соприкосновение ножей и детали при остановке рубанка; маятнико- вым защитным кожухом и др. Модель 2 H9. Плюсы: простым нажатием на вторую рукоятку высвобождается защитный кожух ножей; убирающийся в корпус ключ; на подошве две канавки в форме буквы V для снятия фаски; ограничитель глубины среза с нанесенными делениями. Минусы: трудно извлекать из корпуса шестигранный ключ; необходимо крайне осторожно обращаться со второй рукояткой, т. к. под ней располагается ручка регулировки глубины среза; много шума; рез- 69 кое начало вращения барабана; отсутствуют регулировка направле- ния выброса стружек и боковой ограничитель. Makita Все виды инструмента технически совершенные, высокотехнологичные и профессиональные. Рубанки могут ра- ботать в стационарных условиях. При высоком числе оборотов позволяют по- лучать прекрасные результаты при фи- нишной обработке. Модель 1902 – идеальный рубанок для выборки четверти паза, округления кромок, снятия фасок и строгания плос- костей. При использовании цельнотвердосплавных ножей можно обрабатывать клееную древесину, ДСП и пластики. Модели 1923 B и N 1923 B. Удобны благодаря продуманной кон- струкции рукоятки и оптимальному расположению центра тяжести. Имеют большой V-образный паз для снятия фасок, оснащены твер- досплавным поворотным ножом. 1923 B может быть переоснащен специальным рустовочным ножом для волнистой обработки поверх- ности (рустовки). Высокая частота вращения обеспечивает гладкость обработки деталей. Соответственно, область применения модели – отделочные, чистовые работы. Модель 1911 B. имеет увеличенную ширину строгания и повы- шенную мощность. Модель 1806 В. Имеет фуганок с увеличенной длиной подошвы для особо чистой обработки. Модель 1923 Н – надежная, компактная и устойчивая машина. Плюсы: регулировка толщины среза на ходу, не вызывающая зару- бок; широкая трубка для всасывания стружек; простая регулировка бокового ограничителя, который может крепиться с обеих сторон; значительная толщина среза. Минусы: нет установки направления выброса стружек; очень большая ручка регулировки вполне могла бы быть второй рукояткой; ножи ничем не защищены; сетевой шнур коротковат; много шума; гашетка без системы безопасности. 70 Ryobi (Япония) Как и другой инструмент Ryobi, рубанки изготовлены очень качественно и надежно. Подошва и корпус сделаны из литого алюминиевого сплава, конструкция обеспечивает быс- трую и точную установку глуби- ны строгания. Модели L 180 и L 183 S – бытовые модели с пошаговой установкой глубины строгания. Ис- пользуются одноразовые твердосплавные ножи с двухсторонней заточкой. Модель L 282 – профессиональная модель рубанка с автомати- ческой предустановкой глубины обработки. Используются однора- зовые твердосплавные ножи с двухсторонней заточкой. Модель L 1000 TB – мощный профессиональный фуганок с большой шириной обработки (318 мм). Применяется нивелирую- щий механизм и одноразовые ножи HSS с двухсторонней заточкой. Модель AP 10 – профессиональный рейсмус, позволяющий об- рабатывать заготовки до 127 254 мм со скоростью 8 м/мин. Ис- пользуются быстрорежущие стальные ножи. DeWalt Профессиональные рубанки снабжены удобной передней руко- яткой, которая одновременно слу- жит резьбовым регулятором глу- бины строгания. Рубанки имеют опорную колодку, конструкция которой исключает повреждение обрабатываемой поверхности; три канавки для снятия фасок; мощный 71 двигатель, увеличивающий срок службы инструмента. Кабеля дли- ной 4 м достаточно для предельно свободного перемещения машины. Для обеспечения безопасности работы выключатель имеет бло- кировку. Каждый рубанок имеет двухсторонние твердосплавные ножи. Принадлежностями для рубанков являются рейсмусное при- способление, угловой упор, пускатель, подставка под рубанок, ме- шок для стружки, эжектор стружки, переходник для пылесоса. Модель DW 677 – самая легкая из моделей рубанков DeWalt. Имеет наименьший вес и отличную балансировку. Модель DW 676 К. Имеет увеличенный диаметр ножевого бара- бана, который позволил увеличить скорость движения ножей, про- изводительность и качество строгания. Модель DW 678-е – мощные рубанки с увеличенным ножевым барабаном и, соответственно, с очень большой глубиной строгания (4 мм). Удобство работы, снижение вибрации достигается резино- вым покрытием рукояток. Модель DW 678 ЕК имеет электронную систему поддержания постоянной частоты вращения под нагрузкой, систему плавного пуска и торможения. Bosch Рубанки отличает точная и плавная регулировка глубины строгания, выброс стружки впра- во или влево по выбору, подклю- чение отсоса стружки, предохра- нительный выключа-тель, отба- лансированный элек-троникой ножевой вал, защит-ный башмак для безопасного хранения и предохранения обрабатываемой детали. Для точной калибровки деревянных деталей совместно с рубанком может использоваться фуговально-рейсмусное приспособление ADV 82. 72 Metabo Немецкая фирма производит только профессиональный инстру- мент и только на заводах в Герма- нии, в частности, две модели ру- банков. Модель Ho E 0983 – легкий и мобильный рубанок для професси- оналов, сочетающий удобство и безопасность работы. Имеет элек- тронную систему поддержания постоянной частоты вращения; ком- бинированную с регулятором глубины строгания переднюю руко- ятку; изменяемое направление выброса стружки; возможность под- ключения пылесоса; парковочное положение. Комплект поставки: направляющий угольник с возможностью наклона, пылесборный мешок, ключ. Как дополнительные принадлежности фирма постав- ляет большое число разнообразных ножей. Модель Но 883. Плюсы: имеет регулируемый раструб выброса стружек, позволяющий подсоединить пылесос; хорошая устойчи- вость; удобное расположение в корпусе рубанка шестигранного ключа; ручка регулировки глубины среза служит дополнительной рукояткой и покрыта противоскользящим материалом; очень четкая шкала с делениями; длинный шнур. Минусы: очень много шума; короткая подошва; довольно резкое начало вращения барабана; вы- сокая цена. Festo Рубанки имеют современную электронику для поддержания посто- янного числа оборотов под нагруз- кой, плавный пуск и регулируемое число оборотов на холостом ходу. 73 Применение одного ножа спиральной формы, а не двух прямоли- нейной, как у других моделей, обеспечивает более высокое качество обработки и низкий уровень шума. Даже при рабочей нагрузке громкость этих рубанков почти на 10 дБ меньше, чем у аналогич- ных. Конструктивно обеспечивается возможность подключения шланга для отсоса стружки как справа, так и слева. Комплект по- ставки: приспособление для параллельной обработки; приспособле- ние для выборки четверти, ключ торцовый. Модель HL 850 EB. Консольно закрепленная головка рубанка позволяет выбирать четверти без ограничения глубины и обеспечи- вает чистоту кромки детали. При выключении срабатывает система SSB, обеспечивая мгновенное торможение, а следовательно, без- опасность работы и защиту обрабатываемой поверхности от повре- ждения. При необходимости стандартную головку можно заменить «рустикальной», предназначенной для получения волнистых по- верхностей. Модель EHL 65 E – легкий, компактный и эргономичный руба- нок, предназначенный для строгания одной рукой. Идеально подхо- дит для строгания кромок и пригонки деталей благодаря уменьшен- ной ширине (65 мм) и малому весу. Расчет привода рубанка Исходные данные: ширина строгания за один проход b – 90 мм; число оборотов n – 12 000 об/мин; толщина срезаемого слоя h – 3 мм; скорость подачи U – 0,2 м/с; удельное сопротивление резанию (древесины) K – 40 H/мм2; диаметр барабана d – 64 мм. Исходя из этих данных, рассчитаем скорость резания при стро- гании р . 1000 60 d n V Подставив в формулу числовые значения, получим 74 3,14 64 12 000 40,192 1000 60 V м/мин. Далее, зная скорость резания, можем рассчитать удельную силу резания рез 40 90 3 200 53,7 H. 40,192 K b h U P V Если известны скорость резания V и сила резания Ррез, то мощ- ность, требуемая для срезания слоя древесины, принятого при опре- делении Ррез (эффективная мощность), определяется по формуле рез эф , кВт. 60 102 Р V N Подставив числовые значения, получим эф 53,7 40,192 0,3527 кВт 352,7 Вт. 60 102 N Чтобы найти требуемую мощность электродвигателя, спо- собную выполнить работу при строгании с найденной эффективной мощностью, необходимо последнюю разделить на коэффициент полезного действия: эф , кВт N N , η – КПД прибора. 352,7 470,27 Вт. 0,75 N 75 Порядок выполнения работы 1. Разобрать электрорубанок. 2. Составить кинематическую и электрическую схемы прибора. 3. Рассчитать передаточное число зубчатого зацепления. 4. Определить частоту вращения выходного вала при различных положениях переключателя (исходя из передаточного отно- шения). Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Инструменты и принадлежности для работы. 3. Необходимые схемы и рисунки. 4. Необходимые расчеты. 5. Выводы. Контрольные вопросы 1. Каков принцип действия электрического рубанка? 2. Назовите основные детали и узлы рубанка. 3. Какие виды работ выполняются с помощью электрорубанка? 4. Какие материалы используются для изготовления ножей элек- трического рубанка? 5. Какие дополнительные приспособления могут применяться для повышения уровня безопасности и создания комфортных условий при работе с электрорубанком? Список использованных источников 1. Глебов, И. Т. Резание древесины / И. Т. Глебов. – Екатерин- бург : УГЛТА, 1997. – 136 с. 2. Глебов, И. Т. Справочник по резанию древесины / И. Т. Глебов, В. Г. Новоселов, Л. Г. Швамм. – Екатеринбург : УГЛТА, 1999. 76 3. Ивановский, Е. Г. Резание древесины / Е. Г. Ивановский. – М. : Лесная промышленность, 1974. – 200 с. 77 Учебное издание ЭЛЕКТРОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ, МАШИНЫ И АППАРАТЫ Лабораторный практикум для студентов специальности 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты» В 3 частях Часть 2 БЫТОВОЙ ЭЛЕКТРОИНСТРУМЕНТ С о с т а в и т е л и: КОЛЕСНИКОВ Василий Сергеевич САМОЙЛОВА Марина Сергеевна Редактор В. О. Кутас Компьютерная верстка А. Г. Занкевич Подписано в печать 20.06.2012. Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 4,42. Уч.-изд. л. 3,45. Тираж 50. Заказ 1069. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск.