Наша земля багата на природні дари. Серед них особливе місце посідають дорогоцінні, напівдорогоцінні та декоративні камені. Не дивно, що обробка декоративного каменю приваблює багатьох майстрів і захоплених аматорів. А щоб робити це успішно, одного бажання й здібностей замало — потрібен спеціальний інструмент і хоча б мінімум обладнання; алмазні дискові пилки та пристосування для розпилювання керамічної плитки. Однак є два «але». По-перше, сфера їх застосування досить обмежена (наприклад, алмазні диски мають товщину 2 мм і більше, що в багатьох випадках для різання декоративних каменів неприйнятно). По-друге, їх вартість, м’яко кажучи, неадекватна скромним статкам середнього працюючого росіянина, а тим паче пенсіонера.
Тому, коли я захопився виробами з природного каменю, то, з урахуванням вищесказаного, насамперед вирішив сконструювати й виготовити невеликий розпилювальний верстаток. У результаті з’явилася камнерізна циркулярна пилка (КЦП), досить проста у виготовленні, зручна й ефективна в експлуатації.
Принцип роботи КЦП дуже простий (рис.1). У кювету з охолоджувальною рідиною додається абразивний порошок, наприклад карбід кремнію. Під час обертання відрізний диск «захоплює» абразив і в місці контакту з розпилюваним каменем, закріпленим на супорті КЦП, продряпує канавку, яка з кожним обертом поглиблюється, аж до розділення каменю навпіл. Застосування як робочого інструменту вільного абразиву замість, скажімо, алмазних кругів має деякі незаперечні переваги. Насамперед його вартість на порядок менша, а це, як зазначено вище, має немаловажне значення. Крім того, забезпечується можливість застосування відрізних дисків практично будь-яких потрібних розмірів. І це також не потребуватиме великих витрат, оскільки диски (а вони з покрівельного заліза) можна легко виготовити самостійно. Але слід мати на увазі й один недолік: продуктивність розпилювання вільним абразивом значно нижча, ніж алмазним кругом.
Конструктивно КЦП складається з двох основних вузлів: робочого блока (рис. 3) і блока живлення, розташованого на певній відстані від першого (це зроблено для підвищення електробезпеки під час роботи). Як привід (рис. 4) використано електродвигун постійного струму на 12 В від вентилятора обдування радіатора легкового автомобіля. Корпус двигуна зазнав невеликої доробки: було видалено два з трьох штатних елементів кріплення. Електродвигун поміщається в хомут з оцинкованої жерсті і за допомогою петлі на його кінці та шпильки М6 шарнірно встановлюється в кутники-кронштейни на основі. На вал двигуна нагвинчується ведучий шків і фіксується штифтом діаметром 2 мм. На робочий шпиндель обертання передається клиновим пасом (від привода генератора автомобіля «Жигулі»). Для натягу паса корпус двигуна через елемент кріплення, що залишився, під’єднується до сережки. Поруч із двигуном на основі кріпляться латунні клеми для його під’єднання та кнопки керування в спеціальному кожусі. Кнопки — від старого лампового телевізора (а краще використовувати звичайний тумблер типу ТВ-1-1).
Корпус основи (дно, опори, передні, бічні та задні стінки) виконано з березових дощок товщиною 20 мм (рис. 5). Стінки з’єднані в шип і приклеєні до дна. Для надійності елементи додатково скріплені шурупами. Після складання корпус просочено розігрітою оліфою та пофарбовано олійною фарбою.
1 — двигун (від вентилятора обдування радіатора автомобіля); 2 — основа; 3 — шпиндель; 4 — супорт; 5 — карткова петля; 6 — кришка; 7 — пас (від привода генератора «Жигулів»)
Далі в основу вставляється 5-літрова пластикова пляшка з-під питної води, у передній стінці за місцем вирізається заглиблення під її горлечко. Потім пляшку розрізають уздовж на висоті стінок основи. Отриману кювету по периметру прибивають до стінок основи дрібними цвяхами. Під горлечком кювети до передньої стінки кріпиться жолоб з оцинкованої жерсті товщиною 0,8 мм, а зверху встановлюються фіксатори кришки. Верхні торці бічних стінок закриваються відбивними смужками шириною 30 мм, вирізаними з пластикових пляшок. Смужки закріплюються з напуском усередину основи дрібними цвяхами. Вони служать для захисту зазорів і стиків між стінками основи та кюветою від потрапляння охолоджувальної рідини з абразивом під час роботи КЦП. Крім зазначених деталей на основі монтуються сережка для кріплення двигуна під час натягу паса, центральний відбивач і опори супорта.
1 — гайка М6 (2 шт.); 2 — шпилька М6х65; 3 — гайка М6 клеми; 4 — клема (болт М6); 5 — спеціальна шайба; 6 — електродвигун; 7 — хомут (оцинкована жерсть s0,8); 8 — шків; 9 — штифт (Ø2×14); 10, 11 — болт, гайка М3 (2 компл.); 12 — планка (сталь, смуга 1,5×8, L50, 2 шт.); 13 — кутник кріплення двигуна до основи ( 2 шт.)
Після цього приступаємо до складання та встановлення робочого шпинделя (рис. 8). Насамперед визначаємо положення вала. Для цього закріплюємо двигун на сережці, як показано на рисунку 3, на ведучий і ведений шківи надіваємо пас і натягуємо його, зміщуючи ведений шків у напрямку задньої стінки основи. Зафіксувавши шків, через отвір у його маточині розмічаємо на бічній стінці основи центр отвору під вал шпинделя. Переносимо розмітку на протилежну стінку і засвердлюємо в бічних стінках отвори діаметром 11 — 12 мм. Потім закріплюємо на кінці вала ведений шків, надіваємо на вал одну пластину — підшипник, пропускаємо його через праву стінку основи, надіваємо ще дві, пропускаємо через ліву стінку. На вільний кінець вала надіваємо останню, четверту пластину і послідовно закріплюємо всі їх, забезпечуючи легке натягування приводного паса та вільне обертання вала. Далі виймаємо вал з основи, заповнюємо отвори в бічних стінках консистентним мастилом типу ЦИАТИМ-201 і, повертаючи вал на місце, послідовно нанизуємо на нього шайби, втулку із закріпленим на ній відрізним диском і пружину. На завершення втулку фіксуємо на валу стопорним гвинтом.
1 — кутник кріплення сережки (кутник 15×15); 2 — жолоб (оцинкована жерсть s0,8); 3 — контакт (латунь, 2 шт.); 4 — сережка; 5 — перемикач (від лампового телевізора або тумблер типу ТВ-1-1); 6 — фіксатор кришки (оцинкована жерсть s0,8); 7 — передня стінка; 8 — центральний відбивач; 9 — дно; 10 — відбивна смужка (вирізані з пластикової пляшки, 2 шт.): 11 — цвях (Ø1×10, 30 шт.); 12 — шуруп (Ø3,5×40, 12 шт.); 13 — задня опора; 14 — передня опора; 15 — бічні стінки; 16 — кювета (половина пластикової 5-літрової пляшки); 17, 20 — опори супорта (сталь, смуга 1,5×15); 18 — задня стінка; 19 — шуруп (03×20, 4 шт.); 21 — пластина-підшипник (4 шт., встановлюються під час монтажу шпинделя); 22 — кутник кріплення двигуна (дюралюміній, кутник 15×15, 2 шт.); матеріал деталей 7,9,13,14,15,18 — березова дошка s20; на вигляді зверху відбивні смужки 10 умовно не показано
Супорт (рис. 3, 9) служить для фіксації розрізуваного каменю та здійснення його подачі до відрізного круга. Камінь затискається між пластиною і двома планками, зробленими з листового гетинаксу товщиною 6 мм. У пластині між планками пропиляно паз для виходу відрізного круга, а біля торця просвердлено 2-мм отвір, який служить для закріплення нитки та підвішування вантажу за потреби збільшити притиск заготовки до інструмента. Нитка проходить через горловину кювети і далі жолобом. Встановлення супорта не складне і зрозуміле з наведених рисунків. Головне завдання при цьому — за допомогою стопорного гвинта М5 зафіксувати пластину так, щоб відрізний круг був по осі щілини.
1 — вісь (болт, гайка М4, шайба); 2 — тримач (сталь, лист s1,5); 3 — дуга (дріт Ø3)
Кришка (рис. 10) складається з дерев’яної П-подібної рамки, зібраної з березових брусочків, замикальної скоби з 3-мм дроту та корпуса (половинки пластикової 5-літрової пляшки — залишку від кювети). До основи кришка кріпиться невеликою картковою петлею.
Робота на КЦП здійснюється так. Спочатку в кювету основи заливається охолоджувальна рідина — суміш води з моторною оливою у співвідношенні приблизно 15:1.
1 — кронштейн (жерсть s0,8); 2 — заклепка (Ø2×4, 2 шт.); 3 — козирок (жерсть s0,8)
Кількість охолоджувальної рідини має бути такою, щоб відрізний диск занурювався в неї на 8 — 10 мм. Далі в кювету біля відрізного диска з боку жолоба висипається порошок абразиву в кількості 30 — 40 г. Порошок можна отримати з відпрацьованого заточного круга з карбіду кремнію (зеленого кольору). Після закріплення заготовки на супорті він опускається на відрізний диск, кришка КЦП закривається — і вмикається електродвигун. Через 1 — 2 хвилини має з’явитися характерний «шелест», який означає, що на відрізний круг надходить абразив і починається процес розпилювання каменю. У перші хвилини, коли опір обертанню інструмента невеликий, на блоці живлення перемикачем встановлюється напруга порядку 6 — 8 В. Це дає змогу зменшити оберти двигуна і знизити скидання абразиву з відрізного круга. У міру збільшення пропилу напругу, що подається на двигун, слід поступово підвищувати.
1 — основа; 2 — вал (сталь 45, круг 10, L195); 3 — жарове мастило; 4 — пружина стиснення (дріт ОВС s0,8); 5 — втулка (дюралюміній, круг 38); 6 — кріплення відрізного диска (гайка М20); 7 — відрізний диск (жерсть s0,8); 8 — притискна шайба (текстоліт s6); 9 — стопор втулки (гвинт М5); 10 — шайба (сталь, лист s1,5, 3 шт.); 11 — стопор шківа (гвинт М4); 12 — шків (дюралюміній, круг 120 або лист s12); 13 — шуруп (2×10, 16 шт.); 14 — пластина-підшипник (сталь, лист s1,5, 4 шт.); 15 — відбивна смужка
Як видно з рисунків 3 і 5, опори основи мають різну висоту: передня (біля жолоба) — 20 мм, задня — 50 мм. Це зроблено для того, щоб абразивний порошок, що скидається до задньої стінки, «стікав» назад до відрізного диска. У разі потреби КЦП можна жорстко закріпити струбциною на робочому столі — для цього дно основи зроблено на 12 мм ширшим за бічні стінки.
1 — скоба (сталь, смуга 1,5×12); 2 — вісь (сталь, пруток Ø8); 3 — гайка М6; 4 — кріплення планки (гвинт М4х40, 4 шт.); 5 — планка (текстоліт, гетинакс, s6, 2 шт.); 6 — кріплення скоби (гвинт М4х10, 2 шт.); 7 — пластина (текстоліт, гетинакс s6); 8 — стопор (гвинт М5); 9 — внутрішня скоба (сталь, смуга 1,5×12)
Після закінчення роботи охолоджувальна рідина зливається через жолоб, абразив з кювети видаляється (для подальшого використання), кювета промивається теплою водою і сушиться.
1 — скоба (дріт Ø3); 2—боковина (береза, брусок 10×20, L210, 2 шт.); 3 — кутник (жерсть 0,8, 2 шт.); 4 — поперечина (береза, брусок 20×20, L160); 5 — корпус (половина пластикової 5-л пляшки)
Блок живлення (принципова електрична схема показана на рис. 2) має стандартну будову. Як трансформатор використано доопрацьований ТС-180 (від старого лампового телевізора). Вторинні обмотки на його котушках замінені на нові, намотані мідним ізольованим проводом перерізом 2,5 мм2 (див. таблицю).
Число витків і напруги у вторинних обмотках
| Обмотка II | Обмотка III | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Номери Початок виводів — 01 | 01-02 | 02-03 | 03-04 | 04-05 | 05-06 | 06-07 | 07-08 | 08-кінець |
| Число ×20 витків | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| Напруга, В | 6 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Перемикач SA1 — типу ПГК-1-11; сигнальна лампа HL1 — на 12 В, 90 мА; конденсатор С1 — типу БМТ-2, С2 — К50-6; тумблер увімкнення — типу ТП1-2. Діоди DV1 — VD4 (D242) встановлені на алюмінієвій пластині товщиною 5 мм розмірами 80×100 мм і ізольовані від неї слюдяними шайбами. Монтаж виконано проводом БПВЛ перерізом 1,5 мм2. Блок живлення накрито кожухом (з покрівельного заліза) розмірами 190x140x120 мм.
У разі ускладнень у виготовленні блока живлення КЦП можна живити від будь-якого джерела постійного струму напругою 12 В, наприклад від автомобільної акумуляторної батареї або зарядного пристрою до неї.
Технічні дані КЦП
Швидкість обертання пильного диска, об/хв … 600 – 800
Швидкість розпилювання, мм/хв до … 1
Максимальна товщина каменю, мм … 25
Напруга живлення (побутова мережа), В … 220
Споживана потужність, Вт … 120
«Моделист-конструктор» № 3’2010, Л. СТЕПАНОВ