Dш — диаметр шкива; Dв — диаметр валика; Dд— диаметр шкива двигателя; Dб— диаметр барабана; nд— скорость вращения двигателя;
nд — скорость вращения барабана:
nв = nш — скорость вращения валика и насаженного на его ось шкива.
Из первого:
Dш = Dд∙nд/nш;
Из второго:
nш = nв = Dд∙nб/Dв;
подставив второе в первое, получим
Dш = Dд∙Dвnд/Dб∙nб
Для примера: Dб = 200 мм, Dв = 20 мм, Dд = 15 мм, nб = 40 об/мин.
Наш двигатель при нормальном напряжении и питании развивает 3000 об/мин. Для возможности регулировки примем расчетное число 2000 об/мин при пониженном напряжении. Подставив все значения в формулу (3), получим:
Dш = 15∙20∙2000/(200∙40) = 75 мм.
В заключение автор совершенно не настаивает именно на такой конструкции галтовочного барабана. Станок можно выполнить в виде всем известной бетономешалки с наклонной осью и т. п. Важно лишь одно: устройство должно надежно выполнять свою функцию.
Второй тип — вибрационный галтовочный станок. Как следует из названия, здесь емкость с обрабатываемыми камнями не вращается, а вибрирует. При этом камни интенсивно перемещаются, трутся друг о друга, поэтому при наличии абразива происходит их обработка. Принципиальная схема такого устройства приведена на рис. 8. Преимущество этого станка — гораздо более высокая производительность. Камни шлифуются и полируются быстрее, чем в галтовочном барабане.
Рис. 8.Схема галтовочного вибратора:
1 — бункер; 2 — плита; 3 — пружина (4 шт.); 4 — груз эксцентрика; 5 — корпус; 6 — подшипник; 7 — шкив, 8 — основание; 9 — амортизатор (4 шт.)
Бункер 1 закреплен на плите 2. К этой же плите привинчен вибратор, состоящий из корпуса 5, эксцентричного груза 4, вращающегося на одной оси со шкивом 7. Вращение происходит в подшипнике 6. Все это подвешено на четырех пружинах 3, нижние концы которых закреплены на массивном основании 8. Электродвигатель, вращающий эксцентрик через шкив 7, на схеме не показан. Требования к нему точно такие же, как и в предыдущем случае. Только мощность его лучше немного увеличить.
Автором несколько лет эксплуатируется подобная конструкция, поэтому можно дать ряд практических рекомендаций. Бункер 1 должен иметь сферическую форму Специально изготовить такой полый шар затруднительно. Заглянув как-то в хозяйственный магазин, увидел на витрине дюралюминиевый горшок (или чугунок) объемом около двух литров. Это оказалось как раз то, что надо (см. рис. 9).
Рис. 9.Вибрационный галтовочный станок:
1 — двигатель коллекторный; 2 — резиновый пассик; 3 — узел эксцентрика; 4 — бункер; 5 — платформа; 6 — пружина; 7 — основание; 8 — ЛАТР
Внутрь этого импровизированного бункера вкладываем резиновый мяч подходящего размера с крестообразным разрезом для загрузки камней. Разрезы делаем до края горшка и в этих местах мяч прихватываем зажимами, чтобы он не вздумал вращаться. Приклеивать «наглухо» к стенкам не надо, так как при смене абразива внутреннюю полость мяча надо промывать водой А это сделать удобнее, вынув его.
В литературе встречаются описания подобных устройств, где рекомендуют крепить двигатель прямо к плите 2, а эксцентричный груз насаживать непосредственно на вал. Настоятельно не рекомендую это делать. Подшипники двигателя не выдерживают такого насилия. Их не хватает даже на один цикл обработки! Поверьте — испытано!
Строителями применяются вибраторы для укладки бетона, где эксцентрики насажены прямо на вал двигателя. Но это двигатели, специально спроектированные. Подшипники там весьма больших размеров, чтобы подольше могли работать в таких режимах.
В нашем случае двигатель и вибратор надо обязательно разносить. Резиновый пассик, передающий вращение, значительно гасит вибрацию, и двигатель работает в достаточно благоприятном режиме. Конструкция несколько усложняется, но зато работает надежнее и дольше. В качестве подшипника 6 применен шарикоподшипник № 204. Технически правильнее установить два соосно расположенных, но у меня работает один. За довольно большой период пришлось только один раз сменить его. Эксцентрик 4 — это половинка металлического диска. Масса его — 0,3–0,5 кг. Некоторые затруднения вызывает крепление пружин 3 к основанию 8 и плите 2. Рекомендую вариант, изображенные на рис. 10.
Рис. 10.Крепление пружин:
1 — пружина; 2 — бобышка; 3 — винт; 4 — плита
Пружину 1 наворачиваем на винтовую нарезку бобышки 2. Бобышки закрепляем на плите и основании винтами 3. Пружины подбираем готовые, с наружным диаметром 30–35 мм из проволоки диаметром 3–3,5 мм. Длина пружин — около 150 мм.
Станки для распиловки
Доступные для самостоятельного изготовления распиловочные станки можно подразделить на два типа: I — с неподвижным отрезным кругом, II — с подвижным кругом (маятниковая пила).
Схема станка первого типа приведена на рис. 11.
Рис. 11.Схема распиловочного станка с неподвижным кругом:
1 — электродвигатель; 2 — шкив двигателя; 3 — ремень клиновый; 4 — кожух; 5 — круг отрезной; 6 — шкив ведомый; 7 — емкость-корпус; 8 — столик; 9 — подшипник (2 шт.); 10 — СОЖ (вода); 11 — амортизаторы; 12 — крышка; 13 — корпус; 14 — вал; 15 — гайка с правой резьбой; 16 — основание
Как видно из рисунка, станок похож на пилу-циркулярку, применяемую в деревообработке.
Отрезной диск 5, закрепленный на вале 14, вращается двигателем 1 через клиноременную передачу (шкивы 2, 6, ремень 3). Вал вращается в подшипниках 9, установленных в корпусе 13 с крышкой 12. Отрезной диск нижней половиной находится в СОЖ — смазочно-охлаждающей жидкости, которой у нас служит обыкновенная вода. Это в том случае, если мы работаем алмазным диском. Вода заливается в емкость 7, служащую одновременно корпусом станка. Двигатель и емкость закреплены на основании 16. Сверху на емкость накладывают шарнирно закрепленный столик с прорезью 8. Чтобы вода не брызгала во все стороны, отрезной диск закрывают кожухом 4. Двигатель — однофазный асинхронный мощностью 250–500 ватт. Очень хорошо подходят двигатели от стиральных машин. Ременную передачу рассчитывают так, чтобы диск вращался со скоростью 2–3 тыс. об/мин. На этом станке при отсутствии алмазного диска можно распиливать камни диском из какого-либо металла, латуни, бронзы и др. Твердость диска не имеет значения, так как резание камня выполняется абразивом. Для этого в емкость с водой засыпают некоторое количество абразива. Вращаясь, диск захватывает частицы этого абразива и режет камень. Абразив должен быть достаточно мелким, чтобы какое-то время находился во взвешенном состоянии. При вращении диск «взмучивает», поднимает со дна осевший абразив. Попутно заметим, что алмазы режут именно таким способом — тонкими бронзовыми кругами, вращающимися во взвеси очень мелкого алмазного порошка.
Небольшие камешки (30–40 мм) при распиловке можно удерживать рукой. Более крупные камни держать в руках утомительно, так как распиловка длится довольно долго. Поэтому надо сделать и установить на столике специальное направляющее устройство (рис. 12).
Рис. 12.Схема направляющего устройства:
1 — блок; 2 — тросик; 3 — кронштейн; 4 — диск отрезной; 5 — струбцина; 6 — зажимной винт; 7 — камень; 8 — каретка; 9 — груз; 10 — направляющая (2 шт.)
Два хорошо отшлифованных круглых стержня 10 установлены на столике при помощи кронштейнов 3. По ним передвигается каретка 8 с закрепленной на ней струбциной 5. Груз 9 при помощи тросика 2, перекинутого через блок 1, прижимает зажатый камень к отрезному кругу. Изменяя массу груза, регулируем усилие прижима. На левой стороне столика можно установить конечный выключатель. Как только окончится распиловка, каретка уйдет влево, нажмет на кнопку выключателя, и двигатель остановится. Достоинство этого простого устройства в постоянно одинаковой прижимной силе, чего нельзя достичь другими способами, например пружинами. Применять механическую подачу, как это практикуется в металлообрабатывающих станках, тоже нежелательно Если по какой-то причине скорость пиления замедлится, а подача останется прежней, то это неминуемо приведет к поломке круга, заклиниванию двигателя и его загоранию.
В нашем случае камень надвигается на круг свободно, по мере пиления. Если пиление замедлилось или даже совсем прекратилось (засалился алмазный круг, осел на дно абразив при работе металлическим диском), то ничего опасного не произойдет. Станок будет работать вхолостую, и только. Для хорошей работы предлагаемого устройства надо соблюсти несколько условий: направляющие стержни по всей длине должны иметь одинаковое сечение, должны быть хорошо отшлифованы и отполированы. Сверление отверстий в кронштейнах 3 выполняют сразу в обоих. Это обеспечит строгую параллельность направляющих. Каретка должна скользить плавно, без заеданий, перекосов и люфтов. При установке направляющих на столик особое внимание обращаем на параллельность их плоскости отрезного круга.