Схема для резки металла

Обновлено: 07.01.2025

Плазменная резка осуществляется аппаратом под названием плазморез. Он создаёт поток высокотемпературного ионизированного воздуха (плазмы), который разрезает заготовку.

Принцип плазменной резки основан на свойстве воздуха в состоянии ионизации становиться проводником электрического тока.

Плазморез создаёт в плазмотроне плазму (ионизированный воздух, разогретый до высокой температуры) и сварочную дугу, которые осуществляют раскрой материала.

Устройство плазмореза

Плазморез состоит из нескольких блоков:

источник электропитания; ;
компрессор;
комплект кабель-шлангов.

Источник электропитания

Источником электропитания может быть:

трансформатор. Достоинством его является то, что он практически не чувствителен к перепадам напряжения электросети и позволяет резать заготовки большой толщины, а недостатком – значительный вес и низкий КПД;
инвертор. Единственным его недостатком является то, что он не позволяет резать заготовки большой толщины. Достоинств много:
- при питании от него стабильно горит дуга;
- КПД на 30 % выше, чем у трансформатора;
- дешевле, экономичнее и легче трансформатора;
- его удобно использовать в труднодоступных местах.
Плазмотрон

Плазмотрон – это плазменный резак, с помощью которого разрезается заготовка. Он является основным узлом плазмореза.

Конструкция и схема подключения плазмотрона

Конструкция плазмотрона состоит из следующих составляющих:

Компрессор

Компрессор в плазморезе требуется для подачи воздуха. Он должен обеспечивать тангенциальную (или вихревую) подачу сжатого воздуха, которая обеспечит расположение катодного пятна плазменной дуги строго по центру электрода. Если этого не будет обеспечено, то возможны неприятные последствия:
- плазменная дуга будет гореть нестабильно;
- могут образоваться одновременно две дуги;
- плазмотрон может выйти из строя.
Принцип работы

Результат работы плазмотрона

Принцип действия плазмотрона заключается в следующем. Создаётся поток высокотемпературного ионизированного воздуха, электропроводность которого равна электропроводности разрезаемой заготовки (т.е. воздух перестаёт быть изолятором и становится проводником электрического тока).

Образуется электрическая дуга, которая локально разогревает обрабатываемую заготовку: металл плавится и появляется рез. Температура плазмы в этот момент достигает 25000 – 30000 °С. Появляющиеся на поверхности разрезаемой заготовки частички расплавленного металла будут сдуваться с нее потоком воздуха из сопла.

Технология

Технология плазменной резки металла вкратце может быть описана следующим образом. Плазменной обработке поддаются все виды металлов толщиой до 220 мм.

Эффект появляется после воспламенения плазмообразующего газа при образовании искры в контуре электрической дуги (между наконечником форсунки и неплавящимся электродом. От искры загорается поток газа, здесь же он ионизируется, превращаясь в управляемую плазму (с крайне высокой, 800 и даже 1500 м/с скоростью выхода).

В выходном отверстии, от сужения, происходит ускорение потока плазмообразующего носителя. Высокоскоростная плазменная струя позволяет получить температуру на выходе около 20 0000с. Узконаправленная струя в тысячи градусов буквально проплавляет материал в точечной области воздействия, нагрев вокруг места обработки незначительный.

Плазменно-дуговой способ используется с замыканием обрабатываемой поверхности в проводящий контур. Другой вид резки (плазменной струей) — работает при наличии стороннего (косвенного) образования высокотемпературного компонента в рабочей схеме плазмотрона. Нарезаемый металл не включен в проводящий контур

Резка плазменной струей

Раскрой заготовок плазменной струей применяется для обработки материалов, не проводящих электрический ток. При резке этим методом дуга горит между формирующим наконечником плазмотрона и электродом, а сам разрезаемый объект в электрической цепи не участвует. Для разрезания заготовки используется струя плазмы.

Плазменно-дуговая резка

Плазменно-дуговой резке подвергаются токопроводящие материалы. При выполнении резки этим методом дуга горит между разрезаемой заготовкой и электродом, её столб совмещен со струей плазмы. Последняя образуется за счет поступления газа, его нагрева и ионизации. Газ, продуваемый через сопло, обжимает дугу, придает ей проникающие свойства и обеспечивает интенсивное плазмообразование. Высокая температура газа создает высочайшую скорость истечения и увеличивает активное воздействие плазмы на плавящийся металл. Газ выдувает из зоны реза капли металла. Для активизации процесса используется дуга постоянного тока прямой полярности.

Плазменно-дуговая резка применяется при:
- производстве деталей с прямолинейными и фигурными контурами;
- вырезании отверстий или проемов в металле;
- изготовлении заготовок для сварки, штамповки и механической обработки;
- обработке кромок поковок;
- резке труб, полос, прутков и профилей;
- обработке литья.
Виды плазменной резки

В зависимости от среды, существуют три вида плазменной резки:
- простой. Этот метод подразумевает использование только воздуха (или азота) и электрического тока;
- с защитным газом. Применяются два вида газа: плазмообразующий и защитный, который сохраняет зону реза от влияний окружающей среды. В результате повышается качество реза;
- с водой. В этом случае вода выполняет функцию, аналогичную защитному газу. Кроме того, она охлаждает компоненты плазмотрона и поглощает вредные выделения.
Основанная на указанных принципах плазменная резка обеспечивает не только высокопроизводительное производство, но и совершенно пожаробезопасное: применяемые в технологии материалы не огнеопасны.

Видео

Посмотрите ролики, где наглядно объясняется, как происходит плазменная резка:

Принцип работы воздушно-плазменной резки металла

Воздушно-плазменная резка: на чем основан принцип осуществления. Плазма, производящая резку, является разогретым газом с высоким значением электропроводности . Его еще называют ионизованным. Генерируется плазма специальным дуговым элементом. Принято называть этот способ резки плазменным.

Обычная дуга сжимается плазмотроном. Ионизованный газ вдувается в нее, с помощью чего она может генерировать горячий воздух. Она способна производить обработку, при помощи повышенной температуры. Металл разрезается, плавясь при этом.

Осуществление обработки металла происходит благодаря, как плазменной дуге, так и струе. В первом варианте на металлическое изделие оказывается прямое воздействие, во втором — косвенное. Наиболее распространенным и действенным является метод резки с помощью действия напрямую. Для материала, который не обладает электропроводностью (как правило это неметаллические изделия) применяют способ непрямого влияния. При любом из вариантов разрезаемый материал не теряет агрегатного состояния и его конструкция слабо подвергается деформации.

Принцип работы плазменного резака

Плазмотрон – это техническое устройство, которое образует электрический разряд между электродом (катодом) и поверхностью обрабатываемого изделия (анодом), это происходит в потоке газа который образует плазму.

Принцип работы устройства: для охлаждения применяется вода или газ, для получения плазмы используется плазмообразующий газ. Поток входящего в камеру газа подвергается нагреванию до высоких температур после чего ионизируется, тем самым приобретает свойства плазмы. Плазмообразующий газ и охлаждающий подаются в различные каналы плазматрона. При подаче питания между катодом и соплом образуется так называемый вспомогательный разряд, визуально её можно видеть как небольшой факел.

Основная (рабочая дуга) образуется при касании второстепенного разряда обрабатываемой поверхности, которая в данном случае выполняет роль анода (плюс). Стабилизация разряда может осуществляться магнитным полем, водой либо газом, зачастую стабилизирующий газ является и плазмообразующим. После этого можно проводить резку материала, нанесение покрытий, сварку, наплавку или даже добычу полезных ископаемых, путём разрушения горных пород.

Условно конструкцию плазмотрона можно представить как несколько основных элементов:
1. изолятор;
2. электрод;
3. сопло;
4. механизм для подвода плазмообразующего газа;
5. дуговая камера.
Конструкция и принцип работы плазмотрона с совмещенным соплом и каналом

Особенностью плазмотрона, использующего воздушно-плазменную резку является совмещение канала и сопла. Воздух проходит через канал сопла наружу. Принцип работы схож, при подаче электропитания промеж катодом и соплом образуется вспомогательный разряд. Воздух закрученный по спирали, стабилизирует и сжимает столб рабочего разряда. Он же предотвращает соприкосновение электрической дуги стенок соплового канала.

Типы плазмотронов

Плазмотроны можно условно разделить на три глобальных типа
1. электродуговые;
2. высокочастотные;
3. комбинированные.
Устройства работающие на основе электрической дуги оснащены одним катодом, который подключен к источнику питания постоянного тока. Для охлаждения применяют воду, которая находится в охладительных каналах.

Можно выделить следующие виды электродуговых аппаратов
- с прямой дугой;
- косвенной дугой (плазмотроны косвенного действия);
- с использованием электролитического электрода;
- вращающимися электродами;
- вращающейся дугой.
Автомат: принцип работы

Станок плазменной автоматической резки имеет:
1. пульт управления,
2. плазмотрон
3. рабочий стол для заготовок.
На пульте управления происходит корректировка предварительно установленных программ, если резка отклоняется от установленных параметров. Для оперативного исправления в процессе работы и выбора оптимальных режимов резания.

Через установленный на рабочем столе лист, пропускается электрический ток. Между поверхностью листа и плазмотроном пробегает первичная электродуга. В которой сжатый воздух, разогревается до состояния плазмы. Первичная дуга скрывается в раскаленной ионизированной струе, которая и режет металла.

Резка начинается с середины или с края. Чем чаще происходит прерывание дуги и зажигание новой искры, тем меньше становится ресурс сопла и катода. Грамотный оператор автоматической резки выбирает режимы резания по таблице и отталкиваясь от конкретных условий (толщина металла, диаметр сопла). Благодаря чему можно добиться значительного сокращения расходов. По окончанию операции, автомат самостоятельно оповестит оператора, выключит и отведет плазмотрон от материала.

Какие газы используются, их особенности

Плазменная резка металла представляет собой процесс проплавления и удаления расплава за счет теплоты, получаемой от плазменной дуги. Скорость и качество резки определяются плазмообразующей средой. Также, плазмообразующая среда влияет на глубину газонасыщенного слоя и характер физико-химических процессов на кромках среза. При обработке алюминия, меди и сплавов, изготовленных на их основе, используются следующие плазмообразующие газы:
- Сжатый воздух;
- Кислород;
- Азотно-кислородная смесь;
- Азот;
- Аргоно-водородная смесь.
Важно! Для некоторых марок металла недопустимо применение определенных плазмообразующих смесей (к примеру, для резки титана нельзя использовать смеси, содержащие в составе азот или водород).

Все газы, используемые при выполнении плазменной обработки, условно делятся на защитные и плазмообразующие.

В целях бытового назначения (толщина до 50 мм, сила тока дуги – менее 200 А) применяется сжатый воздух, который может использоваться как защитный, так и плазмообразующий газ, а в более сложных условиях промышленного назначения применяются другие газовые смеси, которые содержат кислород, азот, аргон, гелий или водород.

Достоинства и недостатки плазменной резки

Обработка металлов аппаратами или станками плазменной резки дает в работе целый ряд преимуществ.
1. По сравнению с кислородной горелкой, плазморез обладает более высокой мощностью, и соответственно, производительностью, и по данному параметру уступает только лазерным установкам промышленного масштаба.
2. Плазменная резка выгодна с экономической точки зрения при толщине металла до 60 мм. Для резки материалов с толщиной более 60 мм рекомендуется использовать кислородную резку.
3. Современные плазморезы отличаются высокоточной и качественной обработкой металлов. Срез получается «чистый», с минимальной шириной, благодаря чему, практически не требует дополнительной шлифовки.
4. Также, плазменно-дуговая обработка характеризуется универсальностью применения, безопасностью и низким уровнем загрязнения окружающей среды.
Из недостатков можно отметить скромную толщину среза (до 100 мм), а также невозможность одновременной работы двух плазморезов и соблюдение жестких требований к отклонениям от перпендикулярности среза.

Возможности плазменной резки

Сфера применения плазменной резки очень разнообразна, благодаря своей универсальности и диапазону обрабатываемых металлов и металлических сплавов. Автоматизированная и ручная плазменная резка материалов широко применяется на предприятиях и во многих отраслях промышленности для выполнения обработки:
- Труб;
- Листового металла;
- Чугуна;
- Стали (в т.ч. нержавеющей);
- Бетона;
- Отверстий;
- Фигурной и художественной резки.
Характеристики плазморезов позволяют выполнять обработку нержавеющей стали, что недоступно кислородным горелкам. Плазморезы практически незаменимы для обработки тонкой листовой стали. Особого внимания заслуживают ручные устройства, которые отличаются компактными размерами и экономичным потреблением электроэнергии. Технология плазменно-дуговой резки особенно ценится за выполнение чистого среза без «наплывов», что положительно влияет на скорость и точность выполнения работ, а также на производственные возможности предприятий.

Резка металлов и сплавов

Электродуговая резка металлов позволяет разделять их на части путем выплавления металла в месте реза угольными (неплавящими) или металлическими (плавящими) электродами.

При резке угольным электродом диаметром 10–20 мм применяют прямую полярность, сила тока равна 400–1 000 А. Резку материала толщиной до 20 мм можно производить на переменном токе при силе тока 280 А.

Применение металлических электродов с толстой обмазкой повышает качество резки, уменьшает ширину реза и дает более ровные кромки.

Дуговую резку применяют при разборке старых металлоконструкций, магистральных трубопроводов, разделке металлического лома, удалении литниковой системы, резке цветных металлов, стали и чугуна, прожигании отверстий, а также при выполнении ремонтных и монтажно-сборочных работ.

Рис. 41. Воздушно-дуговая резка: а – разделительная; б – поверхностная; 1 – электрододержатель; 2 – воздушная струя; 3 – электрод; 4 – канавка

Воздушно-дуговую резку стали и цветных металлов осуществляют на постоянном токе с обратной полярностью угольным электродом при давлении воздуха 0,2–0,6 МПа. Эта резка основана на расплавлении метал- ла и выдувании его струей сжатого воздуха. Струя сжатого воздуха 2 поступает в резак 1 и вытекает вдоль электрода 3 (рис. 41, а).

При поверхностной резке (рис. 41, б) глубина и ширина канавки 4 зависит от диаметра электрода 3. Металлические электроды улучшают качество резки.

Кислородно-дуговая резка использует одновременно тепло сварочной дуги для разогрева металла и тепло, развиваемое при горении металла в кислороде.

Применяют дуговую резку металлов (особенно сплавов на алюминиевой основе) в среде защитных газов. Способ основан на режущих свойствах электрической дуги, горящей между вольфрамовым электродом и разрезаемым материалом в смеси аргона и водорода. Для ручной резки применяют смесь из 80 % аргона и 20 % водорода, для механизированной – 65 % аргона и 35 % водорода.

2. Газовая резка

Газокислородная резка основана на способности некоторых металлов гореть в струе кислорода с выделением большего количества тепла.

Газокислородным способом можно резать только те металлы, у которых температура воспламенения (Т_в) ниже температуры плавления (Т_пл), а температура плавления образующихся окислов (Т_ок) ниже температуры плавления металла. Окислы должны обладать хорошей жидкотекучестью и легко удаляться продувкой воздухом или кислородной струей. Для концентрации тепла теплопроводность металла должна быть низкой. Этим методом можно резать углеродистую сталь с содержанием до 0,7 % С и низколегированные конструкционные стали. При резке высокоуглеродистых сталей требуется их предварительный нагрев до 650–700 °С.

Не поддаются газовой резке чугуны, высоколегированные хромистые и хромоникелевые стали, цветные сплавы, так как температура плавления образующихся окислов выше температуры плавления сплавов.

Газокислородная резка осуществляется с помощью обычного газосварочного оборудования, только вместо сварочной горелки присоединяют резак, подающий газовую смесь для подогрева металла и кислород для его сжигания. Резак имеет сменные мундштуки – подогревательные (наружные) и режущие (внутренние).

Рис. 42. Газовая резка: а – схема процесса: 1 – струя режущего кислорода; 2 – подогревающее пламя; 3 – металлическое изделие; 4 – зона реза; 5 – выдуваемые окислы; б – автоматическая резка металла газом

Схема процесса газовой резки приведена на рис. 42. Смесь кислорода и горючего газа направляется в кольцевой канал мундштука режущей горелки. При выходе из мундштука газовая смесь зажигается, образуя пламя 2, которое направляют на разрезаемый металл 3. После нагрева металла до требуемой температуры подача горючего газа прекращается и усиливается поступление кислорода, струя 1 которого при выходе из мундштука, соприкасаясь с нагретым металлом, активизирует горение. В процессе сгорания металла образуются окислы 5, которые увлекаются струей режущего кислорода и затем выдуваются из полости реза 4. Таким образом, газовая резка слагается из трех процессов: подогрева металла, горения металла в среде кислорода, выдувания окислов.

3. Лазерная резка

Лазерная резка, несмотря на высокую стоимость, используется для резания сталей, керамики, стекла, пластмасс и других материалов. Процесс резания идет без образования стружки, а испаряющийся за счет высоких температур металл уносится сжатым воздухом.

Лазерную резку материалов осуществляют как в импульсном, так и в непрерывном режимах. При резке в импульсном режиме непрерывный рез получается в результате наложения следующих друг за другом отверстий. Широкое применение получила резка (фрезерование) тонкопленочных пассивных элементов интегральных схем с целью точной подгонки значений их сопротивления или емкости (рис. 43, а). Для этого применяют импульсные лазеры на алюмоиттриевом гранате, лазеры на углекислом газе. Импульсный характер обработки обеспечивает минимальную глубину прогрева материала и исключает повреждение подложки, на которую нанесена пленка. Лазерные установки с автоматически управляющими системами для подгонки резисторов обеспечивают производительность более 5 тысяч операций за 1 ч. Лазеры непрерывного действия на углекислом газе применяют для газолазерной резки, при которой в зону воздействия лазерного луча подается струя газа. Газ выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала. При резке дерева, фанеры, пластиков, бумаги, картона, текстильных материалов в зону обработки подается воздух или инертный газ, которые охлаждают края реза и препятствуют сгоранию материала и расширению реза.

Рис. 43. Лазерная резка: а – (фрезерование) тонкопленочных пассивных элементов интегральных схем; б – газолазерная резка металлов

При резке большинства металлов, стекла, керамики струя газа выдувает из зоны воздействия луча расплавленный материал (рис. 43, б). Это позволяет получать поверхности с малой шероховатостью и обеспечивает высокую точность реза.

При резке железа, малоуглеродистых сталей и титана в зону нагрева подается струя кислорода. В результате экзотермической реакции окисления металла выделяется дополнительное тепло, что позволяет значительно повысить скорость резки.

Как сделать плазменный резак своими руками?

Оборудование

Плазменные резаки активно используются в мастерских и предприятиях, связанных с цветными металлами. Большинство небольших предприятий применяют в работе плазменный резак, изготовленный своими руками.

Плазменный резак хорошо себя показывает при разрезе цветных металлов, поскольку позволяет локально прогревать изделия и не деформировать их. Самостоятельное производство резаков обусловлено высокой стоимостью профессионального оборудования.

В процессе изготовления подобного инструмента используются комплектующие от других электроприборов.

Особенности и назначение плазменного резака

Инвертор плазменной резки используется для выполнения работ как в домашних, так и в промышленных условиях. Существует несколько видов плазморезов для работы с различными типами металлов.
1. Плазморезы, работающие в среде инертных газов, например, аргона, гелия или азота.
2. Инструменты, работающие в среде окислителей, например, кислорода.
3. Аппаратура, предназначенная для работы со смешанными атмосферами.
4. Резаки, работающие в газожидкостных стабилизаторах.
5. Устройства, работающие с водной или магнитной стабилизацией. Это самый редкий вид резаков, который практически невозможно найти в свободной продаже.
Большинство инверторных плазменных резаков состоят из:
- форсунки;
- электрода;
- защитного колпачка;
- сопла;
- шланга;
- головки резака;
- ручки;
- роликового упора.
Принцип действия простого полуавтоматического плазмореза состоит в следующем: рабочий газ вокруг плазмотрона прогревается до очень высоких температур, при которых происходит возникновение плазмы, проводящей электричество.

Затем, ток, идущий через ионизированный газ, разрезает металл путем локального плавления. После этого струя плазмы снимает остатки расплавленного металла и получается аккуратный срез.

По виду воздействия на металл различают такие виды плазматронов:
1. Аппараты косвенного действия.
  Данный вид плазматронов не пропускает через себя ток и пригоден лишь в одном случае – для резки неметаллических изделий.
2. Плазменная резка прямого действия.
  Применяется для разрезки металлов путем образования плазменной струи.
Конструкция плазменного резака и рекомендации по работе с ним серьезно разнятся в зависимости от типа устройства.

Делаем плазменный резак своими руками

Плазменная резка своими руками может быть изготовлена в домашних условиях. Неподъемная стоимость на профессиональное оборудование и ограниченное количество представленных на рынке моделей вынуждают умельцев собирать плазморез из сварочного инвертора своими руками.

Самодельный плазморез можно выполнить при условии наличия всех необходимых компонентов.

Перед тем как сделать плазморежущую установку, необходимо подготовить следующие комплектующие:
1. Компрессор.
  Деталь необходима для подачи воздушного потока под давлением.
2. Плазмотрон.
  Изделие используется при непосредственной резке металла.
3. Электроды.
  Применяются для розжига дуги и создания плазмы.
4. Изолятор.
  Предохраняет электроды от перегрева при выполнении плазменной резки металла.
5. Сопло.
  Деталь, размер которой определяет возможности всего плазмореза, собранного своими руками из инвертора.
6. Сварочный инвертор.
  Источник постоянного тока для установки. Может быть заменен сварочным трансформатором.
Источник питания устройства может быть либо трансформаторным, либо инверторным.

Схема работы плазменного резака.

Трансформаторные источники постоянного тока характеризуются следующими недостатками:
- высокое потребление электрической энергии;
- большие габариты;
- труднодоступность.
К преимуществам такого источника питания можно отнести:
- низкую чувствительность к перепадам напряжения;
- большую мощность;
- высокую надежность.
Инверторы, в качестве блока питания плазмореза можно использовать, если необходимо:
- сконструировать небольшой аппарат;
- собрать качественный плазморез с высоким коэффициентом полезного действия и стабильной дугой.
Благодаря доступности и легкости инверторного блока питания плазморезы на его основе могут быть сконструированы в домашних условиях. К недостаткам инвертора можно отнести лишь сравнительно малую мощность струи. Из-за этого толщина металлической заготовки, разрезаемой инверторным плазморезом, серьезно ограничена.

Одной из главнейших частей плазмореза является ручной резак.

Сборка данного элемента аппаратуры для резки металла осуществляется из таких компонентов:
- рукоять с пропилами для прокладки проводов;
- кнопка запуска горелки на основе газовой плазмы;
- электроды;
- система завихрения потоков;
- наконечник, защищающий оператора от брызг расплавленного металла;
- пружина для обеспечения необходимого расстояния между соплом и металлом;
- насадки для снятия окалин и нагара.
Резка металла различной толщины осуществляется путем смены сопел в плазмотроне. В большинстве конструкций плазмотрона, сопла закрепляются специальной гайкой, с диаметром, позволяющим пропустить конусный наконечник и зажать широкую часть элемента.

После сопла располагаются электроды и изоляция. Для получения возможности усиления дуги при необходимости в конструкцию плазматрона включают завихритель воздушных потоков.

Сделанные своими руками плазморезы на основе инверторного источника питания являются достаточно мобильными. Благодаря малым габаритам такую аппаратуру можно использовать даже в самых труднодоступных местах.

Чертежи

В глобальной сети интернет имеется множество различных чертежей плазменного резака. Проще всего изготовить плазморез в домашних условиях, используя инверторный источник постоянного тока.

Электрическая схема плазмореза.

Наиболее ходовой технический чертеж резака на основе плазменной дуги включает следующие компоненты:
1. Электрод.
  На данный элемент подается напряжение от источника питания для осуществления ионизации окружающего газа. Как правило, в качестве электрода используются тугоплавкие металлы, образующие прочный окисел. В большинстве случаев конструкторы сварочных аппаратов используют гафний, цирконий или титан. Лучшим выбором материала электрода для домашнего использования является гафний.
2. Сопло.
  Компонент автоматического плазменный сварочного аппарата формирует струю из ионизированного газа и пропускает воздух, охлаждающий электрод.
3. Охладитель.
  Элемент используется для отвода тепла от сопла, поскольку при работе температура плазмы может достигать 30 000 градусов Цельсия.
Большинство схем аппарата плазменной резки подразумевают такой алгоритм работы резака на основе струи ионизированного газа:
1. Первое нажатие на кнопку пуск включает реле, подающее питание на блок управления аппаратом.
2. Второе реле подает ток на инвертор и подключает электрический клапан продувки горелки.
3. Мощный поток воздуха попадает в камеру горелки и очищает ее.
4. Через определенный промежуток времени, задаваемый резисторами, срабатывает третье реле и подает питание на электроды установки.
5. Запускается осциллятор, благодаря которому производится ионизация рабочего газа, находящегося между катодом и анодом. На данном этапе возникает дежурная дуга.
6. При поднесении дуги к металлической детали зажигается дуга между плазмотроном и поверхностью, называющаяся рабочей.
7. Отключение подачи тока для розжига дуги при помощи специального геркона.
8. Проведение резальных или сварочных работ. В случае пропажи дуги, реле геркона вновь включает ток и разжигает дежурную струю плазмы.
9. При завершении работ после отключения дуги, четвертое реле запускает компрессор, воздух которого охлаждает сопло и удаляет остатки сгоревшего металла.
Наиболее удачными считаются схемы плазмореза модели АПР-91.

Что нам понадобится?

Чертеж плазменного резака.

Для создания аппарата плазменной сварки необходимо обзавестись:
- источником постоянного тока;
- плазмотроном.
В состав последнего входят:
- сопло;
- электроды;
- изолятор;
- компрессор мощностью 2-2.5 атмосферы.
Большинство современных мастеров изготавливают плазменную сварку, подключаемую к инверторному блоку питания. Сконструированный при помощи данных компонентов плазмотрон для ручной воздушной резки работает следующим образом: нажатие на управляющую кнопку зажигает электрическую дугу между соплом и электродом.

После завершения работы, после нажатия на кнопку выключения, компрессор подает струю воздуха и сбивает остатки металла с электродов.

Сборка инвертора

В случае, если фабричного инвертора нет в наличии, можно собрать самодельный.

Инверторы для резаков на основе газовой плазмы, как правило, имеют в строении такие комплектующие:
- блок питания;
- драйвера силовых ключей;
- силовой блок.
- набора отверток;
- паяльника;
- ножа;
- ножовки по металлу;
- крепежных элементов резьбового типа;
- медных проводов;
- текстолита;
- слюды.
Блок питания самодельного инвертора для плазменной резки собирается на базе ферритового сердечника и должен иметь четыре обмотки:
- первичную, состоящую из 100 витков проволоки, толщиной 0.3 миллиметра;
- первая вторичная из 15 витков кабеля с толщиной 1 миллиметр;
- вторая вторичная из 15 витков проволоки 0.2 миллиметра;
- третья вторичная из 20 витков 0.3 миллиметровой проволоки.
Обратите внимание! Для минимизации негативных последствий от перепадов напряжения в электрической сети, намотку следует проводить по всей ширине деревянного основания.

Силовой блок самодельного инвертора должен состоять из специального трансформатора. Для создания данного элемента следует подобрать два сердечника и намотать на них медную проволоку толщиной 0.25 миллиметров.

Отдельного упоминания стоит система охлаждения, без которой инверторный блок питания плазмотрона может быстро выйти из строя.

Рекомендации по работе

Чертеж технологии плазменной резки.

При работе на аппарате плазменной резки для достижения наилучших результатов нужно соблюдать рекомендации:
- регулярно проверять правильность направления струи газовой плазмы;
- проверять правильность выбора аппаратуры в соответствии с толщиной металлического изделия;
- следить за состоянием расходных деталей плазмотрона;
- следить за соблюдением расстояния между плазменной струей и обрабатываемым изделием;
- всегда проверять используемую скорость резки, чтобы избежать возникновения окалин;
- время от времени диагностировать состояние системы подвода рабочего газа;
- исключить вибрацию электрического плазмотрона;
- поддерживать чистоту и аккуратность на рабочем месте.
Заключение

Аппаратура для плазменной резки – это незаменимый инструмент для аккуратной нарезки металлических изделий. Благодаря продуманной конструкции плазмотроны обеспечивают быстрый, ровный и качественный порез металлических листов без необходимости последующей обработки поверхностей.

Большинство рукоделов из небольших мастерских предпочитают своими руками собирать мини резаки для работы с не толстым металлом. Как правило, самостоятельно сделанный плазморез по характеристикам и качеству работы не отличается от заводских моделей.

Инструкция для изготовления самодельного плазмореза из сварочного трансформатора

Своими руками

Для резки листового металла используются различные механические приспособления, а также электросварка или газовый резак. Но кроме этих методов есть эффективный способ резки металла – плазменный резак. Установка заводского производства стоит достаточно дорого, но ее можно заменить самодельным плазморезом из сварочного трансформатора.

Внешний вид

Установка плазменной резки состоит из следующих частей:
- плазменный резак или плазмотрон, создающий поток плазмы;
- сварочный трансформатор, питающий плазмотрон;
- осциллятор или блок поджига дуги, подающий высокое напряжение в момент начала реза для формирования потока плазмы;
- компрессор для создания потока воздуха через плазмотрон;
- кабеля, соединяющие сварочный аппарат, плазменную горелку и разрезаемую деталь;
- шланги, по которым подается воздух или другой газ и, при необходимости, охлаждающая жидкость.
Плазменная головка внешне напоминает горелку для сварочного полуавтомата. К ней также подключаются кабеля и шланги, но из сопла вместо проволоки выходит поток плазмы, разогретой до 8000°С.

Принцип работы устройства

Установка плазменной резки представляет из себя своего рода гибрид электросварки и газового резака – металл плавится электричеством, а расплав выдувается потоком газа.

Основной частью этого аппарата является плазмотрон. Внутри него находится медный электрод со стержнем из тугоплавкого металла – бериллия, тория, циркония или гафния. На конце головки находится сопло, формирующее поток плазмы. Сопло отделено от электрода изолятором. Рез производится обратной полярностью – электрод является анодом, а сопло и разрезаемый металл катодом.

Работает установка следующим образом:
- при включении агрегата на электрод и сопло подается напряжение от сварочного трансформатора;
- при помощи осциллятора между этими элементами возникает вспомогательная электрическая дуга, ограниченная добавочным сопротивлением;
- эта дуга разогревает газ, подаваемый в плазмотрон до 8000°С, что превращает его в плазму и увеличивает давление внутри головки;
- потоком воздуха или другого газа поток плазмы выдувается из сопла;
- при выходе из него плазма сжимается в узкий пучок, скорость которого может достигать 1500м/с, а температура 30000°С;
- при соприкосновении плазмы и разрезаемой детали ток начинает идти через массу трансформатора;
- токовое реле, установленное последовательно с деталью, отключает осциллятор и вспомогательную дугу.
Толщина разрезаемого металла зависит от силы тока сварочного трансформатора.

Информация! При токе более 100А плазмотрон и подходящий к нему кабель нуждаются в охлаждении проточной водой или другой охлаждающей жидкостью.

Резка металла плазмой имеет преимущества перед другими способами:
- возможность реза любых металлов и сплавов;
- высокая скорость обработки;
- чистая линия разреза без наплывов и потеков материала;
- обработка производится без прогрева разрезаемых деталей;
- не используются огнеопасные материалы, такие, как баллоны с кислородом и природным газом.
Недостатками плазменной резки являются:
- сложность и высокая цена установки;
- для каждого оператора с плазмотроном необходим отдельный трансформатор и пульт управления;
- угол реза не более 50°;
- большой шум при работе.
Для чего нужен трансформатор

Источником питания плазменной дуги служит трансформатор с выпрямителем. От его мощности зависит сила тока и скорость реза металла, а от выходного напряжения толщина разрезаемого материала.

Подключить установку плазменной резки можно не только к специальному трансформатору, но и к сварочному аппарату, обладающему необходимыми характеристиками.

Обойтись без такого устройства нельзя по нескольким причинам:
- Трансформатор по самому принципу своей работы ограничивает ток во вторичной обмотке. При питании плазмотрона прямо от сети аппарат будет работать в режиме КЗ, поэтому ток реза и потребляемая мощность превысят любые допустимые величины.
- Сварочный аппарат при работе выполняет роль разделительного трансформатора. При подключении плазмотрона без него горелка и деталь окажутся под напряжением, что опасно для жизни людей.
Схема

Как любая электроустановка, агрегат плазменной резки собирается согласно электросхемам.

Принципиальная

На этой схеме указаны все элементы установки независимо от их расположения. Основной целью этого чертежа является показать связи между деталями и упростить понимание работы установки.

На принципиальной схеме аппарата изображены следующие элементы:
- питающий трансформатор с выпрямителем;
- осциллятор;
- токовое реле;
- резистор, ограничивающий ток вспомогательной дуги;
- контактор, отключающий эту дугу;
- пускатель, включающий аппарат;
- кнопка включения реза;
- компрессор с аппаратурой управления.
Информация! Силовые цепи могут изображаться толстыми линиями.

Управления

В схеме управления показаны все кнопки и регуляторы, которые находятся на пульту или непосредственно на плазмотроне:
- кнопки включения компрессора;
- регулятор давления воздуха;
- при наличии охлаждающей жидкости кнопки и регуляторы ее потоком;
- амперметр;
- вольтметр;
- датчики протока воды и воздуха;
- кнопка управления резом (может находиться на рукоятке плазмотрона).
Информация! Все эти элементы изображены так же на принципиальной схеме.

Подключения

На схеме подключения указаны кабеля и шланги, соединяющие все элементы между собой. На ней указывается сечение и длина проводов, а также место подключения.

Как изготовить плазменный резак

Рабочим инструментом установки плазменной резки является резак, или плазмотрон. Он создает поток воздуха, превращенный в плазму, разогретую до 30000°С, которая разрезает металл.

Изготовить его можно самостоятельно. Желательно в качестве образца использовать готовую конструкцию. Состоит плазмотрон из нескольких основных элементов:
- Центральный держатель со сменным электродом. При токе реза до 100А и толщине металла до 50 мм держатель изготавливается из медного прута, в более мощных аппаратах внутри есть каналы для водяного охлаждения. Для поджига дуги расстояние между электродом и соплом должно быть 2 мм, поэтому для регулировки плазмотрона центральный стержень делается подвижным.
- Изолятор между центральным электродом и наружным корпусом. Часть изолятора, ближняя к соплу, изнашивается и изготавливается сменной из фторопласта.
- Наружный корпус со сменным соплом. Плазма образуется в камере между электродом и соплом. При изготовлении устройства с водяным охлаждением внутри стенок находятся каналы для охлаждающей жидкости.
- Сменные насадки, кабеля – силовой и для вспомогательной дуги, шланги.
Информация! В устройствах с водяным охлаждением силовой кабель без изоляции и находится внутри шланга, подающего воду к горелке.

Один из способов изготовить такое устройство – это сделать его из горелки для аргонно-дуговой сварки. В ней есть большинство необходимых элементов:
- вольфрамовый электрод Ø4мм с возможностью регулировки положения;
- клемма и кабель для подачи к нему тока для сварки;
- направляющие каналы и шланг для подвода газа к соплу.
Для доработки необходимо:
- снять тонкостенное латунное сопло;
- накрутить вместо него изолирующую прокладку из фторопласта цилиндрической формы с резьбой снаружи и внутри цилиндра;
- сверху на прокладку накрутить латунный корпус с креплением для медного сопла;
- к корпусу припаять или прижать хомутом кабель для вспомогательной дуги;
- в рукоятке установить микровыключатель, включающий режим реза.
Сменные насадки

Сменными элементами, которые изнашиваются во время работы, являются электроды и сопла:
- Электрод изготавливается из меди со вставкой из тугоплавкого металла – бериллия, тория, циркония и гафния. Вставка находится в центре, напротив отверстия сопла. Вспомогательная кратковременная дуга появляется между краем электрода и соплом, рабочая постоянная между вставкой и деталью, поэтому вставка, является самым изнашивающимся элементом и заменяется вместе с электродом.
- Сопло формирует плазменную струю, образованную электродом. Оптимальный размер сопла 30мм, в центре находится отверстие Ø2мм. Во время работы плазма, проходящая через него, увеличивает диаметр канала, что делает поток газа шире, а рез менее аккуратным. Поэтому сопло, как и электрод, следует периодически менять.
Выбор газа

Несмотря на то, что любой металл можно разрезать потоком воздуха, создаваемым компрессором, для каждого из металлов есть оптимальный состав газа:
- медь, латунь и титана – азот;
- алюминий – смесь азота с водородом;
- высоколегированная сталь – аргон.
Как изготовить сварочный трансформатор

Источником питания плазмы является сварочный трансформатор. Как и некоторые другие элементы его можно изготовить самостоятельно.

Необходимые параметры

Трансформатор для плазменной резки отличается от обычного сварочника напряжением холостого хода и составляет 220-250В. Это необходимо для создания и поддержания дуги между электродом и разрезаемой деталью. Мощность и ток вторичной обмотки зависят от предполагаемой толщины металла:

Источник питания необходим с “мягкой” характеристикой, напряжение при работе составляет 70В. Для работы вспомогательной дуги достаточен ток 5А. Он ограничивается сопротивлением 30-50Ом, изготовленным из толстой нихромовой проволоки.

Информация! Использовать обычный или инверторный сварочник не получится. У этих аппаратов недостаточное напряжение ХХ.

Как рассчитать

Расчет питающего трансформатора сводится к определению необходимых сечений магнитопровода, первичной и вторичной обмотки и числа витков.

Для аппарата, предназначенного для разрезания металла до 12 мм при токе 50А, напряжении холостого хода 200В и напряжении сети 220В эти параметры составляют:
- сечение магнитопровода – 107 мм²
- первичная обмотка – 225 витков медным проводом Ø4,7 мм;
- вторичная обмотка – 205 витков медной проводом Ø5,04 мм².
Изготовление трансформатора

В связи с тем, что трансформатор должен иметь “мягкую” характеристику, катушки располагаются отдельно друг от друга. При использовании О-образного сердечника они находятся на разных стержнях, на Ш-образном магнитопроводе обмотки располагаются вдоль средней части.

Намотка катушек производится по расчетным параметрам на каркасах их электротехнического картона. Готовые обмотки обматываются стеклолентой или киперной лентой и покрываются краской.

После намотки обмоток и сборки магнитопровода на трансформатор крепится и подключается диодный мост из 4 диодов с радиаторами, собранный на текстолитовой площадке. Собранный трансформатор помещается в корпус, а вывода обмоток и диодного моста подключаются к клеммам на передней панели. Подключение выполняется согласно принципиальной схеме, учитывая наличие амперметров, вольтметров, пускателей и других деталей.

Осциллятор, подключенный последовательно со сварочником, имеет высокое выходное напряжение высокой частоты. Поэтому диоды в выпрямителе необходимо использовать высокочастотные или установить отдельный диодный мост, специально для вспомогательной дуги.

Другие комплектующие

Кроме плазмотрона и трансформатора в агрегате плазменной резки есть и другие элементы.

Самый распространенный рабочий газ – это сжатый воздух. Его можно использовать при резке почти всех металлов и сплавов. Источником сжатого воздуха является компрессор. Его можно использовать любой конструкции, минимальная производительность зависит от толщины металла:
- 16 мм – 140л/мин;
- 20 мм – 170л/мин
- 30 мм – 190л/мин.
Для более стабильной работы необходим ресивер емкостью от 50 литров, давление создаваемое компрессором должно быть более 4,5Бар.

Кабели и шланги

Для работы плазмореза с воздушным охлаждением кабель-шланговый пакет состоит из следующих элементов:
- Силовой кабель. Его сечение зависит от номинальной мощности устройства. При токе 50А, достаточным для резки металла толщиной 10 мм и проводе в виниловой изоляции оно составляет 6мм². При использовании кабеля в жаропрочной изоляци сечение соответственно уменьшается. Этих кабелей необходимо 2 – один в кабель-шланговом пакете для электрода и второй для массы.
- Провод для вспомогательной дуги. Сечение достаточно 1,5 мм². По допустимому нагреву кабель допускается более тонкий, но он имеет недостаточную механическую прочность.
- Шланг для подачи воздуха. Внутренний диаметр 10 мм.
- Провода для подключения микровыключателя.
Осциллятор

Это прибор, увеличивающий напряжение ХХ сварочного трансформатора до величины, обеспечивающий появление электрической дуги без предварительного контакта электрода и массы.

Осцилляторы, используемые в агрегатах плазменной резки, подключаются последовательно с трансформатором и добавляют к постоянному напряжению 220В переменное, частотой до 250кГц и напряжением до 6кВ.

Сам по себе этот прибор не выдает ток, опасный для здоровья людей и, тем более, не способен создать дугу для сварки или резки металла. Основное предназначение этого устройства в создании искры между электродами. Эта искра является проводником и “прокладывает путь” для сварочного выпрямителя.

Совет! Вместо осциллятора допускается использование электронного зажигания автомобиля.

Окончательная сборка

Сборка самодельного агрегата плазменной резки заключается в соединении всех элементов кабелями и шлангами:
- кабеля для электрода, массы и вспомогательной дуги подключаются к соответствующим клеммам на сварочном трансформаторе;
- воздушный шланг присоединяется к ресиверу компрессора;
- провода, идущие к микровыключателю на рукоятке, подключаются к схеме управления.
Проверка

Для проверки собранного устройства необходимо произвести пробный рез металла:

После завершения испытаний отключить аппарат от сети и снова проверить все элементы на нагрев.

Правила техники безопасности при работе плазморезом

Процесс плазменной резки при несоблюдении правили работы является опасным для здоровья и жизни людей. Основными вредными факторами являются:
- Брызги расплавленного металла. Во время реза поток плазмы расплавляет металл и выдувает его из разрезаемой детали. Попадание расплавленных капель на горючие вещества приводит к их возгоранию, а попадание на кожу вызывает сильные ожоги, вплоть до IV степени (обугливание). Для защиты необходимо направлять поток плазмы в сторону от людей и горючих материалов.
- Вредные газы и пыль. Во время реза металл на только расплавляется, но и горит. Образующийся при этом дым вреден для здоровья. Кроме того горят загрязнения на поверхности деталей. Поэтому рабочее место необходимо оборудовать вытяжной вентиляцией и работать в респираторе.
- Яркий свет. Во время работы электросварки и резки плазмой, образованной электрической дугой, кроме видимого света появляется ультрафиолет. Этот вид излучения приводит к ожогам сетчатки глаз. Для защиты рабочее место огораживается переносными щитами, а резчик должен пользоваться защитным щитком.
- Температура. После завершения работы края детали некоторое время остаются нагретыми до высокой температуры и прикосновение к ним может привести к ожогам. Для того, чтобы избежать подобных травм к разрезанным деталям можно прикасаться только в защитных рукавицах или через некоторое время, достаточное для остывания кромок.
Средняя стоимость трансформаторного плазмореза, собранного своими руками

Стоимость самодельного плазмореза зависит от цены комплектующих. В идеале такой аппарат собирается из различного старого хлама и запчастей, имеющихся в мастерской.

В любом случае следует ориентироваться на цену магазинного плазмореза, которая зависит от толщины разрезаемого металла, наличия дополнительных аксессуаров, фирмы производителя и других факторов.

Средняя стоимость подобных устройств зависит от толщины разрезаемого металла:
- до 30 мм – 150–300 тыс. руб.;
- 25 мм – 81–220 тыс. руб.;
- 17 мм – 45–270 тыс. руб.;
- 12 мм – 32–230 тыс. руб.;
- 10 мм – 25–20 тыс. руб.;
- 6 мм – 15–20 тыс. руб.
Совет! У разных производителей различная цена на комплектующие, поэтому один из способов сэкономить — это приобрести все детали по-отдельности и собрать аппарат самостоятельно из готовых элементов.

Параметры плазменной резки различных металлов

Несмотря на то, что все материалы можно резать в одном режиме, для улучшения качества обработки различные металлы и сплавы требуют разных режимов реза, газа и настройки оборудования:
- Углеродистая сталь – воздух, азот, кислород. Диаметр сопла 3 мм, скорость реза 0,3-5,5 мм/мин.
- Нержавеющая сталь – воздух, азот, водородно-аргонная смесь. Диаметр сопла 3 мм, скорость реза 0,3-5,5 мм/мин.
- Алюминий – азот, водородно-аргонная смесь. Диаметр сопла 2-3 мм, скорость реза 0,1-1,6 мм/мин.
- Медь и сплавы – воздух свыше 40 мм, азот – 5-15 мм. Диаметр сопла 3-3,5 мм, скорость реза 0,4-3 мм/мин
Информация! Скорость реза зависит от тока установки и толщины детали. При этом важно, чтобы конец дуги “не отставал” от ее начала.

Плазменная резка металла — это современный способ обработки. Наличие такого аппарата, сделанного из сварочного трансформатора, в мастерской расширяет возможности мастера.

Отрезной станок по металлу своими руками: технология изготовления

Из этой статьи можно узнать, как изготовить отрезной станок по металлу своими руками в домашних условиях с применением самых простых материалов. Здесь подробно изложены все этапы создания конструкций, в основе которых находится режущий диск или болгарка: подготовка материалов и инструментов, формулы расчетов, подробная пошаговая инструкция, а также сопутствующая информация с полезными советами.

Отрезной станок по металлу, сделанный своими руками, позволит получить оборудование, идеально подходящее под нужды владельца

Отрезной станок по металлу своими руками: рекомендации по созданию

Дисковые отрезные станки представляют собой инструменты, в основе конструкции которых имеется специальная платформа или рама, изготовленная из металла. Сам станок укомплектован деталями, обеспечивающими надежную фиксацию материала в определенном положении под необходимым углом в процессе его раскроя.

В качестве режущего элемента в таких конструкциях используется диск, изготовленный из быстрорежущей стали. Ее еще называют твердосплавной. Также может использоваться для нарезки металла круг с покрытием в виде абразивного материала. Режущий элемент приводится в движение благодаря электрическому двигателю с ременной или зубчатой передачей.

Схема устройства отрезного станка по металлу маятникового типа

Обратите внимание! В маломощных вариантах инструмента допускается использование режущего элемента, установленного напрямую на вал электрического мотора. В других случаях такое применение диска может быть опасным.

У дисковых станков встречается три различных подачи режущего компонента:
- нижняя;
- маятниковая;
- фронтальная.
По количеству режущих элементов станки бывают:
- одноголовочными – в комплектацию устройства включен только один режущий диск, поэтому при необходимости замены операции производится переналадка режущей кромки в соответствии с новой задачей;
- двухголовочными – конструкция дает возможность работать сразу с двумя инструментами, благодаря чему увеличивается КПД. В таких станках одна головка находится в фиксированном положении и сохраняет стабильность, вторая головка может передвигаться. Двухголовочные конструкции могут осуществлять работу автоматически.
Пример отрезного станка по металлу, изготовленного своими руками

Изготовление дискового отрезного станка по металлу своими руками: порядок действий

При изготовлении станка, предназначенного для работы с металлом, действия выполняются в следующем порядке:
1. Подготавливаются защитные кожухи, которые будут устанавливаться на приводной ремень, а также отрезной диск.
2. Устанавливается мотор. В качестве соединительной детали между валом режущего элемента и двигателем выступает приводной ремень.
3. Изготавливается вал, на который будет закрепляться шкив привода, а также устанавливаться отрезной диск. Узел подлежит сборке и последующему монтажу на маятник. В этом случае в роли маятника выступает подвижная верхняя часть конструкции, где размещается режущий элемент и мотор.
4. Изготавливается вал для крепления маятника.
5. Выполняется рама для установки станка. На ней будет закрепляться искроуловитель и заготовка.
6. Маятник устанавливается на раму.
7. Выполняется монтаж электрической проводки.
8. Осуществляется пробный пуск инструмента и наладка оборудования.
В качестве режущего элемента в самодельных отрезных станках используется диск, изготовленный из быстрорежущей стали, или круг с покрытием в виде абразивного материала

Расчет шкива для самодельного отрезного станка по металлу

Расчет диаметра шкивов осуществляется с учетом вращательной скорости диска и других параметров. Если предположить, что мощность двигателя будет составлять не менее 300 Вт, вращательная скорость диска будет равняться минимум 3000 об./мин., а его размер в диаметре – 40 см.

Полезный совет! В процессе нарезки металла гайка в зоне фиксации диска может отворачиваться. Чтобы этого избежать рекомендуется располагать шкивы привода с левой стороны, а сам диск на валу – справа.

Обычно диски маркируются производителем, который наносит на изделие максимально допустимое значение вращательной скорости. В этом случае показатель составляет 4400 об./мин. Поэтому допускается выбор любой скорости в пределах 3000-4400 об./мин.

Данные для расчетов:
- вращательная скорость мотора – 1500 об./мин.;
- диаметр шкива, предназначенного для установки на вал, – 6,5 см;
- вращательная скорость диска – 3000 об./мин.
Чертеж отрезного станка рамного типа (габариты рамы зависят от размеров используемого инструмента)

Расчет выполняется в следующей последовательности:
1. Устанавливаем длину вала по периметру. Для этого число π, которое равняется 3,14 умножаем на размер диаметра: 3,14 х 6,5 = 20,41 см (длина вала по периметру).
2. Полученное значение умножается на необходимое количество оборотов: 20,41 х 3000 об./мин. = 61230 см/мин.
3. Результат необходимо разделить на количество оборотов двигателя: 61230 см/мин/1500об./мин. = 40,82 см (длина шкива для двигателя по периметру).
4. Полученное значение делится на число π: 40,82 см/3,14 = 13 см (необходимый размер шкива).
Расчет длины ремня для самодельного отрезного станка по металлу своими руками

Для выполнения этих расчетов потребуются следующие данные:
- параметры ведущего шкива (радиус);
- расстояние, разделяющее центральные точки шкивов;
- параметры ведомого шкива (радиус).
Имея 2 шкива с размерными параметрами 13 см и 6,5 см, можно произвести необходимые расчеты. Поскольку расстояние между центрами этих элементов поддается изменению (так как требуется приводить ремень в состояние натяжения), в качестве примера будет взят отрезок длиной 50 см.

Теперь нужно посчитать 1/2 окружности каждого из шкивов. Поскольку приводной ремень проходит между ними дважды к этому значению необходимо добавить удвоенное расстояние между центральными точками.

Первый шкив (длина окружности):

3,14 (число π) х 3,25 см = 10,20 см

Второй шкив (длина окружности):

3,14 (число π) х 6,5 см = 20,41 см

Приводной ремень (необходимая длина):

20,41 см + 10,20 см + 50см х 2 = 13,06 см

Полезный совет! Чтобы получить более точный результат, следует произвести расчеты с максимальным и минимальным расстоянием между центральными точками шкивов и выбрать среднее значение.

Чтобы самостоятельно изготовить конструкцию станка для работы с металлом, следует подготовить необходимый инструментарий.

Чертеж отрезного станка маятникового типа: слева — размеры основания, справа — особенности конструкции маятника

Обязательный набор инструментов и материалов включает:
- аппарат сварочный;
- металлический уголок (стальной);
- швеллер и цепь;
- кнопку для включения/выключения;
- подшипники;
- вал и электрический мотор;
- электродрель;
- листовая сталь для создания рабочей поверхности;
- короб для размещения электрических компонентов станка.
Принципы создания станка для нарезки металла

Схема изготовления самодельного станка подчиняется определенным принципам, их нужно учесть перед тем, как браться за дело:
- очень важно правильно выбрать передачу и осуществить ее установку. От этого компонента зависит сохранность крутящего момента и его правильная передача от двигателя на режущий элемент (диск);
- обязательно следует предусмотреть наличие тисков. Этот инструмент способствует более комфортной работе, а также повышает степень ее безопасности;
Наличие тисков повышает уровень комфорта и безопасности при работе с самодельным станком

Обратите внимание! При составлении чертежей особое внимание следует уделить виброопорам, которые устанавливаются на ножки.

Сборка металлической рамы для отрезного станка

После того как все инструменты подготовлены и подобраны чертежи, можно перейти непосредственно к процессу создания станка. Используя стальной уголок, необходимо изготовить каркасную часть конструкции. В соответствии с чертежами, которые можно составить самостоятельно или найти в сети, вырезаются элементы каркаса. Все они соединяются между собой методом сварки. Предварительно нужно проверить соответствие размеров.

Процесс создания рамы для отрезного станка по металлу

К верхней части рамы приваривается швеллер – он станет направляющим элементом и будет служить основой для дальнейшей установки режущего компонента на станок. Этот швеллер станет своеобразным связующим звеном между электрическим мотором и режущим элементом. После этого на нем с помощью болтов закрепляются вертикально расположенные стойки.

Потребуется сварить конструкцию еще одной рамы. Размерные параметры подбираются в индивидуальном порядке с учетом габаритов электрического мотора и его особенностей. При выборе электрического мотора для станка лучше обращать внимание на модификации асинхронного типа. Данный вид оборудования характеризуется повышенной надежностью и долговечностью.

Существует одна тонкость при выборе мотора. Чем мощнее двигатель, тем ровнее будет ход у диска.

Сборка электрической составляющей для станка

Установка оборудования предполагает монтаж и подключение рабочего вала к электрическому двигателю станка. Способ, которым это можно сделать, не принципиален. Если на чертежах имеется инструкция к выполнению этой процедуры, лучше следовать ей, так как от качества монтажа зависит правильная работа и надежность инструмента.

Для самодельных отрезных станков лучше использовать электродвигатели асинхронного типа

Полезный совет! Некоторые детали, которые самостоятельно изготовить не по силам, можно заказать у токаря. К ним относятся фланцы для фиксации, а также шкив.

Для фиксации мотора на металлической раме лучше использовать болтовое соединение с гайками. Неподалеку от двигателя рекомендуется расположить короб, где находится выключатель и электрическая схема, а также пульт для управления инструментом.

Швеллер, предназначенный для фиксации отрезного диска, лучше посадить на пружину. Нужно сделать так, чтобы при отпускании он возвращался на прежнее место. Для закрепления пружины можно взять болты и хомут.

Электрическая составляющая – самая важная часть инструмента. В обязательном порядке включите в конструкцию цепь для пуска, а также кнопку для экстренного выключения станка. Нужно добиться такого размещения деталей, при котором электромотор будет подключаться к электричеству посредством автомата и коробки, а не напрямую. Трехполосного пускового автомата будет достаточно для того, чтобы включить и полноценно запустить двигатель. Он же будет питать и кнопку выключения.

Напоследок стоит позаботиться о наличии защитных приспособлений, которые обезопасят человека в процессе работы. Для этого нужно изготовить защитный кожух. Он будет препятствовать попаданию искр и мелких частиц металла в глаза.

Защитный кожух является обязательным условием работы с собственноручно изготовленным станком по нарезке металла, уберегая глаза от попадания искр и мелких металлических частиц

Изготовление отрезного станка из болгарки своими руками: чертежи, технология

Конструкции отрезных станков, изготовленных на основе болгарки, бывают двух видов (в зависимости от размещения болгарки).

В первом случае получается станина, на которой очень жестко зафиксирована угловая шлифовальная машина. Над рабочей поверхностью возвышается только диск, для которого в столе имеется специальная прорезь. Такой станок действует по принципу циркулярной пилы.

Обратите внимание! В процессе работы с таким станком приходится самостоятельно передвигать заготовку, из-за чего теряется точность работы. К тому же этот процесс может быть небезопасным, поэтому чертежи со скрытым типом размещения болгарки не пользуются высоким спросом.

Второй вариант предполагает, что заготовка остается в неподвижном состоянии, а режущий элемент перемещается. Благодаря тому, что шлифовальная машина располагается сверху столешницы, для распила деталей не требуется прилагать серьезных усилий.

Работа на самодельном отрезном станке, созданном на основе болгарки

Список инструментов и материалов для отрезного станка из болгарки своими руками

При самостоятельном изготовлении инструмента следует учитывать, что точность, с которой он будет работать, во многом зависит от устойчивости конструкции. По этой причине толщина материалов для изготовления связана не столько с требованиями в отношении прочности корпусной части станка, сколько с необходимостью в обеспечении должного уровня жесткости.

Точность отрезного станка из болгарки во многом зависит от устойчивости конструкции
- угловая шлифовальная машина;
- электрическая дрель (можно заменить сверлильным станком);
- набор сверл;
- набор плашек, предназначенных для формирования металлической резьбы;
- аппарат для сварки;
- рожковые ключи.
Выбор подходящего режущего инструмента для самодельного отрезного станка из болгарки

Полезный совет! Вместо сварки для фиксации деталей, можно использовать резьбовые соединения, однако они менее надежны и не смогут обеспечить необходимый уровень прочности.

Грамотный выбор болгарки является важным моментом при создании отрезного станка по металлу из этого инструмента

Тщательно подходить к выбору болгарки нужно еще и потому, что на рынке присутствует большое разнообразие конструкций. Так как данный электроинструмент не является полностью унифицированным, строительство станка будет осуществляться под определенную модификацию и размеры угловой шлифовальной машины.

Если станок сломается, выполнить установку другой болгарки может быть не только проблематично, но и невозможно. Придется переделывать маятник и все крепления. Поэтому стоит выбирать инструмент из ассортимента крупных и уже проверенных компаний, например, Bosch или Makita.

Чертежи отрезного станка: как из болгарки сделать инструмент для нарезки

На подготовительном этапе осуществляется проектирование и составление чертежей. Единых размеров не существует по той причине, что конструкция каждого станка подчиняется определенной модели режущего инструмента. Готовые чертежи, которых немало в сети, можно подогнать под болгарку. Они позволяют сориентироваться в отношении того, какой будет структура конструкции, ее габариты.

Чертеж станины для болгарки

Составление чертежа лучше начать с корпусной части. В некоторых случаях может понадобиться строительство отдельной платформы вместо каркаса. Такая платформа будет закрепляться на слесарном верстаке. Далее определяются размеры и характер расположения узловых элементов на станке. Нужно замерить межосевые расстояния между крепежными отверстиями, расположенными на редукторе, а также измерить саму болгарку.

Все эти данные используются для составления чертежей. После того как спроектированы крепления для маятника и шлифовальной машины, разрабатывается поворотный узел.

Полезный совет! Точность и жесткость станка зависит от расстояния между режущим элементом и шарнирным соединением. Чем этот разрыв меньше, тем лучше. Рекомендуется устанавливать маятник с минимальной длиной.

После составления чертежей останется только подобрать материалы, рассчитать их количество и приступить к выполнению конструкции.

После составления чертежа, подбора необходимых материалов и инструментов можно переходить непосредственно к созданию отрезного станка

Технология создания отрезного станка из болгарки

Технология изготовления станка для нарезки металла на основе болгарки практически такая же, как и в случае с отрезным диском:
1. Подготовка и изготовление деталей для каркаса.
2. Обустройство шарнирного соединения на маятниковом рычаге.
3. Изготовление П-образного кронштейна с отверстиями для монтажа редуктора шлифовальной машины.
4. Изготовление U-образного хомута и планки, которые будут фиксировать корпус болгарки на маятнике.
5. Монтаж U-образного хомута и П-образного кронштейна к режущему инструменту: путем сварки или резьбового соединения все эти детали крепятся на консольную часть.
6. Запрессовка подшипников в опоры.
7. Двусторонняя запрессовка подшипниковых узлов на вал. Чтобы увеличить прочность соединения, можно залудить ось тонкой прослойкой олова с помощью паяльника.
8. Закрепление маятника с опорными узловыми частями на краю платформы (отступ от края 0,5-0,6 см) с помощью сварочного аппарата.
9. Установка болгарки и защитного кожуха.
10. Монтаж возвратной пружины.
После того как конструкция собрана, необходимо выполнить пробный пуск и проверить правильность работы оборудования, а также размещения всех деталей на нем. На заключительном этапе подгоняется паз под режущий элемент, устанавливаются опоры, предназначенные для закрепления заготовок.

Когда доводка завершена, корпус станка необходимо покрыть тонким слоем эмали. Окрашивание убережет инструмент от повреждений, которые может вызвать ржавчина.

Читайте также: