Как выбрать двигатель для циркулярной пилы — самодельного станка
Собрать циркулярную пилу самостоятельно – значит не только получить функциональное устройство для распила древесины, но и сэкономить значительные средства. Самой важной частью такого устройства является электродвигатель. В статье даны основы подбора электродвигателя, его подключения и монтажа для самодельной циркулярки.
Какое напряжение использовать: 220 или 380
Напряжение в 220 В является повсеместным в бытовых электрических сетях, но приборы под 380 В считаются более стабильными и мощными. В принципе оба параметра способны удовлетворить условиям подключения асинхронного двигателя для циркулярной пилы.
Лучше использовать напряжение 380В, т.к. оно позволяет использовать более мощный двигатель, к тому же с большим крутящим моментом.
Если в доме нет напряжения 380В, то придется использовать 220В.
Встречаются ситуации, когда есть двигатель на 380В, а в доме напряжение на 220В. Как подключить такой двигатель?
Как подключить 380 В к напряжению 220 В
Все возможные схемы подключения для преобразования 220 В в 380 В указываются на шильдике электродвигателя. Поэтому, сперва смотрим на него и в первую очередь руководствуемся тем, что написано там.
На практике, при подключении обычного асинхронного двигателя, используют 2 метода:
Нельзя использовать конденсаторы для постоянного тока в сети с переменным током, так как в процессе работы устройство может перегреться и взорваться.
Посмотрев видео можно увидеть два практических способа подключения электрического мотора на 380В к бытовой сети переменного тока.
На какие характеристики нужно обратить внимание: мощность, обороты
Основная характеристика электродвигателя — это мощность. Для циркулярных пил подбираются следующие мощностные диапазоны:
Если неправильно подобрать мощность и загружать маломощные двигатели поточной работой, то они в скором времени придут в негодность.
От количества оборотов вала двигателя напрямую зависит скорость вращения пильного диска циркулярки. Как правило, подбираются электродвигатели в диапазоне от 3000 до 6000 об/мин. При этом оптимальным значением считается величина в 5000 об/мин, которая позволяет:
Следует отметить, что от скорости вращения зависит и температура рабочей поверхности при длительном контакте с пилой. Чем выше скорость – тем сильнее нагрев.
Мощный, оборотистый инструмент представляет большую опасность, поэтому требует профессиональных навыков использования от владельца.
Какой тип использовать для циркулярной пилы
Всего есть 3 варианта двигателя, которые можно использовать для самодельной циркулярной пилы:
Лучше всего использовать обычный асинхронный двигатель на 380В и подключать его к такому же напряжению. Циркулярка с таким двигателем позволит пилить толстые заготовки, т.к. у нее будет достаточно крутящего момента (мощности) и оборотов. Как правило, достать такой двигатель не составляет каких-либо проблем.
Второй по частоте использования – это коллекторные бесщеточные двигатели, они используются в стиральных машинах. Главный минус – маленькая мощность, поэтому выдает низкие обороты. По этой же причине с таким двигателем нельзя пилить толстые заготовки, т.к. он будет постоянно клинить.
Третий тип – коллекторный, со щетками, такие обычно используют в электроинструментах и в самих ручных циркулярках. Его недостаток – цена. А б/у тяжело найти.
Помимо типа двигателя, нужно обратить внимание и на другие параметры.
Для того чтобы максимально правильно подобрать двигатель для циркулярного станка, нужно рассчитать скорость вращения, которую выдержит любой пильный диск. Обычно она составляет следующий диапазон 65 — 75 м/мин. Скорость замеряется на кончике окружности по касательной.
Частота вращения вала электродвигателя находится с помощью следующей формулы:
ω = V/R = 75 / 0,09 = 833 об/мин
Эти данные позволяют подобрать электродвигатель из сортимента номенклатуры изделий. Угловой скорости в 833 об/мин соответствует асинхронный частотный двигатель марки АИРЕ 71 С4.
Преимущество данного двигателя не только в возможности применения в разнообразных станковых приспособлениях, но и в возможности изменения фазировки, то есть направления вращения.
Как подобрать электродвигатель под определенный диаметр диска
Все зависит от мощности будущего агрегата и рекомендуется подбирать двигатели с ременной передачей, которая стабилизирует вращение и передаст крутящий момент на вал циркулярной пилы.
Зависимость мощности от диаметра диска:
Мощностью в 500 Вт обладают двигатели стиральных машин типа «Ока» или «Малютка». Но использование таких двигателей без регулятора мощности может привести к тому, что пильный диск начнет рвать древесину и застревать в ней.
В стиральных машинках за количество оборотов отвечает специальное устройство – «таходатчик», но его невозможно смонтировать в электросхеме циркулярной пилы. Эффективной альтернативной может стать регулятор напряжения.
Самый ответственный этап в создании циркулярной пилы из разных составляющих – это подключение электродвигателя. Если при этом мероприятии допустить ошибки, то стабильной и качественной работы циркулярной пилы ожидать не следует.
Также рекомендуем почитать интересную статью-руководство о том, как сделать циркулярку из двигателя стиральной машины.
От какого готового устройство можно использовать двигатель для самодельной циркулярки
Чаще всего используются двигатели от двух электрических приборов:
Двигатели от болгарок обладают диапазоном мощности от 500 до 1200 Вт. Это позволяет обеспечить стабильную работу и возможность распиливания твердых пород дерева.
Стиральная машинка в свою очередь с диапазоном от 800 до 1500 Вт позволяет длительную бесперебойную работу.
Пример подключения электродвигателя от стиралки
Рассмотрим подключение самой простой модели коллекторного электродвигателя, который представлен на изображении. Принцип его устройства элементарен – на обмотки подается электрическое напряжении, возникает магнитное поле, которое становится причиной образования ЭДС и следственного вращения вала. Но не все так просто.
Под черным полимерным колпачком находится датчик оборотов с возможностью их регулировки. При подключении двигателя к сети в 220В необходимо учесть такую компановку эл. двигателя.
Обычно сбоку от корпуса имеется реле контактов или корпус с фишками, куда выходят провода от обмоток, датчиков и регуляторов. Но куда именно подавать напряжение? Прежде всего необходимо понять какие провода откуда идут.
Два белых провода являются питающими, то есть при подаче на них напряжения, происходит вращение ротора, а значит и вала двигателя. Серые используются для питания датчика оборотов, а для чего нужны красный и коричневый?
Как показано на изображении красный провод используется для запитывания левой обмотки, а коричневый – для правой. При подаче напряжения происходит вращение влево или вправо, в зависимости от того на какую из обмотку по красному или коричневому проводу подать большую величину разности потенциалов.
Для подключения к сети можно использовать обычный кабель со штепселем и двумя клеммами, которые подключаются в коробку контактов – одна клемма на разводку от коричневого и красного провода для одновременной подачи на обмотки. В свою очередь величина регулируется с помощью реостатного регулятора.
Между штепселем и кабелем монтируется кнопка-прерыватель для замыкания и размыкания контактов.
Посмотрев видео можно увидеть простой и надежный способ подключения электрического мотора от стиральной машинки автомат.
Большинство хотят сделать циркулярную пилу из того двигателя, который завалялся у них в гараже. Но, стоит понимать, что не все из них одинаково хорошо подходят для самоделки такого типа. Лучше всего использовать более подходящий асинхронный двигатель на 380В и тогда самодельная циркулярка будет радовать своей работой долгие годы.
Какой мощности двигатель нужен для циркулярки
Выбор и подключение двигателя
Здесь все зависит от мощности агрегата. Лучше всего подходят двигатели с ременным приводом, чтобы обороты передавались непосредственно на пилу. Если планируется установка на циркулярку диска на 35 см, то для его пуска потребуется энергия в 1 кВт. Пила, диаметр которой составит 17 см, работает от 500 Вт. Это значит, что вполне подойдут двигатели от старых стиральных машин марки Сибирь или Ока. Останется лишь отрегулировать обороты двигателя, потому что нестабильное вращение станет причиной того, что пила начнет «рвать» древесину.
За количество оборотов двигателя в стиральной машине отвечает таходатчик, контролирующий управленческий модуль. Но так как к циркулярке модуль не подключится, рекомендуется установить регулятор напряжения.
Подключение электрического двигателя считается важным рабочим этапом, и если правильно все сделать не получится, то нормальной работы от циркулярки можно не ждать.
Для чего нужна циркулярная пила
Перед началом работ, необходимо определить основные задачи распиловочного станка. Если вам нужно просто напилить дрова на зиму, или производить элементарные плотницкие работы вроде изготовления забора – достаточно крепкого стола с прорезью для диска пилы. Такие варианты популярны в сельской местности.
Циркулярка для работ с бревнами
Разумеется, ни о какой безопасности и функциональности при использовании такого устройства не может быть и речи.
В некоторых подобных «моделях» присутствует вал для закрепления ножей рубанка или фуганка. Как правило, из уголка или швеллера варится станина, на ней закрепляется электродвигатель от списанной заводской вентиляции, и при помощи шкива крутящий момент передается на диск. Подробно описывать технологию изготовления подобного станка не имеет смысла.
Другое дело, если вы хотите производить столярные работы. В этом случае необходим координатный стол с направляющими, которые фиксируются под разными углами.
Поскольку на такой стационарной пиле можно работать с заготовками малого размера – необходимо позаботиться о безопасности оператора. Желательно предусмотреть регулировку скорости вращения и возможность легкой смены дисков с разными диаметрами.
Циркулярка на моторе от стиральной машины
Обязательно над диском установите защитный кожух, а вращающиеся части привода закройте крышками. Пусковое устройство оснащается аварийным выключателем, а кнопка «стоп» размещается в доступном месте и делается крупного размера.
Не промахнешься при аварии
Подвижные части
Закончив подключение двигателя и удостоверившись в том, что он нормально наращивает и сбрасывает обороты, разрешается переходить непосредственно к устройству циркулярки.
Разберемся, какие подвижные узлы, на которые выпадает главная нагрузка, нам потребуются:
Работа привода должна осуществляться таким образом. Двигатель передает вращение на вал, на котором запрессован малый шкив. На последнем надет ремень, посылающий обороты на второй шкив. С первого взгляда все кажется простым, но когда ведется монтаж циркулярки, возникает много затруднений, которые следует решать.
Маленький шкив в обязательном порядке протачивается. На нем устраиваются три – четыре борозды поперечного вида, чтобы у ремня была возможность для хорошего зацепа.
Ремень можно не использовать со старой стиральной машины, достаточно взять аналог у другого агрегата. Главное, чтобы он отличался прочностью и имел зубчики.
К краю большого шкива наваривают диск несколько большего диаметра, чтобы получить выступ, не позволяющий ремню в процессе работы соскальзывать. Зазубрины на этом шкиве точить необязательно, сцепления с ремнем окажется вполне достаточно.
Вал, удерживающий пилу циркулярки, крепления в виде шайбы и гайки должны отличаться надежностью, чтобы при максимальных оборотах пила не подвергалась деформированию и не соскакивала, травмируя работников. Рекомендуется использовать вал и крепеж от циркулярки, изготовленной в заводских условиях.
Порядок действий по устройству циркулярки описан для пилы с трехсотым диском. Многие скажут, что двигатель от СМА такую пилу не потянет и будет останавливаться. Но здесь следует помнить несколько правил:
Проще говоря, пилу не следует чрезмерно перегружать, да и на холостом ходу лучше ей не работать.
Циркулярка с двигателем стиральной машины своими руками
Вы разобрались, какой двигатель нужен и как его подключить. Теперь рассмотрите схему конструкции циркуляционной пилы.
Для циркулярки, изготовленной в домашних условиях, допускается отсутствие подшипникового узла, что значительно упростит конструкцию.
Основная нагрузка будет на подвижных элементах. Это:
Рассмотрим особенности каждого из них:
Создавая конструкцию, нужно учитывать, что рассчитана она на трехсотый диск. Конечно, сделанный своими руками циркулярный станок подходит только для бытового использования. Поэтому старайтесь не перегружать двигатель.
Подготовка электрической части
Для запуска пилы можно установить пусковое устройство. Если предусмотреть теплозащиту по превышению тока, то при заклинивании выключатель отключится автоматически. Подойдет кнопка от дверного замка.
Зачастую такие станки хранятся во дворе, на улице, поэтому защитите электрическую часть от попадания влаги.
Изготовление рамы и станины
Станина изготавливается из металлического листа толщиной 3 мм. Перед тем, как сделать раму, подготовьте металлический уголок на 30 мм.
Как показано на фото выше, мастер установил раму в самодельные стойки из труб. Теперь есть возможность регулировать высоту устройства. Однако рекомендуется выполнять цельную раму, сваривая куски уголка между собой. Сильная вибрация со временем расшатывает крепления болтов и прочих элементов.
При изготовлении циркулярки предусмотрите возможность ее ремонта. Все подвижные части должны удобно смазываться. Перед началом работ желательно подготовить подробные чертежи.
Учитывайте, что мини-циркуляционная пила отличается по габаритам. Она намного меньше обычной и может поместиться при хранении в кладовке.
Полезные советы
Делая циркулярку своими руками, рекомендуется предусмотреть возможности для ее ремонта и обслуживания. Любая подвижная часть должна иметь удобные подступы для смазывания. Начиная все монтажные работы, следует заготовить подробные чертежи и схемы, выполнить соответствующие расчеты. Самодельная циркулярка отличается габаритами и способна легко помещаться в подсобном помещении.
Циркулярная пила из болгарки или дисковой пилы
Если необходимости в работе с массивными деревянными заготовками нет, можно изготовить малогабаритную стационарную пилу из готового электроинструмента.
Дисковая пила
Ручная дисковая пила — это готовый и достаточно безопасный инструмент.
Ручная циркулярная пила на направляющих
Есть два варианта стационарного применения:
Популярное: Как выбрать циркулярную пилу для дома — анализ различных моделей
Заготовка неподвижна, а циркулярка, перемещаясь по направляющим на каретке, делает пропилы под нужным углом. Этот несложный в изготовлении станок на самом деле может творить чудеса с заготовками небольших размеров.
Как применить дисковую пилу в качестве циркулярки вы можете увидеть в этом видео
Как рассчитать пусковой механизм
Для двигателя от 1 кВт рекомендуется поставить контактор, а для 1,5 кВт и выше он просто необходим. Обычные кнопочные посты не рассчитаны на такую нагрузку, и в лучшем случае просто сломаются, а в худшем приведут к короткому замыканию или другой опасной аварии.
Контактор сконструирован таким образом, чтобы при подаче слаботочного сигнала безопасно коммутировать линию с высокой нагрузкой. Исходя из того, что его номинал указывается в силе тока (амперах), мощность двигателя также нужно свести к данному параметру.
Для однофазных «движков» применяется формула I = P/U, где P — номинальная мощность (Вт), а U — напряжение сети (В). Если у Вас циркулярная пила на 1,5 кВт, для нее понадобится контактор на 7А: 1 500Вт / 220В = 6,8А.
Полученный результат округляем к номиналу в большую сторону. В данном случае это и есть 7А. Учитывая, что такой номинал встречается редко, можно вместо него взять более популярный на 9А. Главное, не ниже, иначе он быстро износится и выйдет из строя. По детальным параметрам подобрать контактор можно в том же АксиомПлюс, который я упомянул в начале.
При трехфазном подключении контактор применять нецелесообразно, так как при той же мощности меньше сила тока. Наименьший распространенный номинал для 380В — 9А. Исходя из формулы P = I × U × cosφ, где cosφ — коэффициент мощности (по умолчанию равен 1,7), при 9А, нагрузка на сеть составит: 9А × 380В × 1,7 = 5 814Вт (5,8кВт).
Это слишком мощный привод для бытовой циркулярки. Потому, если Вы собираетесь ставить пилу на «трехфазник», вполне достаточно обычного кнопочного поста.
Выбирая контактор или кнопочный пост, обратите внимание на степень пылевлагозащиты. Если собираетесь держать пилу в помещении и только временно применять на улице, тогда хватит IP54. Если она будет долговременно находится под открытым воздухом, и допускается вероятность попадания под дождь, тогда берите IP65 или выше. Это полная защита от пылевого загрязнения, и от водяных брызгов летящих со всех сторон.
Даже если вся электрика будет герметична, все равно накрывайте от дождя пленкой. Влага не только может замкнуть контакты, но и способствует возникновению и распространению коррозии металла.
Лучше брать контактор в корпусе с тепловым реле, защищающим от перегорания обмоток на катушке. В ином случае понадобится отдельное электротепловое реле. Обычно идет как аксессуар для контактора, но в циркулярке оно просто необходимо.
Если электродвигатель работает выше предела своей мощности или вдруг пила заклинила, резко начинает расти температура токоведущих элементов. Биметаллическая пластина в тепловом реле деформируется и запускает механизм, разрывающий цепь. В результате в доли секунды пропадает напряжение и обмотка катушки остается целой.
Помимо диапазона регулировки, электротепловые реле отличаются временем срабатывания. В данном случае оптимальная задержка перед срабатыванием до 3с., иначе обмотка успеет перегореть. Учитывая высокую нагрузку, главное взять подходящий тип провода достаточного сечения.
Из чего лучше сделать станину?
Учитывая, что при работе пила будет издавать достаточно ощутимую вибрацию, каркас лучше сделать из металла. Дерево быстро расшатается и конструкция потеряет начальную прочность.
Оптимально подойдет швеллер или уголки размера от 25×25 мм до 50×50мм. Более тонкие могут не выдержать весовой нагрузки, а толстые сделают конструкцию слишком увесистой, к тому же их сложнее соединять.
Рама должна легко выдерживать вес от 50 кг. В интернете Вы легко найдете чертежи самодельной станины. Выбирайте любой понравившейся вариант или сделайте сами.
Элементы конструкции лучше приварить друг к другу, чем соединять болтами, так как при систематических вибрациях болты будут раскручиваться.
Столешницу лучше сделать из твердого дерева толщиной 30-50 мм или листового металла. Так как крепится она болтами, на раме нужно предварительно сделать сквозные отверстия соответствующего диаметра. Лучше взять толстые болты с резьбой диаметром от 10 мм.
Для ровного распиливания можно сделать боковой упор параллельно размещению диска. Для этого подойдет деревянный брусок или металлический уголок. Фиксировать можно болтами, потому нужно сделать отверстия для нескольких позиций, чтобы регулировать ширину распиливаемого материала. Можно также зафиксировать обычными струбцинами.
Определившись с материалом и сконструировав раму, переходим к выбору двигателя.
Чем и как подключать циркулярку
Мощность вряд ли превысит 4 кВт, потому для подключения возьмите обычный кабель ВВГ или ПВС сечением 1мм2 или 1,5мм2. Длину рассчитайте так, чтобы 40-50 см было от двигателя к приводу управления, и около 120-150 см на шнур подключения. 200 см вполне должно хватить.
Слишком длинный шнур подключать нет смысла, так как он будет предоставлять неудобства при перестановке. В таком случае лучше возьмите удлинитель. Если циркулярка будет применяться в помещении, рассчитайте длину, чтобы хватало к розетке.
Помимо штепсельной вилки, заземленной должна быть и розетка, чтобы в случае утечки, ток безопасно протекал в землю.
Схема подключения максимально простая: сеть — панель управления (контактор, электротепловое реле, кнопочный пост) — электромотор. Циркулярная пила работает в условиях нелинейной нагрузки, и чтобы прослужила как можно дольше, понадобится реле защиты двигателя.
Как повысить срок службы
Реле обеспечивает плавный пуск и остановку циркулярки, за счет чего снижает пусковые токи. Это защищает сеть от кратковременного скачка нагрузки, и уменьшает износ электродвигателя. Таким образом фактический срок эксплуатации увеличивается на 2-3 года. Функциональность защитных реле отличается, но большинство из них защищают от частых сетевых проблем:
Установив реле защиты или один из частотных преобразователей, Вы обезопасите двигатель от выхода из строя вследствие возникновения одной из проблем, что случается достаточно часто. В таких случаях обычно перегорает обмотка, а заменить ее сложно и дорого. Проще поставить защитное реле, и не рисковать.
Вместо него подойдет также устройство плавного пуска (УПП), обеспечивающее плавный пуск электродвигателя. За счет изменения частоты синусоиды, обороты плавно увеличиваются до номинальных и также плавно снижаются после выключения.
Исходя из того, что УПП стоит от 50$ его нецелесообразно ставить на старые и дешевые китайские двигатели за те же 50$. Тем не менее это отличное решение для более ценных аналогов, которое увеличит их «срок жизни» в два раза.
При включении циркулярной пилы сетевая нагрузка увеличится на 1-1,5 кВт, потому проводка и сама розетка также должна быть защищена.
