Устройство привода ножной швейной машины. Ножной привод Изготовление образцов бельевых швов

Давно интересовала тема, что будет без электричества и топлива, или все рухнет или надо изобретать.
Нашел статью с интересными рисунками и фотографиями станков с ручным (ножным) приводом.
Станки довольно простые, разобраться и изготовить самим не представляет труда.

Вот частичная перепечатка статьи:

Предыстория появления первых станков начинается с древнейших исторических периодов, когда наши предки, обладавшие примитивными орудиями-инструментами (главным образом из камня), просверливали отверстия, например, для насаживания молота или топора на палку. И уже тогда возникло устройство, которое сооружалось примерно следующим незамысловатым образом. Из прочного дерева вырезался стержень, один конец которого заострялся. Этим заостренным концом стержень упирался в углубление в камне, наполненное мелкозернистым песком. Вокруг стержня спирально закручивалась тетива лука. При приведении лука в движение стержень начинал вращаться (как сверло), что обеспечивало шлифование углубления с помощью песка. В результате в камне просверливалось отверстие.

Приспособление для сверления отверстий эпохи палеолита

В древние века в Греции и Риме также существовали приспособления для обработки керамики и дерева. По утверждению историка Плиния, некий Феодор, житель острова Самоса (в Эгейском море), за 400 лет до нашей эры с успехом применял устройство, на котором обтачивались механически вращавшиеся (от ножного привода) изделия из металла. Сохранились до нашего времени свидетельствующие об этом древние украшения.

Дошедший до наших дней рисунок токарного станка
греческого мастера Феодора (VI век до нашей эры)

Так, еще в древнем Египте применялся токарный «станок» с лучковым ручным приводом. На этом устройстве обтачивались каменные и деревянные изделия. В этом далеком прообразе современных станков уже фигурировали в зародыше такие основные конструктивные элементы станка, как станина, бабки, подставки для резцов и др. В работе «станка» активное участие принимали обе руки рабочего. Возвратное вращение изделия, подача резца требовали приложения больших физических усилий человека. Эти «станки» с небольшими модификациями в течение многих веков применялись в разных странах мира.

«Станок» с ручным лучковым приводом, применявшийся в
древнем Египте для токарной работы

Работа на древнеегипетском токарном станке

В дальнейшем устройство для точения претерпело ряд конструктивных изменений. Оно приводилось в движение уже ногой человека и привязывалось бичевой к двум соседним деревьям. Обрабатываемое изделие крепилось между двумя, привязанными к стволам деревьев, отточенными колами.

Токарный «станок» с ножным приводом

Вращение изделия осуществлялось веревкой, верхний конец которой был привязан к пружинящей ветке дерева, посередине веревка обвивала изделие, а нижний конец веревки заканчивался петлей. Человек вставлял ногу в петлю, и, нажимая и отпуская веревку, приводил изделие во вращательное движение. Это токарное устройство применялось очень долго в самых разнообразных модификациях.

В начале XV века основание токарного станка представляло собой деревянную скамейку. На скамейке-станине находилось две бабки, соединенные бруском, служившим опорой для резца. Это избавляло токаря от необходимости держать резец на весу. Детали станка изготовлялись из дерева. Над станком свешивалась укрепленная на столбе гибкая жердь. К концу жерди прикреплялась веревка. Веревка обвивалась вокруг вала, спускалась вниз и привязывалась к деревянной педали. Нажимая на педаль, токарь приводил во вращение деталь. Когда токарь отпускал педаль, гибкая жердь тянула веревку назад. При этом заготовка вращалась в обратную сторону, так что токарю приходилось, как и в лучковых станках, попеременно то прижимать, то отодвигать резец.

Токарный станок приводимый в движение ногой
(из книги «Дом 12-ти братьев Менделя», 1400 г.)

В начале XVII века начинают применяться станки с непрерывным канатным ручным приводом от маховика, расположенного за станком. На следующем рисунке показан токарный станок, описанный в книге Соломона де Ко, изданной во Франции в 1615 г. На этом станке обрабатывались торцы изделия, причем опора каретки прижималась к копиру грузами.

Токарный станок с канатным ручным приводом от маховика
(из книги Соломона де Ко, 1615 г.)

(с сайта tool-land.ru)

По картинкам можно наглядно представить как выглядят простейшие станки, и в случае чего их не сложно воспроизвести.

Тема урока. Машиноведение.

Швейная машина с ножным приводом.

Цели урока. Ознакомить с назначением и устройством ножного привода,

организацией рабочего места при работе на швейной машине

с ножным приводом.

Формировать знания о правилах безопасной работы на машине

с ножным приводом.

Обучить работе на машине с ножным приводом.

Воспитывать бережное отношение к оборудованию,

внимательность.

Развивать координацию движения рук и ног.

Оборудование: рабочая тетрадь, нитки, швейная машина с ножным приводом.

Ход урока.

1. Организация урока.

Проверка готовности учащихся к уроку.

2. Повторение пройденного материала.

Устный опрос.

Вопросы ля повторения:

1. Какие волокна относятся к натуральным?

2. На какие две группы делятся натуральные волокна?

3. Что называют шерстью, руном?

4. Что называют натуральным шелком?

5. Каковы положительные свойства шерстяных и шелковых тканей?

6. Назовите отрицательные свойства шерстяных и шелковых тканей.

7. Как влияет осыпаемость нитей на раскрой изделий?

3.Изучение нового материала.

Объяснение учителя.

Современные бытовые швейные машины выпускают с тремя видами при вводов: ручным, ножным и электрическим. С машиной, имеющей ручной привод вы уже знакомы и умеете шить на ней. Машина с ножным приводом отличается от нее прежде всего тем, что приводится в движение с помощью ног. Она более быстроходна, что позволяет сократить время шитья на ней и увеличить производительность труда.

Ножной привод имеет педаль, которая приводится в колебательное движение ногами работаю­щего. Это движение с помощью шатуна преобразуется во вращательное и передается на приводное колесо. Обод этого колеса имеет желоб, в который вкладывает­ся круглый приводной ремень. Ремень соединяет при­водное колесо со шкивом махового колеса, насаженным на главный вал машины. Главный вал, вращаясь, приводит в движение рабочие органы: иглу, двигатель ткани, нитепритягиватель, челнок. В целях безопасности приводное колесо спереди закрыто щитком.

Так как шкив в 5 раз меньше пускового колеса, то за один оборот пускового колеса (за одно качание педали) шкив сделает столько оборотов, во сколько раз оно меньше пускового колеса. Недостатки ременной передачи - вытягивание ремня, проскальзывание, засоление.

По оконча­нии работы ремень надо снимать с колеса.

Правила безопасной работы.

Работая на швейной машине с ножным приводом, следует учитывать в основном те же требования и пра­вила по организации рабочего места, что и при работе на машине с ручным приводом.

Работая на швейной машине с ножным приводом, обращайте особое внимание на правильное поло­жение рук и ног.

Заправляя нитку в машинную иглу, не держите ноги на педали.

Не надевайте ремень во время работы машины. Работая, не держите ремень рукой, иначе можно ее поранить скрепкой.

4. Практическая работа.

Прежде чем приступить к работе на швейной машине с ножным приводом, надо научиться правильно работать ногами - равномерно покачивать педаль. Маховое ко­лесо должно вращаться только на работаю­щего.

Учитель показывает правильную посадку за швейной машиной, расположение ног на педали.

Учащиеся выполняют упражнения.

1. Машина на холостом ходу.

Установите машину на холостой ход (аналогично тому, как вы это делали на машине с ручным при­водом).

Поставьте ноги на педаль так, чтобы правая была немного впереди левой. Поверните правой рукой маховое колесо на себя и, работая ногами, покачивайте педаль. Нажимай­те на нее плавно, без рывков, то одной, то другой ногой. Руки положите на платформу машины. Чтобы остановить машину, прекратите покачи­вать педаль и правой рукой придержите маховое колесо (пальцы рук должны быть сомкнуты).

Повторите упражнение несколько раз.

2. Машина на рабочем ходу.

Проделайте то же упражнение, поставив машину на рабочий ход. Под лапку подложите ткань, сложен­ную вдвое, и поработайте на машине, не заправляя нитки. Освоив правильное движение ногами, можете приступить к работе на заправленной нитками машине.

Вопросы для закрепления.

1. Как должен падать свет и стоять стул при работе на швейной машине?

2. Покажите, как правильно сидят за швейной машиной и какое при этом должно быть положение рук и ног?

3. Какие механизмы швейной машины приводятся в движение главным валом?

4. Какие недостатки имеет ременная передача движения?

5. Анализ и оценка урока.

Проанализировать урок, отметить типичные ошибки, выставить оценки всем учащимся.

Домашнее задание. Конспект.

Бытовые швейные машины имеют приводные устройства трех типов - ручной привод, ножной и электрический.
Некоторые машины могут быть скомплектованы с приводом любого вида (например, все модели Подольского механического завода имени М. И. Калинина; «Радом» или «Лучник» (ПНР); «Веритас» (ГДР).

РУЧНОЙ ПРИВОД

Ручной привод состоит из корпуса 1 (рис. 17), который крепится к рукаву машины болтом 13. В корпусе установлена пара цилиндрических зубчатых шестерен 4 и 6 с передаточным отношением 1: 3. Шестерни закрыты крышкой 8, которая крепится к корпусу двумя винтами 9. Малая шестерня 6 выполнена заодно с поводком 3, который входит в окно маховика. Малая шестерня шарнирно установлена на оси 5, а большая на осп 2. Большая шестерня имеет выступы 12, к которым крепится ручка 11 с помощью оси 7 и стопора 10. Стопор 10 подпружинен и может оттягиваться при переводе ручки 11 в нерабочее положение. В это положение ручка переводится для хранения или транспортировки во избежание поломки и уменьшения габарита машины.

При вращении ручки 11 поводок 3 приводит в движение маховик машины. Вращать ручку необходимо только от себя. При этом маховик и главный вал машины будут вращаться в нужном направлении (т. е. на себя). Для легкости хода необходимо периодически смазывать оси большой и малой шестерен.

НОЖНОЙ ПРИВОД

Если бытовая швейная машина скомплектована со столом, то пользуются ножным приводом. Для приведения машины в рабочее состояние необходимо маховик соединить с приводным колесом 1 (рис. 18) посредством круглого кожаного ремня 27 и металлической скрепки 28.

Ножной привод состоит из педали 17, подвижно установленной на двух осях 16. Оси 16 закреплены контргайками 24 на кронштейнах 15, которые в свою очередь болтами крепятся к днищу 14 стола. К педали 17 посредством шурупов крепится кронштейн 18. В отверстие кронштейна вставлена гильза 22 и закреп лена контргайкой 19 (сечение С-С ). В гильзу вставлен шаровой наконечник тяги 21, который снизу поддерживает подпятник 23. Для смягчения удара и уменьшения стука при работе между подпятником 23 и шаровым концом тяги 21 проложена кожаная шайба 20. Верхний конец тяги 21 ввернут в головку 26 и зафиксировав контргайкой 13 (сечение В-В ). В головку также вставлен сепаратор 12 и уложены шарики 7 которые поджимаются круглой гайкой 6. Ось 9 посредством шайбы 10 и гайки 11 неподвижно крепится к приводному колесу 1. Для легкости вращения шарики 7 смазаны густой смазкой, которая долго сохраняет свои свойства и обеспечивает нормальную работу этого узла.
Приводное колесо 1 центральным отверстием шарнирно установлено на оси 5 и удерживается головкой 4 (сечение А-А ). Ось 5 неподвижно закреплена в кронштейне 3 болтом 2. Кронштейн 3 тремя болтами 25 крепится к боковой стенке стола-тумбочки. Ножной привод освобождает руки работающего для выполнения швейной операции. Работа на машине с ножным приводом требует определенного навыка, хотя значительная масса и большой диаметр приводного колеса способствуют равномерному вращению главного вала машины при толчкообразном движении педали 17.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Электропривод состоит из однофазного коллекторного асинхронного электродвигателя и пускорегулирующего реостата. Электродвигатель может быть встроенным в корпус машины или навесным. Тот и другой имеют свои преимущества и недостатки. Встроенный электродвигатель делает машину более компактной, лучше защищен от внешних повреждений.

Навесной двигатель проще отремонтировать, заменить контактные щетки или приводной ремень. Наиболее распространен отечественный электропривод МШ-2, выпускаемый Серпуховским заводом. Навесной электродвигатель 7 (рис. 19) крепится к кронштейну 1 двумя скобами 6 посредством гаек 8. Кронштейн 1 крепится к корпусу машины болтом 2 (как и кронштейн корпуса ручного привода). Шкив 9, закрепленный на валу электродвигателя, клиповый ремень 3 передает вращение маховику 5, закрепленному на главном валу машины фрикционным винтом 4.
На рис. 20 показана электрическая схема электропривода. Электродвигатель Д и пускорегулирующий реостат РП являются источниками искровых разрядов, вызывающих радиопомехи. Для подавления радиопомех пластмассовый корпус электродвигателя изнутри покрыт специальным составом, не пропускающим радиопомехи в эфир, а реостат оснащен специальными конденсаторами С1 С2 С3 и индуктивными катушками L1 и L2, которые являются фильтром, препятствующим прониканию в бытовую электросеть вредных импульсов тока.
Пускорегулирующий реостат находится в карболитовом корпусе. Он выполнен в виде ножной педали и служит для включения машины и регулирования частоты вращения главного вала в процессе ее работы.
Основание 1 (рис. 21) соединяется с крышкой 4 четырьмя шурупами 27 через резиновые втулки 26. К основанию 1 двумя винтами 11 с гайками 12 и шайбами 13 крепится корпус 10 реостата. Реостат от корпуса изолирован асбестовыми шайбами. В отверстия корпуса 10 вставлены два столбика из угольных дисков 33 толщиной 0,4-0,5 мм.

Техническая характеристика электропривода МШ-2

К корпусу 10 винтами 9 крепятся два держателя 8, в отверстия которых вставлены угольные контакты 7.
В отверстие крышки с внутренней стороны вставлена кнопка 6, вилка которой охватывает штифт 5 нажимного рычага 3. Рычаг 3 шарнирно укреплен на оси 38, вставленной в отверстия стойки 39. Стойка 39 крепится к основанию 1 винтом 2.

Нижнее плечо рычага 3 соприкасается с толкателем 37, который перемещается под корпусом реостата 10. В вилку, расположенную на конце толкателя 37, под действием пружины 15 упирается контактный диск 16. Диск 16 закреплен на штоке 14. На конец штока 14 надета втулка 36, которая под действием пружины 15 прижимается к головке штока 14. На втулку 36 напрессованы контактная пластина 34 и ограничительная пластина 35. Справа в отверстие корпуса 10 реостата вставлены направляющие винты 32. На их концах закреплены контактные пластины 19. К пластинам 19 шайбами 31 и гайками 30 присоединены провода 29, идущие от конденсатора 23.
Дроссели 18 и 28 также соединены с пластинами 19. К конденсатору 23 припаяны концы проводов 25, соединяющие педаль с электродвигателем. Вложенные в отверстия основания 1 дроссели 18 и 28 охватываются скобой 22, прикрепленной к основанию 1 винтом 21. Включив штепсельную вилку педали в электросеть, нужно нажать ногой на кнопку 6. Рычаг 3 повернется по часовой стрелке и переместит толкатель 37, который, перемещаясь вправо, через контактную пластину 34 нажмет на контакты 7. Диски 33 подожмутся, и цепь электродвигателя замкнется через угольный реостат. Чем сильнее нажимать на кнопку 6, тем плотнее будут поджиматься диски 33, сопротивление между ними уменьшится, а частота вращения главного вала машины будет увеличиваться. При нажиме на кнопку 6 до отказа контактный диск 16 соприкоснется с контактными пластинами 19, и ток, минуя угольные диски, потечет по обмотке электродвигателя. Вал электродвигателя в это время будет вращаться с частотой 6000 об/мин. При полном отпускании кнопки 6 пружина 15 разомкнет контактную пластину 34 с контактами 7. Ток не сможет протекать по цепи электродвигателя и электродвигатель выключится.

Отличная альтернатива современным токарным станкам и может использоваться для изготовления несложных изделий даже там где нет электричества.

Рис.1. Внешний вид и размеры самодельного токарного станка с ножным приводом

Применяются доски 40 мм; станина склеена столярным клеем и свита гвоздями; для перемещения задней бабки вывернуть болт.

Рис.2. Передняя и задняя бабка самодельного токарного станка с ножным приводом. (Деревянная круглая болванка зажимается между двумя упорами. Один из них - подвижный.)

Над станком укрепляется упругая деревянная или металлическая дуга, напоминающая лук. К тетиве привязана верёвка, которая дважды обвивается вокруг болванки, спускается вниз и прикрепляется к педали. При нажатии на педаль верёвка натягивается и проворачивает деталь вокруг оси - это рабочий ход, можно резать. Освобождение педали возвращает верёвку, а вместе с ней и деталь в первоначальное положение - это холостой ход.

Резец держат в руке, положив на подставку.

Станина станка состоит из трех основных частей: передней и задней бабок и основания. Они выпилены из 40-мм доски.

Подвижный и неподвижный упоры изготовляются из болтов M16 и укрепляются в стойках на одинаковой высоте.

Напильником заточите болты на конус. Просверлите в передней стойке отверстие, вставьте болт и закрепите его контргайкой.

В задней бабке стамеской сделайте шестигранное углубление. Вставьте в него гаку. Чтобы гайка не выпала из гнезда, с лицевой стороны шурупами прикрутите металлическую пластину. Теперь упор можно вкручивать и выкручивать, изменяя расстояние между центрами. Зажав болванку в центрах, закрепите болт самоконтрящейся гайкой. Если у вас такой нет, возьмите обычную гайку и нанесите на её торце напильником или ножовкой насечки.

Первый станок, необходимость в котором чувствует каждый мастеровой человек – настольный сверлильный, или попросту сверлилка. Но по его приобретении или изготовлении своими руками скоро оказывается, что нужно что-то и точить, а токарный станок стоит на порядок дороже. Велик оказывается соблазн сделать токарный станок универсальный вроде того, что на рис. ниже:

Перед изобретательностью, умением и аккуратностью таких мастеров остается только снять шляпу. Да, на токарном станке по металлу можно точить и дерево; многие такие настольные токарные станки комплектуются вставками в шпиндельный патрон для удержания деревянной заготовки. Но – увы! – точности на металле самодельный универсальный токарный станок долго не удержит.

Дело не только в том, что усилие резания металла многократно больше, чем дерева. Сама физика обработки металлов резанием совершенно иная. Чтобы не вдаваться в основы, даже беглый поверхностный обзор которых потребует непомерно много места, возьмем и сопоставим: видали ли вы резец по металлу, острый как стамеска или железка рубанка? И что будет, если слесарным зубилом рубить дерево? Сверлилка еще может справиться с тем и другим материалом: там усилие резания симметрично сосредоточено на самом рабочем органе. Но что касается точки металла, то требования к станку, то требования к станку для нее оказываются такими, что станкостроение задолго до индустриальной эпохи выделилось в отдельную отрасль. Самый лучший машиностроительный завод сам себе станки не делает – не по плечу. Однако токарный станок по дереву собрать своими руками вполне возможно, и так, что максимально достижимую на дереве точность обработки +/–0,5 мм он будет держать долгие годы, если не десятилетия. Без 2-3 токарных операций по металлу все равно не обойтись (см. далее), но их в данном случае сможет выполнить на заказ токарь 2-3 разряда на обычном, не повышенной точности, станке, хоть бы и отреставрированном ДИП. И еще, конечно, нужно будет купить набор резцов для обработки древесины на токарном станке, см. рис.. Все остальное обязательных дополнительных затрат не потребует.

История и эволюция

Далее в тексте вам встретятся технические решения эффективные, но мастерам-любителям малоизвестные, т.к. в промышленности они по тем или иным причинам не применяются или применяются ограниченно. Однако изготовление самодельного токарного станка для обработки древесины они могут упростить и облегчить настолько, что из электроинструмента в некоторых случаях можно будет ограничиться ручной дрелью. Станкостроение тысячелетия развивается под знаком решения проблемы: как на станке точностью, к примеру, в 1 условную единицу длины сделать детали станка с точностью, допустим, 0,2 тех же единиц? И т.д., и т.п. Чтобы понять, как техника дошла до жизни такой, полезно будет ненадолго обратиться к истории.

Прародитель всех вообще станков для обработки материалов вращением – приспособление, с помощью которого люди неолита добывали огонь и сверлили рог, кость, камень, поз. 1 на рис; в последних случаях под сверло из дерева или кости подсыпали абразив из мокрого кварцевого песка. Первобытные кельты на том же принципе придумали токарный станок с ножным приводом, поз. 2; центра делались из заостренных обожженных кольев твердого дерева. В Англии сей агрегат в ходу до сих пор у мастеров-мебельщиков. Лес там по кварталам не рубят. Откупив на повал пару-тройку лесин, мастер потом охапками выносит к трассе готовые ножки, балясины и т.п. В ремесле подобного типа станок дожил прим. до начала XVIII века, поз. 3, хотя заготовка в нем вертится туда-обратно и мастеру приходится дополнительно отвлекаться, чтобы переворачивать резец.

В Древнем Египте уже в эпоху Среднего Царства был хорошо известен токарный станок с лучковым приводом, поз. 4. «Мотором» был, естественно, раб. В русской деревенской общине (в миру) с ее крепкими традициями взаимопомощи и взаимовыручки лучковый токарный станок дожил в глубинке до… 80-х годов прошлого века! Массовое индивидуальное деревянное строительство в планы пятилеток никоим образом не включалось, зато советское руководство в провинции смотрело сквозь пальцы на самовольную лесозаготовку в ограниченных размерах для собственных нужд или на несанкционированную закупку в леспромхозах диких бревен за универсальную советскую валюту крепостью 40 об. и вместимостью поллитра.

Для тонкой и/или мелкой работы ножной станок с бечевой и лучковый не годились: в дереве всегда есть неоднородности, а маховиком – гасителем крутильных колебаний была сама заготовка. Радикальные усовершенствования токарного станка ввел мастер Феодор в Древней Греции прим. в 400 г до н. э, поз. 6. Он дополнил ножной привод, во-первых, кривошипом – теперь заготовка вращалась в одну сторону. Во-вторых, сделал центра вращающимися и снабдил один из них захватом для удержания заготовки. В-третьих, ввел в кинематическую схему тяжелый маховик. Отдельные станки такой конструкции находились в эксплуатации на промышленных предприятиях до начала электрификации промышленности, поз. 7 – при тогдашнем полном отсутствии социальных гарантий труд неквалифицированного подсобника обходился дешевле затрат на содержание паровой машины.

Электрифицированный токарный станок по дереву (поз. 8 на пред. рис.) практически не изменился с конца XIX в (см. также рис. ниже):

• а – ротор мотора и др. массивные детали привода не требуют применения отдельного маховика;
• б – в зажимной патрон можно ставить различные наконечники для разного рода заготовок (см. далее) или сверло;
• в – подручник с поворотной полкой-упором для резца, установленный на подвижной каретке, дает возможность вести множество разнообразных рабочих операций;
• г – задняя бабка с вращающимся центром позволяет довести точность обработки до максимально возможной на дереве;
• д – винт подачи пиноли задней бабки (см. далее) дает возможность проводить сложную обработку заготовки в деталь в один установ. Дерево в процессе обработки поддается под давлением держателя и центра. Если задняя бабка закреплена жестко, заготовка в процессе обработки разбалтывается. Станок приходится останавливать и делать переустанов болванки, что никоим образом не способствует качеству работы.

А если без мотора?

Энергонезависимый токарный станок по дереву может пригодиться и в наши дни; скажем, на даче или необорудованной стройплощадке. Мускульной силы нормально развитого человека достаточно для обточки заготовок из обычного строевого леса диаметром прим. до 150 мм. На такой случай возможны 2 варианта (см. след. рис.): старый добрый станок с ножным приводом (размеры его важнейшего узла – кривошипа даны справа вверху); подробнее о нем см. далее, и обработка на козлах с ручным приводом бечевой (справа внизу на рис.). Лесину в обхват таким способом не оцилиндруешь, но проточить опорные столбы крыльца, беседки или навеса над мангалом возможно.

Делать или покупать?

Первый вопрос, который надо решить: раз некоторые обязательные затраты (см. далее) неизбежны, то нет ли возможностей приобрести станок для обработки древесины, не влезая в кредит и не урезая бюджет? Есть, и очень неплохие.

Если вам подвернется по разумной цене старичок УБДН-1 (слева на рис.) или его современные аналоги (в центре), не зевайте! Дома ничего переоборудовать не надо: мотор до 350 Вт с двойной изоляцией обмоток. Станок включается в обычную розетку, заземление не требуется. И вы получите в одном изделии:

1. Циркулярную пилу;
2. Электронаджак для заточки инструмента и др;
3. Фуговальный станок;
4. Дисковый шлифовальный станок;
5. Горизонтально-сверлильный станок;
6. Токарный станок для обработки древесины.

Еще вариант, скорее всего, подешевле, но уже только для горизонтальной сверловки и токарки – станина для дрели, превращающая ее в токарный станок, справа на рис. Станины сверлилок под дрель продают уже чуть не на улицах вразнос, а вот о токарных известно далеко не всем. Между тем электродрель как привод станка по дереву имеет серьезные достоинства (см. далее), и токарный станок с ней будет не хуже фирменного. Но в разы дешевле.

Примечание: для начала лучше все-таки на скорую руку соорудить простейший токарный станок и немного на нем поработать. Навыки обточки древесины вырабатываются легко, а как быстро сделать простой токарный станок по дереву, см. видео:

Видео: простой самодельный токарный станок

Основной материал

Следующий вопрос – из чего делать самодельный токарный станок? Ответ вроде бы очевиден: из металла, ведь не может же быть станок слабее заготовки? А как первобытные деревом сверлили камень? Как древние египтяне деревом и медью (бронзы тогда еще не было) строили пирамиды? И см. выше о главном вопросе станкостроения.

Токарный станок для обработки древесины можно сделать из металла (поз. 1 на рис.), металлодревянным, поз. 2, из подручных материалов с минимальным использование металла, поз. 3 и даже… без станины, поз. 4. Так вот, на любом из них достаточно опытный и аккуратный мастер может долгое время регулярно работать с максимальной для дерева точностью. Древесина – не только благородный, но и благодарный материал.

Какое дерево?

Да, но какое брать дерево? Лучше всего – дуб без дефектов, выдержанный, прошедший полную естественную усушку и усадку. Токарные станки из качественного дуба 100 и более летней давности работают и посейчас. А что до самодельщины – станина и бабки дубового (в прямом смысле) станка делаются очень просто, см. далее.

Если же дубовых пиломатериалов подходящего качества нет, то можно обойтись и обычной строевой сосной, но станину придется делать по рамно-балочной силовой схеме. В англосаксонских странах, где дубы давно на учете поштучно, такие домашние токарные станки весьма распространены. Чертежи «английского» токарного станка по дереву со станиной из обычного строевого дерева даны на рис; размеры в дюймах. Это фактически стародавний ножной станок с кривошипом, приспособленный под электропривод. Чтобы вернуть его к энергонезависимому виду, достаточно среднюю стойку станины продлить до низу, поставить на лапу и замонтировать педаль с шатуном, кривошипом и маховиком, см. выше.

Привод

Работа мускульным мотором это, конечно, на любителя: сейчас электричество есть практически везде. В крайнем случае можно запитаться и от автоаккумулятора через преобразователь напряжения. Если вы встретите где-либо в других статьях по данной теме что-то вроде: тяните к себе 3-фазный кабель, делайте защитное заземление, покупайте мотор на 3-5 кВт, не верьте слону, что он буйвол. Чтобы оцилиндровать лесину средней «корявости» до диаметра 300 мм, достаточно мощности привода станка 1-1,5 кВт; для обточки в фигурный опорный столб 200-мм бревна – 350 Вт.

Гораздо важнее обороты шпинделя. Частота его вращения не должна превышать 600-700 об/мин, иначе резко растет вероятность «закусывания» резца и возникновения травмоопасной ситуации. Лучше всего ограничиться оборотами, устанавливаемыми в пределах (60-70) – (300-400) 1/мин. Тогда возможны след. варианты привода:

• Асинхронный мотор с двойной изоляцией и конденсаторным пуском + механическая передача.
• Двигатель того же типа 2-4 скоростной.
• Привод от электродрели.

Просто мотор

Не просто, потому что регулировать скорость вращения асинхронного электромотора изменением питающего напряжения нельзя: лавинообразно растет скольжение ротора и соотв. падает вращающий момент. Делать мощный преобразователь частоты сложно и дорого. Остается только 2-3 ступенчатая механическая передача. Ременная или цепная – они гасят рывки из-за неоднородностей заготовки, а шестеренчатая, наоборот, их усиливает. Плюс – тяжелый ротор, тяжелые шкивы, упругий ремень. Инерция привода на кручение получается такая, что можно точить сплошь суковатые чураки формы на срезе, с кругом ничего общего не имеющей. Минус – нужно заказывать или искать точеные шкивы.

Мотор от стиралки

Скорость вращения асинхронного электромотора можно менять ступенчато переключением обмоток. Моторы такого типа ставят в некоторые модели стиральных машин (в стиралки с непосредственным приводом барабана только такие) и в напольные вентиляторы с переключением обдува. Скорости вращения в том и другом случае идеально подходят для токарки по дереву. Мощность мотора от вентилятора прим. 40-70 Вт, чего хватит для мини-станка (см. далее). Мощность мотора от стиралки 300-400 Вт – вполне достаточно.

Чертежи токарного станка по дереву с мотором от стиральной машины даны на рис.:

Мотор от стиралки с непосредственным приводом барабана как привод токарного станка для обработки дерева имеет большое преимущество: его подшипниковые узлы рассчитаны на большую несбалансированную нагрузку, поэтому точить можно будет самую вязкую и свилеватую древесину. Но с сучками дело обстоит хуже: маховик – только ротор мотора, и резец на них будет дергаться.

Примечание: как сделать токарный станок по дереву с мотором от стиральной машины, см. видео:

Видео: токарный станок с двигателем от стиральной машины

Из дрели

У того и другого станка с точки зрения обычного домашнего мастера есть большой недостаток: на переднюю бабку нужно или ставить захват только для дерева, или заказывать переходник на вал двигателя с конусом Морзе под зажимной кулачковый патрон. Найти в интернете размеры типовых конусов Морзе не составит труда; размеры конуса под обычный патрон для дрели №1 см. на рис. справа. Но – точить конус нужно с точностью не хуже +/–0,025 мм. Т.е., нужен токарный станок по металлу повышенной точности 0,02 мм. Мастера достаточной квалификации, владеющего таким оборудованием, в пределах досягаемости может просто не найтись.

Если привод станка электродрель, проблемы прецизионной обработки отпадают: патрон можно снять самодельным съемником, и на конус поставить типовой покупной держатель для деревянной заготовки. Или просто зажать в патроне такой же, но дешевле с цилиндрическим хвостовиком. Или даже сделать держатель заготовки самостоятельно, (см. далее).

Конструкция такого ответственного узла, как передняя бабка, в токарном станке из дрели также предельно упрощается: она превращается в простой зажим. Два варианта чертежей зажима для дрели к токарному станку даны на рис:

Передние бабки – зажимы для токарного станка по дереву из дрели

Слева металлический; справа – из твердого мелкослойного дерева. Деревянный лучше: хорошо гасит вибрации и не портит воротник дрели. Его изготовление имеет нек. особенности:

1. Резьбовая шпилька под зажимной барашек 1 нужна М10-М12;
2. Глухое отверстие под шпильку сверлят сначала на 1-1,5 м уже, чтобы она входила в него с поворотом по резьбе;
3. Верхнюю часть отверстия рассверливают в полный диаметр;
4. Шпильку вкручивают до упора;
5. Заготовку кладут плашмя и по месту сверлят сквозное отверстие под стопорный винт 2 М4-М6;
6. Фиксируют шпильку стопорным винтом;
7. Собирают узел окончательно.

Электродрель как привод станка имеет всего один недостаток: коллекторный двигатель с тиристорным регулятором оборотов. На малой частоте вращения крутящий момент на валу заметно падает, это чувствуется уже при сверловке. Поэтому на станке из дрели мощностью 280-350 Вт можно точить деревянные заготовки диаметром прим. до 150 мм. Однако упрощение технологии изготовления токарного станка для обработки древесины с приводом от дрели настолько основательно, что станки из дрели делаются в самых разнообразных вариантах, см. подборку видео:

Из подручных материалов без станины:

Видео: токарный станок по дереву быстро

Со станиной из фанеры:

Видео: токарный станок из фанеры с двигателем дрелью

Обычной конструкции:

Видео: универсальный токарный станок по дереву

Улучшенный с расширенными функциональными возможностями:

Видео: улучшенный токарный станок по дереву из дрели

Станина

Металлическая и дубовая станины токарного станка для дерева имеют свои преимущества и недостатки. Но комбинируя деревянные силовые (несущие) элементы с усиленными металлическими крепежными, возможно получить станину, которая делается «на колене» ручным инструментом + электродрель и прослужит не менее 20-30 лет.

Конструкция комбинированной станины токарного станка по дереву показана на рис.:

Основной конструкционный материал – стандартный дубовый брус 100х100 длиной 3 м. Габаритная длина станины 1,2 м. Чертеж в масштабе, недостающие размеры можно снять и пересчитать в мм с него. Если хорошего дуба есть больше, длину станины можно увеличить до 1,5-2 м. Обе бабки одинаковой конструкции и рассчитаны под самодельные узлы вращения, см. далее. Гребни внизу на бабках исключают перекос центров. Вся конструкция может быть выполнена ручным столярным инструментом и электродрелью.

Примечание: по принципиально такой же силовой схеме сделан мини-токарный станок по дереву, см. след. рис. К нему подойдет мотор от 2-3 скоростного напольного вентилятора, см. выше, с передачей 1:1.

Если все же металл

Всей совокупности качеств дубовой станины вполне достаточно для токарной обработки дерева. Применение для этой цели в массовом производстве металла диктуется экономическими соображениями: просто себестоимость металлического изделия, предназначенного для непрерывной 3-х сменной эксплуатации, оказывается много меньше, чем деревянного. 1 куб. м выдержанного дуба стоит гораздо дороже центнера обычной конструкционной стали.

Мастера-любители, не зная об этом, часто «прочности ради» делают станины токарных станков по дереву из швеллера. Но получается грубо даже для «деревянной» точности (слева на рис.), а сторцевать рабочие поверхности швеллеров в домашних условиях мало реально. Кроме того, от сварки всю конструкцию может повести «пропеллером», что исправить уже вовсе нереально. Поэтому станину из швеллера лучше собирать на болтах (справа на рис.).

Гораздо надежнее в этом отношении станина из спаренных труб (слева на след. рис.): при сварке ее ведет меньше, исправить перекос можно, притянув станину болтами к основанию, и возможно добиться расхождения центров изготовленных кустарным способом бабок в 0,2 мм и менее. Чертежи сварной трубчатой станины токарного станка по дереву из дрели также приведены на рис.

Бабки

Казалось бы, сделать бабки токарного станка, да заднюю еще и с вращающимся центром, без прецизионных токарных работ невозможно. Нет, возможно – используя явление масляной гидродинамической подушки (ГДП). Это, кстати, один из способов ответа на вопрос: как на станке с точностью 1 сделать детали для станка точности 0,2. В машиностроении ГДП используется редко, т.к. для ее образования и стабилизации станок с закрепленной в нем заготовкой должен поработать на холостом ходу 2-5 мин. Если сменный урок всего 10 деталей, то ежесменные потери рабочего времени будут до часа-получаса, что в массовом производстве «зашкаливает». Но вообще в технике ГДП не редкость. Напр., прогрев ДВС вашего автомобиля необходим в т.ч. и для того, чтобы образовались ГДП между хомутами шатунов и шейками коленвала, иначе ресурс мотора резко уменьшается.

Что такое ГДП

Принцип действия ГДП показан на рис.:

Для нее подходит любая консистентная смазка: тавот, солидол, циатим, фиол. Но лучше всего – шахтол, спецсмазка для горных машин и механизмов. В силу тяжелых условий работы они, как и автомат Калашникова, делаются с большими зазорами между трущимися частями, но скорострельности от них не требуется. Шахтол специально разработан для сравнительно медленных подвижных соединений вращения и отлично годится для бабок токарного станка по дереву с использованием ГДП.

Передняя бабка

Устройство типовой передней бабки токарного станка для обработки древесины дано слева на рис. Токарки по металлу в ней и так много для любителя, а шейки вала и гнезда крышек под подшипники нужно точить с той же точностью, что и конус Морзе.

Для самодельной передней бабки с использованием ГДП понадобится, кроме покупных резьбовых деталей: шпильки М12-М20 для вала, гаек и шайб к ним, еще кусок бронзовой (не латунной!) фольги толщиной 0,2-0,35 мм и, на обойму, стальная трубка со стенками достаточной толщины (см. справа на рис.). Делается весь сборочный узел след. образом:

1. Трубка на обойму обрезается точно в размер по толщине деревянного корпуса бабки, и запрессовывается в него;
2. Корпус с обоймой кладут плашмя кладут плашмя и рассверливают трубку по диаметру резьбового вала;
3. Внутренние углы отверстия обоймы сглаживают ручной шабровкой – римером – как это делается при монтаже кондиционеров;
4. Из бронзовой фольги вырезают прямоугольник высотой по толщине корпуса бабки и шириной в 3 диаметра вала (для М12 36 мм, для М16 48 мм), его уголки немного обрезают под 45 градусов. В 3 диаметра, потому что бронзовый вкладыш должен чуть-чуть не сходиться краями, а π=3,1415926…
5. Из той же фольги циркулем-балеринкой с двумя иглами вырезают 6-8 бронзовых шайб;
6. Шайбы по очереди зажимают ладонями между фанерками с наклеенной на них мелкой шкуркой и, поворачивая руками туда-обратно, снимают заусенцы;
7. Вал оборачивают той же шкуркой и, сжимая ее рукой, протягивают вал несколько раз с проворотом, чтобы немного снять острые ребра резьбы;
8. Оборачивают вал фольгой и пробуют всухую вставить в обойму. При необходимости повторяют операцию 7. Нужно, чтобы вал в обертке из фольги входил туго и в обойме с трудом проворачивался рукой;
9. Вынимают вал, снимают фольгу и накручивают на него одну из гаек до места;
10. Обильно промазывают резьбу вала консистентной смазкой;
11. Той же смазкой смазывают обойму внутри;
12. Накладывают с одной стороны обычную стальную и 3-4 бронзовых шайбы, каждую обильно смазывая той же смазкой;
13. Снова оборачивают вал фольгой и вставляют его в обойму;
14. Накладывают в обратном порядке шайбы с другой стороны, также обильно смазывая;
15. Наворачивают и затягивают другую гайку так туго, чтобы вал можно было еле-еле провернуть рукой;
16. Гайки временно фиксируют контргайками;
17. Кладут заготовку плашмя и сверлят сквозные отверстия под шплинты;
18. Шпинтуют штатные гайки. Лучше всего отрезками велосипедных спиц, у них очень высокая прочность на сдвиг;
19. Собирают бабку, ставят на место ее шкив;
20. Крутят шкив руками, пока не станет вращаться туго, но без заеданий;
21. Собирают привод станка и запускаю его на холостом ходу на минимальной скорости шпинделя (на самой медленной передаче), пока мотор не наберет полные обороты. Если надо – подталкивают шкив рукой;
22. Повторяют п. 21 на максимальной скорости шпинделя (на самой быстрой передаче);
23. Ставят на месте захват заготовки – узел готов к работе.

Если же вы не доверяете всякой там шибко умной физике (хотя узлы с ГДП держат точность не хуже аналогов на трении качения), то на рис. – чертежи подшипникового узла, одинаково пригодного для самодельной циркулярной пилы и токарного станка по дереву. В последнем случае плоская подошва с боковыми опорами не нужна – круглый корпус просто вставляют в корпус бабки и фиксируют винтом. Вместо пильного диска ставят или планшайбу, или переходник с конусом под зажимной патрон (дет. 6).

Задняя бабка

Конструкции вращающихся центров токарных станков по металлу (вверху на рис. справа) и по дереву (там же внизу) принципиально не отличаются, только «деревянный» рассчитан на многократно меньшие нагрузки. Но в работе, особенно домашней, существенное отличие есть: осевые отверстия в точеных деревянных деталях сверлят крайне редко, т.к. их прочность от этого сильно снижается – дерево, в отличие от металла, легко трескается. Т.е., отказавшись от пиноли под сменные рабочие органы, можно упростить конструкцию задней бабки до пригодности к изготовлению «на колене» с небольшой долей простых заказных токарных работ.

Типовая конструкция задней бабки токарного станка по дереву показана на рис. ниже. Справа там же – вкладыш с вращающимся центром в деревянную заднюю бабку, сделанный из петли гаражной двери. Здесь также используется ГДП, и хвостовик центра подгоняется к обойме аналогично валу передней бабки, но проще и легче: зазор между штырем и гнездом гаражной петли ок. 0,5 мм и, как правило, узел оказывается пригодным в работу без подгонки и притирки.

Некоторые затруднения вызывает только фиксация центра от обратного продольного хода. Нарезать трапецеидальную резьбу и сделать к ней стопорный сухарь или эксцентрик дома нереально, а обычную метрическую резьбу стопорный винт быстро сомнет. Выход – плавающая алюминиевая втулка. Слесарям этот способ хорошо знаком: если нужно зажать в тисках резьбовую деталь, ее оборачивают тонким алюминием или ставят между алюминиевым прокладками – с резьбой ровно ничего не случается.

Подручник

Простейший подручник для резца – кусок доски с прибитой/привинченной к нему деревянной бобышкой. Но для тонкой работы такой не годится: во время точки фасонных деталей нужно поворачивать полку (упор) резца, не ослабляя крепления самого подручника и не смещая его. Поэтому подручник нужно делать металлическим с поворотным упором, однако заказных токарно-фрезеровочных работ для этого не понадобится; чертежи см. на рис. справа.

Держатель

Вот мы и подобрались к последнему вопросу: как надежно закрепить заготовку в передней бабке токарного станка для обработки древесины? Учитывая, что дерево легко рвется, сминается, колется, а чураки на токарку поступают порой формы ну просто удивительной.

Ответ на этот вопрос не так страшен, как черта малюют. Универсальный держатель – трезубец, поз. 1 на рис. Именно такими снабжаются бытовые деревообрабатывающие станки, напр. упомянутый УБДН-1. Хвостовик или гладкий под зажимной патрон, или резьбовой для установки на вал. Держатель-трезубец надежно держит заготовки до 100-120 мм диаметром, а круглые – до 200 мм. Недостаток один: самому хороший трезубец к токарному станку по дереву сделать очень трудно.

Винтовой патрон для мелких чистых работ (напр., точения деревянных рюмок), поз. 2, без спецоборудования сделать вообще невозможно, но его с успехом заменяет патрон зажимной, поз. 3. Если нужно обработать, наоборот, большую заготовку неправильной в срезе конфигурации, применяют планшайбу, поз. 4.

Планшайбу для токарной обработки дерева также можно сделать самостоятельно из бакелизированной фанеры толщиной от 12-16 мм. В таком случае шайбу делают 2-слойной: к фанерному кругу с задней стороны крепят такой же из листовой стали толщиной 1-1,5 мм. Отверстия под шипы в фанерном круге сверлят сквозные, и вместо точеных шипов тогда можно ставить отрезанные острия гвоздей. Стакан для установки планшайбы под гайку на резьбовой хвостовик вала можно также набрать из фанерных колец и стального донца.

Наконец, на основе 3-4 слойной планшайбы можно изготовить самодельный кулачковый патрон под дерево, поз. 5. Кулачки точно не сойдутся? Так точность заготовки еще хуже. Зато можно точить из срезов ценного дерева чаши, блюдца и т.п. изделия, на которых не останется следов обработки.

Примечание: разнообразие держателей заготовок из дерева описанными не ограничивается. Напр., см. видео, как сделать мини токарный станок с корончатым держателем для самых мелких работ по дереву:

Видео: токарный мини-станок по дереву

В заключение

Сделать станок и работать на нем вещи разные не только в промышленности. Поэтому напоследок см. подборку видео о том, как – точить дерево на станке и сделать из болгарки копировальный станок по дереву для выточки балясин.