Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротом

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротом

Зміст

  • 1 Характеристики пінопласту
  • 2 Конструктивні особливості верстата
  • 3 Підбираємо ніхромовий дріт
  • 4 Вважаємо показники джерела електроживлення для нагріву дроту
  • 5 Електрична схема джерела живлення
  • 6 Схема з застосуванням ЛАТР
    • 6.1 ЛАТР: що це таке та як його використовувати?
  • 7 Схема верстата з ЛАТР і знижувальним трансформатором
  • 8 Схема застосування понижуючого трансформатора і відводів вторинної обмотки
  • 9 Схема застосування понижуючого трансформатора і токоограничивающих конденсаторів
  • 10 Схема використання понижуючого трансформатора і тиристорного регулятора потужності
  • 11 Схема із застосуванням будь-яких електроприладів

Вітаю усіх читачів блогу!

Сьогодні ми поговоримо про те, як зробити верстат для різання пінопласту ніхромової дротом.

У магазинах будматеріалів можна побачити пінопласт, продається у вигляді пластин. Вони представлені в різних розмірах. Під час ремонту потрібні листи пінопласту тієї чи іншої товщини. Якщо у вас буде в наявності верстат для різання пінопласту, ви завжди зможете відміряти вироби потрібної товщини і працювати без будь-яких проблем. Такий апарат дозволяє перетворювати в платівки фігурну пінопластову упаковку з-під побутової техніки. Також можна розрізати товсті листи поролону, щоб ремонтувати меблі.

Можливі складнощі з організацією та подачею напруги зупиняють багатьох користувачів, охочих зробити верстат для різання поролону і пінопласту. Це саме напруга необхідно для розігріву ніхромової струни до оптимальної позначки. Але якщо з’ясувати деякі нюанси щодо фізики, це перешкода теж вдається подолати.

Характеристики пінопласту

Взагалі на сучасному будівельному ринку тепло – і звукоізоляційні матеріали представлені в широкому асортименті. На їх представниками є базальтова вата, поліетилен і мінвата.

Найбільш поширеним для звукоізоляції і утеплення є пінопласт і екструдований пінополістирол.

Їх фізико-хімічні властивості значно краще. Вони відрізняються простотою монтажу, невеликою вагою і невисокою вартістю. Коефіцієнт теплопровідності пінопласту також низький. Матеріал відмінно протистоїть впливу вологи, лугів і слабких кислот. Пінопласт стійко переносить температурні перепади, від екстремально низьких аж до +90 градусів. Пінопласт успішно зберігає всі свої характеристики навіть через десятки років. Серед його безперечних переваг знаходиться і оптимальний рівень механічної міцності.

Серед важливих властивостей пінопласту знаходиться і пожежостійкість. У цьому він перевершує деревину, яка тліє під впливом вогню. Пінопласт екологічний. З нього можна навіть робити тари під харчові продукти. Це обумовлено його складом. Основою для пінопласту служить стирол. Характеристики матеріалу не змінюються під впливом хвороботворних бактерій. Не розмножуються на ньому і грибки. Цей матеріал можна позначити, як ідеальний в плані облаштування звукоізоляція і утеплення. Ось чому він знаходить широке застосування при будівництві та ремонті будинків, гаражів, квартир. На його основі можна навіть виготовляти упаковки для зберігання продуктів.

Алгоритм виготовлення ніхромового різака у відео:

Конструктивні особливості верстата

Лист ДСП використовується для виготовлення інструменту для різання пінопласту. Вам слід орієнтуватися на ширину пластин пінопласту, визначаючи розміри плити. Я, наприклад, користувався дверцятами від меблів розміром 40×60 див. Зазначений розмір дозволив мені розрізати пластини пінопласту, ширина яких доходила до 50 см. Можна облаштовувати основу з фанери, брати широку дошку і закріплювати при нарізці на робочому столі безпосередньо.

Складним завданням виявилося натягування ніхромової струни між цвяхами. Ось чому я знайшов простий вихід з положення. Мій метод дозволяє плавно регулювати висоту розташування струни і разом з тим гарантувати надійну фіксацію під час різання над основою верстата.

Ніхромовий дріт закріплюється кінцями на пружинах, зафіксованих на гвинт М4. Ці гвинти вкручуються в металеві стійки. Ті, в свою чергу, запресовані в основу. Я брав металеву стійку, довжина якої склала 28 мм, при товщині підстави 18 мм. Зробив я це з розрахунком на те, що гвинт не повинен виходити за межі нижньої області основи при повному викручування. Якщо ж його майже повністю викрутити, товщина нарізки пінопласту складе 50 мм. За рахунок заміни гвинтів на більш довгі модифікації, вдасться нарізати скибочками поролону або пінопласту з більшою товщиною.

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротомЩоб пресувати в стійку основу, треба для початку просвердлити в ньому отвір. Воно повинно бути менше на 0,5 мм, ніж зовнішній діаметр стійки. Гострі кромки прибирають з торців, щоб стійки можна було з легкістю забивати за допомогою молотка.

Перш ніж вкручувати гвинт у стійку, необхідно проточувати канавку. Це виключить довільне переміщення ніхромового дроту. У підсумку вона займе оптимальне положення.

Як проточить канавку в гвинті? Для початку слід подбати про захист від деформації різьби. З цією метою надівається труба з пластику або вона обертається щільним папером. Надалі дриль затискається в патроні і включається. Через хвилину можна отримати канавку. Щоб ніхромовий дріт не провисала під час нагрівання, доцільно закріплювати її на пружинах.

В моєму випадку підійшла пружина від комп’ютерного монітора. Вона використовувалася для натягу заземлюючих провідників на кінескопі. Вона була трохи довше, ніж того вимагали умови. Я був змушений розділити її на 2 частини, для кожної з сторін кріплення дроту.

Отже, всі кріпильні деталі готові. Тепер можна приступити до закріплення ніхромового дроту. Струму під час роботи верстата для різання необхідно за мінімуму. Досить показника близько 10 ампер. Ось чому для надійного контакту струмопровідного підвода з ніхромової дротом я використовував скрутку з обтисненням. Для струму 10 ампер переріз мідного дроту повинно скласти 1,45 мм2. У мене в наявності було виріб з перетином приблизно 1 мм2. Ось чому кожен провід довелося створити одночасно з двох виробів такого перерізу, з’єднаних один з одним паралельно.

Знявши ізоляцію з кінців проводу приблизно на 20 мм, що необхідно навивать на ніхромовий дріт мідні дроти там, де вироби закріплюються на пружину.

Далі, утримуючи плоскогубцями ніхромовий дріт, відбиття з міді овивается ніхромовим проводом в протилежну сторону (вільним кінцем).

Такий тип з’єднання гарантує більшу площу контакту. Відповідно, виключається сильний нагрів, коли включається верстат для різання пінопласту. Цей момент підтверджується на практиці, коли має місце тривала робота з різання пінопласту. Оболонка дроти з поліхлорвінілу не деформується. Мідний провід теж не змінює свого кольору.

Щоб регулювати товщину різання пінопласту, проводиться відвід тільки підвідних провідників з петлею. Але дроти не повинні заважати роботі. Ось чому їх пропускають через отвір у підстави і фіксують на протилежній стороні дужками. Аналогічні дужки присутні по кутах, але вже грають роль ніжок.

Підбираємо ніхромовий дріт

Ніхромовий дріт практично не відрізняється від сталевого аналога за своїм зовнішнім виглядом. Однак основою для неї виступають хром і нікель. Найбільш поширеним варіантом виробів є модифікації, що складаються на 80% з нікелю і 20% хрому. Для ніхромового дроту характерно більший питомий опір. Вона до того ж здатна витримувати нагрівання до 1200 градусів. Механічна міцність при цьому зберігається. Ніхромовий дріт випускається в діаметрі від 0,1 мм до 10 мм

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротомВона знаходить широке застосування при облаштуванні нагрівальних елементів у виробах побутового і промислового призначення. В якості прикладу виступають електроплити, електричний фен, праска, паяльники, водонагрівачі, різні види обігрівачів і навіть електричні чайники. Але це не повний список.

Кілька слів хотілося б сказати щодо вибору перерізу проводу. Якщо розрізати провід, то можна побачити жили. Площа торця, тобто площа кола і визначається як перетин дроту. Чим більший круг має діаметр, тим більше перетин у дроти. Відповідно, провід може розігріватися до оптимальної температури і проводити через себе більший струм.

Переріз жили кабелю, тобто площа кола, з легкістю можна порахувати за його діаметру. Візьміть величину діаметра жили проводу і помножте її саму на себе. Після цього треба помножити результат на 0,785. Для обчислення перерізу проводу по діаметру передбачається спеціальний онлайн-калькулятор. Іноді доводиться розв’язувати зворотні задачі, коли потрібно знайти діаметр по перерізу проводу. Невелике математичне перетворення дозволяє знайти цей показник. Але куди простіше знову ж скористатися спеціальним калькулятором, доступному в режимі онлайн. У нього можна ввести всі необхідні дані.

Нагрівачі типу ТЕН також виробляються із застосуванням ніхромового дроту. Однак у них спіраль знаходиться в металевій трубці. Вона заповнюється кварцовим піском для ізоляції та ефективної передачі тепла від спіралі до стінок трубки. Я наводжу весь цей перелік приладів невипадково. Це необхідно для розуміння вами можливості використання ніхромового дроту в таких приладах, якщо вони вийдуть з ладу. Вироби можна застосовувати при виготовленні верстатів для різання пінопласту за умови, що дріт залишилася цілою і не перегоріла внаслідок тривалої експлуатації.

Як нарізається пінопласт на верстаті? Його плавлять по лінії проходу розігрітій ніхромового дроту. Оптимальний режим плавлення перебуває на рівні 270 градусів.

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротом

При зіткненні з дротом пінопласт моментально плавиться. Відповідно, температура повинна бути трохи більше на увазі того, що теплова енергія витрачається не тільки на процес плавлення безпосередньо, але і за рахунок такого параметра, як теплопровідність. Буде поглинати тепло і сам пінопласт, знижуючи температуру дроту. Скільки він поглине тепла, залежить від щільності цього матеріалу. Чим він щільніший, тим більше буде потрібно тепла.

З усього вищесказаного випливає, що при виготовленні верстата для різання матеріалу слід підбирати дріт певного діаметру. Це забезпечить захист ніхромового дроту від розплавлення під впливом виділяється на ній тепла. Вам слід брати більш товсті види ніхромового дроту, якщо доводиться працювати з досить щільним пінопластом. Можна використовувати готові установки для нещільного матеріалу, але вам доведеться просувати його швидше.

У відповідності з розмірами пластин пінопласту, підбирається довжина ніхромового дроту для верстата. Залежність від щільності пінопласту не простежується.

Після ряду експериментів було встановлено, що для ефективної різання матеріалу потрібна певна потужність. Її слід подавати на одиницю довжини дроту. Цей показник повинен складати 1,5-2,5 Вт на сантиметр довжини дроту. Відповідно, ідеальним варіантом буде ніхромовий дріт діаметром 0,5-0,8 мм Саме це виріб надасть можливість для виділення оптимальної кількості тепла. В результаті пінопласт будь-якої щільності буде розрізатися швидко і без особливих проблем. Параметри механічної міцності при цьому залишаться незмінними. При виготовленні верстата для різання пінопласту я користувався ніхромової дротом діаметром 0,8 мм.

Відеоогляд процесу різання пінопласту ніхромової дротом у відео:

Вважаємо показники джерела електроживлення для нагріву дроту

Слід зазначити, що джерело електроживлення як змінного, так і постійного струму підійде для роботи з ніхромової дротом. Якщо врахувати, що буде потрібно потужність не більше 2,5 Вт при довжині дроту 50 см, можна в точності порахувати потужність джерела електроживлення. За основу треба взяти величину виділеної потужності і помножити на довжину дроту. Ви отримаєте в результаті, що знадобиться джерело електроживлення з характеристиками потужності 125 Вт.

Після цього залишиться визначити величину напруги джерела живлення. Вам потрібно буде дізнатися опір ніхромового дроту верстата для різання пінопласту. Розрахувати цей показник треба по питомому опору. У таблиці, наведеній нижче, Ви можете бачити даний показник для ніхромового дроту типу Х20Н80. Хоча насправді все ті ж параметри для інших марок ніхрому відрізняються не так вже й сильно.

Залежність погонного опору (одного метра) дроту з ніхрому Х20Н80 від величини його діаметра

Діаметр ніхромового дроту, мм0,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,52,02,22,53,03,54,0Погонное опір, Ом/м137,0034,6015,718,755,603,932,892,201,701,401,160,970,830,620,350,310,220,160,110,087

Що ми бачимо в таблиці? Тут можна простежити, що для дроту діаметром 0,8 мм питомий опір буде дорівнює 2,2 ом. Відповідно, ніхромовий дріт завдовжки 50 см зажадає опору 1,1 Ом. Якщо ви візьмете вироби з діаметром 0,5 мм, опір відрізка довжиною 50 см буде дорівнює 2,8 Ом.

Тепер доведеться згадати про Закон Ома і Джоуля-Ленца. Вони допоможуть нам отримати формулу для розрахунку величини живлячої напруги для верстата різання пінопласту. Цей показник буде дорівнює кореню добутку величини споживаної потужності та опору дроту. Здійснивши такі розрахунки, ми отримаємо, що необхідне джерело живлення з напругою 11,7 Ст. Струм споживання від джерела буде равен11,7 А. Щоб виявити величину струму, треба споживану потужність поділити на величину напруги. В результаті отримаємо струм 11,7 А.

Після проведення розрахунків з’ясовується, що для нагріву ніхромового дроту верстаті потрібно джерело живлення змінного або постійного струму, що забезпечує напругу 11,7 Ст. Він дає струм навантаження 12 ампер.

У разі пропорційного зменшення або збільшення напруги джерела живлення потрібно зменшення або збільшення довжини дроту. Проте сама величина струму від цього не зміниться.

Проведені розрахунки можна вважати оціночними, т. к. перехідний опір в зоні з’єднання проводів не було прийнято до уваги, як і опір струмопідвідних провідників.

Оптимальний режим нагріву дроту у випадках доводиться визначати при різанні пінопласту безпосередньо на верстаті.

Електрична схема джерела живлення

Існує декілька схем, за якими можна забезпечити живляча напруга для верстата, призначеного для різання пінопласту.

Схема з застосуванням ЛАТР

Дана схема вважається найбільш простий. Вона передбачає застосування автотрансформатора з можливістю плавного регулювання вихідної напруги. Але у цієї схеми є певний мінус. Справа в тому, що у нього немає гальванічної розв’язки з мережею живлення. Вихід ЛАТР має безпосередній зв’язок з електромережею. Ось чому, використовуючи його, необхідно забезпечувати підключення загального проводу до нульового дроту електромережі.

ЛАТР: що це таке та як його використовувати?

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротом

Під терміном ЛАТР слід розуміти лабораторні автотрансформатори. Вони працюють від побутової мережі 220 В і йдуть з розрахунком на різний струм навантаження.

Фактично це тороїдальний трансформатор з єдиною первинною обмоткою. По витках у нього переміщується графітове коліщатко. Воно дозволяє зняти напругу з будь-якої зони обмотки. ЛАТР завдяки даному методу дозволяє змінювати напругу в діапазоні від 0 до 240 Ст.

Клемна колодка дозволяє під’єднати до автотрансформаторів дроти. На неї нанесена електрична схема і є відповідні написи. Клема «Мережа» необхідна для підключення до побутової мережі. До неї приєднуються шнур з вилкою. Клема «Навантаження» знаходить застосування для підключення виробів, що вимагають напруги, що відрізняється від побутової електромережі.

Зверніть увагу! Один з мережевих дротів має безпосереднє з’єднання з проводом навантаження. Відповідно, людині не можна торкатися до цієї ланцюга, якщо фаза потрапить на нижній висновок.

Якщо лабораторний автотрансформатор використовується для нагріву ніхромового дроту верстата для різання пінопласту в відсутність розв’язує трансформатора, слід перевіряти відсутність фази за допомогою спеціального індикатора. Зробити це треба на загальному проводі. Якщо виявляється фаза, у трансформатора слід прибрати харчування. Для цього достатньо вийняти вилку з розетки, після чого розвернути її на 180 градусів і знову вставити. Потім знадобиться повторна перевірка нижнього проводу на наявність фази.

Часто на корпусі трансформатора є спеціальна етикетка. Вона містить інформацію про його розвантажувальної здібності. У випадку, якщо розрахунковий струм не більше 8 ампер, то для живлення ніхромового дроту можна використовувати лабораторний автотрансформатор моделі РНО 250-2.

ЛАТР забезпечує підключення навантаження з струмом споживання до 8 ампер.

Однак верстат для різання пінопласту використовується на короткотерміновій основі, а тому йому цілком по плечу навантаження в 10 ампер.

Перш ніж використовувати лабораторний трансформатор, як джерело живлення верстата слід переконатися в його працездатності. Візьміть шнур і підключіть його до клеми «Мережа». До клем «Навантаження» треба під’єднати тестер стрілочний або мультиметр. Перед використанням треба встановити ці пристрої в режимі вимірювання змінної напруги. Межа не повинен бути менше 250 Ст. Ручка регулювання напруги трансформатора повинна займати положення мінімального напруги. Якщо все це дотримувалося, треба вставити вилку в розетку.

В тому, що вихідна напруга збільшується, можна переконатися, плавно повертаючи за годинниковою стрілкою ручку від трансформатора. Після цього треба повернути її в нульове положення. Далі вийняти вилку з мережі і підключити дроти, сполучені з ніхромового ниткою і йдуть до клем «Навантаження». Відсутність фази на ніхромового дроту перевіряється індикатором фази після того, як вставляється мережевий шнур у розетку. Визначивши наявність фази, можна подати напругу на ніхромовий дріт, повільно повертаючи ручку лабораторного трансформатора. Але треба мати на увазі, що нагрів дроту здійснюється не відразу. Для цього потрібно декілька секунд.

Врахуйте, що торкатися до дроту рукою для перевірки категорично не можна! При наявності живильного напруги це може бути чревате серйозними наслідками. Можна з легкістю отримати опік, т. к. дріт в цей момент розпечена.

Як тільки ви помітите ледь помітне світіння, можна починати різання пінопласту на верстаті.

Схема верстата з ЛАТР і знижувальним трансформатором

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротомЯкщо ніхромовий дріт верстата споживає більше струму, ніж здатний забезпечити лабораторний трансформатор, то буде потрібно додаткове включення понижуючого трансформатора. В даному випадку до виходу Латр підходить мережева обмотка силового трансформатора. Ніхромовий спіраль з’єднується з вторинної вихідний обмоткою. Гальванічна зв’язок ніхромової спіралі з електричною мережею відсутнє за рахунок розв’язуюча понижуючого трансформатора. Ось чому користуватися такою схемою безпечно. Існує також можливість більш плавного регулювання вихідної напруги. Відповідно, ви можете підібрати точну температуру різання матеріалу на верстаті.

Розрахунки на підставі наведеної вище методики дозволяють визначити напругу і потужність трансформатора на вторинній обмотці. Припустимо, для зазначеної конструкції верстата для різання пінопласту джерелом живлення служить лабораторний автотрансформатор з вихідним струмом 2 ампер і понижуючий трансформатор потужністю 150 Вт з напругою на вторинній обмотці 12 Ст. Ніхромовий дріт має діаметр 0,8 мм і довжиною 50 див

Схема застосування понижуючого трансформатора і відводів вторинної обмотки

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротомЩоб забезпечити електроживлення верстата для різання пінопласту, допускається застосування трансформатора з відводами у вторинній обмотці. Це один з безпечних і надійних варіантів. До того ж він відрізняється граничною простотой. Особливо актуальний метод, якщо ви плануєте користуватися пристроєм регулярно. Виходить, що під час різання матеріалу контроль температури нагріву дроту не потрібно. Ви встановлюєте її один раз, коли налаштовуєте верстат. Відповідно, вибравши оптимальний показник напруги, дроти від висновків ніхромового дроту припаюються до виводів вторинної обмотки трансформатора раз і назавжди.

Ця схема здається простою і надійною. Проте готові трансформатори з відводами, що використовуються в стандартних випадках, відсутні. Ось чому вам доведеться шукати підходящий трансформатор за показниками напруги і струму на вторинній обмотці. Також доведеться відмотати і зайві гілки. Трансформатор можна розібрати. Після цього ви можете відмотати певну частину вторинної обмотки і заново намотати її, але вже передбачивши відводи. Однак не можна виконувати таку роботу непрофесіоналові. Вона вимагає досвіду і знань.

Схема застосування понижуючого трансформатора і токоограничивающих конденсаторів

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротомЗвичайні конденсатори дозволяють забезпечити стабільний вихідний струм з вторинної обмотки. Конденсатори ці включені в первинну обмотку трансформатора.

Розрахунок дії конденсатора йде на напругу не менше 300 Вольт.

Ємність залежить від типу трансформатора і струму споживання ніхромового ниткою. Вона становить близько 50 мкФ.

Користуючись цим принципом стабілізації струму, я колись розробив схему зарядного пристрою для автоаккумуляторов. У трансформатора повинна бути відповідна потужність.

Обов’язковим є запас 10% по напрузі.

Схема використання понижуючого трансформатора і тиристорного регулятора потужності

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротомТака схема регулятора температури нагріву дроту дещо незвичайна. Вона чимось нагадує метод, що передбачає застосування лабораторного автотрансформатора, але є більш малогабаритної.

Класичний варіант тиристорного регулятора не годиться для даної схеми. Він дещо спотворює форму синусоїдального струму. Ось чому потрібна спеціальна схема, яка дає на виході синусоїдальний сигнал і йде з розрахунком на роботу з індуктивним навантаженням

Тиристорний регулятор можна підключати і тоді, коли проведена вторинна обмотка трансформатора. Підбираючи оптимальну схему регулятора, прийміть до відома, що він повинен бути розрахований на струм, що забезпечує розігрів ніхромового дроту.

Схема із застосуванням будь-яких електроприладів

Якщо з якихось причин ви не можете реалізувати жодну з вищенаведених схем, готовий запропонувати вам нестандартне методику розігріву ніхромового дроту для верстата для різання пінопласту.

Як відомо, будь-який електроприлад при підключенні починає активно споживати струм. Величина струму залежить від потужності пристрою. Чим вона більше, тим більше струму буде проходити по проводах. Рівень опору ділянки ніхромового дроту дещо більше аналогічного параметра у мідного дроту. Ось чому включення верстата в розрив одного з проводів електропристрої ніяк не позначається на його підсумковій роботі. Ніхромовий дріт при цьому нагрівається. Ваше завдання-скористатися цим.

Підключаючи, таким чином, верстат для різання пінопласту, простежте, щоб ніхромова спіраль не було підключено до фазному дроті безпосередньо. Підключення краще проводити за допомогою перехідника.

Виготовлення верстата для різання пінопласту ніхромової дротомЦя схема припускає застосування електроприладів безперервної дії, припустимо, пилососа або електрообігрівача. Якщо ви не знаєте електричні параметри ніхромової спіралі, спробуйте для початку провести підключення електроприладів невеликої потужності. Припустимо, це може бути звичайна електрична лампочка з потужністю 200 ватт. По дротах при цьому потече струм силою 1 ампер. Можна спробувати далі обігрівач на 1 кВт. Він передбачає використання струму силою 4,5 ампер. Так поступово можна збільшувати потужність підключених приладів до тих пір, поки ніхромова спіраль не нагріється до оптимальної температури. Допускається і паралельне підключення електроприладів.

Дана схема нестандартна, але напевно вона буде комусь корисна. В той же час цей варіант підключення має і деякі недоліки. Застосовуючи метод підключення ніхромової спіралі верстата для різання пінопласту, доводиться мати справу з низьким коефіцієнтом корисної дії. Існує також необхідність у визначенні фази для правильного підключення. Вам слід бути готовим до того, що електроенергія у великих кількостях буде витрачатися, найчастіше — марно.

Технологія виготовлення ніхромового різака у відео:

Сподобалася стаття? Поділитися з друзями:
Залишити відповідь