Столярная мастерская своими руками: ожидания и реальность / Хабр

1. Что такое фундамент?

Первоочередная функция фундамента в нашем случае — опорная. Он передаёт поверхности грунта давление, вызываемое весом самого оборудования и силами, создающимися при его эксплуатации. Также фундамент способен придавать дополнительную жёсткость.

Благодаря качественному фундаменту обеспечивается:

1. 
   Равномерное распределение по грунту сил в соответствии с несущей способностью.

2. 
   Положительное влияние грунта как фактора демпфирования вибраций.

3. 
   Сохранение строго первоначально заданного положения.

4. 
   Жёсткость станины оборудования за счёт включения фундамента в общую систему.

5. 
   Достаточная устойчивость. Это достигается за счёт понижения центра тяжести всей установки.

6. 
   Защищённость от всевозможных внешних воздействий, возникающий при активном функционировании окружающих машин и механизмов.

7. 
   Снижение амплитуд смещения, которые вызываются ударным и вибрационным воздействием.

В свою очередь, выбрав неподходящую фундаментную конструкцию, Вы возможно столкнетесь с такими проблемами:

Выгрузка станка с транспорта.

Начнем с доставки оборудования на территорию, где предполагается его эксплуатация. Разгрузка оборудования требует достаточной квалификации персонала, занимающегося разгрузочными работами. Грузоподъемные механизмы (погрузчики, краны, стропы, траверсы) должны иметь более высокую грузоподъемность по сравнению с весом оборудования.

Использование механизмов, грузоподъемность которых ниже веса оборудования может привести к возникновению аварийных ситуаций, порче оборудования, причинению вреда здоровью персонала. По этой причине грузоподъемные механизмы всегда выбирают, так сказать, “с запасом”. Говоря о кране, необходимо отметить, что существует зависимость грузоподъемности крана от вылета стрелы.

Рис 1: Стропа грузоподъемного механизма

Рис. 2 Погрузка станка подъемным краном

Если используются стропы, то текстильные. Здесь мы не говорим о том, что следует отдавать предпочтение текстильным стропам, а подчеркиваем, что должны использоваться исключительно они.

Рис 3: Текстильные стропы грузоподъемного механизма

Транспортировка станка с места выгрузки до места установки иногда вызывает существенные сложности. Необходимо учитывать ровный ли пол, есть ли приспособления для перемещения станка по цеху и т.п. Для такой транспортировки используются:

Рис 4: Лебедка для транспортировки станка

Рис 5: Тележка для транспортировки станка

Рис 6: Вилочный погрузчик для транспортировки станка

Снятие станка с транспортировочного поддона

С транспортировочного поддона снимаются все сопутствующие узлы и механизмы станка, такие как: бак сож, транспортер стружки, трансформатор и т.д.

Рис 7, 8: Специалисты ООО “Инкор” выгружают и снимают станок с транспортировочного поддона

Далее станок открепляется от поддона, стропы закрепляются в точках согласно схеме строповки.

Рис 9: Транспортировка станка без поддона

Транспортировка станка на место установки

Далее оборудование необходимо переместить, скажем так, в место постоянной дислокации. Осуществляется это обычно следующим образом: после снятия станка с транспортировочного поддона (если это осуществляется не на месте непосредственной установки), он ставится на транспортировочные тележки и транспортируется в место установки (на фундамент).

Для подобной транспортировки важно, чтобы пол был ровным и присутствовало достаточно большое пространство (при наличии поворотов).

Установка станка на фундамент

Правильно выполненная установка станка на территории цеха является одним из важнейших стадий подготовки оборудования к использованию. Этот этап может показаться рядовым и стандартным, однако здесь присутствует множество нюансов и тонкостей, о которых поговорим ниже.

Рис 10: Подготовка фундамент под станок в проекте ООО “Инкор” на предприятии ООО “Сиб — Дамель”

В первую очередь намечают место, где в будущем будет расположен станок и подбирают самый подходящий тип фундамента.

Область, где будет располагаться станок, должна определяться в соответствии с учётом общей цеховой планировки и существующего на предприятии принципа расстановки. Имеется в виду в первую очередь расстановка оборудования потоком по ходу технологического процесса обработки или по типам машин. 

Желательно позаботиться о достаточной освещённости. Необходимо выбирать область, куда поступает достаточное количество солнечного света в светлое время суток. Немаловажным является практичность организации рабочего пространства (наличие тумбочки, отдельного места для заготовок и обработанных деталей, возможность обслуживания краном, сообщение с областью прохода или проезда).

2. Виды фундаментов

Фундамент можно разделить на два наиболее распространённых вида в соответствии с конструктивными свойствами:

1. 
   Вид фундамента, выполняющий только функцию основания.

2. 
   Вид фундаментной конструкции, дополнительно придающий станине жёсткость и устойчивость. Это достигается путём жесткой связки фундамента с оборудованием при помощи фундаментных болтов.

Установка станка на фундамент на анкерные колодцы

Станок устанавливается над анкерными колодцами на заранее подготовленный фундамент, согласно документации.

Рис 11: Анкерные колодцы для установки станка на фундамент

Приведем фото установки из наших проектов. Не для саморекламы, а для того, чтобы Вы смогли оценить, насколько работы фундаментальны во всех смыслах.
Далее заводим анкерные болты и регулировочные опоры. Станок опускается на промежуточные опоры. Анкерные болты опускаем в анкерные колодцы.

Рис 12: Анкерные колодцы для установки станка на фундамент в проекте ООО “Инкор”

Производится предварительное выставление станка по уровню с помощью предварительных опор. Регулировочные опоры крепятся к анкеру и регулируются в уровень с фундаментом. Производится заливка анкерных колодцев. Через семь дней после заливки можно будет производить затяжку анкерных болтов.

Установка станка на фундамент на химические анкера

На подготовленный фундамент устанавливаем станок.

Рис 13: Анкерные колодцы для установки станка глубокой расточки и раскатывания на фундамент в проекте ООО “Инкор”.

Далее производим разметку отверстий под анкера. Чем точнее производится разметка, тем ровнее будет установлен станок. Далее убираем станок с фундамента.

Рис 14: Разметка отверстий для анкеров в проекте ООО “Инкор”.

После этого происходит бурение отверстий под анкерный болт. Этот болт под заливку нужно будет дополнительно доработать (срезать петлю и нарезать резьбу).

Безанкерная установка станка

Иногда станки устанавливают без анкеров, на опоры. Такой способ монтажа обычно выбирается для станков, которые устанавливаются временно и в дальнейшем будут перемещены в другое место цеха. Кроме того, установка без анкеров подойдет для операций, не требующих особой точности.

Рис 18: Опора для станка

Пусконаладочные работы (ПНР).

Когда установка станка полностью завершена и прошло время, необходимое застывания анкеров, можно приступать к проведению ПНР, которые состоят из следующих работ:

1. 
   Визуальное обследование. Электрическая и механическая конструктивные части тщательно осматриваются, выполняется поиск неисправностей, которые могли появиться в период доставки станка к месту назначения или при монтаже на месте.

2. 
   Проверяется правильность установки станка по уровню.

3. 
   Проверяется наличие заземления и его надёжное крепление.

4. 
   Осуществление проверки заправки масляных баков станций смазки. Производится доведение заправки до уровня, если выяснено, что оно необходимо.

5. 
   Проверяется подключение электропитания.

6. 
   Ручное выполнение работ по смазке. Это осуществляется согласно смазочной карте станка, указанной в Руководстве по эксплуатации. Проводится инструктаж персонала предприятия Заказчика.

7. 
   Первый запуск станка, осуществление функциональной проверки соответствия работы каждого узла, блокировок и цифровой индикации.

8. 
   Проверка геометрической точности. Данные работы выполняются по согласованию с Заказчиком или же осуществляется стандартная проверка.

9. 
   Ввод оборудования в эксплуатацию.

После осуществления всех пуско-наладочных работ оборудование вводится в эксплуатацию.

Рис 19: Приемка работ по установке станка глубокой расточки и раскатывания

Более подробно о ходе и особенностях пуско-наладочных работ мы расскажем в одной из следующих статей. Целью данной статьи было ознакомить вас именно с особенностями установки оборудования в цехе. Надеемся что данный материал, созданный с учетом многолетнего опыта наших инженеров,  будет для вас полезным.

Бурение отверстий можно произвести несколькими способами:

1. Алмазное бурение.

Рис 15: Алмазное бурение отверстий для анкеров в проекте ООО “Инкор”.

2. Перфоратором и буром.

Алмазное бурение является более предпочтительным, чем использование перфоратора и обычного бура. Алмазный бур просверливает любую поверхность даже при попадании арматуры. Простой бур, в свою очередь, просто упрется в арматуру, и глубина отверстия будет недостаточной. Это может привести к плохому креплению анкера.

После того, как отверстия пробурены, из них нужно удалить все остатки бетона и пыли, вызванной бурением.

Далее закачивается химический состав и вставляется анкерный болт. Необходимо выровнять его перпендикулярно плоскости фундамента и поставить регулировочные опоры. После происходит опускание станка на анкерные болты. Предварительно нужно выставить станок. Через сутки после заливки можно будет производить затяжку анкерных болтов.

Рис 16: Затяжка анкерных болтов.

Крепление с помощью химического анкера является более быстрым, чем установка на анкерные колодцы, но для установки станка на химические анкера потребуются грузоподъемные механизмы соответствующего веса.

Рис 17: Подготовка фундамента на ООО “Сиб-Дамель” в проекте ООО “Инкор”.

Изгиб

Наверное, почти все из вас видели такие красивые столы и стулья с гнутыми ножками.

Выглядит очень эффектно. Если такие ножки вырезать-выпиливать, то они получатся гораздо менее прочными, потому что будет нарушена продольная целостность волокон. Лучше всего добиваться такой формы с помощью изгибания древесины. А чтобы заготовки не ломались, нужно сначала повысить их пластичность.

Обустройство мастерской

Потратив пару лет на сарай с ненужным подвалом, я расставил все станки по мастерской и сделал установку для пылеудаления: взял строительный пылесос и на двухсотлитровую металлическую бочку установил циклонный фильтр. Класс! Теперь пыли не будет. А потом сообразил: пылесос потребляет 1,5 кВт, торцовочная пила ещё 2 кВт, не считая других приборов, с грустью посмотрел на провод, через который к сараю подведено электричество, и понял, что ничего у меня не получится.

Обустройство мастерской я начал с верстака. Причем в итоге сделал его не там, куда подвёл пылеудаление, и пришлось переносить пылесос.

Торцовочная пила углублена, чтобы её собственный стол был вровень с верстаком. Благодаря откидной столешнице сюда помещается целый лист фанеры, который можно удобно раскраивать.

Потом я установил тиски, потратил на это немало времени. Стойка для дрели ещё не закреплена, но тоже встроена в столешницу, её удобно использовать для сверления торцевых отверстий.

Из-за недостаточного электропитания станок я даже не запускал, буду дальше воевать с энергетиками.

А вот всё, что я успел пока сделать своими руками — стол для рисования песком для дочери:

Сделал я его достаточно быстро, где-то за 20 часов, потому что к тому времени уже были все нужные инструменты и оснастка. Причём около 6 часов ушло на обработку заготовок, чтобы придать им форму параллелепипеда.

Стол простой: коробка, в ней 8 метров светодиодной ленты, контроллер и блок питания. Сначала я обработал доски, фрезой обработал кромку и склеил всю конструкцию. Получилось очень криво. Если приглядеться, на фотографии видно, что швы на стыках я заполнял смесью опилок и клея ПВА. Но держится крепко.

Отсек для инструментов и для песка прикручен с помощью четырёх гаек-бочонков. Именно здесь я осознал всю пользу стойки для дрели, потому что сверлить в торец очень сложно.

Здесь виден сам экран, который установлен под оргстеклом.

На него, поверх алюминиевого скотча, на термоклей наклеена светодиодная лента. Я думал, что скотч будет работать как отражатель, а оказалось, что он «разбавляет» спектр света. Оргстекло достаточно просто монтировать. После первичной грунтовки и покраски вставил металлические шкантики, положил стекло и залил эпоксидкой. Оно сидит там как родное и никуда не денется.

Хочу сделать ещё два стола, уже есть заготовки для них, и попробовать продать, потому что себестоимость получается очень низкая. В них самое дорогое — контроллер и светодиоды. Заодно отработаю навыки обработки таких мелкосерийных деталей.

Пиление

В первую очередь, заготовки нужно

торцевать

— делать ровные отпилы,

перпендикулярные

заготовке. Не важно, какую мебель вы делаете, табуреты или корпусные гарнитуры. Важно иметь возможность распиливать точно, в идеале — ещё и под определёнными углами.

Если вы серьёзный энтузиаст, то можете это делать вручную  с помощью стусла. Но всё же торцовочная пила — это must have в столярной мастерской. Без нее придётся туго.

Желательно, чтобы пила была с протяжкой, то есть позволяла распиливать достаточно широкие заготовки. Инструмент хороший и не особенно дорогой. Главное, как и в любом другом инструменте, чтобы не было люфтов и можно было выставить нужные вам углы.

Ещё дерево нужно распускать или кромить, то есть распиливать вдоль. Для этого нужна циркулярная пила, желательно, установленная в раскроечный стол. Можно распускать и ручной циркуляркой с параллельным упором или по направляющей шине, но гораздо удобнее и производительнее делать это на столе.

Со строганием дерева всё обстоит сложнее, потому что ручным рубанком отстрогать достаточно широкую заготовку непросто. Для этого нужно долго нарабатывать навык, снимать древесину в разных направлениях, учитывая расположение волокон, постоянно контролируя равномерность снятия по всей ширине и длине заготовки. Упростить себе жизнь — но не улучшить качество обработки! — можно с помощью фуговального и рейсмусового станков.

Важно: рейсмусовый станок не заменяет фуговальный, а дополняет! Фуганок позволяет сначала получить одну ровную плоскость у заготовки, а рейсмус на основе этой плоскости выравнивает противоположную сторону. Новичкам эта связка из двух станков позволяет легко получать ровные заготовки относительно большой длины и ширины, равномерные по толщине.

Планировка столярного цеха. расстановка станков в столярной мастерской

Сверление

Чтобы соединять детали, нужно будет делать в них отверстия под крепёж — винты или шканты. Обычной ручной дрелью вы вряд ли это сделаете ровно и аккуратно, к тому же часто нужно сверлить отверстия в торцах. В идеале, у вас должен быть сверлильный станок.

Склейка и защитно-декоративное покрытие

Это основные операции после изготовления и сборки самих деталей. А для их выполнения нужны определённые условия. Сарай — не дом, он не отапливается. Когда я начал заниматься столяркой, то понял, что ни поклеить, ни покрасить не смогу, потому что на улице уже зима и в мастерской слишком холодно, при такой температуре нельзя даже материалы хранить. При этом в холодной мастерской и работать некомфортно.

Это, конечно, меня очень огорчило, потому что утеплять сарай было бы достаточно дорого. А вам я рекомендую либо сразу озаботиться утеплением, либо в холодное время года заниматься склейкой и покраской в других помещениях, тёплых.

Соединения

В столярном деле существует множество видов соединения деталей друг с другом, различающихся практичностью, прочностью, эстетикой и долговечностью. Подробно рассказывать обо всех видах я не буду, это тема для целой книги. Чаще всего детали механически соединяют друг с другом с помощью пазо-шиповых или шкантовых соединений, которые промазываются клеем.

Про чисто механические соединения все знают: детали крепятся друг к другу с помощью винтов, саморезов, эксцентриковых соединений, иных металлических приспособлений.

Сушка

Дерево

нужно сушить

, причём сушить

по определённой методике

. Обычно дерево продают «естественной влажности», то есть оно содержит около 25 — 40 % влаги. Если вы из такой древесины что-то изготовите, то по мере высыхания изделие будет коробить и трескаться. Вне зависимости от того,  сколько слоёв лака вы на него нанесёте.

Вообще говоря, дерево — материал живой и подверженный сезонным изменениям влажности воздуха, из-за чего его линейные размеры в течение года колеблются: в длину (по волокнам) колебания крайне незначительны, а в ширину древесная заготовка может разбухать и усыхать на десятки миллиметров, в зависимости от общего размера изделия.

Поэтому главное правило — древесина должна быть сначала высушена до 8 — 12 % влажности, только после этого её можно использовать.

Как сушить дерево в квартире? Как можно дальше от батарей аккуратно сложите доски, переложите слои брусками одинаковой ширины и сверху чем-нибудь прижмите. Желательно промазать торцы краской, поскольку здесь интенсивнее всего испаряется влага и могут пойти трещины вдоль досок.

Точение

Описанные три операции — торцевание, фугование и рейсмусование — позволят вам сделать только какие-то очень простые изделия. По-хорошему, ещё нужно освоить токарное дело, то есть вытачивать заготовки, представляющие собой фигуры вращения. Например, круглые ножки для табуретки или стола, вазы, чаши, какие-то другие изделия. И без токарного станка в таком случае не обойтись. Конечно, можно обратиться к опыту поколений и

из говна и палок

сделать адаптер, с помощью которого на циркулярной пиле вытачивать цилиндрические заготовки, но это путь тупиковый.

Если вы захотите делать что-то сложнее цилиндра, то придётся купить токарный станок. К счастью, это один из самых простых станков, он представляет собой чугунную раму, двигатель, цангу и упор для стамески (подручник). На вторичном рынке можно найти много интересных моделей, есть и достаточно новых современных моделей.

Чтобы у вас получилась достаточно качественная мебель, если вы хотите делать её для себя или продавать, то придётся оснастить мастерскую многим другим оборудованием.

Фанерование

Раньше этим термином называли процедуру обклеивания столярных изделий фанерой — тонкими листами древесины других, более ценных сортов. Сейчас мы понимаем под «фанерой» многослойные клееные щиты, а тонкие древесные листы называем «шпоном». Соответственно, вместо «фанерования» сегодня многие говорят «шпонирование».

С помощью шпона можно придать красивый, даже изысканный вид изделиям из «простых» сортов древесины, произрастающих в наших широтах. Например, шпоном дуба можно обклеивать мебель из берёзы. К слову, сегодня очень многие образцы мебели, в том числе «элитной» зарубежной, на самом деле обклеены шпоном более ценных пород и продаются как изготовленные из массива, по гораздо более высоким ценам.

Новичкам я не рекомендую сразу заниматься наклейкой шпона, поскольку задача эта нетривиальная, требующая навыка, терпения, а в случае с большими деталями — ещё и серьёзного оснащения в виде мощных прессов или ваккуумных мешков для равномерной приклейки шпона.

Фрезерование

Очень полезная, и зачастую необходимая операция в деревообработке. Если мы говорим о мебели, то, как минимум, вам придётся фрезеровать кромки изделий, скругляя их (вариант с ручной обработкой калёвками я не рассматриваю). Для этого вам понадобится ручной фрезер, который хорошо бы дополнить фрезерным столом с установленным в нём более мощным аппаратом.