Торцовочные пилы

Первые серийно выпускаемые торцовочные пилы появились в 1923 году ― через год после изобретения Раймондом ДеВолтом радиально-консольного механизма подачи режущего диска. Сегодня DeWALT является одним из лидеров на рынке электроинструмента и единственным производителем радиально-консольных пил. Немалым количеством изобретений деревообрабатывающая отрасль обязана итальянской фирме Felisatti, с 2009 года принадлежащей российской компании «Интерскол». Само название «торцовочная» указывает на основное назначение пилы ― оформление торцов, поперечное резание с пересечением наиболее длинной оси заготовки (в случае с древесиной это поперек волокон). Общий же предок ― циркулярная пила ― служит в основном для продольной распиловки. Именно в основном: никто не запрещает делать ею разрезы под произвольным углом, только это не так удобно. Более существенным отличием следует считать разницу подачи.

Циркулярная пила крепится неподвижно, и материал движется к ней, а торцовочная работает наоборот: ее пильный диск с так называемой головой (по-научному ― приводом) подается к обрабатываемой детали. Поэтому ось пильного диска и привод циркулярной пилы располагаются ниже плоскости стола, а голова торцовочной ― над заготовкой: при резании конструкция опускается, пересекая деталь и поверхность ее крепления. Наконец, лишь торцовочные пилы позволяют изменять угол реза не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости, что значительно расширяет их функциональные возможности. Современные мощные двигатели с электронным управлением и специальные диски позволяют резать не только дерево, но и металлопластиковый профиль, трубы и многое другое. Соответственно, форма обрабатываемых деталей может быть самой разнообразной, без четко выраженной продольной оси и торца: к примеру, ограничители хода позволяют пропиливать пазы. В общем, такая пила ― довольно универсальный инструмент. Поэтому название «торцовочная» не всегда точно отражает имеющийся потенциал, но исторически используется для любой стационарной дисковой пилы с подвижным режущим узлом.

Электродвигатель

Наиболее дешевыми, экономичными, надежными и бесшумными всегда считались асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. В них нет каких-либо контактов ― шумящих, нагревающихся, излишне восприимчивых к пыли, влажности и вибрации. Здесь имеется лишь один изнашивающийся и издающий звуки элемент ― подшипники. Срок службы таких агрегатов может составлять десятки лет, поэтому они находят самое широкое применение, в том числе и в торцовочных пилах марок Felisatti, DeWALT, «Интерскол» и т. д. Однако асинхронные моторы обладают существенными недостатками. Прежде всего, сюда можно отнести небольшую габаритную мощность и соответствующую массу. Например, 2-киловаттный двигатель такого типа в традиционном исполнении весит более 20 кг и по размеру сопоставим с трехлитровой банкой. Перемещать вручную пильный блок с таким довеском, мягко говоря, несколько затруднительно.

Разумеется, современные технологии и материалы (в частности, конструкция, запатентованная Felisatti), а также питание током более высокой частоты в некоторой степени снимают проблему, но не решают ее в полной мере. Кроме того, при питании промышленной частотой скорость асинхронного двигателя в принципе не может превышать 2850 об/мин, не говоря уж о том, что использование повышающей передачи снижает и без того небольшой пусковой момент, а также способствует более значительному падению оборотов под нагрузкой. Поэтому в современных пилах подобные моторы применяются, как правило, с «частотниками» ― электронными регуляторами скорости вращения за счет изменения частоты питающего напряжения.

Гораздо привлекательнее в плане габаритной мощности выглядят коллекторные двигатели. При той же массе они могут иметь в несколько раз более высокие показатели по крутящему моменту и скорости, выдавая хоть 5 тыс., хоть 10 тыс. об/мин. Кроме того, с технической точки зрения у них значительно проще организованы системы управления и стабилизации оборотов. По всем указанным причинам в большинстве производимых торцовочных пил устанавливаются именно коллекторные двигатели. Конечно, и здесь есть недостаток ― наличие подверженного износу шумящего и искрящего щеточного блока.

Впрочем, буквально в последние годы инженерам удалось найти компромисс, базирующийся не столько на новых технических решениях, сколько на сегодняшних более совершенных полупроводниковых технологиях. Создание электронных вентилей с ничтожным сопротивлением в открытом состоянии и колоссальной быстротой переключения сделало возможным и рентабельным производство электронных блоков, заменивших щеточную коммутацию. Двигатели с такой системой питания обмоток называются вентильными или бесколлекторными (англ. brushless, маркируется буквами BL, либо BLDC) и сочетают в себе все достоинства коллекторных и асинхронных прообразов ― бесшумность, неприхотливость к климатическим условиям, высокие показатели по скорости, крутящему моменту и КПД, наконец, длительный срок эксплуатации без необходимости проведения техобслуживания. Разумеется, теперь в самых современных и высококачественных моделях пил используются именно эти агрегаты.

Редукция

Связь между валами двигателя и пильного диска осуществляется посредством зубчатой или ременной передачи с необходимым коэффициентом редукции. Конечно, шестерни гораздо надежнее ремня, который может проскальзывать, рваться, а также слетать при износе, загрязнении или неправильном натяжении. Зато замена ремня является довольно простой операцией, выполнить которую под силу даже неквалифицированному пользователю. А вот если из строя выйдет зубчатый редуктор, потребуется серьезный ремонт в специализированном сервисном центре. Шестерни больше шумят, требуют постоянного наличия смазки, следовательно, конструкции нужен герметичный корпус, и обеспечивают абсолютно жесткую связь валов. Ремень же обеспечивает некоторую амортизацию, причем как скачков угловой скорости по касательной к шкивам, так и радиальных или осевых вибраций, что снижает не только шум, но и износ подшипников.

Кроме того, как бы хорошо ни был натянут ремень, при аварийной перегрузке (например, полном заклинивании диска) произойдет его проскальзывание без разрушения металлических деталей, поэтому сегодня выпускается множество моделей торцовочных пил с ременной передачей. Кстати, некоторые производители устанавливают пильный диск непосредственно на валу двигателя (примерами могут служить пилы DeWALT DW713 и Bosch GCM 10 S). Такое решение исключает редукцию и увеличивает нагрузку на подшипники, но зато снижает шум и люфт, удешевляет конструкцию, повышает ее надежность и упрощает обслуживание.

Управление

Независимо от типа двигателя и редуктора, применение электронной системы управления значительно улучшает характеристики пилы, позволяя не только регулировать обороты, но и стабилизировать их при изменении нагрузки, а ведь без этого невозможно резать твердые и вязкие материалы. К слову, вентильные двигатели в принципе не могут функционировать без довольно сложного контроллера. Именно за счет электроники обеспечиваются многие функциональные возможности торцовочных пил ― не жизненно необходимые, но существенно повышающие удобство и безопасность выполнения работ: торможение двигателя после выключения (Metabo KS 254, Makita LS1040), плавный пуск (Bosch GTM 12, «Интерскол» ПТК-305), снижающий неприятные рывки и нагрузку на электросеть, различные защитные блокировки и многое другое. Эффективное управление позволяет, по сути, получить те же эксплуатационные характеристики инструмента при использовании двигателя меньшей мощности. Все большее количество моделей сегодня оснащаются более или менее сложными электронными блоками, а в перспективе, несомненно, без них не будет обходиться ни одна торцовочная пила.