Типы механизированного инструмента

С увеличением рассверливаемого отверстия с 9 до 32 мм значение номинальной потребляемой мощности увеличивается примерно от 300…400 до 1000 Вт, а частота вращения снижается от 700…1400 до 125…300 мин^-1.

Поузловое исполнение силовой цепи привода машин вращательного действия: двигатель-редуктор-шпиндель с устройством для крепления инструмента. В качестве двигателей наиболее широко используются электрические коллекторные и асинхронные двигатели повышенной частоты, а также ротационные пневмодвигатели. Редукторы производятся в ступенчатом и планетарном исполнениях. С целью расширения диапазона обрабатываемых материалов они имеют двухскоростной привод с плавным регулированием скорости вращения, а также двухрежимный привод с вращательным и ударно-вращательным режимом работы. Реализация ударно-вращательного режима осуществляется с помощью кулачковых ударных механизмов.

Сверлильные машины выпускают как в прямом, так и в угловом исполнениях с использованием автоматических устройств управления, и без них.

Инструментом сверлильных машин являются сверла, обеспечивающие процесс резания у машин непрерывного действия и резания и скола - у машин ударного действия. В зависимости от обрабатываемого материала используются сверла с различной геометрией режущих органов; при ударном сверлении они оснащаются пластиной из твердосплавного материала.

Способы крепления инструмента в сверлильных РМ:

- с помощью кулачковых патронов, наиболее часто закрепляемых на шпинделе резьбовым соединением или насаживаемых на его внешний конус (для сверл диаметром

- непосредственно в шпинделе машины, выполненном обычно с внутренним конусом Морзе для сверл диаметром свыше 12…16 мм. Применение алмазного инструмента позволяет сверлильным машинам непрерывного действия обрабатывать бетонные и железобетонные материалы. В таких машинах обязательным является устройство для подвода воды в зону сверления. Установка их на опорные рамы и оснащение ряда конструкций податчиками значительно расширяет диаметры просверливаемых отверстий (Д_maхдо 370 мм и выше).

Рис. I. 16. Машина ручная сверлильная электрическая ИЭ-1202А: 1 - патрон; 2 - шпиндель; 3 - редуктор; 4 - корпус; 5 - электродвигатель типа KH-II; 6 - основная рукоятка; 7 - токопроводящий кабель; 8 - выключатель; 9 - механизм переключения скоростей



В настоящее время в указанном исполнении получили широкое распространение установки (станки) для сверления отверстий в железобетоне.

Помимо основной операции с применением специального инструмента сверлильные машины осуществляют операции развертывания и зенкования.

При использовании таких машин в быту их комплектуют набором сменных насадок для различных работ.

Шлифовальные машины

В зависимости от вида применяемого инструмента эти машины выполняют одну из следующих операций: зачистку, шлифование, полирование при взаимодействии режущих поверхностей зерен инструмента с обрабатываемой поверхностью материала: металла, дерева, цемента, бетона и каменных материалов.

Вид и характеристики абразивного инструмента определяются свойствами обрабатываемых материалов.

Большинство шлифовальных машин выполняют в переносном исполнении, однако отдельные их виды, используемые при обработке больших площадей мозаичных и бетонных покрытий, - также и в передвижном (мозаично-шлифовальные).

Рис. 17. Машина ручная сверлильная электрическая ударно-вращательная (ИЭ-1505Э):

1 - сверлильный патрон; 2 - втулка; 3 - ударник; 4 - наковальня; 5 - шпиндель; 6 - корпус; 7 - редуктор; 8 - подшипник скольжения; 9 - электродвигатель типа KH-II; 10 - рукоятка основная; 11 - выключатель; 12 - винт для фиксации выбранного предела частоты вращения; 13 - вал якоря электродвигателя; 14 - блок шестерен; 15 - зубчатое колесо; 16 - механизм переключения режима работы

Наиболее широкое применение нашли шлифовальные машины непрерывного действия с круговой траекторией движения инструмента - круга, характеризуемого максимальным диаметром Д_max. Они выполняются в прямом и угловом исполнениях, с движением инструмента - ленты, характеризуемой размерами ее рабочей поверхности, по замкнутому контуру. Поуэяовое исполнение силовой цепи привода: двигатель-редуктор-шпиндель или шкив (для ленточных машин).

В шлифовальных машинах с круговой траекторией движения инструмента (прямых, угловых, а также с гибким валом) прочность круга определяется из условия его максимально возможной частоты вращения, что соответствует холостому ходу работы. Шлифовальные машины с целью реализации наиболее производительных режимов, близких к максимально возможным, имеют стабилизаторы частоты вращения:, электронные - в электрических и пневматические с центробежным регулятором - в пневматических машинах.

Рис. 18. Машина ручная сверлильная электрическая с приспособлением для сверления отверстий в железобетоне (ИЭ-1029):

1 - приспособление для сверления алмазным инструментом; 2 - корпус редукгора; 3 - вентилятор; 4 - диафрагма; 5 - рукоятка; 6 - корпус электродвигателя;

7 - статор; 8 - ротор; 9 - шарикоподшипник; 10 - грудной упор; 11 - задняя ручка; 12 - выключатель; 13 - токоподводящий кабель; 14 - курок; 15 - ручка;

16 - промежуточный щит.

Прямая шлифовальная машина (рис. 1.19) имеет две рукоятки (рукоять корпуса привода и рукоять корпуса шпинделя). Оператор отделен от вращающегося инструмента (максимально допустимая линейная скорость вращения круга - до 80 м/с) защитным кожухом.

Эти машины наиболее часто используются с абразивными цилиндрическими кругами.

Угловая шлифовальная машина (рис. 1.20) имеет меньшие осевые габариты ввиду отсутствия удлиненного шпинделя. Вторая рукоять у нее расположена на корпусе шлифовальной головки. Операции зачистки и полировки осуществляются с помощью инструмента: чашечных абразивных кругов, металлических щеток, подкладных эластичных кругов с абразивной шкуркой' Эти машины часто используются с отрезными кругами, предназначены для выполнения разделительных операций по металлу (в основном), камню, бетону.

Обычно рабочей частью инструмента является его радиальная поверхность, реже - торцевая (торцевые шлифовальные машины).

Машины с гибким валом (рис. I.21) состоят из двух узлов: шлифовальной головки и привода, соединенных с помощью гибкого вала. При работе оператор удерживает в руках шлифовальную головку, оснащенную двумя рукоятками, расположенными на корпусе шпинделя и защитного кожуха.

Двигатель (обычно электрический, 3 класса по электробезопасности), имеющий на выходном валу муфту одностороннего действия, обеспечивающую правильную работу гибкого вала, является выносным и устанавливается на опорной поверхности вблизи объекта работ.

Ленточно-шлифовальные машины также относятся к машинам непрерывного действия, однако с движением инструмента (абразивной ленты) по замкнутому контуру. Лента натягивается между двумя шкивами, один из которых является приводным, а второй - натяжным. Главные параметры этих машин - размеры ленты и скорость ее движения. Используются при обработке дерева.

Плоскошлифовальные машины (рис. I.22) являются машинами вибрационного действия. Рабочий орган этого типа машин - платформа (главный параметр - размеры рабочей платформы) с устройством для крепления шлифовальной ленты, совершающая под действием привода с вибровозбудителями эксцентрикового или профильного типов орбитальные вибрационные движения по обрабатываемой поверхности материала с ходом 2…4 мм, происходящие в плоскости, перпендикулярной продольной оси привода. Удержание машины оператором обеспечивается за рукояти, расположенные на ее корпусе.

Рис. 19. Машина ручная шлифовальная пневматическая прямая (радиального шлифования, ИП-2014Б):

1 - кожух; 2 - шлифовальный круг; 3 - фланец; 4 - шпиндель; 5 - виброгасящие накладки; 6 - корпус шпинделя; 7 - пневмодвигатель; 8 - центробежный регулятор частоты вращения; 9 - корпус; 10 - переключатель



Рис. 20. Машина ручная шлифовальная электрическая угловая (радиального шлифования, ИЭ-2107):

1 - шпиндель; 2 - вал ротора электродвигателя; 3 - электродвигатель серии KH-II; 4 - рукоятка привода;

5 - токопроводящий кабель; 6 - выключатель; 7 - корпус машины; 8 - защитный кожух; 9 - рабочий орган

Рис. 21. Машина шлифовальная электрическая с гибким валом (ИЭ-8201Б):

1 - выносной электродвигатель с подставкой (серии АП-1П); 2 - кулачковая муфта одностороннего действия; 3 - гибкий вал; 4 - прямая головка радиального шлифования: 4.1 - защитный кожух; 4.2 - дополнительная рукоятка; 4.3 - основная рукоятка (виброизолированная);

4.4 - шпиндель; 4.5 - шлифовальный круг; 4.6 - упорный фланец; 4.7 - прижимной фланец; 4.8 - винт; 4.9 - гайка; 5 - угловая головка торцевого шлифования: 5.1 - основная рукоятка (виброизолированная); 5.2 - шпиндель; 5.3 - упорный фланец;

- прижимной фланец; 5.5 - шлифовальный круг; 5.6 - защитный кожух; 5.7 - корпус

Эти машины используются при обработке металлических и деревянных поверхностей.

Все типы шлифовальных машин оснащены быстросъемными устройствами для инструмента. С целью улучшения условий работы оператора многие модели оснащены пылеотсасывающими устройствами.

Фрезерные машины

Фрезерные машины вращательного действия обеспечивают обработку поверхностей материалов (металла, дерева, пластмасс и т.д.) с целью образования в них углублений различной формы и обработки кромок методом фрезерования (в результате фрезерования).

Рабочим инструментом являются различные виды фрез, в соответствии с которыми обеспечивается радиальное или торцевое фрезерование. Наиболее широко используются машины с пальцевыми концевыми фрезами, крепящимися к шпинделю цанговыми захватами, так называемого верхнего фрезерования; подача машины осуществляется сверху. Фрезерная машина в этом случае представляет собой фрезерную головку, размещенную на цилиндрических направляющих; установленных на опорной раме-основании, имеющей центральное отверстие для прохода фрезы. Машина имеет боковые рукояти для ее подачи оператором. Мощность привода от 600 до 2000 Вт. Наиболее часто используется электропривод.

Фрезерные машины оснащены электронной системой защиты от перегрузок, устройством плавного регулирования частоты вращения, а также устройствами точной и быстрой установки глубины фрезерования.

Разновидностью фрезерных Машин для обработки каменных материалов являются бороздоделы (см. бороздоделы).

Пилы

PM этого типа предназначены для разделения материалов путем их разрезки (распиловки) многолезвийным режущим инструментом. Ввиду различных свойств разделяемых материалов используются разные виды инструмента, различающиеся геометрическими параметрами, а также устанавливаемыми режимами резания. Нашли применение пилы по металлу, дереву, камню (камнерезные) и другие их разновидности.

Основными видами инструмента являются жесткие пильные диски и полотна, используемые соответственно в машинах с круговым и возвратно-поступательным движением инструмента, а также замкнутые ленточные полотна, канаты и цепи, используемые в машинах, с движением инструмента по замкнутому контуру.

В» зависимости от вида инструмента различают следующие типы пил: дисковые, ножовочные, цепные, ленточные и канатные. Наиболее широкое применение нашли-Пилы первых трех типов.

Дисковые ручные пилы

Это РМ вращательного действия, предназначенные для выполнения разделительных операций инструментом в форме диска. Их главными параметрами являются глубина пропила и диаметр пильного диска. Максимальная глубина пропила наиболее мощных пил - обычно до 400 мм, что обеспечивает широкие технологические возможности: резку уголков, швеллеров, труб, рельсов, изделий из бетона и железобетона. Отдельные конструкции пил оснащены устройствами регулировки глубины пропила и плоскости реза.

В качестве привода используется элекгро-, пневмопривод, привод с ДВС и в последнее время - гидропривод.

Пйльные диски с режущей частью в виде зубьев бывают цельными из углеродистой инструментальной стали и со вставными зубьями из быстрорежущей стали или твердых сплавов.

Часто используются абразивные отрезные круги - дисковые фрезы с множеством режущих зубьев - зерен, скрепленных связкой, с распо-

ложенными между ними порами, куда попадает снимаемая стружка. При данном способе резки отсутствует необходимость охлаждения в результате отвода тепла из зоны контакта в стружку и материал круга. Абразивная резка более экономична и производительна.

В настоящее время используется также алмазный инструмент.

Ножовочные ручные пилы

Это РМ, предназначенные для выполнения разделительных операций, рабочим органом в виде ножовочного полотна с горизонтальным (ножовка) или вертикальным (лобзик) расположением. Подача машин осуществляется в направлении, перпендикулярном ножовочному полотну, в плоскости его расположения при прямолинейной резке и под некоторым углом к ней, определяемым его жесткостью и геометрией при фасонной (криволинейной) резке. Последнее характерно для машин с гибким ножовочным полотном.

К основным параметрам машин относят размеры разделяемых изделий или материалов, ширину (глубину) пропила, а также величину хода и частоту ходов ножовочного полотна. Величина хода составляет от 20 до 60 мм, а частота до 350 мин'¹ при обработке металла и до 3800 мин^-1 при обработке дерева. Машины с гибким ножовочным полотном, осуществляющие фасонную резку, характеризуются также величиной минимального радиуса резания, зависящего от вида обрабатываемого материала и составляющего для древесины и пластмасс

30 мм. В приводе машин наиболее часто используются электро- и пневмодвигатели вращательного действия, кривошипно-шатунные и эксцентриковые преобразовательные механизмы, обеспечивающие возвратно-поступательное движение ползуна с закрепленным на нем ножовочным полотном. Отдельные конструкции машин имеют два ножовочных полотна, движущихся навстречу друг другу. При использовании ножовочных ручных пил для резки металлических труб и профиля различной формы их комплектуют специальными зажимными приспособлениями. В зависимости от характеристик разделяемого материала применяют разные виды ножовочных полотен.

Цепные ручные пилы

Такие РМ предназначены в основном для поперечной распиловки древесины инструментом в виде цепи с режущими и скалывающими звеньями, движущейся по замкнутой траектории между ведущей и натяжной звездочками рабочей шины. Наиболее широко в них используются двухтактные ДВС и электрические коллекторные двигатели с двойной изоляцией. Основными параметрами цепных пил являются наибольший диаметр распиливаемой древесины, длина рабочей шины, ширина пропила, скорость движения цепи. Современные цепные пилы обеспечивают распиловку древесины диаметром до 600 мм и более.

В последнее время производят цепные пилы с гидроприводом. Оснащение их цепями, режущие части зубьев которых выполнены из вольфрама, значительно расширяет технологические возможности. В таком исполнении цепные пилы с электро- и гидроприводом используют для резания кирпичной кладки, раствора и других материалов.

РМ для обработки металла

Машины этого типа служат для обработки металла резанием и давлением. При обработке резанием реализуются следующие операции: сверление, фрезерование, шлифование, шабрение, полирование, опиливание, нарезание резьб, резка (механическая) и другие. При обработке давлением - развальцовка, вырубка.

Указанные операции выполняются следующими видами РМ: при образовании и обработке отверстий - сверлильными, резьбонарезными, шлифовальными, фрезерными; при обработке поверхностей, кромок изделий и материалов - шлифовальными, полировальными, шаберами, кромкорезами, труборезами и т.д.; при разделении изделий и материалов - ножницами, труборезами, пилами по металлу и другими.

Для выполнения ряда операций используются РМ общего назначения, оснащенные инструментом по металлу.

Ножницы

Ножницы - РМ, предназначенные для разделения материалов и изделий в результате реализации процессов резки или вырубки. В зависимости от принципа действия различают ножницы непрерывносилового действия, называемые специальными, и вибрационные.

Специальные ножницы используют в основном для разделения (перекусывания) изделий в виде арматуры, фасонных прокатных профилей металла, деталей резьбовых соединений, канатов и т.д.

При работе этими машинами технологическая операция осуществляется за один цикл.

Их главными параметрами являются максимальное усилие резания и толщина разделяемого изделия, определяемая ходом подвижного рабочего органа, а также время рабочего цикла. Наиболее широко используются ножницы специальные с усилием резания до 150 кН при ходе подвижного ножа до 20…25 мм. Время рабочего цикла составляет 3…5 с.

С целью создания на режущих рабочих органах значительных усилий чаще всего используется гидропривод. Конструктивно эти машины представляют собой силовые цилиндры с автоматическим распределителем потока рабочей жидкости, обеспечивающим обратный ход штока с крепящимся к нему подвижным ножом. Второй, неподвижный нож расположен на скобе, прикрепляемой к корпусу машины. Конструкция режущего узла обеспечивает уравновешивание рабочих усилий в плоскости резания.

По конструктивному исполнению различают ножницы специальные с выносной и встроенной насосной установками. В первом случае для их работы используются гидростанции Или гидросистемы строительных машин.

Во втором случае насосная часть и первичный двигатель расположены непосредственно в корпусе ножниц. В качестве первичного двигателя наиболее часто используют электродвигатели полезной мощностью до 750 Вт.

Кроме гидравлических имеются также ножницы с пневмоприводом и с механическим приводом, где в качестве основной передачи используется шариковинтовая пара.

Специальные ножницы оснащаются сменными насадками, расширяющими их технологические возможности.

Ножницы по металлу

Предназначены для разделения листового металла с пределом прочности до 40 МПа, толщиной до 6,0 мм. Их подвижный рабочий орган совершает возвратно-поступательные движения с частотой

22 Гц и размахом колебаний, несколько меньшим максимальной толщины разделяемого листа (рис. 1.23).

По виду используемой энергии в приводе ножницы бывают электрические и пневматические, а по виду рабочих органов, определяющих вид обработки металла (резанием, давлением) - ножевые (прорезные рассматриваются как частный случай ножевых) и вырубные.

Разновидностью вырубных ножниц являются кромкорезы - машины, обеспечивающие подготовку кромок деталей под сварку, с толщиной обрабатываемого листа до 30 мм.

Ножевые ножницы обладают более высокой скоростью резания, не дают отхода материала в стружку, однако они обеспечивают отрезку полос только с краев, несколько изгибая их.

Вырубные ножницы осуществляют раскрой листа в произвольном месте с минимальным радиусом резки, что обеспечивает их использование для вырубки отверстий различной формы в гладких и гофрированных листах.



Рис. I.23. Ножницы ручные пневматические:

а, 6 - вырубные; в, г - ножевые;

1 - держатель матрицы; 2 - шток; 3 - матрица; 4 - пуансон; 5 - траверса; 6 - водило; 7 - ползун; 8 - корпус головки; 9 - планетарный редуктор; 10 - корпус рукоятки; 11 - пневмодвигатель; 12 - пусковое устройство; 13 - ручка пускового устройства; 14 - вал ротора; 15 - неподвижный нож; 16 - держатель (улитка); 17 - ползун с подвижным ножом; 18 - качающаяся обойма; р - угол створа; у - задний угол; Л - зазор между ножами; а - передний угол

Ножницы относятся к машинам вибрационного типа с кинематически жестким приводом, выполненным по схеме двигатель-редуктор - преобразовательный механизм-подвижный рабочий орган. В электрических ножницах применяют электрические коллекторные двигатели нормальной частоты, а в пневматических - ротационные нереверсивные.

Редуктор выполняется ступенчатого или планетарного типа и вместе с двигателем составляет конструктивный приводной узел машины.

Другим узлом является рабочая головка, в которой расположен преобразовательный механизм, обычно эксцентрикового типа, и ползун, на котором закреплен подвижный рабочий орган (нож для ножниц ножевого типа и пуансон - для вырубных). Этот узел имеет отдельный корпус, к нему крепится неподвижный рабочий орган (нож - для ножевых и матрица - для вырубных ножниц). Оси вращения привода и перемещения подвижного рабочего органа перпендикулярны, что предопределяет угловую форму ножниц. Машины меньших типоразмеров (для толщины листов до 1,6 мм) могут не иметь рукояти. В этом случае удержание машины оператором осуществляется за корпус приводного узла. Машины больших типоразмеров оснащают рукоятями верхнего расположения, обычно замкнутого типа.

Рабочие органы ножниц имеют специальную геометрию, обеспечивающую эффективное выполнение рабочего процесса.

Наряду с выполнением разделительных операций ножницы могут использоваться для гибки листового металла. В этом случае они комплектуются специальными рабочими органами.

Труборезы

Обеспечивают резку диаметром до 1200 мм и снятие фасок под сварку. Их рабочим инструментом являются резцы и абразивные отрезные круги.

Труборезы с рабочим инструментом в виде резцов имеют электрический или пневматический двигатель минимальной мощности 600 Вт и рабочую головку с планшайбой, на которой крепятся резцы. Труборез через имеющееся в планшайбе отверстие одевается на трубу и закрепляется на ней вручную с помощью механизма крепления. Вращение планшайбы и радиальная подача резцов осуществляются от привода. Труборезы такого типа обрабатывают трубы из углеродистой и нелегированных сталей с диаметрами 15…20 и 245…273 мм и толщиной стенок 5…25 мм. Масса трубореза такой конструкции до 26 кг. Труборезы с рабочим инструментом в виде абразивного круга чаще всего выполняются на базе шлифовальных электрических РМ, расположенных на специальных каретках, оснащенных механизмом их крепления на поверхности трубы радиальной подачи и обкатки трубореза вокруг обрабатываемой трубы. Труборезы в таком исполнении, обеспечивают обработку труб диаметром 150… 1200 мм с толщиной стенки до 15 мм.

Резьбонарезные машины

Предназначены для нарезания резьб в сквозных и глухих отверстиях диаметром до 16 мм. Глубина нарезания резьб в глухих отверстиях контролируется автоматически с помощью упорного устройства. Рабочим инструментом машин являются специальные метчики, обеспечивающие выполнение операции за один проход. Их крепят в патроне, насаживаемом на шпинделе.

Резьбонарезные машины выпускают с электро- и пневмоприводом вращательного типа. В них используются редукторы ступенчатого и планетарного типов, обеспечивающие наряду с кулачковой муфтой обратное направление вращения шпинделя с инструментом с целью его выворачивания при изменении оператором направления подачи машины.

Развальцовочные машины

Производят развальцовку труб диаметром до 108 мм. Выполняются в угловом исполнении с реверсивным приводом вращательного типа. Процесс реверсирования обеспечивается двигателем или специальной кулачковой муфтой.

Шаберы

РМ с рабочим инструментом в виде шабера, совершающего воз - вратно-поступательное движение с размахом порядка 20 мм и частотой 20 Гц; служат для чистовой обработки поверхностей и кромок деталей. Привод - редукторный с преобразовательным механизмом эксцентрикового типа. В отличие от ножниц ось движения ползуна, к которому крепится рабочий инструмент (обычно под углом до 40°), параллельна оси вращения двигателя и несколько смещена вниз.

Зачистные молотки

Это РМ виброударного действия, предназначенные главным образом для очистки труднодоступных металлических поверхностей и кромок с помощью двух видов инструментов: зубила (зубильно-зачистной молоток) и пучка стальных подвижных игл, встроенных в промежуточный поршень, на который воздействует ударник (пучковый зачистной молоток).

Наибольшее распространение получили пневматические зачистные молотки, представляющие собой двухкамерные поршневые машины ударного действия.

В зачистных молотках с энергией удара А = 1,0…2,0 Дж и частотой ударов f= 60 Гц используется в основном система воздухораспределения за счет движения поршня-ударника, называемая часто поршневой (беззолотниковой или бесклапанной).

При большей энергии удара (А = 6…8 Дж) используются золотниковые и клапанные системы распределения воздуха.

В качестве систем виброзащиты используют пневмопружинную (для зубильных зачистных молотков) в большинстве конструкций пневматических машин ударного действия и стержневую (для пучкового зачистного молотка), в которой ударный узел машины прикреплен к виброизолирующей рукоятке при помощи двух стержней.

Рубильные молотки

РМ виброударного действия - рубильные молотки предназначены для рубки металла, разделки мест под сварку, зачистки сварных швов и выполнения других работ инструментом, называемым зубилом.

Наибольшее распространение получили пневматические ручные молотки, представляющие собой двухкамерные поршневые машины со свободным поршнем, имеющие главным образом клапанную систему воздухораспределения.

Обновные параметры пневматических рубильных молотков: энергия единичного удара А = 8…56 Дж; частота ударов f = 40… 10 Гц, ударная мощность N_yfl = 320…560 Вт, удельный расход воздуха Q = = 2; 0…2,2 (м³/мин)/кВт, масса от 5,5 до 11 кг.

Форма машины цилиндрическая. Перевод машины в рабочий режим осуществляется при нажатии оператора на руИгргку. В передней части корпуса расположен манипулятор, с его помощью оператор второй рукой управляет рабочим процессом. Манипулятор через поводок связан с ловителем, в котором крепится инструмент, и кроме функции управления выполняет также защитную функцию от получения травм и вибрации, обеспечивает защиту обеих рук оператора.

В последнее время созданы конструкции ручных молотков с гидроприводом.

РМ для обработки дерева

Обработка изделий из дерева и древесины производится с целью образования в них отверстий, пазов, подготовки поверхностей, разделения на части и осуществляется либо РМ общего назначения с применением необходимого инструмента и соответствующих режимов обработки, либо специальными машинами. Некоторые виды специальных машин: дисковые, ножовочные, цепные пилы - имеют сходное устройство с соответствующими РМ общего назначения, а другие: долбежники, рубанки, паркетострогальные и паркетошлифовальные РМ - характерное для данной группы РМ. (Формально паркетострогальные и паркетошлифовальные машины входят в подкласс машин для строительно-отделочных работ, имеющих индексацию СО - ..'.) Режимы работы деревообрабатывающих машин характеризуются высокими скоростями резания (30…50 м/с) и возможностью более оперативной подачи, чем у РМ, применяемых для обработки металла, за счет двигателей потребляемой мощностью свыше 600 Вт.^; Наиболее широко используются электрические РМ. Они работают в, режимах S1 с ПВ 40 и 60%, имеют защитные кожухи рабочих органов и пылесборные устройства. Характерной операцией при обработке древесины является строжка (строгание).

Строгальные РМ

Строгальные машины вращательного действия предназначены для строжки древесных изделий и полов барабанным рабочим органом с ножевым режущим инструментом, приводимым в движение от электрического двигателя через ременную передачу. Они выполняются в переносном и передвижном исполнениях.

Рубанки

Это переносные строгальные РМ, выполняемые, в основном, на базе асинхронных трехфазных (AHI) и коллекторных однофазных (KH-II) электродвигателей полезной мощностью от 250 до 1100 Вт и выше. Их рабочий орган смонтирован на опорной плите, в передней части которой расположена подвижная опора, служащая регулятором глубины строгания. В передней части рубанка также имеется устройство для выброса стружки. Выполнение рабочего процесса происходит в результате периодической подачи машины вдоль обрабатываемой поверхности материала или, при установке рубанка лыжами вверх, - при периодической подаче материала. Главными параметрами рубанка являются ширина строгания, составляющая 75, 100 и 160 мм, и глубина строгания за один проход - 1…3 мм.

Паркетострогальные машины

Это передвижные РМ, выполняемые на базе асинхронных трехфазных электродвигателей напряжением 380 В. Их рабочий орган (рис 1.24), оснащённый несколькими ножами (3, 6), установлен в передней части корпуса, имеющего для перемещения два колеса и опорный ролик. Колеса расположены на поворотной траверсе, шарнирно прикрепленной к корпусу, и могут поворачиваться вместе с ней, меняя глубину строгания. Управление осуществляет оператор посредством гайки винтовой передачи пульта управления, расположенного на рукояти подпружиненной тяги. Отвод стружки из рабочей зоны производится воздушным потоком, создаваемым вентилятором через отверстия в задней части корпуса. Ширина полосы строгания около 360 мм, а глубина 13 мм.

Рис. 24. Машина для строжки деревянных полов СО-97А:

1 - опорный ролик; 2 - барабан; 3 - корпус; 4 - винт крепежный; 5 - сухарь; 6 - нож; 7 - регулировочный винт натяжения ремня; 8 - электродвигатель; 9 - поворотная траверса; 10 - рукоять с пультом управления; 11 - тяга; 12 - пружина; 13 - колесо

Работы производят последовательно продольными и поперечными проходами. В первом случае снимается стружка толщиной 1,0…3,0, а во втором - 0,511,0 мм. Производительность машин - до 60 м²/ч

Паркетошлифовальные РМ

Паркетошлифовальные машины вращательного действия предназначены для шлифования паркетных и дощатых полов рабочим органом барабанного или дискового типов с закрепленным на нем инструментом в виде шлифовальной шкурки. В их приводе используются однофазные и трехфазные асинхронные двигатели переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 и 380 В и клиноременные передачи. Машины обычно выполняют в передвижном исполнении и оборудуют пылеотсасывающим устройством и пылесборником.

В паркетошлифовальных машинах барабанного типа рабочий орган расположен в передней части корпуса, установленного на колесах. Устройства регулировки степени прижатия шлифовального барабана к обрабатываемой поверхности пола или отсоса пыли такие же, как в гиркетострогальных машинах. Внешняя поверхность барабана обрезинена с целью плотного прилегания шкурки, заправляемой в имеющиеся прорези и закрепляемой эксцентриковыми зажимами. Производительность машин при ширине барабана 200 мм обставляет 40…60 м²/ч.

Паркетошлифовальные машины дискового типа имеют рабочий орган в виде диска с обрезиненной поверхностью (инструмент - шкурка), расположенный почти параллельно поверхности пола. Это позволяет использовать их в труднодоступных местах: вблизи стен, под батареями отопления и в других. Производительность машин при диаметре диска около 200 мм составляет Др id м2/ч.

Долбежники

Долбежники - РМ для выборки пазов и гнезд прямоугольной формы в деревянных изделиях, представляющие собой разновидность цепных пил, размещенных на опорных стойках, с возможностью их вертикальной подачи вниз оператором с помощью рычажной рукоятки. Перемещение машины в исходное положение осуществляется пружинами возврата. Крепление долбежника к обрабатываемому материалу осуществляется зажимным устройством. В приводе долбежника чаще всего используются электрические асинхронные двигатели. Основными его параметрами являются размеры получаемых пазов, глубина которых определяется величиной подачи, длина - поперечным размером рабочей шины, а ширина - числом цепей инструмента - долбежной цепи.

Машины для сборочных работ

Машины этого типа обеспечивают механизированную сборку изделий^ и конструкций с помощью резьбовых соединений (резьбозавертывающие РМ), крепежных элементов в виде гвоздей, скоб, дюбелей (монтажные сборочные молотки или пистолеты - молотки), заклепочных соединений (клепальные молотки).

Резьбозавертывающие машины

Предназначены для сборки резьбовых соединений. Распространение получили гайковерты и шуруповерты. В эту группу входят также шпильковерты, муфтоверты для завертывания и отвертывания винтов, шпилек, трубных муфт.

Гайковерты

Гайковерт - РМ группы резьбозавертывающих машин. Различают гайковерты статического и ударного действия.

Рис. 25. Ударные ручные гайковерты: частоударные: а - электрический ИЭ-3113А; б - пневматический И П-3127; редкоударные: в-электрический ИЭ-3122; г - пневматический ИП-3124; 1 - ключ; 2 - шпиндель; 3 - корпус; 4 - УВМ; 5 - дополнительная рукоятка; 6 - редуктор; 7 - двигатель; 8 - основная рукоятка; 9 - курок * Начало



Рис. 25. Окончание

Гайковерты статического действия - машины непрерывносилового действия с приводом вращательного типа на базе элекгро- и пневмодвигателей, а также импульсно-силового действия, безударные с поршневым гидродвигателем возвратно-поступательного типа. Гайковерты вращательные используют для затяжки резьбовых соединений диаметром до 16 мм ввиду ограничения на размеры и массу машины, а также на величину реактивного момента, воспринимаемого оператором. Из-за большой массы машины требуется специальная подвеска, в связи с чем вращательные гайковерты чаще используются в цехах.

Гайковерты с поршневым гидродвигателем возвратнопоступательного типа ввиду использования высокого давления в гидросистеме (до 30…40 МПа) имеют незначительные габариты и массы и при этом обеспечивают затяжку резьбовых соединений диаметром до 200 мм. При затяжке резьбовых соединений гайковерты не удерживаются оператором (их иногда называют переносными), а устанавливаются таким образом, что реактивный момент воспринимается монтируемыми узлами конструкции.

Гайковерты статического действия обладают постоянным крутящим моментом, что обеспечивает возможность осуществления ими тарированной затяжки резьбовых соединений.

Гайковерты ударного действия разделяют на частоударные (f > 5 Гц, обычно-20…30 Гц) и редкоударные (f < 5 Гц), рис. 1.25.

Частоударные гайковерты имеют вращательный привод, редукторный или безредукторный с УВМ, обеспечивающим преобразование непрерывного вращения на входе в ударные импульсы на выходе. Тангенциальная составляющая ударных импульсов на плече их приложения обеспечивает затяжки резьбовых соединений. Начальная стадия - заворачивание происходит в непрерывном вращательном режиме.

Несмотря на многообразие конструкций УВМ по принципу возбуждения виброударного режима, они бывают 2 типов: с силовым и кинематическим возбуждением. Первые используются в машинах с электро-, а вторые - с пневмоприводом. Они используются обычно для затяжки резьбовых соединений диаметром до 20 (элекгро) и 36 мм (пневмо).

В сравнении с Гайковертами статическими вращательного типа эти машины имеют более высокие удельные характеристики, оператор легко удерживает их в руках (отсутствует реактивный статический момент). Недостатки: вибрация корпуса машины, передаваемая оператору, для снижения которой используют известные методы виброзащиты, и непостоянство крутящего момента, затрудняющего процесс тарирования затяжки резьбовых соединений. Энергия единичного удара этих машин, определяемая произведением массы ударника (бойки) на квадрат угловой предударной скорости, зависит от динамических характеристик резьбового соединения и не является постоянной величиной, что затрудняет обеспечение тарированной затяжки по числу нанесенных ударов.

Гайковерты редкоударные обладают неизменным значением энергии единичного удара. Это обеспечивается за счет особой конструкции УВМ с центробежными массами, обусловливающими вывод бойка к месту удара, по достижению ими определенной скорости вращения.

Реализация ударного процесса с низкой частотой снимает проблему вибробезопасности и, кроме того, позволяет оператору производить отсчет числа ударов, необходимых для достижения тарированной затяжки. Число ударов, требуемое для затяжки конкретного резьбового соединения, определяется на пробном резьбовом соединении из группы аналогичных с помощью динамометрического ключа.

Привод УВМ таких гайковертов осуществляется от электрических, пневматических, ротационных двигателей и от объемного гидропривода.

Ориентировочный диапазон затягиваемых резьбовых соединений элекгро- и пневмогайкоБсртов по их диаметру - 16…60 мм.

Гайковерты редкоударные с гидрообъемным приводом используются для затяжки крупных резьбовых соединений диаметром 60… 200 мм и выполняются в переносном варианте.

Ударные гайковерты оснащаются специальными синхронизирующими устройствами, исключающими кромочные удары кулачков бойка и наковальни, что положительно сказывается на их прочности.

Обновными параметрами гайковертов ударного действия являются: диаметры затягиваемых резьбовых соединений, максимальный момент затяжки, время затяжки резьбового соединения, энергия единичного удара, частота ударов.

Главный параметр из перечисленных выше выбирается неоднозначно. Так, для гайковертов редкоударных им является энергия единичного удара, а для частоударных - максимальный момент затяжки и время затяжки резьбового соединения.

Гайковерты статического и ударного действия выполняются в прямом и угловом исполнениях.

Шуруповерты (винтоверты)

Используются при сборочно-разборочных работах, в том числе при монтаже перегородок из сухой гипсовой штукатурки по металлическому, деревянному и асбестоцементному каркасу.

Шуруповерты имеют электрический реверсивный привод на базе коллекторных двигателей с двойной изоляцией мощностью до 420 Вт (рис. 26).

Рис. 26. Электрический ручной шуруповерт: а - конструктивная схема машины с боковым расположением пружины в муфте предельного момента; б - принципиальная схема шпиндельного узла с переходником и сменным рабочим инструментом; в-принципиальная схема машины с муфтой предельного момента, с центральным расположением пружины и шпиндельным магнитным узлом; 1 - ловитель; 2 - сменный рабочий инструмент:

2,1 - отвертка с плоским шлицом; 2.2 - головка-ключ; 2.3 - отвертка с крестовым шлицом; 2.4 - переходник-удлинитель; 3 - устройство подмагничивания инструмента: 3.1 - постоянный стержневой магнит; 3.2 - корпус магнита - бронзовая втулка; 4 - шпиндель; 5 - кулачковая муфта предельного момента; 6 - редуктор;

7 - электропривод на базе однофазного коллекторного двигателя типа КН-И;

8 - регулировочный упор

Привод может включать блок электронного регулирования частоты вращения п =(0…0,75) п_ном с ограничителем максимальной частоты вращения.

В трансмиссию машины входит ступенчатый редуктор и кулачковая муфта предельного момента, обеспечивающая передачу вращения шпинделю, на котором расположен узел крепления сменного инструмента. В состав его входят сам шпиндель, постоянный стержневой магнит и корпус магнита, выполненный в виде магнитоизолирующей бронзовой втулки, служащей также для крепления в нем сменного инструмента с помощью специального стопорного кольца.

В качестве сменного инструмента используют отвертки под плоский и крестовой шлиц, а также головку-ключ. Плоская отвертка выполняется в специальном корпусе, где она устанавливается с помощью упругого элемента, обеспечивающего возможность ее осевого перемещения с целью более удобного захвата шлица винта. Магнитные силовые линии, замыкаясь на головке крепежного изделия, удерживают его на конце инструмента, в ряде конструкций машин (зарубежного производства) подача крепежных элементов осуществляется автоматически из сменных кассет, содержащих 100…150 элементов, закрепленных на пластмассовой ленте, свернутой в рулон. Высокая степень универсальности достигается применением удлинителей, переходных втулок, а также номенклатурой патронов для крепления инструмента.

Кроме куркового выключателя и переключателя реверса органы управления включают:

регулируемый упор, которым является специальная накидная или упорная втулка, дающий возможность оператору устанавливать необходимую величину заглубления винта;

устройство включения кулачковой муфты предельного момента посредством приложения оператором осевого усилия к корпусу машины!'

устройство для регулирования величины крутящего момента, реализуемого на инструменте, выполненное в виде регулирующей втулки, расположенной на корпусе машины, и изменяющего усилие предварительного поджатия пружины кулачковой муфты.

Монтажные сборочные молотки (пистолеты)

Используются для забивки крепежных элементов: гвоздей, скоб, дюбелей.

Рабочий процесс осуществляется в результате одноразового ударного взаимодействия поршня-ударника с крепежным элементом, расположенным в стволе. Производительность молотков определяется возможностями оператора. В качестве привода наиболее часто используется двигатель со свободным поршнем-ударником.

Рис. 27. Пороховой строительно-монтажный пистолет ПЦ-84:

I - конструктивная; II - принципиальная схемы; III - основные типы дюбелей (а - дюбель-гвоздь; б - дюбель-винт; в-дюбель-гвоздь для металла; г - дюбель - винт для металла; д - оконцевание полиэтиленовым наконечником); 1 - прижим;

- дюбель; 2.1. - головка дискообразная; 2.2. - стержень; 2.3. - оживальная часть; 2.4 - шайба; 2.5 - полиэтиленовый наконечник; 2.6 - головка винтовая; 3 - направляющая втулка; 4 - наконечник; 5 - поршень; 6 - амортизатор; 7 - рассекатель; 8 - выхлопная камера; 9 - муфта; 10 - ствол; 11 - короб; 12 - патрон; 13 - спусковой рычаг; 14 - рукоятка; 15 - патронник; 16 - соединительный шарнир

Пороховые молотки

Пороховые молотки (строительно-монтажные пистолеты) обеспечивают забивку дюбелей различного исполнения (дюбель-винт, дюбель-гвоздь) в бетон до марки 400 включительно, сталь с пределом прочности до 450 МПа, кирпич. Выбор патронов производится в соответствии с размерами забиваемых дюбелей и механическими свойствами строительных оснований (рис. 1.27).

Пороховые молотки комплектуются сменными стволами и поршневыми группами, предназначенными под определенный размер дюбеля.

Пневматические молотки (гвозде- и скобозабивные пистолеты)

Обеспечивают забивку гвоздей и скоб в деревянное, древесноволокнистое, древесно-стружечное, цементно-стружечное и другие основания (рис. 28).



Рис. 28. Гвоздезабивной пневматический пистолет ИП-4402:

1 - амортизатор; 2 - шток; 3 - корпус; 4 - цилиндр; 5 - поршень;

6 - тарельчатый клапан; 7 - крышка; 8 - гильза клапана; 9 - пусковой штифт; 10 - коромысло; 11 - пусковая скоба; 12 - штуцер; 13 - магазин; 14 - стержень; 15 - скоба; 16 - ствол; 17 - предохранитель

Возврат поршня-ударника происходит за счет давления воздуха в аккумулирующих камерах. Молотки оснащены предохранительным устройством, исюпочающим выстрел без упора в основание.

Электромагнитные молотки

Электромагнитные молотки с частотой питания ниже 50 Гц (получаемой с помощью встроенных или выносных компактных электронных преобразователей) используются для забивки дюбелей в основание из различных материалов (рис. I.29). Предусмотрена возможность за счет изменения частоты тока, например, от 0,5 до 4,0 Гц, менять энергию единичного удара от 22 до 5 Дж.

Машины всех указанных видов выполняются обычно с рукоятками пистолетного ти

па, а пиротехнические молотки - также и с удлиненными рукоятками (пороховые колонки).

Перечисленные виды монтажных молотков оснащают обоймами для крепежа и патронов.

Рис. 29. Электромагнитный монтажный пистолет:

1 - силовая катушка; 2 - пружин

3 - винт; 4 - опорная пята; 5 - центрирующая шайба; 6 - дюбель-гвоздь; 7 - направляющая втулка; 8 - корпус; 9 - выключатель; 10 - рукоятка; 11 - полюс катушки; 12 - якорь-боек; предназначенная для уста - 13 - возвратная пружина

Клепальные молотки

Клепальный молоток - РМ виброударного действия, предназначенная для установки заклепок диаметром 36 мм в результате их пластического деформирования (осаживания), с образованием замыкающей головки инструментом, называемым обжимкой. Наибольшее распространение получили пневматические клепальные молотки, являющиеся поршневыми двухкамерными машинами, обычно с клапанной системой воздухораспре - деления (рис. 30).

Имеется две группы клепальных молотков: для расклепывания заклепок в холодном и горячем состояниях.

Основные параметры клепальных молотков: для первой группы (материал заклепок - алюминиевые сплавы и сталь Ст1КП): энергия единичного удара А - до 13 Дж; частота ударов f - 30..45 Гц; ударная мощность N_уд - до 400 Вт; удельный расход воздуха Q = = 2,45» ' (м³/мин)/ кВт.

Для второй группы (материал заклепок-сталь 20 КП): А = 22,5…..170 Дж; f = 18…8 Гц; N_удl = 400…560 Вт; Q = 2,45 (м³/мин)/кВт.

Форма машины цилиндрическая с задним расположениям рукоятки. Удлиненный корпус машины выполняет роль ложемента для второй руки оператора, поддерживающего клепальный молоток в процессе работы.

Рис. 30. Пневматический клепальный молоток (типа КЕ): 1 - рукоятка с пусковым устройством; 2 - воздухораспределительное устройство золотникового типа; 3 - ствол с ударной парой; 4 - концевая букса

Система виброзащиты - пневмопружинная.

В последнее время созданы клепальные молотки с гидроприводом.



3. РМ Для обработки строительных материалов, грунта и бетона

Машины этого класса обеспечивают механизацию процессов бойки породы (отбойные молотки, ломы), образования цилиндриче ских углублений: отверстий, шпуров и скважин (перфораторы, пробойники, машины для алмазного сверления), уплотнения строитель ных материалов (виброплиты, трамбовки, вибровозбудители).

Условно указанные типы машин массой до 30 кг относят к категории легких, а свыше 30 - до 150…200 кг (РМ для уплотнения строительных материалов) - к категории тяжелых. Последние являются са - мопередвигающимися: оператор перед (или при) выполнением рабочего процесса задает направление их Перемещения. Перемещение осуществляется за счет привода рабочего органа и имеет характер виброперемещения. Для транспортировки таких машин на строительном объекте их устанавливают на специально предусмотренные металлические или пневмоколеса (трамбовки, виброплиты) или перевозят на тележках (пробойники). РМ, включенные в эту группу, относят к машинам вибрационного (главные параметры - величина вынуждающей силы Р, Н: амплитуды и частоты колебаний рабочего органа) и ударно-вибрационного, или виброударного действия (главные параметры - энергия единичного удара А, Дж; частота ударов f, Гц; ударная мощность N = Af, Вт). Данная группа РМ может быть дополнена сверлильными машинами ударнр-вращательного действия, бороздоде - лами и т.д.

РМ для отбойки и бурения пород

Эти машины имеют общее название - молотки, которое уточняется в зависимости от области их применения, определяемой энергией единичного удара А, Дж (молотки монтажные строительные - А = = 1…25 Дж, молотки отбойные, бетоноломы и перфораторы - А = = 40… 150 Дж и выше) и видом выполняемой операции: разрушение породы, камня, бетона или образование шпуров.

Перфораторы в отличие от других типов молотков, имеющих только одну силовую цепь передачи энергий инструменту в виде периодических осевых (продольных) ударных импульсов, могут иметь две цепи: ударную и непрерывную (вращательную).

В указанных видах молотков осуществляется виброударное взаимодействие инструмента с обрабатываемым объектом вследствие пе риодических ударов, наносимых в осевом направлении по его хвосто вой части ударником (бойком), приводимым в движение злектромеха ническим, электромагнитным, пневматическим или гидравлически приводом.

В этих машинах реализуются одноударные периодические движения ударника с периодом, равным или кратным периоду вынуждающей силы.

Молотки монтажные строительные

Это РМ виброударного действия, предназначенные для пробивки пород, ниш, борозд в кирпиче, бетоне марки 200, ударного разрушения мерзлых и твердых материалов (А - до 15…25 Дж) с помощью инструмента, называемого пикой.

Эти машины выполняются с электромеханическим, электромагнитным и реже с пневматическим приводом.

Рис. I.31. Электрический молоток ИЭ-4218 (с компрессорным вакуумным ударным механизмом):

1 - букса; 2 - переходник; 3 - амортизатор; 4 - боек; 5 - кожух; 6 - ствол;

7 - поршень; 8 - палец; 9 - шатун; 10 - корпус; 11,20 - крышки; 12 - кривошип; 13 - щит промежуточный; 14 - электродвигатель; 15 - основная рукоятка с выключателем; 16 - вал ротора; 17 - цилиндрическая шестерня; 18 - коническая шестерня; 19 - ведомая коническая шестерня; 21 - сегмент; 22 - втулка;

23 - пика; 24 - дополнительная рукоятка

Молотки с электромеханическим приводом выполняются на базе коллекторных и асинхронных нормальной частоты двигателей. Они имеют обычно кривошипно-шатунный преобразовательный механизм и пружинный, компрессионно-вакуумный или, редко, пружинновоздушный ударный механизм (рис. 1.31).

Молотки с электромагнитным приводом с питанием от переменного тока частотой 50 Гц имеют незначительную энергию единичного удара (А = 2,5… 4,8 Дж), в связи с чем используются на работах по пробивке борозд в кирпиче. Повышение энергии удара молотков связано с возможностью снижения их частоты и, следовательно, частоты переменного тока. Разработка компактных электронных преобразователей частоты тока позволила создать машины с энергией единичного удара 15 Дж при частоте ударов 25 Гц и с изменяемой энергией удара

5…22 Дж при частоте тока 4,0…0,5 Гц.

Машины имеют основную рукоять замкнутого типа, расположенную в задней части корпуса, и дополнительную рукоятку.

Молотки монтажные строительные могут комплектоваться дополнительными видами инструмента. Все электрические молотки имеют двойную или полную изоляцию.

Молотки отбойные

Отбойные молотки (ломы) с энергией единичного удара от

15…100 Дж предназначены для отделения от массива горных пород, разрыхления мерзлых грунтов, разрушения бетона (отбойки) в результате взаимодействия с обрабатываемым объектом инструмента в виде пики, долота или лопаты (рис. 1.32).

Отбойные молотки и бетоноломы имеют сходную конструкцию, но в силу больших значений основных параметров последние используются на более тяжелых работах. Они имеют большие габариты и массу и предназначены для работы инструментом вниз. Кроме указанных видов инструментов они могут комплектоваться и другим рабочим инструментом: бучардой, предназначенной для обработки и зачистки каменных и бетонных поверхностей и выполненной в виде плиты (башмака) с расположенными на ней рабочими зубцами; трамбующей плитой, предназначенной для уплотнения грунта в труднодоступных местах и выполненной в виде плиты (башмака) с гладкой рабочей поверхностью.

В этих молотках наиболее широко используется пневмо- и гидропривод.

Молотки с пневматическим и гидравлическим приводом имеют двигатель со свободным поршнем-ударником, оснащенный одной из автоматических распределительных систем: клапанной, золотниковой, дроссельной и т.д.

Работа молотков осуществляется в режимах холостого и рабочего ходов поршня-ударника. Переход с одного режима на другой осуществляет оператор в результате приложения к корпусу молотка осевого усилия нажатия.