Механизированные инструменты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Машины для отделки дощатых полов

Машина для строжки деревянных полов (рис. 1) состоит из корпуса, ножевого барабана, электродвигателя, клиноременной передачи, узла управления, ходовых колес и вентилятора.

Рабочим органом машины служит ножевой барабан 2, приводи­мый во вращение от асинхронного трехфазного электродвигателя 8 на напряжение 380 В через клиноременную передачу. На цилиндрической поверхности ножевого барабана имеются три продольных паза, в которых с помощью сухарей 5 и винтов 4 закреплены сменные плоские ножи 6. Возвышение режущих кромок ножей относительно поверхности барабана не превышает 3 мм. Барабан тщательно сбалансирован во избежание вибрации при вращении и установлен внутри корпуса 3 машины так, что может обрабатывать полы в непосредственной близости от стен. Натяжение клинового ремня регулируется винтом 7. Для отвода стружки из зоны строгания на валу барабана установлен вентилятор создающий воздушный поток, которым стружка отводится через отверстие, расположенное в задней части корпуса.

Рис. 1. Машина для строжки деревянных полов

Машина опирается на передний ролик 1 и задние колеса 16. Узел управления 13 имеет стойку с рукоятками для перемещения машины, устройство для регулировки глубины строгания и быстрого отвода барабана из зоны резания. Глубина строгания регулируется поднятием и опусканием задних колес 16, установленных на траверсе 9. Перемещение траверсы осуществляется гайкой 12 через тягу 14 с пружиной 75. Быстрый отвод ножевого барабана из зоны резания осуществляется рукояткой 10 винтового механизма, связанного с тягой. Пуск и остановка электродвигателя производятся магнитным пускателем с помощью кнопочного поста управления 11.

Некоторые модели строгальных машин оборудуются ножевыми барабанами, на которых ножи расположены в шахматном порядке. Перед началом работы пол очищают от загрязнений и увлажняют водой. Строгание ведется вдоль волокон древесины путем плавного передвижения машины вперед. Строгание выполняют прямыми полосами, перекрывая каждый раз на 50… 100 мм предыдущую, уже об­работанную полосу. Основными параметрами строгальных машин являются глубина и ширина строгания за один проход.

Производительность строгальных машин 45…65 м²/ч, частота вращения ножевого барабана 47 с-1, ширина полосы строгания 280…310 мм, максимальная глубина строгания 3 мм.

Эксплуатационная производительность строгальной машины (m³/c)

Пэ = BHv_nK_yK_B,

где В и Н-соответственно ширина и глубина строгания, м; vn - ско­рость подачи рабочего органа, м/с; Ку - коэффициент, учитываю­щий конкретные условия обработки древесины; Кв - коэффициент использования машины по времени.

Рис. 2 Машина для строжки деревянных полов СО-97A

Машина СО-97А предназначена для выравнивания деревянных полов в промышленных и жилых помещениях. Машина изготавливается в двух модификациях: СО-97А.1 - с однофазным (220 В) и СО-97А - с трех - фазным (380 В) приводом.

Машина состоит из корпуса, ножевого барабана, электродвигателя, узла управления, ходовых колес.

Корпус машины представляет собой деталь коробчатой формы со специальной полостью для установки ножевого барабана и отверстием для выброса стружки. Ножевой барабан выполнен в виде цилиндра с пазами типа «ласточкин хвост», в которых с помощью винтов и деталей трапециевидной формы крепятся ножи. Ножевой барабан закреплен таким образом, что позволяет производить обработку пола вблизи стен. Вращение барабана происходит за счет клиноременного соединения с электродвигателем, установленного на корпусе машины.

При правильной установке ножей и регулировке машины получается гладкая, ровная поверхность пола. Глубина строгания регулируется поднятием и опусканием задних колес, установленных на траверсе.

Технические характеристики CO-97A CO-97A.1

Производительность, м2/час 44 44

Частота вращения ножевого барабана, об./мин 2800 2800

Ширина строгания, мм 310 310

Максимальная глубина строгания, мм 3 3

Количество ножей, шт. 3 3

Мощность электродвигателя, кВт 2.2 2.2

Напряжение, В 380 220

Габариты, мм 1020x500x1010

Общая масса, кг 105 105

2. Резьбозакручивающие машины

шуруповерт дощатый механизированный ударный

Сборка резьбовых соединений является наиболее распространенной операцией при монтаже металлоконструкций, технологического оборудования, трубопроводов, при сборочно-разборочных и других работах в строительстве, машиностроении и ремонтных предприятиях.

В целях облегчения и повышения эффективности труда разработаны группы ручных резьбозавертывающих машин. По виду завертываемых крепежных резьбовых деталей резьбозавертывающих ручные машины подразделяют на гайковерты, шуруповерты, шпильковерты и муфтоверты.

Ручные резьбозавертывающие машины предназначены для завертывания, затяжки и отвертывания крепежных деталей резьбовых соединений. В строительно-монтажных работах они применяются при выполнении плотнично-опалубочных, столярных, санитарно-технических, электротехнических работ, а также при монтаже стальных и железобетонных конструкций, технологического оборудования, трубопроводов, а также других операций и работ.

Гайковерты по принципу действия бывают безударные и ударные. Безударные гайковерты (статического действия) имеют большую массу и реактивный момент, образующийся при завинчивании, который передается на руки работающего, в связи с чем их применение резко ограничено (диаметр завинчиваемых крепежных деталей до 12 мм). На строительно-монтажных работах практического применения не имеют.

Ударные гайковерты ударно-вращательного действия имеют небольшую массу и при работе реактивный момент не передается на руки работающего. Выпускаемые в России ударно-импульсные гайковерты работают по традиционной схеме, принятой в мировой практике, т.е. с винтовым движением ударника, кулачки которого входят в зацепление с кулачками наковальни и наносят по ним один-два удара за один оборот двигателя (до 1500 ударов в 1 мин). Ударными гайковертами производят завинчивание и затяжку болтов диаметром до 80 мм.

Принципиально новое направление представляют впервые созданные в России редкоударные гайковерты. У них кулачки ударного механизма входят в зацепление с кулачками наковальни и наносят по ним не более одного удара в секунду (60 ударов в 1 мин). В гайковертах типа ИЭ-3112 реализован принцип высокой стабильности энергии каждого удара при низкой частоте ударов.

Это позволило ликвидировать вибрацию, повысить удельную мощность машин, обеспечить тарированную затяжку резьбовых соединений. Применяют эти машины для самых ответственных работ (момент затяжки 2100 Н-м, сборка резьбовых соединений диаметром 22 - 42 мм).

Электрогайковерты ИЭ-3115, ИЭ-3119, ИЭ-3120А, ИЭ-3121 и ИЭ-3118 относятся к серии редкоударных гайковертов малой массы, предназначенных для тарированной затяжки высокопрочных болтов диаметром 12 - 20 мм.

По конструктивному исполнению гайковерты бывают прямые и угловые, реверсивные и нереверсивные.

На объектах строительства находят наибольшее применение гайковерты электрические прямые нереверсивные: II класса защиты ИЭ-3113, ИЭ-3115, ИЭ-3116, ИЭ-3119, ИЭ-3120А, ИЭ-3121; III класса защиты ИЭ-3114А, ИЭ-3117, ИЭ-3118; I класса защиты ИЭ-3112, ИЭ-3112А, а также реверсивные - ИЭ-3119А II класса защиты.

Реверсирование (изменение направления вращения) в электродвигателях II класса защиты достигается путем переключения тока в обмотках ротора двухполюсным переключателем с двумя электрическими цепями к щеткодержателям.

Частоударные гайковерты предназначены для завинчивания и затяжки неответственных резьбовых соединений общего на­значения, редкоударные - для тарированной затяжки (до заданно­го момента) высокопрочных ответственных и средней прочности со­единений, а также высокопрочных болтов. Главным параметром редкоударных гайковертов являются энергиям удара (Дж) и частота ударов (с-1), частоударных - максимальный момент затяжки (Нм) и время, затяжки (с).

Частоударные гайковерты унифицированы, имеют единую кон­структивную схему и отличаются друг от друга размерами ключей, типом и мощностью приводного двигателя. Они предназначены для затяжки резьбовых соединений диаметром до 20 мм и развивают момент затяжки до 125…320 Н-м.

Каждый частоударный гайковерт состоит из корпуса, электродвигателя с вентилятором, планетарного одноступенчатого редуктора, ударно-вращательного механизма, виброизолированной основной рукоятки со встроенным выключателем и устройством для подавления радиопомех и дополнительной съемной рукоятки.

Вращение от электродвигателя 10 (рис. 3) через планетарный редуктор 9 передается приводному валу 6 ударно-вращательного механизма. Вал связан с подпружиненным ударником 5 посредством двух шариков 4, находящихся в винтовых канавках обеих деталей. На торцовой поверхности ударника симметрично расположены два кулачка, входящие в зацепление с кулачками шпинделя 2 под действием рабочей пружины 7. На квадратном хвостовике шпинделя крепятся сменные головки.

Рис. 3. Электрический частоударный гайковерт.

В начале завинчивания гайки (болта), когда развиваемый гайковертом момент расходуется только на преодоление трения в резьбовой паре, кулачки ударника находятся в постоянном зацеплении с кулачками шпинделя 2, обеспечивая его непрерывное вращение. По мере возрастания сопротивления на ключе при достижении торцом головки гайки (болта) неподвижной поверхности (т.е. при его стопорении) ударник перемещается по винтовым канавкам относительно вала, сжимая пружину 7 до тех пор, пока его кулачки не выйдут из зацепления с кулачками шпинделя. Затем ударник ускоренно воз­вращается под действием пружины в исходное положение. При своем поступательном движении вдоль оси вала по винтовым канавкам ударник приобретает определенную угловую скорость и, догоняя кулачки шпинделя, наносит по ним удар, в результате чего происходит затяжка резьбового соединения.

Удары наносятся периодически до выключения двигателя. Процесс затяжки осуществляется за ПО…200 ударов, причем энергия из­меняется от удара к удару. Продолжительность затяжки составляет не более 5 с.

При разборке резьбовых соединений реверсируют работу двигателя гайковерта путем переключения фаз штепсельного соединения. Гайковерт снабжен двумя рукоятками - основной 12 со встроенным выключателем и вспомогательной 8. Рукоятки соединены с корпусом 3 посредством упругих элементов 11 виброзащиты. Контроль момента затяжки при работе с частоударными гайковертами осуществляется оператором субъективно во время работы.

Частоударные гайковерты применяют для сборки соединений с наибольшим диаметром резьбы 12…22 мм, развивают момент за­тяжки 125…250 Н-м при частоте вращения шпинделя 16…19 с-1 и потребляемой мощности 270…390 Вт; масса машин 3,5…4,5 кг.

Редкоударные гайковерты предназначены для затяжки резьбовых соединений диаметром до 18…48 мм редкими мощными удара­ми одинаковой энергии, в 15…25 раз превышающей энергию единичного удара частоударной машины. По сравнению с часто-ударными гайковертами аналогичного класса они имеют меньшую (на 15…35%) мощность двигателя, габаритные размеры, массу ма­шины (на 20…40%), больший (в 2…3 раза) КПД процесса затяжки, пониженный уровень шума и практически вибробезопасны.

Редкоударные гайковерты отличаются от частоударных конструкцией и принципом действия ударно-вращательного механизма. Составными частями каждого гайковерта являются корпус, электродвигатель с вентилятором и устройством для подавления радио­помех, редуктор, ударно-вращательный механизм, специальная эксцентриковая муфта, основная рукоятка со встроенными вы­ключателем и переключателем направления вращения шпинделя, дополнительная рукоятка.

Рис. 4. Электрический редкоударный гайковерт. а-общий вид, б-принципиальная схема

Редкоударные гайковерты имеют одинаковую конструкцию ударного механизма (рис. 4), основным элементом которого явля­ется ударник, составленный из ведущей 3 и ведомых 5 частей. Ведо­мые части находятся под воздействием пружин Юн 11 я могут пере­мещаться относительно друг друга и ведущей части ударника. Дви­жение ударнику сообщается от двигателя 1 через редуктор 2 (в неко­торых конструкциях редуктор отсутствует) и муфту 14, обес­печивающую постоянное зна­чение передаваемого момента при разгоне ударника.

По мере достижения удар­ником заданной угловой ско­рости грузы 13 под воздейст­вием центробежной силы сме­щаются к периферии в ради­альном направлении по на­клонным поверхностям 4 и 6 ведущей и ведомой частей ударника, вызывая перемеще­ние последней в осевом на­правлении и сжатие пружин 10 и 11. Одновременно вступает в работу синхронизирующий ме­ханизм, который во взаимно ориентированном положении кулачков 7 и 8 шпинделя 9 и ударника отделяет его ведомые части 5 и 12. Под действием пружи­ны 10 одна ведомая часть 5 смещается в обратном направлении, а вторая 12 с кулачками 7, толкаемая центробежными грузами 13, продолжает двигаться к шпинделю до тех пор, пока не будет обес­печено зацепление кулачков 7 и 8 на полную высоту. Происходит удар, при котором кинетическая энергия вращающегося ударника передается шпинделю и закрепленному на нем ключу. Затем ведо­мые части ударника под действием пружин 10 и 11, а также центро­бежные грузы 13 возвращаются в исходное положение, после чего цикл ватяжки повторяется. Процесс затяжки осуществляется 4… 15 ударами.

Ещё одна из резьбозавертывающих машин - шуруповерт ручной реверсивный электрический ИЭ-3602А (ТУ 22-4019-77). Шуруповерт предназначен для завертывания и отвертывания шурупов, винтов, болтов и гаек с диаметром резьбы до 6 мм. Шуруповерт применяют в плотнично-опалубочных, кровельных и гидроизоляционных, штукатурных и облицовочных, столярных, стекольных, санитарно-технических и электромонтажных работах, в работах по устройству полов. Климатическое исполнение V, класс защиты II.

Шуруповерт работает от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц, имеет двойную изоляцию, что обеспечивает безопасность работы оператора и исключает применение заземления.

Рис. 5. Шуруповерт ручной электрический ИЭ-3602А. 1 - отвертка, 2 - шпиндель, 3 - шайба, 4 - пружина, 5 - ведомая полумуфта, 6 - ведущая полумуфта, 7 - корпус редуктора, 8 - зубчатое колесо, 9 - блок шестерен редуктора, 10 - вал ротора, 11 - электродвигатель, 12 - рукоятка, 13 - курок электронного выключателя, 14 - фиксатор, 15 - резиновая трубка, 16 - переключатель реверса.

Устройство шуруповерта. Шуруповерт ИЭ-3602А (рис. 5) состоит из корпуса, однофазного коллекторного двигателя с рабочей рукояткой, корпуса редуктора с блоком шестерен, ударного механизма, шпинделя, токоподводящего кабеля и сменного рабочего инструмента.

Двойная изоляция шуруповерта осуществляется за счет пластмассового корпуса электродвигателя и заливки пластмассовой втулки между пакетом и валом ротора. На валу ротора насажен вентилятор, служащий для охлаждения электродвигателя в процессе работы. Внутри рукоятки установлены двухполюсный выключатель: с курком и фиксатором, устройство для подавления радиопомех и переключатель реверса.

Редуктор состоит из косозубой шестерни, нарезанной на переднем конце вала ротора, блока шестерен и зубчатого колеса ведущей полумуфты. Ведомая полумуфта удерживается на шпинделе от поворота тремя шариковыми шпонками. На конце шпинделя устанавливается сменная отвертка или сменная головка-ключ.

Крепление рабочего инструмента на шпинделе обеспечивается шариковым замком. Для удобства завинчивания шурупов и винтов отвертка снабжена ловителем.

3. Строение и принцип работы шуруповерта

Шуруповерты применяют для завертывания и отвертывания шурупов, винтов, болтов и гаек с диаметром резьбы до 6 мм при выполнении самых различных строительных, отделочных, столярных, санитарно-технических, электромонтажных и других работ. Главным параметром шуруповертов являются максимальный момент затяжки (Н-м) и время затяжки (с). Шуруповерты развивают момент затяжки 10… 15 Н-м, имеют единую конструктивную схему, максимально унифицированы и состоят (рис. 6) из реверсивного электродвигателя 9 типа АП или КНД с переключением на правое и левое вращение ротора, одно- или двухступенчатого цилиндрического редуктора 8, шпиндельного узла, сменного рабочего инструмента 1, пластмассового или алюминиевого корпуса и рукоятки 11 с, курковым выключателем 10 и переключателем реверса электродвигателя.

Рис. 6. Схема электрического шуруповерта

Переключатель реверса служит для изменения направления вращения вала электродвигателя при вывинчивании винтов и шурупов. Сменный рабочий инструмент шуруповертов - плоская отвертка 14 для завинчивания (отвинчивания) шурупов и винтов с прямолинейным шлицем в головке, крестовая отвертка 13 для завинчивания (отвинчивания) самосверлящих и Самонарезающихся винтов и головка-ключ 12. Для удобства работы при завинчивании винтов и шурупов плоская отвертка снабжена ловителем. Крепление инструмента обеспечивается замком.

Шпиндельный узел включает в себя кулачковую муфту, постоян­ный стержневой магнит 3, помещенный в немагнитную бронзовую втулку 2, с другой стороны которой установлена отвертка и упор для регулирования глубины завинчивания винтов и шурупов. Соз­даваемое стержневым магнитом магнитное поле удерживает винт на отвертке.

Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт - ведущей 7 и ведо­мой 5. В нерабочем состоянии муфта выключена - обе ее полумуфты разъединены с помощью расположенной между ними пружины 6. Включение муфты осуществляется нажимом на рабочий инструмент в осевом направлении, в результате чего кулачки полумуфт входят в зацепление и инструмент вместе со шпинделем 4 получает вращение от электродвигателя через редуктор. В начале процесса завинчива­ния, когда развиваемый шуруповертом момент расходуется только на преодоление трения в резьбовой паре, кулачки полумуфт находят­ся в постоянном зацеплении, обеспечивая непрерывное вращение шпинделя. При достижении на шпинделе определенного момента за­тяжки между обеими полумуфтами развивается осевое давление, ко­торое преодолевает сопротивление пружины 6 и автоматически вы­водит ведомую полумуфту из зацепления. Ведущая полумуфта, продолжая свое вращение, наносит удары по кулачкам ведомой по­лумуфты, создавая дополнительный крутящий момент на шпинделе. Такое устройство кулачковой муфты предохраняет электродвигатель от перегрузки и предотвращает срыв винта с резьбы.

Шуруповерты изготовляют только с электрическими двигателями II и III класса защиты. По конструктивному исполнению шуруповерты бывают с нереверсивными (в большом числе) и реверсивными двигателями. В последнее время начали изготовлять шуруповерты с электронным регулированием частоты вращения.

На объектах строительства и отраслях, обеспечивающих объекты строительства материалами и изделиями, находят применение шуруповерты с нереверсивными двигателями ИЭ-3601, ИЭ-3601Б, ИЭ-3602 и реверсивными - ИЭ-3602А, ИЭ-3603 и ИЭ-3604Э.

Шуруповерт ИЭ-3602 унифицирован с машиной ручной сверлильной электрической ИЭ-1032, а шуруповерт ИЭ-3601 - с ручной сверлильной машиной ИЭ-1025Б.

Принцип работы шуруповерта. Электродвигатель шуруповерта включают нажатием на курок выключателя. Электронный выключатель регулирует частоту вращения шпинделя от 0 до 41,6 с-1, частота вращения растет плавно, что гарантирует качественное завинчивание винта. Крутящий момент от вала электродвигателя передается на шестерню одноступенчатого редуктора, затем на кулачковую муфту и шпиндель. В нерабочем положении полумуфты разъединены. При осевом нажатии на шуруповерт кулачки полумуфт входят в зацепление и шпиндель вместе с отверткой начинает вращаться. Во время завинчивания необходимо продолжать осевое нажатие на шуруповерт.

Когда торец упора дойдет до поверхности материала, осевое нажатие автоматически прекращается, но завинчивание винта продолжается, так как движение шпинделя по оси происходит за счет пружины и выход кулачков из зацепления происходит постепенно. В момент выхода кулачков из зацепления винт будет завернут полностью.

Окончание завертывания винта определяется по характерному стуку, сопровождающемуся при проскальзывании отвертки по шлицу винта, В этот момент электродвигатель следует выключить.

Рис. 7. Шуруповёрт в разобранном виде. Слева находятся - электродвигатель, блок управления с пусковым механизмом и переключателем реверса, справа - планетарный редуктор с переключателем скорости и муфтой-регулятором крутящего момента, зажимной патрон

Блок питания размещен в корпусе штатного аккумулятора. Основой конструкции служит алюминиевая пластина толщиной не менее 3 мм, размещенная посредине корпуса аккумулятора. В целом конструкция показана на рисунке 8.

Рис. 8. Блок питания для аккумуляторного шуруповерта

К этой пластине крепятся все остальные детали: электронный трансформатор U1, трансформатор Т1 (с одной стороны), а диодная сборка VD1 и все остальные детали, в том числе и кнопка включения питания SB1, с другой. Пластина служит также общим проводом выходного напряжения, поэтому диодная сборка устанавливается на нее без прокладки, хотя для лучшего охлаждения теплоотводящую поверхность сборки VD1 следует смазать теплоотводящей пастой КПТ-8.

Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом кольце типоразмера 28*16*9 из феррита марки НМ2000. Такое кольцо не дефицитно, достаточно распространенно, проблем с приобретением возникнуть не должно. Перед намоткой трансформатора сначала с помощью алмазного надфиля или просто наждачной бумаги следует притупить наружные и внутренние кромки кольца, после чего заизолировать его лентой из лакоткани или ФУМ-лентой, применяемой для подмотки труб отопления.

Рис. 9. Аккумулятор на 14,4 вольта

Рис. 10 Аккумуляторный шуруповёрт в разобранном виде

4. Расчет мощности механизированного инструмента ударного действия

Рис. 11. Пневматический отбойный молоток: 1 - рукоять; 2 - пружина возврата рукояти; 3 - золотник воздушного затвора; 4 - корпус воздушного затвора; 5 - пружина воздушного затвора; 6 - золотник распределения воздуха; 7 - ствол; 8 - поршень-боёк; 9 - рабочий наконечник; 10 - сдерживающая пружина; 11 - конечная букса; 12 - золотниковая коробка; 13 - сетка; 14 - штуцер.

Исходные данные:

Диаметр поршня-бойка, D=36 мм;

Ход поршня-бойка, l=130 мм;

Давление в цилиндре, p0=0,6МПа;

Масса поршня-бойка, m1=0,8 кг;

Длина рабочего наконечника, b=65 мм;

Диаметр рабочего наконечника, d=30 мм.

Вычисляем кинетическую энергию:

E= lp= *0,13*0,27*10⁶=35,71, Нм,

Где D - диаметр поршня-бойка, м;

l - ход поршня-бойка, м;

p - среднее индикаторное давление в цилиндре, Па.

p=0,7p₀-0,15*10⁶=0,7*0,6*10⁶-0,15*10⁶=0,27*10⁶, Па

Принимаем КПД удара з_уд=0,9

Вычисляем работу, совершаемую рабочим наконечником:

A=E* з_уд=35,71*0,9=32,139, Нм

Продолжительность времени между двумя ударами:

T=t_р+t_х=0,027+0,032=0,059, с

Где tp - продолжительность рабочего хода поршня-бойка, с;

tx - продолжительность холостого хода поршня-бойка, с.

t_р= = =0,027, с.

Где a - ускорение, полученное поршнем-бойком, м/с².

a=p * =0,27*10⁶* * =343,36, м/с²

Тогда продолжительность рабочего хода можно принять:

t_x=1,2* t_p=1,2*0,027=0,0324, с

Вычисляем частоту ударов рабочего наконечника:

n'=0,45* =0,45* =26,102, с^-1

Вычисляем мощность, развиваемую данным инструментом:

N=En'з_уд=35,71*26,102*0,9=838,9, Вт

Литература

1. Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование: Учеб. Для вузов по спец. «Строительные машины и оборудование». - М.:Высш. Шк., 1987.-376 с.

2. Смирнов А.А., Додонов В.А. Ручные машины для строительных работ. М.: Стройиздат, 1989. - 239 с.

Размещено на Allbest.ru