Тема 19. Ручные машины (механизированный ручной инструмент)

Роль ручных машин в современном строительстве значительно возрастает в связи с требованиями повышения качества труда и производительности на фоне сокращения сроков работ. Также расширяются области их применения. При изучении темы важно понять сущность применения ручной машины в том или ином случае.

Ручные машины применяют при выполнении различных технологических операций, выполнения мелких рассредоточенных строительно-монтажных работ, где невозможно применение крупных машин и механизмов.

У ручных машин движение рабочего органа осуществляется от двигателя, а удерживание, вспомогательные движения и управление выполняются вручную. Рекомендуется законспектировать принципы классификации ручных машин:

— по виду используемой энергии: электрические, пневматические, моторизованные, гидравлические, пороховые.

— по характеру движения рабочего органа: с вращательным движением – круговым (сверлильные) и по замкнутому контуру (долбежники); машины с возвратно-поступательным движением (ножницы, молот); со сложным движением (перфоратор).

— по назначению: для работы по металлу, по дереву, для санитарно-технических, электротехнических, земляных и других работ.

— по роду выполняемой работы: 1) сверлильные, развертывающие, развальцовочные; 2) шлифовальные, зачистные, полировальные; 3) гайковерты, шуруповерты, резьбонарезные; 4) клепальные, рубильные и отбойные молотки, перфораторы, бетоноломы; 5) ножницы, пилы, рубанки; 6) ручные машины специального назначения.

Студент должен ознакомиться с видами, назначением, конструкцией, принципами работы, технико-эксплуатационными характеристиками электрифицированных ручных машин, механического и пневматического строительного инструмента.

Конструкции ручных машин:

Ручные роторные машины имеют шесть конструктивных схем: 1) с быстроходными рабочими органами (двигатель, ротор, рабочий орган; 2) – 4) — с изменением частоты вращения ротора – двигатель, ротор, редуктор, рабочий орган, различные типы передач.

Ножницы ручные ножевые состоят из двигателя, редуктора в сборе, кривошипно-шатунного механизма и рукоятки. Рабочий орган – два ножа: нижний установлен неподвижно.

Ножницы вырубные имеют рабочий орган, состоящий из подвижного пуансона и неподвижной матрицы. Конструкция похожа на ножевые, отличие в том, что направляющая пуансона может совершать поворот вокруг своей оси.

Кромкорез состоит из пансона (резец прямоугольного сечения который срезает кромку металла под углом 15 – 60 о ), двигателя, цилиндрические зубчатые передач, эксцентрикового вала, шатуна с ползунком. Кроме этого в машине имеется скоба, предназначенная для установки и перемещения кромкореза. На скобе установлен ограничитель подачи.

Для обработки дерева применяют: рубанки, пилы, долбежники, затирочные, шлифовальные машины.

Рубанок ручной электрический состоит из фрезы со стальными плоскими ножами, однофазного коллекторного двигателя, ременной передачи. Рубанки имеют мощность 0,6 – 1.15 кВт, массу 6 – 8 кг и обеспечивают ширину строгания за прход 75 – 100 мм при глубине строгания 2 – 3 мм.

Машины распиловочные выпускаются только с электрическим приводом. Пильный диск приводится во вращение электроприводом через редуктор. Для безопасности диск закрыт подвижным и неподвижным кожухами, для удержания пилы имеется ручка. Кроме этого имеетс приспособление регулирующие глубину пропила и позволяющие установить пилу для косого среза. Мощность 0,37 – 1,15 кВт, масса 5 – 10,5 кг, диаметры пил – 160 – 200 мм, глубина пропила 45 – 70 мм.

Долбежники предназначены для выборки в дереве прямоугольных отверстий шпунтовых пазов. Рабочий орган – скоростная долбежная цепь, которая приводится во вращение сменной ведущей звездочкой, закрепленной на конце вала ротора электродвигателя. К переднему щиту крепится направляющая линейка, на нижнем конце которой смонтирован роликоподшипник, необходимая глубина долбления регулируется ограничителем хода. Размеры пазов 2 – 25 мм, глубина 125 – 175 мм, скорость 5,3 – 6,1 м/сек, масса 4 – 17 кг ( с асинхронными двигателями 23 – 37 кг).

Машины ударного действия: электро- и пневмомолотки, перфораторы – бурильные молотки, бетоноломы, трамбовки и т.п. Основные узлы таких машин: двигатель, приводы, ударные и поворотные механизмы, воздушные камеры и пр. Эти машины совершенствуются в следующих направлениях: а) малые габариты с энергией удара до 0,2Дж с глубиномером, с широким набором сменного инструмента; б) использование электронных систем регулирования с изменяющимися параметрами(энергией и частотой удара, вращения рабочего органа); в) комплект ручных машин с общим гидроприводом.

Далее рассматривают основные направления дальнейшего развития ручных машин с использованием микропроцессорной техники. Развитие конструкций ручных машин характеризуется расширением их рабочего диапазона и созданием машин многоцелевого назначения. Создаются многоскоростные машины с широкой номенклатурой сменного рабочего инструмента, сэлектронным регулированием частоты вращения шпинделя. Масса машин неуклонно снижается, производительность увеличивается.

виды, назначение, конструкции, принципы рабо-ты, технико-эксплуатацион-ные характеристики электри-фицированных ручных ма-шин, механического и пневма-тического строительного ин-струмента;

Необходимо знать требования охраны труда при эксплуатации ручных машин.

Подготовка к работе:

Общие требования: предварительный осмотр, проверка исправности

— электрические машин: сравнение соответствия напряжения и частоты тока в источнике электроэнергии напряжению и частоте тока самой машины. Если нет соответствия между параметрами машины и источником питания, применяют переносные трехфазные трансформаторы. Схемы заземления трансформаторов с подключением ручных машин приводятся в инструкциях по их эксплуатации. Запрещается включать трансформаторы, не убедившись в исправном состоянии и не проверив заземление. При работе в помещениях с повышенной опасностью, на открытоых строительных или монтажных площадках заземлению подлежат все ручные электрические машины, кроме имеющих двойную изоляцию.

— пневматические: проверить надежность затяжки всех резьбовых соединений. Давление сжатого воздуха на входе должно быть не менее 0,5 МПа. Последовательность подключения и работа машины должны производиться строго в соответствии с инструкцией.

Умеет:различать электрифи-цированные ручные машины, механические и пневматичес-киестроительные инструмен-ты.

Устройства рабочих процессов ручных машин

В общем случае под ручной понимается технологическая машина, снабженная встроенным двигателем, при работе которой масса машины полностью или частично воспринимается руками оператора.

Для повышения эффективности работ применяют ручные машины, как специализированные, предназначенные Для конкретных работ, так и универсальные. Ручные машины состоят из привода, передаточного устройства, рабочего органа и системы управления. Применение ручных машин повышает производительность труда в 5—15 раз.

Привод ручных машин бывает электрический, пневматический и от двигателя внутреннего сгорания.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

По роду выполняемых работ ручные машины можно разделить на следующие подгруппы: инструменты для обработки металла, дерева, камня, для производства сборочных и дорожных работ.

К основным видам ручных машин относятся электрические и пневматические.

Электрические сверлильные машины применяют для получения отверстий в стали, цветных металлах, пластмассах и дереве. По размерам различают легкие, средние и тяжелые машины (диаметры сверления соответственно до 8,15 и 23 мм); по конструкции — прямые и угловые; по роду тока — высокочастотные, низковольтные (36 В) и с приводом, работающим от одно- и трехфазного тока напряжением 127—220 В.

Конструктивно сверлильные машины (рис. 92) весьма просты и состоят из корпуса с ручкой, в который встроен электродвигатель, приводящий через редуктор во вращение шпиндель с закрепляемым в нем сверлом.

В сверлильных машинах, предназначенных для работ по дереву, выключатель заменен переключателем, обеспечивающим реверсирование сверла, необходимое для его извлечения из просверленного отверстия. Диаметр отверстия до 32 мм.

Электрические гайковерты, ключи, шпильковерты и шуруповерты, предназначенные для монтажных работ с использованием крепежных деталей, выполнены по типу сверлильной машины. Рабочий орган приводится во вращение через редуктор и электродвигатель, размещенные в общем корпусе.

Рис. 92. Электрическая сверлильная машина для работы под углом: 1 — шпиндель, 2 — корпус, 3 — электродвигатель

Эти инструменты отличаются от сверлильной машины предохранительным устройством, автоматически отключающим привод при достижении на шпинделе их рабочего органа заранее заданного крутящего момента, соответствующего окончанию завертывания гайки, болта или винта.

Предохранительное устройство выполнено в виде подпружиненной косо срезанной кулачковой муфты, кулачки которой при превышении определенного передаваемого усилия отходят, преодолевая усилие пружины, и пробуксовываются.

Электрические ножницы применяют для разрезания листовых материалов как по прямым, так и по сложным траекториям. Ножницы (рис. 93) состоят из редуктора, соединенного с электродвигателем с помощью рукоятки, в которую встроен выключатель с курком. Эксцентриковый выходной вал редуктора преобразует свое вращательное движение в возвратно-поступательное движение ползуна с прикрепленным к нему подвижным лезвием, обеспечивающим режущее действие при движении относительно неподвижного лезвия, закрепляемого на улитке.

Ручные электрические шлифовальные машины служат для зачистки сварных швов, очистки поверхностей от коррозии, удаления бетонных наплывов. Конструктивно шлифовальные машины аналогичны прямым сверлильным с той лишь разницей, что к их шпинделю крепят не сверло, а абразивный диск,

Электрические дисковые пилы предназначены для распиловки деревянных, реже пластмассовых, деталей и по конструкции аналогичны прямым сверлильным машинам. Однако в некоторых пилах пильный диск насаживается непосредственно на вал электродвигателя, т. е. без редуктора.

Рис. 93. Электрические ножницы:
1 — редуктор, 2 — рукоятка, 3 — выключатель, 4 — курок, 5 — электродвигатель, б — улитка, 7 — подвижное лезвие, 8 — ползун

Электрические рубанки (рис. 94) предназначены для механизации столярных работ и оборудованы обращенным трехфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Электродвигатель размещен в предохранительном кожухе, а концы его статора неподвижно закрепляются на раме. Сидящий на статоре ротор несет на себе ножевой барабан с закрепленными на нем ножами.

Электрический рубанок может быть использован как в прямом, так и в перевернутом положении. В первом случае рабочий с помощью рукояток перемещает рубанок вдоль обрабатываемой детали, во втором — деталь перемещается вдоль передней и задней лыж, а рубанок неподвижно закреплен на верстаке рукоятками вниз.

Электрические долбежники (рис. 95) служат для выемки в деревянных деталях прямоугольных пазов и гнезд, необходимых для соединения деталей в «шип». Рабочий орган долбежника представляет собой бесконечную фрезерную цепь 8, на каждом звене которой прикреплен резец. За один проход долбежник выбирает паз размером до 20×55 мм при глубине долбления до 150 мм.

Рис. 94. Электрический рубанок:
1, 8 — подвижная и задняя лыжи, 2 — поворотная ручка. 3 — стрелка, 4 — корпус редуктора, 5 — редуктор, 6 — выключатель, 7 — основная рукоятка, 9 — устройство для подавления радиопомех, 10 — барабан, 11 — нож

Рис. 95.
1— основание, 2 — направляющая линейка, 3 — ведущая звездочка, 4 — рычажное приспособление, 5 — электродвигатель, 6 — направляющая колонка, 7 — пружина, 8 — долбежная цепь

Электрические цепные пилы (рис. 96) применяются для распиловки брусков и досок и состоят из электродвигателя с редуктором и пильной рамы, вокруг которой перемещается рабочая Цепь. Натяжение цепи регулируют с помощью механизма, перемещающего ведомую звездочку.

Электрические лобзики позволяют выпиливать из фанеры и досок толщиной до 15 мм детали криволинейной формы. Их рабочий орган выполнен в виде тонкой пилки, совершающей возвратно-поступательные движения с помощью кривошипного механизма, приводимого в действие через одноступенчатый редуктор от электро-двигателя.

Рис. 96. Электрическая цепная пила по дереву:
1 — электродвигатель, 2 — редуктор, 3 — пильная рама, 4 — ведомая звездочка, 5— регулировочный механизм, 6 — рабочая цепь с зубьями

Ручное; компрессионно-вакуумные молотки (рис. 97) служат для разрушения твердых материалов, например кирпича, бетона, шлакоблоков, при строительных, санитарно-технических и монтажных работах.

Электродвигатель через зубчатую передачу криво шипно-шатунный механизм обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня. При движении поршня вправо между ним и бойком образуется вакуум, который заставляет боек следовать за поршнем. После того как поршень начинает перемещаться влево, вакуум снимается, а оставшийся между поршнем и бойком воздух сжимается, посылая боек влево. В результате он ударяет по хвостовику рабочего наконечника, который в свою очередь ударяет по обрабатываемому материалу. В крайнем левом положении поршень доходит до зоны перепускных каналов, через которые уравнивается давление в левой и правой полостях ствола. После этого цикл повторяется.

Электрические перфораторы легкого типа, предназначенные для бурения скважин в легких породах, отличаются от молотков установкой дополнительного устройства, обеспечивающего непрерывное или прерывистое вращение рабочего наконечника.

Выпускают также перфораторы с вынесенным электродвигателем, вращение от которого сообщается кри-вошипно-шатунному механизму с помощью гибкого вала. Такая конструкция позволяет в два раза уменьшить массу перфоратора и обеспечивает большую безопасность и надежность в работе.

Электрическая трамбовка используется при земляных работах в стесненных условиях и по конструкции принципиально ничем не отличается от молотков.

Рис. 98. Схема работы пневматической машины ударного действия с направляющим пневмр-распределителем

Масса электрических ручных машин 1,4—34 кг (у трамбовок 150 кг); мощность электродвигателей 0,12— 1,6 кВт (у трамбовок до 3 кВт).

Пневматические ручные машины предназначены для тех же целей, что и электрические, и по типу привода подразделяются на поршневые, ротационные и турбинные.

По принципу выполнения работы различают ударные, ударно-вращательные и вращательные пневматические ручные машины.

Для ударного воздействия на обрабатываемый материал применяют поршневой привод, а для машин с вращательным движением рабочего органа — ротационный и турбинный.

Пневматические машины ударного действия чаще всего выпускают с направляющими пневмораспределителями, схема работы которых показана на рис. 98. Когда золотник находится в верхнем крайнем положении, открывается доступ сжатому воздуху через каналы в пространство над поршнем. Под воздействием сжатого воздуха поршень опускается вниз, производит рабочий ход, Ударяя о расположенный под ним боек (на схеме не указан). При движении поршня вниз расположенный под ним воздух вначале вытесняется наружу через канал, а потом через канал, выточку в золотнике и канал. После того как поршень опустится настолько, что откроется канал, подаваемый в пространство над поршнем сжатый воздух начнет поступать через каналы в пространство над золотником и в момент открытия канала, когда давление в пространстве над поршнем резко упадет, заставит золотник опуститься вниз. При этом сжатый воздух через канал, выточку и каналы поступает в пространство под поршнем и поднимает его вверх (холостой ход). Воздух из пространства над поршнем выталкивается наружу через каналы до тех пор, пока поршень их не перекроет. При последующем движении вверх поршень сжимает оставшийся там воздух, который оказывает давление на нижнюю часть золотника. Золотник переходит в верхнее положение, после чего цикл повторяется.

Рис. 99. Схема работы ротационного пневмодвигателя:
1 — статор, 2 — лопатка, 3, 5 — каналы, 4 — ротор

Пневматические машины с ударно-вращательным действием рабочего органа (перфораты) предназначены для бурения скважин в твердых материалах, например бетоне и скальном грунте. От инструментов ударного действия перфораторы отличаются специ-циальным поворотным механизмом, обеспечивающим при каждом холостом ходе поворот поршня-ударника на некоторый угол. Благодаря этому поршень-ударник более эффективно воздействует на разрабатываемый материал.

Пневматические машины вращательного действия приводятся в действие чаще всего с помощью ротационных пневмодвигателей, схема работы которых показана на рис. 99.

В статоре этого двигателя эксцентрично размещен ротор, в радиальных пазах которого расположены подвижные лопатки. Сжатый воздух через канал оказывает давление на выступающую поверхность лопаток и заставляет вращаться ротор в направлении, показанном стрелкой.

Отработавший воздух выходит наружу через канал.

К пневматическим машинам вращательного действия относятся следующие: – сверлильные машины, предназначенные для выполнения отверстий в самых различных материалах; – гайковерты, подразделяющиеся на вращательные, у которых максимальный момент развивается в конце затяжки, и ударно-импульсные, у которых вращательное движение преобразуется в периодические удары по шпинделю-ключу: – резьбонарезные машины, отличающиеся от сверлильных наличием реверса, позволяющего вывертывать резьбонарезные инструменты из нарезанного отверстия; – шлифовальные машины, предназначенные для зачистки металлических конструкций, шлифования и полирования твердых материалов, отрезания металла и огнеупоров; – ножницы для резки листовой стали, выпускаемые как с дисковыми ножами (в этом случае один режущий диск приводится во вращение, а второй свободно установлен на оси), так и с ползуном (вырубного действия), аналогичные по конструкции электрическим ножницам.

Пневматические ручные машины работают при давлении сжатого воздуха не менее 0,5 МПа, их масса не превышает 18 кг.

Ручные машины с приводом от двигателя внутреннего сгорания применяют в тех случаях, когда отсутствуют электроэнергия и источники сжатого воздуха. К наиболее распространенным ручным машинам этого вида относятся перфораторы, ломы и пилы. Они отличаются от ручных машин с электро- и пневмоприводом типом привода. Масса машин этого типа большая, например, перфоратор мощностью 4 л. с. весит 37 кг.