Класифікація ручних машин і область їхнього застосування

Ручні машини можна класифікувати по наступних ознаках:

по роду енергії живлення, що підводиться до двигуна — на електричні, пневматичні, моторизовані, працюючі від двигуна внутрішнього згоряння, гідравлічні і порохові;

по характері руху робочого органа — на машини з обертовим рухом робочого органа — круговим (наприклад, свердлильні машини) і з рухом по замкнутому контурі (довбальники); машини зі зворотно-поступальним рухом робочого органа (ножиці, молотки); із складним рухом робочого органа, наприклад, з ударно-поворотним рухом (перфоратори) ;

по призначенню ручні машини підрозділяються залежно від виконуваних ними робочих операцій.

Всім ручним машинам, що випускають промисловістю, привласнюється індекс, що складається з буквеної і цифрової частин. Індекс вказується на табличці, що закріплюється на корпусі машини. Буквена частина індексу характеризує вид привода - ИЭ - електричний; ИП - пневматичний; ИГ - гідравлічний; ИД - двигун внутрішнього згоряння. Для насадок і інструментальних голівок незалежно від виду приводу уведене позначення ИК. Цифрова індексація складається із чотирьох цифр: перша цифра індексу позначає номер групи (усього десять груп, що характеризують призначення ручної машини), друга – номер підгрупи (є дев'ять підгруп залежно від конструктивних особливостей кожного типу ручних машин). Останні дві цифри характеризують реєстраційний номер моделі. Наприклад, ручна машина ИЭ-1023 означає: привід електричний (ИЭ), 1 - номер групи (ручна свердлильна машина); 0 - номер підгрупи по виду виконання (свердлильна машина пряма); 23 - реєстраційний порядковий номер моделі.

Для ручних електричних машин застосовуються наступні електродвигуни: однофазні колекторні нормальної частоти (КН), трифазні асинхронні нормальної частоти (АН) і трифазні асинхронні підвищеної частоти (АП). Нормальна частота електричного струму в прийнята 50 Гц, але для ручних машин застосовується і підвищена частота 200 Гц.

Найбільше застосування в нестаціонарних умовах будівництва і монтажу мають ручні електричні машини з колекторними двигунами КН. Менш часто використаються ручні машини із трифазними асинхронними двигунами АН і ще рідше машини з електродвигунами підвищеної частоти АП.

Пневматичні ручні машини приводяться в дію поршневими, турбінними і ротаційними пневмодвигунами, У поршневих пневматичних двигунах зворотно-поступальний рух робочих поршнів перетвориться в обертовий рух шпинделя за допомогою кривошипно-шатунного механізму або кулісних і кулачкових механізмів і золотникового повітророзподільника. Незважаючи на досить високий коефіцієнт корисної дії, поршневі пневматичні двигуни мають обмежене застосування в ручних машинах через більші маси і габарити. Вони використовуються для робіт, де потрібні значна потужність і пусковий крутний момент при невеликій частоті обертання.

У турбінних пневматичних двигунах кінетична енергія стисненого повітря безпосередньо перетвориться в механічну. Ці двигуни застосовуються в малопотужних ручних машинах, де необхідно одержати високу частоту обертання та малий крутний момент, наприклад у свердлильних машинах діаметром свердління до 4 мм і у шліфувальних машинах з діаметром кола до 40 мм.

У ротаційних пневматичних двигунах робочим органом є пластини - лопатки змінного перетину, які обертаються під дією стисненого повітря, забезпечуючи тим самим обертання шпинделя ручної машини. Завдяки простоті конструкції ротаційних пневматичних двигунів, невеликій масі й габаритам, легко змінюваній частоті обертання ці двигуни найбільше широко застосовуються в конструкціях пневматичних ручних машин.

Конструкції ручних машин

Найбільше поширення одержали ручні електричні машини. Більшість електричних машин виготовляється на базі однофазних колекторних двигунів з подвійною ізоляцією номінальною потужністю 0,05-2 квт із частотою обертання до 1500- 2000 1/с. Багато ручних електричних машин постачені автоматичними запобіжниками для захисту двигуна від перевантажень.

В електричних ручних машин більше високий коефіцієнт корисної дії( 40-70 %), чим у пневматичних (7-16 %).

Однак пневматичні ручні машини мають і деякі переваги. Вони легше електричних, надійніше при эксплуата- ции й не бояться перевантажень. Ефективність пневматичних ручних машин підвищується при наявності стаціонарних воздухоразводящих мереж на будівельному майданчику. Тому тип машини вибирається залежно від умов роботи й обсягу виконуваних операцій.

Рис. 15 1. Конструктивні схеми ручних машин з роторними двигунами:

а — швидкохідних (пневмошліфувальних свердлильних), б — гайковертів,

в — електрошліфувальних, г- паркетошліфувальних, д — вирубних ножиців, кромкорізів, е - ланцюгових пил, М — двигун, Р — редуктор, РО — робочий орган

Ручні машини з роторним двигуном.Ці машини можна звести до шести конструктивних схем (рис. 15.1). За схемою (рис. 15.1, а) конструюються машини зі швидкохідними робочими органами (пневмошліфувальні, свердлильні і подібні їм машини). Коли необхідно одержати робочу частоту обертання, меншу, чим частота обертання двигуна, або перетворити обертовий рух у поступальний або зворотно-поступальний, застосовується передавальний механізм із редуктором (рис. 15.1, б - е). По цих схемах виконуються гайковерти (рис. 15.1, б), електрошліфувальні машини (рис. 16.1, в),електрорубанки, паркетострогальні і паркетошліфувальні машини (рис. 15.1, г),вирубны ножиці, кромкорізи (рис. 15.1, д), ланцюгові пилки (рис. 15.1,е).

Свердлильні машини з електричним і пневматичним приводом одержали найбільше поширення в будівництві. Створюються ударно-обертальні, а також двухскоростные машини, що дозволяють підібрати швидкість обертання свердла, що відповідає оброблюваному матеріалу. У ряді машин забезпечується плавне електронне регулювання частоти обертання шпинделя, що дозволяє обробляти різні матеріали в оптимальному режимі, збільшує універсальність машини, полегшує засвердлювання отвору. Для забезпечення заданої глибини свердління машини забезпечуються спеціальними штировими обмежниками.

Рис 15.2. Ручна свердлильна машина 1 - патрон; 2-шпиндель, 3- редуктор,

4- електродвигун, 5- кнопка,

6- рукоятка, 7- кабель, 8- вимикач, 9- перемикач швидкості. 10-штепсельна вилка

Свердлильні машини діляться на легкі (діаметр свердління до 9 мм), середні (діаметр свердління до 16 мм) і важкі (діаметр свердління понад 16 мм). Потужність цих машин перебуває в межах 0,12-0,8 кВт, маса 1,2-17 кг. Легкі свердлильні машини мають рукоятку пістолетного типу, що може бути розташована як у задньої, так і у середній частині корпуса. Середні машини виготовляють із задньою рукояткою замкнутого типу. Крім того, їх постачають знімною бічною рукояткою. Важкі машини мають дві бічні рукоятки і грудний або гвинтовий упор, що полегшує роботу.

Зазвичай застосовуються прямі ручні свердлильні машини (свердло розташоване паралельно валу двигуна), рідше використаються кутові машини (свердло розташоване під кутом 90° до вала двигуна), призначені для виконання робіт у важкодоступних і стиснутих місцях.

Робочими органами свердлильних машин в основному є стандартні свердла. При необхідності застосовуються зенкери та розвертки. Для більше продуктивного свердління високоміцних сталей, сплавів і кольорових металів застосовуються свердла із твердого сплаву.

Для свердлення отворів великих діаметрів (більше 100 мм) (наприклад, у бетонних і залізобетонних фундаментах і перекриттях) використовуються електричні верстати (рис. 15.3), робочим органом яких є алмазні кільцеві свердла.

Рис 15.3. Електричний пересувний верстат для свердління отворів у бетоні

1-візок, 2-свердло, 3-пристрій для підведення води, 4-шпиндель, 5-направляюча колона 6- механізм подачі, 7-редуктор, 8,11-електродвигуни, 9- упор;

10 -електрошафа, 12-бак, 13-водозбірник

Шліфувальні машини застосовуються для очищення металоконструкцій від корозії та іржі, підготовки поверхневий під зварювання, зачищення зварених швів, різання сталевих профілів і труб, а також для шліфування і полірування різних поверхонь. Роботи виконуються відповідними робочими органами: зачищення і шліфування — абразивними колами та дротовими щітками, різання — абразивними і алмазними колами; полірування — фетровими і войлочними кругами. Робочі органи встановлюються на шпиндель, з'єднаний з редуктором і двигуном ручної машини, тобто структурна схема шліфувальної машини в точності відповідає свердлильній: робочий орган - шпиндель - редуктор - двигун - механізм включення і відключення машини. Конструктивно шліфувальні ручні машини виконуються прямими та кутовими. Конструкція кутової шліфувальної машини наведена на рис. 15.4. Робочий орган (шліфувальне коло) 1 з'єднане зі шпинделем 2, що установлений у корпусі редуктора 3 на шарикопідшипниках. Редуктор складається з конічного зубчастого колеса та шестерні, закріпленої на кінці вала ротора електродвигуна 4. На другому кінці вала кріпиться вентилятор для охолодження двигуна від перегріву.

Поряд з електричними, шліфувальні ручно машини бувають пневматичними турбінними і ротаційними. Установлена потужність двигунів на шліфувальних ручних машинах перебуває в межах 0,4-2,08 кВт, при цьому маса машин дорівнює 1,2- 8,2 кг.

Різьбозагвинтуючі машини (гайковерти і шуруповерти) застосовуються для складальних робіт при монтажі і кріпленні будівельних конструкцій і виробів. Випускаються до 70 різних конструктивних різновидів гайковертів і шуруповертів стержневого та пістолетного типів, частина яких оснащена пристроєм автоматичного вимикання. Для зменшення шуму при роботі пневмоінструмента замість глушителя застосовується ніпель із відповідним шлангом для відводу повітря.

Робочим органом гайковерта служить змінна голівка, виконана у вигляді ключа, що надівається на шпиндель машини. Особливістю конструкцій гайковертів є ударно-обертальний механізм, що перетворить безперервне обертання приводу в серію періодично повторюваних ударів. Такий додаток енергії до нарізного сполучення забезпечує значне підвищення вихідної потужності на шпинделі, що дає можливість затягувати нарізні сполучення діаметром до 80 мм гайковертами, що мають невелику масу (до 9 кг).

Головний параметр гайковерта - його крутний момент. Випускаються гайковерти з електроприводом (крутний момент 50-350 Нм) потужністю 0,12-0,6 кВт і пневматичні (крутний момент 63-8000 Нм).

Рис 15. 4. Шліфувальна машина:

1 - шліфувальне коло

2 - шпиндель,

3-редуктор

4-електродвигун,

5-ручка

Електричні шуруповерти випускаються з магнітними голівками для втримання шурупів і із пристроями для регулювання глибини їхнього загвинчування. Шуруповерти — машини, в основному, реверсивні, що мають праве і ліве обертання. Деякі шуруповерти оснащені пристроями для безступінчастого регулювання частоти обертання. Кутові гайковерти виконуються за схемою (рис. 15.1, г).

Ножиці ручні ножові призначені для прямолінійного різання листового металу. Конструктивно вони виконуються за схемою, наведеною на 15.1, д, і складаються із двигуна, редуктора в зборі, кривошипно-шатунного механізму і рукоятки для утримання машини. Робочим органом є два ножі: нижній установлений нерухомо на равлику, верхній - рухливий, закріплений у повзуні, що робить зворотно-поступальний рух щодо напрямної втулки. При кожному ході повзуна з укріпленим верхнім ножем виробляється різання матеріалу, поміщеного між ножами.

Ножиці ручні вирубні мають робочий орган, що складається з рухливого пуансона і нерухомої матриці. Конструктивно вони виконані по тій же схемі, що і ножиці ножові (рис. 15.1, д). Відмінність полягає в тому, що напрямна пуансона може робити поворот навколо своєї осі. Завдяки цьому можна різати метал під різними кутами, що полегшує роботу у важкодоступних місцях.

Кромкорізи виконуються за схемою, наведеною на рис. 15.1, д, і застосовуються для зняття фасок на прямих, круглих, опуклих, увігнутих та інших крайках металу, що підготовлюється під зварювання. Робочим органом кромкоріза (рис. 15.5) є пуансон 3— різець прямокутного перетину, що сколює крайку металу під кутом 15—60°.

Рис. 15.5. Кромкоріз:

1— упор; 2 — скоба; 3 — пуансон; 4 — голівка машини,

5 — двигун; 6 — обмежник подачі

Для обробки дерева випускаються наступні ручні машини: рубанки, пилки, довбальники, затирочні і шліфувальні машини. Електрорубанки паркетострогальні та паркетошліфувальні машини виконуються за схемою, показаною на рис. 15.1, г.

Рубанок ручний електричний (рис. 15.6, а) застосовується для стругання виробів з дерева і складається із фрези зі сталевими плоскими ножами 7, що є різальним інструментом рубанка. Фреза приводиться в обертання однофазним колекторним електродвигуном 3 через пасову передачу 4. Для установки необхідної глибини стругання ручка 2 повертається на відповідний поділку, у результаті чого передня лижа 1 переміщається по напрямних корпуса рубанка. Двигун включається кнопкою пуску 5_, щовмонтована в основній рукоятці 6. Рубанки мають потужність 0,6-1,15 кВт, масу 6-8 кг і забезпечують ширину стругання за прохід 75-100 мм і глибину стругання 2-3 мм.

Рис. 15.6. Ручні машини для обробки дерева:

а — рубанок; б — ручна дискова пилка; в — ручний довбальник;

1 — передня лижа, 2— ручка; 3 — електродвигун, 4 — пасова передача;

5 — кнопка, 6 — рукоятка; 7 — ніж; 8 — рухомий кожух; 9 — нерухомий кожух, 10 — редуктор; 11 — утримуюча ручка. 12 — наппавляюча лінійка:

13 — упорний гвинт: 14 — зірочка. 15 — обмежувач ходу; 16 — напрямна колона; 17 — довбальний ланцюг

Машини розпилювальні призначені для розпилювання деревини при виконанні технологічних операцій при теслярсько-опалубних, столярних роботах, а також при улаштуванні підлог. Основними параметрами розпилювальних машин є глибина пропилу і діаметр пилки. Ці машини (рис. 15.6, б) випускаються тільки з електричним приводом. Пильний диск приводиться в обертання електродвигуном 3 через редуктор 10. Для забезпечення безпечної роботи пильний диск закритий рухливим 8 і нерухомим 9 кожухами. Для втримання пилки служить ручка 11. Крім розпилювання ручні пилки використовуються для різання деревини під необхідним кутом (від 0 до 45°), для чого вони оснащені спеціальними пристосуваннями, що регулюють глибину пропилу та дозволяють установити пилку для косого різання матеріалу. Потужність ручних електричних пилок 0,37-1,15 кВт, а їхня маса 5-10,5 кг. Пильні диски мають діаметр 160-200 мм і забезпечують глибину пропилу 45-70 мм.

Довбальники ручні електричні призначені для виборки в дереві отворів прямокутної форми і шпунтових пазів. Вони виготовляються за схемою, наведеною на рис. 15.1, д. Робочим органом довбальника (рис. 15.6, в) є ріжучий довбальний ланцюг 17, що приводиться в обертання змінною ведучою зірочкою 14, закріпленою на кінці вала ротора електродвигуна 3. До переднього щита кріпиться напрямна лінійка 12, на нижньому кінці якої змонтований роликопідшипник, зовнішня обойма якого служить другою опорою ріжучого ланцюга. Ланцюг натягається переміщенням напрямної лінійки за допомогою упорного гвинта 13. Ширина паза, отримана за один прохід, відповідає ширині довбального ланцюга, а довжина паза — ширині напрямної лінійки, тому для пазів різного перетину потрібен набір різних ланцюгів і лінійок. Максимальна глибина паза визначається величиною ходу довбальної голівки по напрямних колони 16 і довжиною напрямної лінійки. Необхідна глибина довбання регулюється обмежником ходу 15.

Розміри вибираючих пазів залежно від потужності двигуна і конструкції довбальних голівок коливаються по довжині паза від 2 до 60 мм, по ширині - від 2 до 25 мм, по глибині - від 125 до 175 мм. Швидкості різання у всіх машин, обладнаних фрезерним ланцюгом, перебувають у межах 5,3-6,1 м/с. Маса довбальників з колекторними двигунами 14-17 кг, з асинхронними 23-37 кг.

Машини ударної дії.Значну частину ручних машин становлять машини ударної дії (электромолотки, перфоратори- бурильні молотки, бетоноломы), що є важливим засобом механізації важких і трудомістких робіт у будівництві. Машини ударної дії можуть мати пневматичний або електричний привід.

Молоток ручний пневматичний відбійний (рис. 15.7) призначений для розпушування бетону, асфальтобетону, твердого або промерзлого ґрунту, пробивання прорізів та отворів у цегельних стінах, розбирання цегельної кладки і розколювання льоду. Молоток являє собою поршневу пневматичну машину ударної дії, що працює під дією стисненого повітря. Стиснене повітря, надходячи в циліндр 1, впливає поперемінно із двох сторін на поршень 2 і змушує його робити зворотно-поступальний рух, періодично вдаряючи по хвостовику 3 робочого виконавчого інструмента 4, у результаті чого відбувається корисна робота. Частота ударів 20-50 Гц, енергія удару 4,8-42 Дж.

Рис. 15.7. Молоток ручний пневматичний, відбійний.

1 — циліндр, 2 — поршень, 3 — хвостовик, 4 — робочий орган

Основними вузлами електричних машин ударної дії є привід, ударний і поворотний механізми, робочий інструмент. Привід складається з колекторного однофазного двигуна змінного або постійного струму, найчастіше з подвійною ізоляцією, або асинхронного двигуна змінного струму, редуктора для зниження частоти обертання і перетворювального механізму, зазвичай кривошипно-шатунного типу.

Найпоширенішим ударним механізмом є компресійно-вакуумний, принцип дії якого, наприклад, використаний у трамбуваннях на базі електробетонолома (рис. 15.8). За допомогою кривошнпно-шатунного перетворювального механізму 5 обертовий рух електропривода перетворюється у зворотно-поступальний рух поршня 4. Поршень, переміщаючись у корпусі 2, має зв'язок з бойком (ударником) 3 через повітряну подушку. Завдяки повітряному зв'язку бойок повторює зворотно-поступальні рухи поршня, наносячи удари по робочому інструменту 1.

Рис 15.8. Схема трамбовки

на базі електробетонолома:

1 — робочий орган,

2 — корпус,

3 — бойок,

4 — поршень,

5 — кривошипно-шатунний механізм

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Що являє собою ручна машина?

2. Приведіть класифікацію ручних машин за призначенням.

3. Опишіть будову ручних машин для роботи по металу і дереву.

4. Вкажіть, якими правилами охорони праці слід керуватися при роботі з ручними машинами.