Общие сведения, классификация ручных машин по назначению, принципу действия, характеру движения рабочего органа, режиму работы, виду привода и классам защиты.

Основные требования к ручным машинам.

Ручными называют машины, рабочий орган которых приводится в движение двигателем, а вспомогательное движение (подача) – оператором вручную.

Ручные машины классифицируют по:

I. Принципу действия:

1 – непрерывно-силовые - с непрерывно вращающимся рабочим органом (сверлильные, шлифовальные, дисковые пилы);

2 – импульсно-силовые (с прерывисто-импульсным режимом: ударном (молотки, перфораторы, вырубные ножницы) и безударном (ножевые ножницы). Чисто ударном режиме (молотки, бетоноломы, трамбовки), ударно-поворотном(перфораторы), ударно-вращательном (гайковерты).

II. Характеру движения рабочего органа:

1 – с вращательным (дисковые пилы, сверлильные, бороздоделы, цепные и ленточные пилы, долбежники, ленточные шлифовальные);

2 – с возвратным (ножницы, напильники, лобзики);

3 – сложным движением (ударно-поворотного и ударно-вращательного действия).

III. Режиму работы: 1 – легкого; 2 – среднего; 3 – тяжелого; 4 – сверхтяжелого.

В легком – сверлильные, сверхтяжелом – все типы машин ударного действия. Реверсивные, нереверсивные, одно- и многоскоростные, с дискретным и бесступенчатым регулированием рабочих скоростей.

IV. Назначению и области применения:

1 – общего назначения для обработки различных материалов;

2 – для обработки металла, дерева, пластмасс, камня, бетона;

3 – для работы по грунту;

4 – для сборочных работ;

5 – особая группа универсальных машин с комплектом насадок.

V. Виду привода: 1 – электрические; 2 – пневматические; 3 – гидравлические; 4 – с приводом от ДВС; 5 – пиротехнические.

Электрическим присваивают три класса защиты от поражения электротоком. I и II класс – с номинальным напряжением более 42 В. III класс защиты – до 42В питающиеся от автономных источников электроэнергии.

VI. Конструктивному исполнению:

1 – прямые (ось вращения рабочего органа и привода совпадают или параллельны);

2 – угловые (расположены друг к другу под углом).

Основные параметры: потребляемая мощность (для электрических – напряжение, род, сила и частота тока; для пневматических – рабочее давление сжатого воздуха). Единой системы индексации для ручных машин не существует. Используют индексы из буквенной и цифровой частей. Например: ИЭ-1202А – ручная электросверлильная многоскоростная машина второй модели, прошедшая первую модернизацию.

И – механизированный инструмент (первая буква); вторая – вид привода: Э – электрический, Г – гидравлический, П – пневматический, Д – ДВС. 1 цифра – группа машин: 1 – сверлильные, 2 – шлифовальные, 3 – резьбозавертывающие, 4 – ударные, 5 – фрезерные, 6 – специальные и универсальные, 7 – многошпиндельные, 8 – насадки и головки инструментальные, 9 – вспомогательное оборудование, 10 – резервная группа. 2 цифра – исполнение: 0 – прямая, 1 – угловая, 2 – многоскоростная, 3 – реверсивная. Последние 2 цифры – номер модели. Буква последняя – очередная модернизация.

Требования: компактность, комплектность, удобство перемещения и быстрота запуска, безопасность, бесшумность, техническая эстетика, min массы и габаритов, удобство в работе, поузловая унификация, снижение трудоемкости и стоимости их изготовления и ремонта.

Ручные машины для образования отверстий

К этому типу относят ручные сверлильные машины и перфораторы для глухих и сквозных отверстий в металле, дереве, пластмассе, бетоне, камне, кирпиче и др. Они являются базовыми для других. Это корпус, двигатель, редуктор, рабочий орган – шпиндель и пусковое устройство. Рабочий инструмент – сверла: по металлу спиральные с цилиндрическим (d до 6 мм) и коническим хвостовиками. Сверла с n до 14 мм закрепляют в трехкулачковом патроне, одетым на шпиндель. Режущая часть под углом (140° - твердые и хрупкие материалы; 118° - сталь, чугун, бронза; 90° - мягкие и вязкие).

Двухлезвийные резцы – кирпич, керамзито-, шлако-бетон, гипсолит.

Твердые сплавы шлямбурные резцы – под розетки, выключатели. n 70÷80 мм.

Ручные перфораторы – отверстия l=300-500 мм (Р=40-50 Мпа) и до 4 м в материале любой прочности (>200 МПа).

Электромеханические перфораторы – энергия удара до 10 Дж, d=5-80 мм, l=600-700мм, масса 16 кг. С энергией удара >10 Дж, масса 35 кг, диаметр отверстия 60 мм, длина 6м. Выпускают от1 до 25 Дж (промышленность). Применяют так же электромагнитные перфораторы – фугальные и пневматические.

Ручные машины для крепления изделий и сборки конструкций

Для монтажа МК, электромонтажных, сантехнических работ применяют резьбовые соединения (болты, винты, гайки, шпильки, шурупы, гвозди, скобы, дюбили).

Для сборки резьбовых соединений применяют резьбозавертывающие машины, гайко-, шурупо-, шпильковерты с непрерывным силовым или импульсно-силовым движением рабочего органа. Недостаток – значительный реактивный момент, воспринимаемый оператором в конце затяжки соединения. До n 16 мм.

Электрический гайковерт – параметры – 1) максимальный момент затяжки и 2) время затяжки резьбового соединения.

Редкоударные гайковерты – обладают большей точностью (энергия удара около 25Дж). Имеют на 20-40% меньшую массу и более высокий КПД, n до 22-52 мм, М=400 до 5000Н·м. Продолжительность сборки одного соединения – 3-8 сек). Для сборки соединений диаметром 100-200 мм при монтаже технологического оборудования применяют гайковерты с гидравлическим приводом, питаемые от насосной станции.

Шуруповерты (винтоверты) – монтаж перегородок. Удлинители, переходные втулки, сменные патроны.

Резьбонарезные машины, монтажные сборочные молотки или пистолеты (для забивки крепежных изделий – гвоздей, скоб, дюбелей) – пороховые, пневматические (гвозде-скобозабивные пистолеты) и электромагнитные (частота менее 50 Гц, энергия удара – 5-22 Дж) молотки. В бетон М400, сталь с пределом прочности до 450 МПа, кирпич.

Клепальные (пневматические) молотки – заклепки n 36 мм.

Основные параметры: 1 – энергия удара (22-70 Дж); 2 – частота ударов (8-18 Гц); 3 – ударная мощность (400-560 Вт); 4 – удельный расход воздуха (2,45 м³/мин/кВ). Горячая клепка для заклепок из стали 20 кп.

Ручные машины для разрушения прочных материалов и для работы по грунту

Для разрушения асфальтобетонных покрытий, мерзлых, прочных, скальных грунтов, элементов СК из различных материалов (камня, кирпича, бетона), пробивки отверстий в стенах и перекрытиях – применяют молотки и бетоноломы. Электромолотки – энергия удара от 2 до 25 Дж, а у ломов – 40 Дж электро и 90 Дж пневмо.

Пневматический рубильный молоток – отечественная промышленность выпускает с энергией удара от 8 до 56 Дж с частотой от 40 до 10 Гц и m=5,5-11 кг. Для скважин в однородных грунтах до IV категории применяют пневмопробойники (n 55-300 мм) и раскатчики грунта (n 55-2000 мм).

Условие проходки скважины пробойником – наличие сил трения между корпусом и стенками скважины. Пробойники применяют для забивки металлических труб и анкеров, глубинного уплотнения грунта, рыхления слежавшихся насыпных материалов.

Основные параметры: 1 – энергия удара; 2 – частота; 3 – диаметр; 4 – длина скважины; 5 – скорость проходки. Давление сжатого воздуха – 0,5-0,7 МПа, удельный расход – от 0,05 до 0,22 (м³/с)/кВт. Они просты в устройстве и обслуживании. Недостаток – ограниченная область применения (только в однородных нескальных грунтах немерзлого состояния с каменными включениями не более 0,15 м). Отклонение от заданного курса.

Раскатчики грунта – рабочий орган в виде конических катков, установленных на шейках эксцентрикового вала. n 55-250 мм, мощность двигателя при скорости проходки 20 м/ч – 0,3-5,5 кВт, а масса машины до 150 кГ. Мощные раскатчики – масса 25 тонн, мощность до 270 кВт.

Ручные машины для шлифования материалов.

Ими зачищают поверхности, сварочные швы, снимают ГРАТ после газовой резки металла, режут трубы, профильный металл, снимают фаски под сварку листового металла и труб, удаляют наплывы на металле, шлифуют изделия (металл, мрамор, гранит), защищают ступени лестниц. По конструкции они могут быть с вращательным движением рабочего органа – прямыми, угловыми, торцовыми и с гибким валом; машины с замкнутым движением – барабанного типа; со сложным движением – площадочного типа. Рабочий инструмент – абразивные круги, эластичные диски, металлические щетки, войлочные, фетровые, хлопчатобумажные круги. Параметры: n круга (40-160 мм – прямые, 80-230 мм – угловые). Есть прямые пневматические и угловые электрические ручные шлифовальные машины, шлифовальные машины с гибким валом. Их эффективность работы зависит от режима работы, прочности и износостойкости рабочего инструмента.

Шлифовальные круги состоят из естественных или искусственных абразивных кристаллов высокой твердости и прочности и керамической, бакелитовой или вулканитовой связки. Окружные скорости: 35 м/с, 75 м/с, 18 м/с, армированные круги из электрокорунда – 80-110 м/с.

Плоско- и ленточно- шлифовальные машины – их параметры:

- размер платформы, частота возвратно-поступательных движений (для плоских);

- размеры абразивной ленты и скорость ее движения(для ленточных).

Ручные машины для резки, зачистки поверхностей, обработки кромок материалов

Для резки гладкого гофрированного листового металла, арматуры и других материалов применяют вырубные, ножевые, прорезные, дисковые, рычажные ножницы с электрическим, пневматическим, гидравлическим приводом. Резка металла толщиной до 4 мм. Дисковые только до 1 мм.

Разновидностью вырубных ножниц являются кромкорезы (подготовка кромок деталей под сварку). Скорость резания ножевых больше, чем вырубных. Производительность ножевых ножниц:

Труборезы – масса до 26 кг, трубы диаметром 15-20, 245-273 мм, δ_ст.=5-25 мм. Резка, обработка фасок на торцах труб под сварку. Рабочие органы: резцы, абразивные отрезные круги, диски, ножевые и ленточные полотна.

Шаберы – для чистовой обработки поверхностей и кромок металлических деталей.

Зачистные молотки – чистка труднодоступных мест. Рабочий орган – зубила или пучок стальных игл. Распространены зубильно-зачистные молотки и пучковые – зачистные. Пневматические с энергией удара 1-8 Дж, чистота ударов 60 Гц.

Ручные машины для распиловки, долбежки и строжки материалов

Это пилы, рубанки, долбежники с электроприводом. Деревообрабатывающие машины. Дисковые пилы – распил древесины n=100 мм, резка мрамора, камня. V=30-50 м/с. Мощность >0,6 кВт. Параметры: максимальная глубина пропила (45-100 мм), диаметр диска (125-250 мм), частота вращения (1500-4500 мин^-1).

Цепные ручные пилы – параметры: максимальный n распила (>600 мм), длина рабочей шины, ширина пропила, скорость цепи.

Ножовочные пилы – размеры материалов, ширина пропила, частота ходов полотна, ход (20-60 мм).

Долбежники – выборка пазов и гнезд.

Фрезерные машины – рабочий инструмент фреза (для углублений). Электропривод – мощность 0,6-2 кВт.

Разновидность фрезерных машин – бороздоделы. Ширина и глубина паза за 1 проход.

Рубанки – параметры: ширина (75-160) и глубина (1-3 мм) строгания за 1 проход.