Основные требования к ручным машинам
Ручные машины должны обеспечивать высокопроизводительное и качественное выполнение операций. При работе оператор держит машину в руках и непосредственно контактирует с нею. В связи с этим наряду с общими требованиями, предъявляемыми к строительным машинам (надежность, долговечность, ремонтопригодность, приспособленность к техническому обслуживанию и т. д.), к ручным машинам в большей степени предъявляются требования безопасности их эксплуатации. Взаимодействие рабочих органов ручных машин с обрабатываемым материалом носит резко выраженный динамический характер. Приходящаяся на единицу массы мощность ручных машин значительно больше, чем стационарных машин аналогичного назначения.
Как правило, ручные машины на строительстве используются в условиях ограниченного пространства и времени. Отсюда требования компактности и комплектности, обеспечивающие удобство перемещения и быстроту запуска машины в работу. Конструкция ручной машины должна исключать возможность получения оператором механических травм, поражения током, шумо-и виброболезни. Внешний вид машины должен отвечать требованиям технической эстетики.
Главнейшим требованием к ручным машинам является требование минимально возможной массы и габаритов, так как именно эти показатели определяют удобство работы и в конечном итоге производительность. Все ручные машины должны иметь высокий КПД, однако при некоторых условиях эксплуатации этот параметр не является определяющим. Например, КПД машин с пневматическим двигателем значительно ниже, чем с электрическим, но они легче и безопаснее. Коллекторный двигатель имеет меньший КПД, чем асинхронный, но из-за меньшей массы машины с коллекторными двигателями применяют чаще. Ручные машины должны быть электро, шумо и вибробезопасны в самых различных быстро изменяющихся производственных условиях при непосредственном контакте с ними. Форма и расположение рукояток, выключателей, а также уравновешенность и внешний вид должны обеспечивать максимальное удобство работы и отвечать современным требованиям технической эстетики. Наконец, конструктивные решения ручных машин должны обеспечивать технологичность и высокий уровень поузловой унификации, что снижает себестоимость и трудоемкость изготовления и значительно улучшает их технико-эксплуатационные качества.
Ручные машины для преобразования отверстий.
Ручные сверлильные машины. По объему выпуска они занимают первое место в мире среди всех выпускаемых ручных машин. Ими выполняются глухие и сквозные отверстия в самых разнообразных материалах (металле, дереве, пластмассе, бетоне, камне, кирпиче и т. д.), они являются базовыми для универсальных ручных машин, ими можно зенковать и развертывать отверстия и применять для сборочных работ. В соответствии с обшей классификацией сверлильные ручные машины относятся к непрерывно-силовым машинам с вращательным движением рабочего органа, работают в легком режиме, могут быть реверсивными и нереверсивными, одно- и много-скоростными со ступенчатым, бесступенчатым и смешанным" регулированием частоты вращения рабочего органа. Двигатели ручных сверлильных машин — электрические, пневматические и гидравлические. По классам защиты от поражения током электрические машины выпускаются всех трех классов. По взаимному расположению двигателя и рабочего органа машины делятся на прямые и угловые. Угловые машины применяются для работы в труднодоступных местах. Промышленность выпускает сверлильные машины для наибольшая диаметров сверл 6Т 8, 10, 13, 23 и 32 мм. Машины для диам етров до 10 мм выпускаются с рукояткой пистолетного типа, которые могут располагаться как в задней, так и в передней части корпуса. Все остальные выпускаются со сменными боковыми рукоятками, причем если машины для диаметров до 14 мм изготовляют с задней замкнутой рукояткой, то свыше 14 мм—с грудным упором или механизмом подач». Сверла диаметром до 14 мм обычно закрепляют в патрон, а более 14 мм — непосредственно в шпинделе машины с внутренним конусом Морзе.
Сверление — один из наиболее распространенных способов получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в различных материалах. Процесс сверления происходит при совершении двух совместных движений рабочего органа — сверла — вращательным, создаваемым двигателем машины, и поступательным, осуществляемым оператором вручную. Скорости этих движений зависят в основном от свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров и материала сверла. При сверлении оператор прикладывает осевое усилие на сверле и воспринимает реактивный момент, образующийся на корпусе машины от крутящего момента на сверле. Усилие подачи на сверло, развиваемое оператором, обычно составляет 200...300 Н, что достаточно лишь для сверления отверстий до 14 мм. Отверстия больших диаметров обычно сверлят с применением механических нажимных устройств (рычажных или винтовых).
Основными сборочным» единицами ручной сверлильной машины являются: двигатель, редуктор, пусковое устройство, заключенные в корпус.
При работе по металлу применяют спиральные сверла, которые ставкой ветру ментальная промышленность изготовляет1 диаметром до б мм с цилиндрическим квосто-внком , а большего диаметра — с цилиндрическим и коническим.
Рабочая часть сверла включает режущую и направляющую части со спиральными канавками. Режущая часть состоит из двух главных режущих кромок, расположенных на конической поверхности и выполняющих основную работу резания, и поперечной кромки. Шейка сверла — промежуточная часть, соединяет рабочую часть с хвостовиком. Последний служит для закрепления сверла и шпинделе или патроне н для передачи крутящего момента от шпинделя к рабочей части. Лапка (у сверл с коническим хноетовиком) предназначена для выбивания сверла ИЗ конического отверстия шпинделя. Главные режущие Кромки образуются при пересечении передних и задних поверхностей сверла. Винтовые ленточки — две узкие винтовые фаски обеспечивают направление, калибровку и центрирование сверла в отверстии.
При работе но дереву применяют сверла, изготовленные из стали 45 с термообработанными наконечниками. В зависимости от структуры и твердости породы применяют сверяв разных диаметров. Для сверления вдоль волокон — ложечное, с конической заточкии, поперек волокон — центровое, спиральное с под-резателями, глубоких отверстий — винтовое, шнековое, фанеры — штопорное с круговыми подрезателями. Для облегчения извлечения сверла при сверлении глубоких отверстий машина должна быть реверсивной.
При сверлении пластмасс необходимо учитывать их особые свойства: относительную мягкость, что требует применения сверл с более острыми кромками, чем при резании металла; низкую теплопроводность, вызывающую необходимость уменьшения выделяющейся теплоты при резании (снижения режимов резания); абразивное воздействие на сверло отдельных видов пластмасс с высокими абразивными свойствами.
Применяя кроме сверл различные режущие органы, ручные сверлильные машины можно использовать и для сверления других материалов. Сверление отверстии в кирпиче, керамзитобетоне, шлакобетоне и гипсолите можно выполнять двухлез-вийнымн резцами, у которых режущим органом являются пластинки из твердого сплава ВКб. Они обладают большой износоустойчивостью при истирании, но их нельзя подвергать ударным нагрузкам. Витая штанга такого резца позволяет интенсивно удалять из отверстия буровые отходы, что увеличивает скорость сверления и удлиняет срок службы рабочего органа. Для сверления глухих отверстий под розетки и выключатели применяют шлямбурные резцы в комплекте со съемным забурником. Средняя скорость сверления отверстий в кирпиче шлям-бурными резцами диаметром 70...100 мм составляет до 200 мм/мин.
Наиболее эффективно сверлить монолитный бетон и железобетонные конструкции с применением алмазных кольцевых сверл, состоящих из коронки и удлинителя. Коронка, с одной стороны, оснащена техническими алмазами, а с другой -резьбовой выточкой дли соединения с удлинителем, представлявшим собой трубу. Для посадки на шпиндель ручной машины кольцевое сверло оснащается соответствующим креплением. Поскольку процесс сверления происходит с интенсивным выделением теплоты, в зону работы необходимо подавать воду, которая одновременно с охлаждением вымывает разрушенный материал из кольцевого отверстия. Остающаяся неразрушенной колонка материала (керн) поступает во внутреннюю полость сверла и удаляется из него после окончания процесса сверления. Высокая эффективность алмазного сверления достигается за счет использования износостойких режущих элементов — алмазов, их способности к самозатачиванию и сохранению исходных размеров длительное время. Эффективность процесса резко повышается при сочетании резания материала с его складыванием. Это возможно при использовании сверлильных машин ударно-вращательного действия.
В этих машинах, в отличие от ударно поворотных машин-перфораторов, на возвратно-поступательное перемещение рабочего органа затрачивается менее 50% подводимой к машине энергии. Последние модели ручных электрических сверлильных машин ударно-вращательного действия могут работать с изменяющимся движением рабочего органа — просто вращением и вращением с ударом вдоль оси сверла.
Одновременно с этим такие машины оборудуются электронными устройствами для многоступенчатого регулирования частоты вращения шпинделя машины. Две ступени регулирования достигаются механически — посредством двухступенчатого редуктора, а еше две — отключением части витков полюсных катушек. При уменьшении числа витков в обмотке возбуждения снижается магнитный поток двигателя, что приводит к увеличению частоты вращения якоря, а следовательно, и шпинделя машины. Освоен также выпуск ручных машин с бесступенчатым .(плавным) регулированием частоты вращения. Их работа основана на принципе регулирования угла сдвига фаз переменного тока посредством управляющего енммистора. Такие устройства позволяют получуть плавное регулирование в диапазоне 0...2000 мин"1, а в сочетании с механическим ступенчатым переключением посредством редуктора этот диапазон может быть от 0...10 000 мин"'.
При работе по бетону повышенной и высокой прочности сверла оснащаются изготовленными из металлокерамических сплавов ВКП и ВК15 пластинами, обладающими высокой вязкостью и прочностью. На базе ручных сверлильных машин с регулируемой частотой вращения шпинделя выпускаются универсальные ручные машины с комплектом насадок для выполнения различных видов работы (сверление и резка различных материалов, снятие фасок, развертывание отверстий, нарезание рельбы и сборка резьбовых соединений и т. д.).