Ручные машины для шлифования, резки, распиловки и строжки материалов.

Шлифовальные машины. Ручные шлифовальные машины по объему выпуска занимают второе место после ручных сверлильных машин. Это объясняется большим разнообразием выполняемых ими операций а возможностью обработки самых различных материалов. В соответствии с общей классификацией ручные шлифовальные машины относятся к непрерывно-силовым и могут быть с вращательным, замкнутым и сложным движением рабочего органа. Они являются машинами общего применения и выпускаются с пневматическими и электрическими двигателями всех трех классов защиты от поражения электрическим током. По конструктивному исполнению шлифовальные машины с вращательным движением рабочего органа могут быть прямыми, угловыми, торцовыми и с гибким валом, машины с замкнутым движением — барабанного типа и сложным — площадочного типа. В условиях строительного объекта основную массу применяемых шлифовальных машин составляют прямые и угловые машины и машины с гибким валом. Последние имеют вынесенный электрический двигатель и две сменные головки — прямую и угловую. Передача момента от двигателя к рабочему органу в этой машине выполняется гибким валом, что облегчает условия работы оператора, так как в случае электродвигатель стоит отдельно и его масса не воспринимается оператором. В качестве рабочих органов в прямых и угловых машинах и головках применяют абразивные круги, эластичные диски, металлические щетки, а также войлочные, фетровые и хлопчатобумажные круги. В отдельных случаях возможно применение обычных шлифовальных шкурок на матерчатой основе. Главным параметром прямых и угловых машин и головок является диаметр абразивного крута. Гостом установлены следующие номинальные ряды машин для кругов диаметром: 40. 63, 80. 125 и 160 мм —для прямых и 80,125, 150, 180 и 2'М) мм—для угловых. В отличие от большинства ручных машин за номинальную частоту вращения рабочего органа прямых и угловых машин и головок принимают частоту вращения кругл на холостом ходу. Это вызвано соображениями безопасной эксплуатации.

Ручная электрическая шлифовальная машина с гибким валом.

Ручными электрическими и пневматическими машинами зачищают поверхности сварочных швов, снимают грат после газовой резки металла и труб, режут трубы и профильный металл из углеродистых и легированных сталей, снимают фаски под сварку листового металла и труб, удаляют наплавы на металле, шлифуют металлические изделия, а также мрамор, гранит, зачищают ступени лестничных маршей и т. д. Эффективность работы шлифовальных машин в большой степени зависит от режима работы, прочности и износостойкости рабочего органа.

Шлифовальные круги. Они характеризуются: абразивным материалом — искусственными и естественными кристаллами, зерна которых после измельчения обладают достаточной твердостью и прочностью. Они обрабатывают материал царапанием, скоблением или истиранием; зернистостью — размером зерен основной фракции абразивного материала. Чем выше требования к чистоте и точности обработки и чем больше твердость обрабатываемого материала, тем более мелкозернистым должен быть шлифовальный круг; связкой — материалом, служащим для скрепления зерен кругов и удержания их от выкрашивания при работе. Качество связки определяет твердость и прочность круга. Промышленность выпускает круги с керамической, бакелитовой и вулканитовон связками. Круги с керамической связкой обладают высокой прочностью и износостойкостью, не засаливаются и легко режут металл. Но они чувствительны к ударным и изгибающим нагрузкам и не применяются для работы со скоростью более 35 м/с. Круги с баке/1 итовой связкой обладают высокой прочностью и упругостью, что дает возможность изготовлять их толщиной менее 1 мм и работать со скоростью 75 м/с при выполнении отрезных операции. Круги с вулканитовой связкой более упруги, чем круги на бакелитовой связке, но непригодны для снятия больших припусков и имеют низкую теплостойкость. Для них характерны высокая режущая способность, эластичность и плавность в работе. Допустимая окружная скорость не превышает 18 м/с; твердостью, т. е. способностью связки сопротивляться выкрашиванию абразивных зерен с рабочей позерхности круга при шлифовании. Понятие твердости абразивного круга не имеет ничего общего с твердостью абразивного материала; структурой — процентным соотношением объема абразивных зерен, связки и пор в массе шлифовального круга.

Шлифовальные круги обязательно подвергаются испытанию на прочность и маркируются на боковой стороне условными обозначениями, характеризующими их основные параметры. Для резки различных материалов применяют армированные отрезные круги. Они состоят из электрокорунда или карбида кремния, бакелитовой связки, стеклосетки и металлической втулки, обеспечивающей точную посадку крута на шпиндель машины. Введение сеток армирования позволило увеличить допустимую окружность скорость кругов до 80... 110 м/с, дало возможность упрочнить их от излома при боковых нагрузках. Применение армированных кругов для резки различных материалов ручными шлифовальными машинами повышает их производительность и расширяет область применения.

При резке разрезаемую деталь неподвижно закрепляют и оператор, заняв устойчивое положение, равномерно подаст круг на деталь так, чтобы плоскость его вращения была перпендикулярна разрезаемой поверхности. Трубы и круглый прокат режут двумя методами: врезанием и обкаткой. При врезании круг линейно перемещается в плоскости, перпендикулярной оси трубы или проката, и перерезает все поперечное сечение. Это возможно только для небольших диаметров труб или проката, что зависит от диаметра отрезного круга (выступающей его части за габариты машины). При обкатке шлифовальную машину перемещают вокруг трубы таким образом, чтобы круг находился нее время в плоскости, перпендикулярной оси трубы. В зависимости от толщины стенки резку выполняют в один или несколько проходов, что определяется возможной глубиной резания. Существуют простые приспособления, упрощающие работу этим методом. При зачистке деталей плоскость вращения абразивного круга должна быть под углом 15...40' к обрабатываемой поверхности. Оператор при работе перемещает машину вдоль обрабатываемой поверхности и совершает вспомогательные круговые движения. Выбирать шлифовальные круги следует возможно большего диаметра, допустимого для данной машины, так как они способствуют облегчению физического труда оператора при работе.

Производительность ручных шлифовальных машин в значительной мере зависит от стабилизации частоты вращения рабочего органа при изменении нагрузки за него. В машинах с асинхронными электрическими двигателями эта стабильность обеспечивается жесткой механической характеристикой самого двигателя. В машинах с коллекторными электрическим;; двигателями, имеющими мягкую механическую характеристику, применяют электронные ретуляторы. Они защищают двигатель от перегрузки, снижают силу пускового тока и поддерживают постоянную частоту вращения шлифовального круга (снижение под нагрузкой до 5% [.Однако в случае выхода из строя электронного регулятора на двигатель будет подаваться полное напряжение сети. При этом на холостом ходу частота вращения может достигнуть недопустимой величины, что приведет к разрыву шлифовального круга. Во избежание этого применяют независимое центробежное предохранительное устройство, отключающее питание машины от сети при превышении номинальной частоты вращения более чем на 15 %. Устройство устанавливается на валу якоря в виде калиброванного пластмассового кольца, которое разрывает неподвижную петлю провода в цепи питания двигателя при недопустимом превышении частоты вращения.

В машинах с пневматическими двигателями повышение жесткости механической характеристики достигается введением регулятора частоты вращения. Он устанавливается на валу ротора двигателя.

Плоско- и ленточно-шлифовальные машины применяются для выполнения доводочных работ. В плоскошлифовальной машине рабочий орган (шлифовальная шкурка) совершает сложное движение в плоскости-обработки. Шкурка крепится к плоской платформе, совершающей воавратво-поступательное или орбитальное плоскопараллельное движение. Основными параметрами этих машин являются размер платформы и частота вочвратно-постунательных движений. Ленточно-шлифовальные ручные машины имеют рабочий орган в виде бесконечной абразивной ленты, совершающей замкнутое движение. Лента натянута на два барабана, один из которых является приводным. Главным параметром этих машин является размер абразивной ленты и поступательная скорость ее движения. Оба тина машин оборудуются устройствами для отсоса пыли, образующейся при шлифовании поверхностей.

Машины для резки материалов.

Ножницы применяются для резания как гладкого, так и гофрированного листового металла, арматуры и других материалов. Различают следующие тины ручных ножниц: вырубные, ножевые, прорезные, дисковые и рычажные, которые имеют электрический, пневматический или гидравлический привод. У ножевых ножниц имеются два ножа, из которых один является подвижным, а другой неподвижным. У вырубных ножниц режущим инструментом являются пуансон и матрица, а у прорезных -два неподвижных и подвижный нож, перемещающийся между ними. У дисковых ножниц режущим инструментом являются два вращающихся диска. Наибольшее распространение получили первые два типа ножниц, так как они пригодны для резки металла толщиной до 4 мм, в то время как дисковые — только до 1 мм.

Вырубные ножницы. Они предназначены для вырубки криволинейных заготовок, люков и окон в различных изделиях из ЛИСТОВОГО металла толщиной до 4,0 мм. Ими также можно резать гофрированные листы. При работе ножницами достигаются точность раскроя, чистота реза и ровность кромок. При вырезке замкнутых контуров предварительно просверливают отверстие, равное наружному диаметру матрицы держателя. В процессе резания используется принцип долбления.

Ножевые ножницы. Они предназначены для резки листового металла толщиной до 4 мм. Двигатель и редуктор этих ножниц унифицированы с вырубными. При работе ножниц с наклонным положением ножа возникает составляющая усилия резания, вследствие чего оператору требуется прикладывать увеличенное усилие на подачу. Правильная установка и заточка ножей обеспечивают получение высокой производительности и безопасность работы. Ножи должны быть установлены так, чтобы при ходе подвижного ножа его режущая кромка в нижнем положении опускалась ниже плоскости неподвижного на 0,5... 1 мм. Это обеспечивает безударную работу ножевых ножниц. Сравнение основных типов ножниц показывает, что скорость реза вырубных ножниц ниже, чем у ножевых и прорезных, но они производят резку с середины листа и имеют лучшую маневренность (минимальный радиус реза) и практически режут металл без чего деформации (как и прорезные). Недостатком вырубных и прорезных ножниц является относительно большой отход металла в стружку, зависящий от сечения рабочих органов (пуансона и матрицы). Разновидностью вырубных ножниц являются кромкорезы — ручные машины для подготовки кромок деталей под сварку.

Машины для распиловки и строжки материалов.

Пилы, рубанки и долбежники — выпускаются обычно электроприводными. Высокая скорость резания (30...50 м/с) и возможность очень большой подачи (в несколько раз больше, чем у машин для обработки металла) требуют установки на деревообрабатывающих машинах достаточно мощных электродвигателей номинальной потребляемой мощностью (более 0,6 кВт). Машины, рассчитанные на ограниченную продолжительность включения (ПВ 40 и 60%), могут иметь меньшую номинальную мощность.

Дисковые пилы предназначены для продольной и поперечной распиловки древесины различных пород. Их также применяют для выполнения в столярных изделиях цапф и шипов, для пригонки деталей при монтаже деревянных конструкций и для других работ. Основными параметрами этих машин являются максимальная глубина пропила, диаметр пильного диска и частота вращения его на холостом ходу. Номинальный ряд дисковых пил по глубине пропила составляет 45, 65, 85 и 100 мм, что соответствует диаметрам пильного диска 125, 160, 200 и 250 мм. Номинальные частоты вращения пильного диска (мин"1) соответствуют: 3000...4500 для 125 мм; 2400...3600 —для IH0 мм; 1900...3200 для 200 мм и 1500...2300 для 250 мм.

Регулирование угла наклона пильного диска по отношению к обрабатываемому материалу до 45° обычно осуществляется с помощью шарнирного крепления опорной плиты к корпусу машины. Другой шарнир позволяет поднимать и опускать корпус машины, тем самым меняя глубину пропила. Чтобы корпус машины не ограничивал глубину пропила, шпиндель располагают ниже продольной оси двигателя. На основании машины часто закрепляется устройство, служащее для направления движения машины при работе и получения изделия заданной ширины. Позади пильного диска устанавливается клин, расширяющий распиливаемую доску и предотвращающий заклинивание ее. Дисковые пилы применяют также для резки мрамора, камня и других материалов. В атом случае вместо пильного диска ставится абразивный диск. Рабочим инструментом дисковых пил является круглый стальной диск (сделанный из стали марки 85ХФ), имеющий по окружности ряд последовательно расположенных зубьев. Чтобы движение пилы в дереве не вызывало бесполезных потерь мощности на преодоление трения полотна пилы и боковых поверхностей зубьев о стенки пропила, делают развод зубьев пилы, который заключается в том, что зубья на расстоянии одной трети своей высоты от вершины зуба отгибаются поочередно в одну и другую стороны от плоскости полотна. Величина развода зубьев для зубьев толщиной 1,2 и 1,4 мм должна быть равна 0,5 мм, а пил толщиной более 1,4—0,7 мм.

Заточка круглых пил для продольного распиливания древесины производится без наклона затачиваемых режущих граней относительно боковой поверхности пилы. Заточка пил для поперечного распиливания производится с наклоном режущих граней относительно боковой поверхности пилы, при этом у зуба, отогнутого вправо, скос грани делается влево и наоборот. Направление вращения круглых пил должно быть таким, чтобы внутри распиливаемого материала движение зубьев было по направлению подачи пилы.

Ручные пилы бывают двуручные и одноручные.По конструкции инструмента различают лучковые - тонкое полотно натянуто между двумя держателями и ножовка - само полотно обладает достаточной прочностью и упругостью, чтобы удерживать форму. Для предотвращения заклинивания зубья пилы разводят через один (редко применяется «тройная разводка») в разные стороны, что расширяет распил. С этой же целью применяется придание зубьям формы трапеции или их расклёпка. В зависимости от материала, для которого предназначена конкретная пила, подбираются оптимальные форма, длина и ширина зубьев, дополнительные элементы (прорези в дисках, накладки на зубья) и скорость движения инструмента.

Рубанки предназначены для строгания различных деревянных изделий. Рабочим органом рубанка является барабан с закрепленными на нем ножами. Если в рубанках, выпускающихся ранее в качестве барабана, использовался внешний ротор обращенного электродвигателя, то в новых конструкциях барабан удаляют от корпуса машины и двигателя и используют для передачи крутящего момента либо редукторы, либо клиновой или зубчатый ремень. Применение ременной передачи способствует снижению шума и вибрационных параметров рубанков. Основным параметром рубанков является ширина строгания (75, 100 и 160 мм). Глубина строгания регулируется устройством, поднимающим и опускающим относительно барабана либо всю опорную плиту, либо ее часть. Ножи рубанка крепятся к барабану с помошыо болтов. Многие рубанки допускают возможность использования их для стационарной установки ножами вверх. Ножи представляют собой стальную закаленную пластинку, заточенную с одной стороны под углом 38—40°.

Цепные долбежники служат для выполнения пазов и гнезд в деревянных изделиях. Рабочим инструментом является зубчатая цепь, натянутая между двумя направляющими звездочками. Натяжение долбежной цепи регулируется перемещением направляющей планки с помощью упорного винта. Величина сечения паза, получающегося за один проход, зависит от размеров долбежной цепи. Ширина паза соответствует толщине цепи. Для получения паза большей ширины допускается применение многорядной цепи с соответствующим количеством звездочек. Долбежная цепь представляет собой бесконечную шарнирную фрезерную цепь, состоящую из особой формы звеньев, изготовленных из термически обработанной стали. Звенья долбежной цепи разделяются на режущие и скалывающие. Внешние крайние ряды цепи состоят из режущих звеньев, а внутренние — из скалывающих. Таким образом, число рядов режущих звеньев всегда равно двум, а число рядов скалывающих звеньев зависит от требуемой ширины цепи. Для получения пазов шириной до 16 мм за один проход применяют цепи с одним рядом скалывающих звеньев, а для пазов шириной более 16 мм число рядов скалывающих звеньев берется равным трем и более (но всегда нечетное). Рабочие инструменты у машин для обработки дерева имеют множество острых кромок, движущихся с высокой скоростью. Поэтому эти машины особенно опасны в отношении механической травмы оператора и требуют применения специальных защитных мер. Запрещается устанавливать на них выключатели, имеющие фиксацию включенного положения. Это исключает возможность работы неуправляемой машиной. Как только прекратится нажатие на курок выключателя, машина останавливается. Защитные кожухи у пил и стационарных рубанков предназначены для закрытия рабочих органов при холостом ходе машины. По окончании процесса резания они автоматически возвращаются в исходное положение.