Монтаж технологического оборудования нефтеперерабатывающих заводов
|
Скачать 10.99 Mb.
|
Глава II. РУЧНЫЕ МАШИНЫ§ 1. Классификация ручных машин Ручной машиной (механизированным инструментом) называется машина с двигателем, при работе которой руки оператора полностью или частично воспринимают массу машины, а также усилие, возникающее на рабочем органе в процессе работы. Главное рабочее движение (рабочего органа) осуществляется двигателем, а вспомогательное движение (подача) и управление - вручную. Ручные машины должны иметь минимально возможные массу и габариты. От этих показателей в значительной степени зависят утомляемость оператора (рабочего) удобство подхода к месту выполнения операции, а, следовательно, и производительность. Компоновка машины, форма и расположение рабочих рукояток, уравновешивание машины должны быть такими, чтобы достигалось наибольшее удобство в работе. Ручные машины, применяемые на монтажных работах, должны быть долговечны и надежны, так как в условиях строительства трудно организовать ремонт машин, а эксплуатация их происходит часто в сложных ситуациях. При работе ручными машинами должны соблюдаться требования по технике безопасности. Внешние очертания машин должны быть такими, чтобы исключалась возможность механических травм, должны быть предусмотрены предохранительные устройства, исключающие поражение оператора электрическим током, должна быть обеспечена шумо- и вибробезопасность, соответствующая санитарным нормам. Ручные машины классифицируют по назначению и области применения, виду потребляемой энергии и привода, принципу действия, конструктивному исполнению и режиму работы. По назначению и области применения ручные машины делят на следующие: общего назначения (сверлильные, шлифовальные, фрезерные); их используют для выполнения наиболее массовых операций;
По виду потребляемой энергии ручные машины могут быть электрические, пневматические, гидравлические, с двигателями внутреннего сгорания, пиротехнические. По принципу действия различают машины, передающие крутящий момент рабочему органу непрерывно (непрерывно-силовые), и машины, в которых энергия привода на обрабатываемый объект передается в прерывисто-импульсном режиме — ударном (импульсно-силовые); импульсно-силовые подразделяются на ударные, ударно-поворотные и ударно-вращательные. К непрерывно-силовым машинам относятся сверлильные, шлифовальные, фрезерные машины, дисковые пилы. К импульсно-сило-вым относятся молотки, перфораторы, гайковерты, вырубные ножницы. Все импульсно-силовые машины делятся по принципу воздействия на рабочий орган на машины механические (компрессионно-вакуумные, пружинно-воздушные, пружинные) и фугальные (электромагнитные, электродинамические и пневматические). По режиму работы ручные машины разделяются на легкие массой до 1,5 кг, средние - до 8 кг и тяжелые - свыше 8 кг. Часто для работы со средними и тяжелыми машинами применяют подвески. По мощности ручные машины делят на машины малой, средней и большой мощности соответственно до 0,2, 1,5 и свыше 1,5 кВт. Все ручные машины состоят из привода, механизмов передачи и включения и рабочего органа. § 2. Приводы ручных машин В качестве привода ручных машин применяют двигатели электрические, пневматические, гидравлические, внутреннего сгорания и пороховые. Основными требованиями, предъявляемыми к приводам ручных машин, являются: малая металлоемкость, т. е. масса, приходящаяся на единицу мощности; бесшумность при работе; возможность использования общих источников питания; безопасность. Самые распространенные двигатели в ручных машинах электрические и пневматические. Для машин малой и средней мощности металлоемкость приводов составляет: электродвигателей 0,5—0,6 кг на 100 Вт, пневмодвигателей 0,2-0,3 кг на 100 Вт. Электродвигатели, применяемые в качестве привода ручных машин, по конструкции, роду и частоте тока можно подразделить на следующие группы:
Однофазные коллекторные двигатели типа КН универсальны, так как могут работать от трехфазной промышленной сети или однофазной осветительной как переменного, так и постоянного тока. Их металлоемкость в 1,5 раза меньше, чем трехфазных асинхронных двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели применяются для сверлильных, шлифовальных машин и гайковертов малой и средней мощности. В последнее время эти двигатели начали выпускать с двойной изоляцией, что значительно повышает их безопасность. Эти двигатели сложны в изготовлении. Трехфазные асинхронные электродвигатели типа АН с короткозамкнутым ротором с частотой тока 50 Гц надежны в работе, просты в изготовлении, могут включаться в промышленные трехфазные сети. Недостатками этих двигателей являются большая металлоемкость и электроопасность в работе. Они применяются для машин средней и большой мощности. Трехфазные асинхронные электродвигатели типа АП с короткозамкнутым ротором с частотой тока 200 Гц принято называть электродвигателями повышенной частоты. Они надежны в работе, просты в изготовлении, имеют меньшую металлоемкость, чем двигатели типа АН, но для них требуются преобразователи частоты тока; последние же, как правило, имеют большую массу (в 4—5 раз больше самих машин), громоздки и неудобны в эксплуатации. Все электрические машины делятся на три класса защиты от поражения током. Первый класс - машины на номинальное напряжение свыше 42 В, у которых хотя бы одна металлическая деталь, доступная для прикосновения, отделена от частей, находящихся под напряжением, только рабочей изоляцией. Второй класс — машины на номинальное напряжение свыше 42 В, у которых все металлические детали, доступные для прикосновения, отделены от частей, находящихся под напряжением, двойной или усиленной изоляцией. Третий класс — машины на номинальное напряжение до 42 В, питающиеся от автономных источников либо от трансформатора (преобразователя) с разделенными обмотками. Пневматические двигатели (рис. 28), используемые в качестве привода ручных машин, можно подразделить на четыре основные группы: со свободным поршнем, поршневые, ротационные, турбинные.  Рис. 28. Схемы пневматических двигателей а - со свободным поршнем; б - поршневой; в - ротационный; г - турбинный; 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - кривошипно-шатунный механизм; 4 - золотниковый распределитель; 5 - ротор; 6 - паз; 7 - плоские лопатки; 8 - статор; 9 - сопловый аппарат; 10 - рабочее колесо В двигателях со свободным поршнем энергия сжатого воздуха преобразуется в кинетическую энергию бойка, который играет роль поршня, свободно перемещающегося внутри цилиндра. Рабочее движение совершается бойком в одну сторону, при этом наносится удар по хвостовику инструмента. Холостое движение осуществляется в обратном направлении и обеспечивается золотником. Такие двигатели применяются преимущественно в клепальных, рубильных, отбойных и пучковых молотках. Возвратно-поступательное движение осуществляется за счет попеременной подачи воздуха в полости А и Б цилиндра. Различают три основных типа воздухораспределительных устройств (рис. 29), отличающихся один от другого принципом действия, сложностью конструкции и эффективностью: саморегулирующиеся, клапанные и золотниковые.   Рис. 29. Воздухораспределительные устройства а — саморегулирующиеся; б — клапанные; в, г — золотниковые; д — диаграмма давления воздуха в саморегулирующейся системе; е — кривые изменения давления в рабочей и холостой полостях; 1, 3, 5 — полости; 2, 4, 6—11, 13, 15—20 — каналы; 12 —клапан: 14 — поршень В саморегулирующейся системе воздух подается через клапан 7 в полость 3, образованную выточкой на поршне. В зависимости от положения инструмента поршень под действием собственной массы находится в одном из крайних положений. Предположим, что он находится в крайнем нижнем положении и соприкасается с хвостовиком инструмента. При этом положении открывается канал 2, по которому воздух из полости 3 подается в полость 1. Под действием сжатого воздуха поршень перемещается вверх, при этом движении воздух из полости 5 выталкивается в атмосферу через канал 6. По достижении поршнем крайнего верхнего положения открывается канал 4 и воздух попадает из полости 3 в полость 5, в результате чего поршень движется вниз. При движении поршня вниз воздух из полости 1 выталкивается через канал 8. Каналы каждой полости (2 и 8, 6 и 4) сдвинуты относительно один другого так, что при движении поршня, например, вниз открывается канал 6, а канал 4 закрывается, но и после открытия каналов поршень еще продолжает двигаться вниз в результате расширения сжатого воздуха в полости 5. При движении поршню приходится преодолевать противодавление, из-за чего теряется значительное количество энергии. На рис. 29, д приводится диаграмма давления воздуха в саморегулирующейся системе, действующего на поршень при рабочем и холостом ходах. Рассмотрим положение, когда поршень находится в крайней верхней точке. Канал 4 открыт, канал 6 закрыт. Воздух, подаваемый в полость 5, перемещает поршень вниз, при этом давление в полости 5 остается постоянным на пути хода поршня аb. По достижении точки b закрывается канал 4 и поршень продолжает двигаться под действием расширяющегося воздуха. Изменение давления в полости 5 происходит, как это показано кривой bc. В точке с открывается канал 6, и давление воздуха в полости 5 резко падает. Полость 1 в начале движения поршня вниз сообщается с атмосферой через канал 8. Давление в полости незначительное (ему соответствует участок кривой a1e). При достижении поршнем точки е закрывается канал 8, воздух в полости 7 сжимается и увеличивается противодавление. Движение поршня вниз продолжается до точки f, в которой открывается канал 2 подачи воздуха в полость 1, но при этом поршень еще продолжает двигаться вниз, преодолевая еще большее противодавление. Давление в полости 7 соответствует участку fd’. Из рассмотрения этих кривых видно, что имеется точка 0 пересечения кривых давления в рабочей полости 5 и полости холостого хода, где давления равны. Однако поршень продолжает двигаться дальше, что происходит за счет кинетической энергии, накопленной поршнем. Площадь, ограниченная кривой давлений в рабочей полости, представляет собой положительную работу. Площадь же, ограниченная кривой давлений в полости холостого хода, представляет собой потери. Разность этих величин является полезной работой. Из рассмотрения кривых видно, что только на сравнительно малом участке аb развивается максимальное давление в рабочей полости, на большем же участке пути поршня это давление падает, что не позволяет получать удары большей силы. Кроме того, при работе по этой схеме значительны потери. Достоинством этой схемы является простота конструкции. В клапанной системе (см. рис. 29, б) воздухораспределения воздух поступает через канал 11 в распределительную камеру. Предположим, что качающийся клапан находится в таком положении, когда открыт доступ воздуха в рабочую камеру А через канал 10. Под давлением воздуха поршень 14, перемещаясь, выталкивает воздух в атмосферу через канал 9 и одновременно в канал 13, ведущий к клапану 12. Воздух, находящийся в канале 13, стремится повернуть клапан. Однако усилие, развиваемое давлением воздуха в канале 13, недостаточно для опрокидывания клапана, и только после того, как поршень, перемещаясь, соединит отверстие 5 с рабочей полостью и воздух из рабочей полости начнет выходить в атмосферу, усилие от давления в канале 13 станет достаточным для опрокидывания клапана. Опрокидывание клапана происходит вслед за ударом поршня по хвостовику рабочего органа. После опрокидывания клапана сжатый воздух поступает через канал 13 под поршень в полость Б и поршень начинает двигаться наверх. При движении поршня вверх (холостом ходе) воздух из полости А выталкивается в атмосферу. После того как поршень закроет отверстие 9, в полости А воздух будет сжиматься, но давление этого воздуха недостаточно для опрокидывания клапана 12 в первое положение. Как только поршень пройдет вверх и откроется отверстие 9, воздух из полости Б будет выходить в атмосферу, противодавление опрокидывания клапана уменьшится и клапан займет первоначальное положение. На рис. 29, е показаны кривые изменения давления в рабочей полости А и полости холостого хода Б. Из рассмотрения этих кривых видно, что клапанная система воздухораспределения более эффективна, чем саморегулирующая система; участок ab значительно больше, и общая полезная работа также значительно больше. Однако и в этой системе имеются значительные потери сжатого воздуха из-за наличия противодавления в конце рабочего и холостого ходов. Конструкция устройства, основанного на этом принципе, сложней, чем при саморегулирующей системе. Наиболее эффективной и распространенной является золотниковая система (см. рис 29, в г), в ней воздух в рабочую полость А и полость холостого хода Б подается следующим образом. Рассмотрим случай, когда поршень находится в крайнем верхнем, а золотник в нижнем положении. Воздух поступает через канал 18 в полость А и перемещает поршень вниз. Из полости Б в это время воздух выходит в атмосферу через канал 15; когда этот канал закрывается поршнем, воздух продолжает выходить через канал 20, обтекая золотниковое устройство, и выходит в атмосферу через канал 15. Следовательно, так как всегда имеется открытый канал, позволяющий выталкивать воздух в атмосферу, поршень не встречает сопротивления при движении вниз. После того, как поршень пройдет отверстие канала 19, сжатый воздух из полости А поступит под буртик золотника. При этом давление сверху и снизу на золотник уравновешивается. Когда поршень пройдет канал 15 и соединит полость А с атмосферой, давление в полости А упадет, давление в полости Б уменьшается медленнее из-за сопротивления в канале 17. Перевес давления снизу передвинет золотник вверх. При верхнем положении золотника (рис. 29, г) прекращается доступ воздуха в полость А и по каналу 17. Затем, проходя через выточку золотника и по каналу 20, воздух попадает в полость Б под поршень золотника, в результате чего поршень движется вверх. При этом воздух из полости А выходит в атмосферу через канал 16, затем через канал 19 и выточки золотника. После того как золотник закроет канал 16, воздух в полости А начнет сжиматься и давление на золотник сверху начнет возрастать. Давление на золотник сверху и снизу будет уравновешиваться. Как только поршень откроет отверстие канала 16, давление на золотник сверху будет больше, чем снизу, и золотник переместится вниз. Диаграмма давлений при этой системе распределения воздуха представлена на рис. 29, е. Из этой диаграммы видно, что потери сжатого воздуха из-за противодавления в 2—3 раза меньше, чем у саморегулирующей и клапанной систем. Однако конструкция двигателей по этой схеме значительно сложнее, чем по схемам рис. 29, а, б. Пневматические поршневые двигатели имеют высокий коэффициент полезного действия (КПД) при сравнительно малых оборотах. В этих двигателях можно плавно регулировать частоту вращения; они имеют относительно небольшую утечку сжатого воздуха. Преобразование движения осуществляют кривошипно-шатунным механизмом, кулисными и кулачковыми механизмами различных типов. Схема пневматического поршневого двигателя показана на рис. 28, б. Он состоит из цилиндра 1, в котором перемещается поршень 2, связанный с кривошипно-шатунным механизмом 3. В корпусе цилиндра имеется золотниковый распределитель 4. Мощность поршневых двигателей, применяемых в ручных машинах, составляет 0,4—4 кВт, частота вращения 400—2000 об/мин. Наиболее широкое применение поршневые двигатели получили в клепальных скобах безударного действия. Ротационные двигатели являются основным типом привода большинства ручных машин пневматического действия. Они имеют сравнительно простое устройство и работают очень плавно. Как правило, ротационные двигатели в ручных машинах работают с частотой вращения 10000—15000 об/мин. Такой двигатель (см. рис. 28, е) состоит из ротора 5, в котором радиально нарезаны пазы 6. В эти пазы вставляются плоские лопатки 7, которые могут перемещаться в радиальном направлении. Ротор с лопатками устанавливается в статоре 8 в виде пустотелого цилиндра. Ось ротора эксцентрично смещена относительно оси статора. Для привода ротора в движение воздух через отверстие в статоре подается в ту часть ротора, где зазор между статором и ротором наименьший. Воздух давит на лопатку и приводит во вращение ротор. Мощность, развиваемая пневматическим ротационным двигателем, зависит от работы А, совершаемой одной лопаткой за один оборот ротора, от числа z, частоты вращения ротора n, КПД, а также от коэффициента κ, учитывающего влияние толщины лопатки:  ,где b — толщина лопатки, см; R — внутренний радиус статора, см. Турбинные двигатели применяют в основном в высокооборотных и шлифовальных машинах небольших мощностей. Они имеют высокий КПД. У таких двигателей частота вращения достигает 60000— 100000 об/мин, мощность составляет примерно от 0,01 — 0,4 кВт. Схема такого двигателя показана на рис. 28, г. Ротор двигателя выполнен в виде диска с прорезанными по наружной поверхности каналами, образующими лопасти. Под углом к плоскости ротора через два диаметрально расположенных сопла поступает сжатый воздух, который, действуя на лопатки ротора, сообщает ему вращательное движение. Из-за отсутствия износа рабочего колеса 10, соплового аппарата 9 срок службы этих двигателей выше, чем других пневматических двигателей. Расход воздуха в турбинных двигателях по сравнению с ротационными в 3 раза меньше. Например, у ротационного двигателя мощностью 0,2 кВт расход воздуха составляет 0,75 м3/мин, а у турбинного той же мощности — 0,25 м3/мин. Однако изготовление турбинных двигателей значительно сложней, чем ротационных. В таких турбинах затруднено реверсирование. В последнее время для привода отдельных ручных машин применяются газовые турбинки, в которых к лопастям ротора подводится не воздух, а газ от сгорания топлива, подаваемого в отдельную камеру сгорания. Такие турбинки могут развивать мощность во много раз больше, чем воздушные турбинки, при одинаковых габаритах и массе. Эти турбинки делаются тоже высокооборотными. Несмотря на большие достоинства газовых и воздушных турби-нок, их использование ограничено, так как вращающиеся рабочие органы ручных машин должны делать, как правило, от 10 до нескольких сотен оборотов в 1 мин (за исключением шлифовальных машин). Чтобы получить такую частоту вращения при наличии газовой или воздушной турбинки, необходимы редукторы с большими передаточными числами. Такие редукторы получаются очень сложными и тяжелыми. Достоинством пневмодвигателей является их устойчивая работа в ручных машинах не только в непрерывно-силовых, но и в импульсно-силовых, а также значительно меньшая масса по сравнению с электрическими. Однако пневмодвигатели имеют и крупные недостатки. Их КПД в 5—6 раз ниже, чем у электродвигателей. Для приведения в действие ручных машин с пневмодвигателями необходимы компрессор, специальная воздушная сеть, специальная аппаратура для очистки сжатого воздуха от влаги и механических включений, вследствие всего этого увеличивается численность обслуживающего персонала. Стоимость работы ручных машин с пневмоприводом в 6—7 раз выше, чем стоимость машин с электроприводом. Пневматические двигатели являются объемными машинами и поэтому очень чувствительны к расходу воздуха. Удельный расход воздуха на 1 кВт мощности при давлении 0,6—0,7 МПа составляет 1,5 — 2 м3/ч. Значительное влияние на работу пневмодвигателя оказывает противодавление воздуха на выходе из двигателя. Оно возникает оттого, что пневмодвигатель, как правило, встраивается в специальный корпус, откуда через специальные каналы необходимо отводить воздух. Чем больше противодавление, тем меньше становится расход воздуха при постоянном давлении на входе, при этом снижается также частота вращения двигателя и развиваемая им мощность. При падении давления на входе уменьшаются частота вращения и мощность двигателя. Частота вращения резко падает также при увеличении нагрузки. Недостатком пневмодвигателей является и то, что они создают большой шум при работе. Несмотря на все эти недостатки, ручные машины с пневмодвигателями широко применяются, так как они просты по конструкции, надежны и безопасны в работе и по сравнению с электрическими имеют малую массу. Средняя металлоемкость пневмодвигателей по сравнению с наиболее легкими электродвигателями типа КН в 2,0—2,5 раза меньше. Общий недостаток электрических и пневматических приводов заключается в том, что при их использовании необходима укладка коммуникаций большой длины для подвода электроэнергии или воздуха от источников питания. Это приводит к большим трудозатратам и увеличивает стоимость ручных машин. В последнее время за рубежом созданы и создаются также у нас ручные машины со специальными высокоемкостными аккумуляторами очень малых габаритов и массы. Такие аккумуляторы встраивают в корпус или рукоятку ручных машин. Их емкость достаточна для того, чтобы приводить в действие ручную машину в течение всей смены, после чего их ставят на подзарядку. Для более мощных машин в качестве индивидуального привода наиболее перспективными являются газовые турбинки, топливная система которых представляет собой отдельное устройство небольшой массы. § 3. Механизмы передач В ручных машинах механизмами передач служат редукторы с цилиндрическими и коническими зубчатыми колесами, в том числе с планетарными передачами, которые имеют большое применение, кривошипно-шатунные механизмы, гибкие валы. Редукторы ручных машин должны иметь большие передаточные числа — 20 — 300, малые габариты, модуль зубчатых колес 0,5, 0,8, 1 и 1,5 (как правило, применяется коррегирование зуба), уровень шума не более 90 дБ. Редукторы в этих машинах представляют собой самостоятельный узел, собираемый с двигателем и приводом рабочего органа. На рис. 30, а показана схема привода электроножниц, состоящего из двух цилиндрических зубчатых пар. Такая же схема передачи применяется в электрогайковертах и электросверлильных машинах (рис. 30, б). В этой схеме имеются две муфты: предельного момента и муфта, включаемая при нажатии машины на рабочую поверхность. Рис. 30. Основные схемы редукторов ручных машин а — привод электроножниц, б — привод электрогайковертов и электрических сверлильных машич, в — привод с одной парой конических колес, г — планетарный однорядный механизм, д — планетарный механизм, соединенный с цилиндрической зубчатой па рой, е — привод пневматической угловой сверлильной машины, ж, з — два планетарных однородных механизма, соединенных последовательно На рис 30, в приводится схема привода с одной парой конических колес, она используется в шлифовальных машинах. Планетарный однорядный механизм (рис. 30, г) широко применяется в приводах гайковертов, а для привода пневматических сверлильных машин планетарный механизм соединен с цилиндрической зубчатой парой (рис. 30, д). В этой машине установлены Центробежный регулятор и ручной дублирующий привод, соединенный с ведомым звеном через храповой механизм хода. Аналогичную схему имеет привод пневматической угловой сверлильной машины (рис.30, е), но в нем используется коническая зубчатая пара. Наличие регуляторов в машинах позволяет поддерживать постоянной необходимую частоту вращения, что для шлифовальных машин, работающих с абразивными кругами, очень важно, так как с изменением скорости по сравнению с расчетной увеличивается износ абразивных дисков. В сверлильных машинах, если требуется большое передаточное отношение, например, для сверления отверстий большого диаметра, имеются два планетарных однородных механизма, соединенные последовательно (рис. 30, ж), а в торцовой шлифовальной машине (рис. 30, з) — два последовательно соединенных планетарных механизма и червячная передача. В ручных машинах применяются также приводы с редуктором, составленным из трех планетарных механизмов и более. Кривошипно-шатунный механизм. В ручных машинах криво-шипно-шатунный механизм вызывает повышенную вибрацию, что является серьезным препятствием для его использования. Для снижения вибрации следует уравновешивать кривошипно-шатунный механизм самонастраивающимся динамическим компенсатором, что снижает вибрации в широком диапазоне рабочих скоростей в 2—3 раза. Многие ручные машины не имеют встроенного двигателя и приводятся в движение от двигателя, находящегося на расстоянии от этой машины. В основном передача движения в этих случаях осуществляется с помощью гибкого вала (рис. 31, а). Он состоит из стального проволочного сердечника 1, на который навито несколько слоев стальной проволоки 2, причем направление витков в каждом слое противоположно предыдущему. Навивка верхнего слоя обычно имеет направление, обратное направлению вращения вала, чтобы вал не раскручивался во время вращения. Гибкие валы выпускаются для правого и левого вращения. В качестве опоры гибкого вала служит гибкий рукав (рис. 31, б). Он имеет внутри спираль 3 из стальной ленты или стальной сплющенной проволоки. Направление витков этой спирали противоположно направлению вращения вала. Эта спираль называется предохранительной броней. Чтобы спираль не растягивалась, ее вставляют в гибкий металлический рукав 4, который снаружи оплетается тонкой стальной оцинкованной проволокой 5, а затем резиновой оболочкой 6 с хлопчатобумажными прокладками. Между валом и внутренней спиралью брони делается зазор, заполняемый маслом. Валы к двигателям и к ручным машинам присоединяются с помощью концевой арматуры. Гибкий вал припаивается к наконечнику шпинделя привода, а броня припаивается к втулке Пока еще нет методов, по которым можно было бы рассчитать гибкий вал, поэтому для выбора таких валов в зависимости от передаваемых крутящих моментов пользуются экспериментальными данными. Диаметр вала следует выбирать в зависимости от передаваемого крутящего момента и от радиуса изгиба вала. Чем меньше радиус изгиба, тем меньше должен быть диаметр вала. Потери момента в значительной степени зависят от радиусов изгиба. При отношении радиуса изгиба к диаметру вала, равном 10, потери момента составляют 15—20%, а при отношении, равном 7, потери достигают 70 — 80%. Малые радиусы изгиба приводят к большим потерям и к быстрому износу вала. Это усложняет методы расчета валов. Существующие гибкие валы лучше всего работают при частоте вращения 1500—3000 об/мин, при этом если вал работает без изгибов, КПД составляет 0,9. При меньшей частоте вращения КПД падает. Валы не могут работать при частоте вращения выше 6000 об/мин. Длина гибких валов может достигать 30 м, но рекомендуется работать при длинах валов не более 6 м.   Рис. 31. Конструкция гибкого вала а - стальной проволочный сердечник с навитой на него проволокой; б - гибкий рукав; 1 - проволочный сердечник; 2 - стальная проволока; 3 - спираль; 4 - гибкий рукав, 5 - оплетка; 6 - резиновая оболочка § 4. Механизмы включения и выключения Различают два типа этих механизмов: перекидные выключатели, которые для включения и выключения машины надо перекидывать из одного положения в другое, и нажимные, при которых машина включается только при нажиме на них, при прекращении нажима машина автоматически выключается. Тот или иной выключатель выбирают из следующих соображений. Нажимными выключателями должны оборудоваться те ручные машины, во время работы которых движение рабочего органа может оказаться опасным для рабочего и для выполняемой операции или может привести к поломке самого рабочего органа (например, шлифовальной машины, гайковерта, молотка и т. п.). Все остальные машины, при действии которых не нарушаются условия техники безопасности, могут быть снабжены перекидными выключателями или нажимными с фиксаторами (например, сверлильные машины). § 5. Рабочие органы Рабочие органы ручных машин могут быть различными в зависимости от вида выполняемых операций. Некоторые машины, являясь узкоспециализированными, предназначены для выполнения только одного вида операций. Они оборудованы рабочим органом только одного типа (например, рубанки, цепные пилы). Отдельные машины используются так, что на них применяется один тип рабочего органа, но разных размеров (например, сверлильные и шлифовальные машины). Для повышения коэффициента использования ручных машин на строительных и монтажных работах и для снижения числа необходимых машин за рубежом и у нас многие машины снабжаются различными видами рабочего оборудования, например сверлильная машина - комплектом насадок (рис. 32). Основной ручной машиной в этом наборе является электросверлильная машина, а к ней прилагаются насадки: щетка, гайковерт, ножницы ножевые и вырубные. В этом случае машины становятся универсальными. § 6. Машины вращательного действия Принцип работы ручных машин вращательного действия основан на передаче движения от привода к рабочему органу через редуктор. При этом рабочий орган совершает вращательное движение. На таком принципе действия работают все шлифовальные ручные машины, большинство сверлильных машин, резьбонарезные машины и др. Ручные шлифовальные машины применяются на монтаже для очистки ржавчины, удаления наплывов металла, зачистки швов, резания металлов (особенно труб). Для шлифования и зачистки обычно используют абразивные круги и проволочные щетки, для резания - абразивные армированные круги. Различают шлифовальные машины, у которых: шлифовальный круг или щетка работают наружным диаметром (это прямые машины, их применяют для снятия заусенцев, зачистки сварных швов, резки и шлифования небольших поверхностей);
Конструкция шлифовальной машины показана на рис. 33. Она приводится в действие электрическим двигателем. Вращение от Двигателя к шпинделю передается через пару конических зубчатых колес, одно из которых установлено на валу ротора двигателя, а другое - на шпинделе. На шпинделе машины закрепляется рабочий орган - абразивный круг. На машинах с пневматическим двигателем обычно устанавливают центробежный регулятор, предохраняющий машину от разноса при холостом ходе и поддерживающий заданную частоту вращения. Сверлильные ручные машины являются одним из наиболее распространенных видов ручных машин. Они предназначены для сверления отверстий в различных материалах: металлах, дереве, бетоне, кирпиче и т. д.  Рис. 32. Сверлильная машина с комплектом насадок а — электросверлильная машина; б — насадка-щетка; в — насадка-гайковерт; г,д — ножницы ножевые и вырубные  Рис. 33. Кострукция угловой шлифовальной машины 1 — шлифовальный круг; 2 — кожух; 3 — стакан; 4 — шпиндель; 5 — редуктор; 6 — заглушка; 7 — вал ротора; 8 — корпус; 9 — двигатель; 10 — промежуточный щит; 11 — вентилятор; 12 — выключатель; 13 — рукоятка; 14 — токоподводящий кабель Сверлильные машины, в отличие от шлифовальных, можно классифицировать:
Сверлильная машина (рис. 34) имеет электродвигатель 7; на валу 4 ротора насажен вентилятор 5 для охлаждения двигателя. Вращение от вала ротора передается шпинделю 1 через редуктор 3 с цилиндрическими зубчатыми колесами. Шпиндель вращается в шарикоподшипниках 2, установленных в корпусе редуктора. Корпус машины 6 снабжен рабочей рукояткой 8, в которой расположен курковой выключатель 9. Сверлильные машины делятся на легкие, средние и тяжелые с диаметром сверления соответственно до 7, 16 и свыше 16 мм.  Рис. 34. Конструкция сверлильной машины Легкие сверлильные машины имеют корпус с рукояткой пистолетного типа; средние имеют основную закрытую центральную рукоятку и съемную вспомо гательную боковую; тяжелые сверлильные машины снабжены двумя боковыми ручками, грудным, плечевым либо винтовыми упорами. У большинства выпускаемых сверлильных машин оси шпинделя и вала совпадают или расположены параллельно. Резьбонарезные машины применяют при монтаже технологического оборудования и металлоконструкций. В резьбонарезных машинах, в отличие от сверлильных машин рабочему инструменту необходимо задавать вращение как в процессе нарезания резьбы рабочим инструментом (метчиком), так и при ооратном ходе для вывертывания метчика из нарезанного отверстия ^оэтому резьбонарезные машины должны иметь реверсивное движение. В существующих резьбонарезных машинах реверсивное движение переключением полюсов двигателей либо с помощью механического реверсивного устройства. Качество нарезаемой резьбы получается более высоким, если метчик перемещается вдоль своей оси за счет самозатягивания, пос-ле нарезки нескольких первых ниток с принудительной подачей. Скорость резания а следовательно, и частота вращения шпинделя с инструментом при нарезании резьбы меньше, чем при обычном сверлении. При нарезании резьбы диаметром 4—6 мм частота вращения составляет 300—350 об/мин, а резьбы диаметром 16 - 18мм — 150 - 200 об/мин. При вывертывании инструмента частота вращения в 2 раза больше. § 7. Машины ударного действия Принцип работы ручных машин ударного действия основан на передаче движения рабочему органу с помощью ударника, находящегося в полости корпуса машины. При этом рабочий орган совершает возвратно-поступательное движение. На таком принципе действия работают перфораторы, клепальные, рубильные и пучковые молотки. Основными параметрами, характеризующими машины ударного действия, являются работа одного удара и число ударов в 1 мин. Работа одного удара Л зависит от давления воздуха в сети р, от конструктивного хода поршня (ударника) Зноя- представляющего собой разность между длиной полости за вычетом длины хвостовика рабочего органа и длиной поршня, от площади F поперечного сечения ствола, по которому движется поршень:  ,где κ1 — коэффициент потерь энергии, учитывающий степень наполнения цилиндра сжатым воздухом и механические потери при оптимальных режимах работы молотков, для клепальных молотков равен 0,5—0,55. Число ударов в 1 мин зависит от продолжительности каждого удара, которая в свою очередь определяется скоростью перемещения поршня при рабочем ходе и длиной его пути. Ускорение перемещения а может быть получено по формуле ,где mn — масса поршня (mn = G/g, здесь G — вес поршня; g — ускорение силы тяжести). Время рабочего хода определяется по формуле .Скорость холостого хода поршня меньше, чем скорость рабочего хода, следовательно, время холостого хода больше. Обычно время холостого хода составляет 1,2—1,6 времени рабочего хода. Таким образом, общее время одного удара .Число ударов молотка в 1 мин .Подставив значения а и t в формулу для определения Т, получим .Подставив значение Т в формулу, получим ,где κ2 — коэффициент, учитывающий снижение частоты ударов за счет механических потерь и степень наполнения цилиндра сжатым воздухом; обычно он принимается равным 0,6—0,8. Расход воздуха в молотках такого типа определяется приближенно по следующей зависимости: .Для сравнительных оценок ударных машин принято также пользоваться таким параметром, как мощность (кВт) молотка. Эта относительная величина определяется из выражения .§ 8. Машины ударно-вращательного действия Принцип работы ручных машин ударно-вращательного действия основан на передаче движения от привода к рабочему органу через редуктор и промежуточный ударный механизм. При этом рабочий орган совершает ударно-вращательное движение. К этой группе машин относятся и ударно-поворотные машины. У таких машин основное движение рабочего органа возвратно-поступательное, а поворот совершается с помощью дополнительных устройств, расположенных вне корпуса машины. На рис. 35 показаны наиболее часто применяющиеся схемы машин ударно-вращательного действия. Вращательное движение в таких машинах, как правило, осуществляется от электро- или пневмодвигателя, а привод ударника может быть соленоидного (рис. 35, а),   Рис. 35. Схемы ударно-вращательных и ударно-поворотных машин с приводом ударника а - соленоидного типа; б - механического типа; в - компрессионно-вакуумного типа  Рис. 36. Схема ударно-вращательного механизма 1 — сменная головка; 2 — квадрат; 3 — отверстие; 4 — подшипник; 5 — торец вала; 6, 12 — кулачки; 7 — вал; 8 — шарики; 9 — ударник; 10 — пружина; 11 — упорный подшипник; 13, 14 — винтовые канавки; 15 — шейка вала; 16— торец корпуса; 17 — наковальня; 18 — возвратная пружина; 19 — редуктор 66 механического (рис. 35, б), компрессионно-вакуумного типа (рис. 35, в). Приводы ударно-вращательного принципа действия используют в некоторых сверлильных машинах (для образования отверстий в бетонах, кирпиче), а также в большинстве гайковертов. Рассмотрим схему и принцип работы ударно-вращательного механизма в гайковерте (рис. 36). Ударно-вращательный механизм обычно расположен в корпусе редуктора 19. Наружный конец наковальни 17 имеет квадрат 2, на котором закрепляется сменная головка 1. Наковальня 17 может вращаться в подшипнике 4 и перемещаться в осевом направлении. Ограничивает перемещение, с одной стороны, торец корпуса 16, с другой — торец вала 5. Пружина 18 удерживает наковальню 17 в нижнем положении. Наковальня 17 и ударник 9 имеют кулачки 12 и 6, которые заходят в зацепление при перемещении наковальни в осевом направлении, передавая ей вращение. Ударник 9 имеет винтовые канавки 14, которым соответствуют винтовые канавки 13 вала 7. Между винтовыми канавками ударника и вала расположены шарики 8. Работает ударно-вращательный механизм следующим образом. Сменная головка гайковерта надевается на заворачиваемую гайку, и включается привод. При этом начинает вращаться вал 7 с ударником 9. Наковальня 17 находится в нижнем положении. Нажимая на гайковерт в осевом направлении, наковальня 17, преодолевая усилие пружины 18, расположенной в отверстии 3, перемещается вверх относительно подшипника 4 и шейки вала 15. При этом кулачки ударника входят в зацепление с кулачками наковальни и начинают ее вращать, передавая вращение гайке через сменную головку 1. Гайка вращается с той же скоростью, что и вал 7, а ударник 9 служит для передачи вращения на наковальню 17 через шарики 8. Как только между гайкой и стягиваемой деталью появляется торцовое трение, наковальня начинает оказывать сопротивление ударнику и ее скорость падает. При этом вал продолжает вращаться с прежней скоростью и как бы свинчивается с ударником, последний поднимается вверх, сжимая рабочую пружину 10, и выводит кулачки 12 из зацепления с кулачками 6, а шарики обкатываются по канавкам вала и ударника. Как только кулачки выходят из зацепления, ударник начинает вращаться со скоростью вала, пока не прекратится торцовый контакт кулачков. В этот момент абсолютная угловая скорость ударника резко возрастет вследствие разжатия рабочей пружины, перемещающей ударник в исходное положение, добавляя к перемещению вала движение ударника по винтовой поверхности. Кулачки ударника попадают во впадину между кулачками остановленной наковальни, и происходит соударение кулачков, после чего цикл повторяется. Гайка будет завинчиваться до тех пор, пока не наступит установившийся ударный режим: податливость резьбового соединения исчезнет, и осевое перемещение ударника относительно вала будет наибольшим (превышающим высоту зацепления кулачков). Для сверления в бетоне отверстий диаметром до 16 мм промышленность выпускает электросверлильные ручные машины с ударно-импульсным механизмом, расположенным, как и в гайковертах, в корпусе редуктора. Однако, так как сверление бетона не массовая операция, многие зарубежные фирмы выпускают к обычным сверлильным машинам насадки ударного действия. Такая насадка крепится на посадочном поясе корпуса редуктора. Благодаря имеющейся в насадке сцепной муфте ударный механизм включается только при нажатии на рабочий инструмент. Энергию единичного удара можно регулировать с помощью этой же муфты. Работа сверлильной машины с ударной насадкой обеспечивает вращение рабочего инструмента с одновременным осевым ударом частотой, в 2—4 раза превышающей частоту вращения шпинделя. § 9. Источники питания ручных машин Из ручных машин, применяемых на монтаже, 70% имеют электрический привод, 25% — пневматический и 5% — прочий. Для питания ручных машин с электрическим приводом используют промышленные трех- и однофазные сети. Тенденция развития выпуска для ручных машин электрических двигателей с двойной изоляцией снимает проблему их питания, так как для этого требуется обычная однофазная сеть напряжением 220В. Однако имеются ручные машины, электродвигатель которых из-за большой мощности (свыше 0,8 до 2 кВт) для снижения массы должен иметь питание повышенной частоты тока при напряжении 36 и 220 В трехфазных промышленных сетей. Для питания таких ручных машин применяют статические и машинные преобразователи частоты. Статический преобразователь частоты, например ИЭ-9403, имеет потребляемую мощность 1,8 кВт и массу 39 кг. При первичном напряжении 380/220 В мощность на выходе составляет 1,2 кВ*А при напряжении 36 В и частоте 200 Гц. Машинные преобразователи имеют потребляемую мощность 5,5 — 5,8 кВт и массу 58—72 кг. При первичном напряжении 380/220 В мощность на выходе составляет 3,75—4 кВ*А при напряжении 220 и 36 В и частоте 200 Гц. Все современные преобразователи выпускаются с защитой двигателя от перегрузки (защищенное исполнение). Статические преобразователи частоты тока имеют большие преимущества по сравнению с машинными, так как они практически не изнашиваются из-за отсутствия каких-либо движущихся деталей. При эксплуатации ручных машин в условиях повышенной опасности поражения электрическим током (в резервуарах, при увеличенной влажности и т. д.) их электродвигатели рассчитаны на низковольтное питание — 36 В. Для этих целей используют понижающие трансформаторы моделей ТСЗ, которые подключают к промышленным трехфазным сетям напряжением 380 В, при этом можно получить вторичное напряжение (на выходе) 36/127/220 В. Масса таких трансформаторов зависит от мощности на выходе: при мощности 0,63 — 2,5 кВ масса увеличивается от 22 до 35 кг. Питание ручных машин с пневматическими двигателями осуществляется от воздушных сетей. На заводах монтажных заготовок сети стационарные и имеют разводку в цехах с возможностью подключения к ним пневматических ручных машин. Воздух в сеть попадает от стационарных компрессорных установок, очищенный от механических примесей и влаги. В условиях монтажной площадки питание к пневматическим ручным машинам подается от передвижных компрессоров. Для очистки сжатого воздуха от механических примесей и пыли, регулирования давления, а также введения смазки в пневмодвигатели служат специальные переносные приборы массой 5—7 кг, к которым подключают ручные машины. |
Похожие:
 |
Для субъектов малого предпринимательства или социально ориентированных... На поставку и монтаж технологического оборудования и мебели для столовой нгуэу |
|
Для субъектов малого предпринимательства или социально ориентированных... На поставку и монтаж технологического оборудования и мебели для столовой нгуэу |
|
Учебно-тематический план и программа повышения квалификации по курсу... Взаимоотношение сторон в капитальном строительстве. Договор строительного подряда 9 |
|
Информационная карта открытого конкурса Поставка, монтаж и проведение пусконаладочных работ технологического оборудования пищеблока согласно технической документации (приложение... |
|
Техническое задание на приобретение Агрегата наземного ремонта технологического... Агрегат наземного ремонта предназначен для ремонта и профилактического обслуживания технологического оборудования. Эксплуатация оборудования... |
|
Инструкция для штабелера-бочковерта alfa slmg «armanni» Разработка проекта "Технологическая планировка и монтаж технологического оборудования (пресса "ФаворитС32) участка прессования рао... |
|
Методическое пособие по теме пм 01 Эксплуатация технологического... В настоящем методическом пособии представлены Устройство, техническая характеристика, эксплуатация, подготовка к ремонту специального... |
|
Инструкция по охране труда для слесаря по монтажу технологического... К самостоятельной работе в качестве слесаря по монтажу технологического оборудования допускаются лица, прошедшие |
|
Методическое пособие по теме пм 01 Эксплуатация технологического... Методическое пособие по теме пм 01 Эксплуатация технологического оборудования, пм 05 Выполнение работ по профессии Оператор технологических... |
 |
Техническое задание на техническое обслуживание и ремонт торгово-технологического... Исполнитель берет на себя работы по техническому обслуживанию и ремонту торгово-технологического оборудования по адресам |
|
Техническое задание на техническое обслуживание и ремонт торгово-технологического... Исполнитель берет на себя работы по техническому обслуживанию и ремонту торгово-технологического оборудования по адресам |
|
Техническое задание на техническое обслуживание и ремонт торгово-технологического... Исполнитель берет на себя работы по техническому обслуживанию и ремонту торгово-технологического оборудования по адресам |
|
Техническое задание на техническое обслуживание и ремонт торгово-технологического... Исполнитель берет на себя работы по техническому обслуживанию и ремонту торгово-технологического оборудования по адресам |
|
1. Описание технологического процесса Охрана труда и техника безопасности для слесарей по ремонту технологического оборудования |
|
Техническое задание на техническое обслуживание и ремонт торгово-технологического... Перечень работ, проводимых по техническому обслуживанию и ремонту торгово-технологического оборудования |
|
Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств пб 09-310-99 Фз (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, n 30, ст. 3588), а также в дополнение к требованиям Общих правил взрывобезопасности... |