Ручные машины для разрушения прочных материалов и для работы по грунту.

Для разрушения асфальтобетонных покрытий, мерзлых грунтов, скальных пород, элементов конструкций из различных строительных материалов (камня, кирпича, бетона), пробивки отверстий в стенах и перекрытиях и т. п. применяют молотки и бетоноломы. Эти машины относятся к импульсно-силовым с возвратно-поступательным движением рабочих органов (пилы или зубила - у молотков, пики или лопаты у бетоноломов). Они выполнены по одинаковым принципиальным схемам и отличаются друг от фуга энергией удара, которая у электрических молотков составляет от 2 до 25 Дж, а у ломов - 40 Дж при электрическом и 90 Дж при пневматическом приводах. Па сравнению с молотками ломы имеют также большую массу. В рабочем состоянии молоток может занимать произвольное положение относительно обрабатываемого материала, а бетонолом - только вертикальное или близкое к нему положение при работе сверху вниз. Отбойныймолоток, механический ручной инструмент ударного действия для отделения от массива некрепких горных пород,

разрыхления мёрзлых грунтов, разборки бетонных фундаментов, асфальтовых и бетонных покрытий и т.п.

Исполнительный орган отбойного молотка (Рис. 13.24) пика, долото или лопата в зависимости от вида выполняемых работ и характеристики разрушаемого массива. Боёк, перемещающийся в корпусе Отбойный молоток с частотой 1000— 1500 ударов в 1 мин, наносит удары по хвостовой части инструмента, энергия этих ударов используется для полезной работы. Отбойный молоток бывают пневматическими, электрическими и бензиновыми (с приводом от бензинового двигателя внутреннего сгорания). Пневматическая энергия (сжатый воздух) подводится к Отбойный молоток гибким шлангом от воздухопроводной сети; электрическая энергия напряжением 127—220 в подаётся по гибкому кабелю от обшей сети через понижающий трансформатор или от передвижной электростанции. Двигатели внутреннего сгорания и топливные баки обычно встроены в корпус молотка. В связи с малыми габаритами и массой при значительной мощности, простоте конструкции и высокой надёжности распространение получили пневматические отбойные молотки электрические и бензиновые отбойные молотки почти не применяются из-за большой массы и малой надёжности.

Рис. 13.24 Схема вибробезопасного пнемматического отбойного молотка:
1 - рукоятка; 2 - амортизатор; 3 - пружина; 4 - клапан; 5 -стопорное кольцо;
6 - ствол; 7 - боёк (ударник); 8 - буферная пружина; 9 — пика; 10 - ниппель.

Рис. 13.25 Рубильный молоток.

На рис. 13.25 представлен пневматический рубильный молоток,в котором поступательное движение рабочего органа 1, закрепленного во втулке подвижного ствола 2, обеспечивается за счет ударов по его хвостовику бойком 3, перемещаемым в цилиндрической части 4 ствола путем попеременной подачи в нижнюю и верхнюю полости цилиндра сжатого воздуха. Клапанный механизм 7 воздухораспределения расположен в верхней части ствола. Рукоятка 5 - вместе с корпусом 10 виброизолирована пружиной 8, поступающим в камеру 9 сжатым воздухом и буфером б.

Отечественная промышленность выпускает молотки с энергией удара от 8 до 56 Дж с частотой соответственно от 40 до 10 Гц и массой от 5,5 до 11 кг.

Для образования глухих и сквозных скважин (горизонтальных, вертикальных, наклонных) в однородных грунтах до IV категории

 

включительно применяют пневматические пробойники (для скважин диаметром от 55 до 300 мм) и раскатчики грунта (для скважин диаметром от 55 до 2000 мм).

Пневматический пробойник(рис. 13.26) работает в импульсно-силовом режиме. Он перемещается в грунте за счет возвратно-поступательного движения ударника 4, перемещающегося в корпусе / и наносящего удары либо по наковальне (передней части корпуса) - при движении на скважину, либо по задней гайке 10 - при движении из скважины. Движение в прямом направлении (на скважину) обеспечивается подачей сжатого воздуха от компрессора по гибкому шлангу // к патрубку 7 и далее, через камеру б и окна 5, в полость между ударником и передней частью корпуса - камеру 3. Из-за разности воспринимающих давление сжатого воздуха площадей со стороны камер б и 3 ударник перемещается вправо. В конце этого перемещения происходит выхлоп воздуха из камеры 3 через окна 5 в полость 8 и далее, через отверстия амортизатора 9, в атмосферу, вследствие чего ударник сначала останавливается, а затем, с возрастанием давления воздуха в камере 6, перемещается влево, нанося удар по наковальне. Для возвратного движения (из скважины) вращением шланга // и соединенного с ним патрубка 7 последний вывинчивают из гайки 10, перемещая патрубок в положение, показанное штриховой линией, увеличивая этим ход ударника в направлении к задней гайке до сообщения окон 5 с полостью 8 так, что выхлоп отработавшего воздуха происходит одновременно с ударом ударника по задней гайке. При перемещении же ударника в направлении передней части корпуса из-за амортизирующего действия находящегося в камере 3 воздуха удара по наковальне не происходит.

 

 

Рис. 13.26

Импульсное перемещение пробойника в грунте является результатом разбаланса между генерируемыми ударами активными силами и силами трения корпуса о стенки скважины. При движении ударника в обратном направлении (после удара) этот баланс восстанавливается, и возвратного перемещения всего пробойника не происходит. Поэтому необходимым условием проходки скважины пробойником является наличие сил трения между корпусом и стенками скважины. Этим

объясняется, в частности, необходимость имитации указанных сил трения специальными устройствами при запуске машины. Горизонтальные проколы в грунте выполняют предварительно обычно из отрытых приямков (рис. 13.27).

Рис. 13.27 Пневматический пробойник.

Для предотвращения самопроизвольного вращения патрубка и изменения вследствие этого направления движения пробойника шланг от компрессора укладывают змейкой и заневоливают. В зависимости от прочности грунта и диаметра скважины последнюю пробивают несколькими проходками пробойника со сменными уширителями 2 (рис. 13.26) Для проходки глухих скважин обязателен описанный выше реверс движения пробойника для его извлечения из скважины. В случае сквозных скважин могут быть применены более простые нереверсивные пробойники.

Пробойники применяют также для забивки металлических труб и анкеров, для глубинного уплотнения грунта, рыхления слежавшихся насыпных материалов и других подобных работ.

Основными параметрами пробойников являются: энергия удара на прямом ходу, частота ударов, диаметр и длина скважины, а также

 

скорость проходки. Давление сжатого воздуха составляет от 0,5 до 0,7 МПа, а его удельный расход - от 0,05 до 0,22 (м³/с)/кВт. Пробойники отличаются простотой устройства и обслуживания. Основной недостаток - ограниченная область применения - только в однородных нескальных грунтах немерзлого состояния с каменистыми включениями не более 0,15 м. При работе в неоднородных грунтах, из-за боковых реактивных сил грунта, возможно значительное отклонение пробойника от заданного курса

Раскатчики грунта(рис. 13.28,а) являются самодвижущимися машинами непрерывного действия, предназначенными для образования скважин в грунте методом его постепенного уплотнения рабочим органом в виде конических катков 3, установленных на шейках эксцентрикового вала 2. Первый (направляющий) каток 4 свободно посажен на ось вала, авсе остальные катки, с возрастанием их диаме­тров от лидерного к замыкающему катку, свободно посажены на шейки вала, каждая из которых, а следовательно и ось поддерживаемого ею катка, развернуты относительно предыдущей шейки на угол так, что при вращении вала происходит завинчивание всего устройства

Рис. 13.28 Раскатчик грунта:

а - принципиальная схема; б — схема разворота катков.

в осевом направлении (на скважину) с одновремеЕшым уплотнением грунта в стенках скважины обкатывающимися по ним катками. Реактивный момент воспринимается замыкающим катком с ребрами / по его периферии. Вращение валу передается от встроенного в

замыкающий каток мотор-редуктора, питаемого электроэнергией от внешнего источника через кабель 5.

В диапазоне диаметров разрабатываемых скважин 55 ... 250 мм мощность двигателя при скорости проходки 20 м/ч составляет от 0,3 до 5,5 кВт, а масса машины - до 150 кг. Масса наиболее мощных раскатчиков (для разработки скважин 2000 мм) достигает 25 т при мощности двигателя до 270 кВт. Они работают с частичной выемкой грунта, для чего их дооборудуют винтообразной лопастью на замыкающем катке.