Как функционируют электрические машины ударного и ударно-вращательного действия?

К машинам ударного действия относятся молотки, бетоноломы и трамбовки, а к машинам ударно-вращательного действия – перфораторы. Эти машины широко используют при выполнении строительно-монтажных, ремонтных, санитарно-технических, отделочных, электромонтажных и дорожных работ.

Основными параметрами являются: энергия единичного удара (Дж) и частота ударов (Гц). Все современные машины ударного, ударно-вращательного действия вибро-, шумо- и электробезопасны.

Электрические и электромагнитные молотки предназначены для про­бивки проемов, ниш и отверстий; дробления канавок в перекрытиях, кир­пичных и бетонных стенах при прокладке кабелей, газовых, водопроводных и канализационных труб; насечки и очистки каменных, бетонных или кир­пичных поверхностей при подготовке их к оштукатуриванию; рыхления твердых слежавшихся, каменистых и мерзлых грунтов, взламывания дорож­ных покрытий; разрушения фундаментов при устройстве котлованов, колод­цев, траншей и ремонте коммуникаций.

В молотках используется энергия движущегося возвратно-поступатель­ного бойка (ударника), наносящего с определенной частотой удары по хво­стовику рабочего инструмента. Различают электрические (компрессионно-вакуумные) и электромагнитные (фугальные) молотки. В электрических мо­лотках движение бойка (ударника) обеспечивается последовательной рабо­той поршня и воздушной подушки. В электромагнитном молотке боек дви­жется возвратно-поступательно под воздействием переменного магнитного поля линейного электромагнитного двигателя (соляноида). В электрических молотках сила отдачи гасится воздушной подушкой, а вот вибробезопасность обеспечивается в основном введением в конструкцию машины инерционного преобразователя импульса сил отдачи в виде «тяжелого» буфера на пружине и подвески ударного узла в корпусе на амортизаторах.

Электрические молотки состоят из электродвигателя с вентилятором, редуктором, кривошипно-шатунного механизма ствола с компрессионно-вакуумным ударным механизмом, узла крепления сменного рабочего инструмента (пики, зубила и др.), рукоятки с курковым выключателем и боковой дополнительной рукоятки.

Электрический молоток работает следующим образом. При движении поршня от бойка из нижней мертвой точки в полости цилиндра между торцом бойка и поршнем создается разряжение. Боек в начальный момент из-за малой степени разряжения остается на месте. Затем с увеличением разности давлений в верхней и нижней частях бойка он начинает с нарастающей скоростью перемешаться вверх за поршнем. Поршень замедляет движение, его скорость доходит до нуля, а скорость бойка по инерции продолжает нарастать. При обратном движении поршня происходит сжатие воздушной подушки и возрастает давление между бойком и поршнем, в результате чего скорость бойка уменьшается до нуля, а затем под действием сжатой воздушной подушки боек с нарастающей скоростью устремляется вниз и ударяет по хвостовику рабочего инструмента. В последующем рабочий цикл повторяется.

Электромагнитный молоток состоит из пластмассового корпуса, удар­ного механизма с магнитопроводом, двумя магнитными катушками прямого и обратного хода, узла крепления рабочего инструмента и однофазного син­хронного электродвигателя с вентилятором. Боек осуществляет возвратно-поступательные движения по оси катушек в гильзе под воздействием пере­менного магнитного поля и наносит удары по хвостовику рабочего инстру­мента.

Энергия удара электромагнитного молотка 4,5 Дж, частота ударов 50 Гц, потребляемая мощность 0,6 кВт.

Электрические ломы предназначены для разрушения бетона, железобе­тона, кирпичной кладки, асфальтобетона, каменистого и мерзлого грунтов. Они аналогичны по конструкции электрическим молоткам и отличаются от них энергией удара и мощностью приводного электродвигателя. Энергия удара ломом не менее 40 Дж, частота ударов 19…20 Гц.

Электрические и электромагнитные перфораторы предназначены для прорезки отверстий и проемов в междуэтажных перекрытиях и перегородках зданий при монтаже трубопроводов и вентиляционных систем, для пробивки борозд (штроб) для скрытой проводки и очистки поверхностей в конструкциях искусственных и естественных строительных материалов, разрушения горных пород, а также сверления отверстий в различных материалах, установки дюбелей, завинчивания винтов и шурупов, рубки металла, обработки дерева и других работ.

Перфораторы отличаются от молотков тем, что кроме ударного узла имеют механизм вращения сменного рабочего инструмента – бура, сверла, отвертки.

Для выполнения различных технологических операций перфораторы комплектуются сменными рабочими инструментами: шнековыми бурами, буровыми коронками, пиками, ломами, штробниками, бугардами, зубилами, сверлами различных типов по металлу и дереву, зенкерами, топориками и стамесками для обработки дерева, приспособлениями для забивки дюбелей, завинчивания винтов и шурупов.

Электрические перфораторы предназначены для работы в ударном, ударно-вращательном и вращательном режимах, а также в режиме винто­верта. Конструктивное исполнение электрического перфоратора объединяет вышерассмотренные конструкции электрического молотка и электродрели. Особенностью является то, что при работе в ударном и ударно-вращательном режимах перфоратор может автоматически переходить на холостой ход (без­ударный режим) при прекращении нажатия на рукоятку и смещении рабо­чего инструмента вниз. При этом боек захватывается пружинами с кольцом и фиксируется в этом положении.

Электрические перфораторы развивают энергию удара бойка 1,0…

2,0 Дж при частоте ударов бойка 25…40 Гц и потребляемой мощности 0,35…0,45 кВт. Диаметр пробуриваемых отверстий 8…16 мм, глубина буре­ния 100…200 мм, средняя скорость бурения 90…100 мм/мин.

Электромагнитный перфоратор с энергией удара 2,5 Дж работает в трех режимах: ударном, ударно-вращательном и вращательном. Конструктивное исполнение электромагнитного перфоратора объединяет вышерассмотрен­ные конструкции электрического молотка и электродрели.

Энергия удара бойка электромагнитных перфораторов 2,5 Дж, частота ударов 50 Гц, максимальный диаметр пробуриваемых отверстий до 80 мм.

Электрические трамбовки представляют собой высокоманевренные ма­логабаритные уплотняющие машины, предназначенные для искусственного уплотнения связных и несвязных грунтов в труднодоступных и стесненных местах, при засыпке траншей после укладки подземных коммуникаций, ут­рамбовки щебня, гравия, уплотнения бетонных смесей, а также при устрой­стве грунтовых подсыпок и планировочных работ небольшого объема.

Электрическая трамбовка состоит из электродвигателя, редуктора, кривошипно-шатунного механизма с динамическими гасителями колебаний, ударного механизма пружинного типа, трамбующего башмака и амортизирующей рукоятки управления трамбовкой. Размах колебаний трамбующего башмака составляет 0,03 м, частота ударов 7…10 Гц.

Производительность электротрамбовки массой 80 кг составляет 15…22 м³/ч при толщине уплотняемого слоя грунта 0,3…0,4 м, мощности электродвигателя 1,6 кВт.