Строительные машины и основы автоматизации

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЗЬБОЗАВЕРТЫВАЮЩИЕ МАШИНЫ

К этим машинам относят гайковерты и шуруповерты, широко применяемые в строительстве при производстве строительно-мон­тажных, ремонтных, санитарно-технических, отделочных, электро­монтажных и других работ.

Электрические гайковерты и шуруповерты изготавливают на ба­зе однофазных коллекторных и асинхронных трехфазных двигате­лей, работающих на токе повышенной частоты 200 Гц. Они имеют II и III классы защиты.

Электрические гайковерты применяют для механизированной сборки, затяжки и разборки резьбовых соединений при монтаже и демонтаже строительных конструкций, трубопроводов, вентиляци­онных систем и оборудования. Рабочим органом гайковертов слу­жит сменный наконечник с внутренним шестигранником (ключ), на­деваемый на гайку или головку болта. Ключ соединяется со шпин­делем жестко или шарнирно. Гайковерты с шарнирным ключом предназначены для ведения сборочных работ в стесненных и труд­нодоступных местах (например, при монтаже трубопроводов).

Затяжка резьбового соединения происходит при сообщении ключу ударных импульсов от ударного механизма машины с опре­деленной энергией и частотой.

В зависимости от реализуемой частоты ударов различают редко­ударные гайковерты с частотой ударов до 3 с-1 и частоударные с частотой ударов свыше 3 сг1.

Частоударные гайковерты предназначены для завинчивания и затяжки неответственных резьбовых соединений общего на­значения, редкоударные — для тарированной затяжки (до заданно­го момента) высокопрочных ответственных и средней прочности со­единений, а также высокопрочных болтов. Главным параметром редкоударных гайковертов являются энергиям удара (Дж) и частота ударов (с~'), частоударных — максимальный момент затяжки (Н-м) и время, затяжки (с).

Частоударные гайковерты унифицированы, имеют единую кон­структивную схему и отличаются друг от друга размерами ключей, типом и мощностью приводного двигателя. Они предназначены для затяжки резьбовых соединений диаметром до 20 мм и развивают момент затяжки до 125...320 Н-м.

Каждый частоударный гайковерт состоит из корпуса, электро­двигателя с вентилятором, планетарного одноступенчатого редук­
тора, ударно-вращательного механизма, виброизолированной ос­новной рукоятки со встроенным выключателем и устройством для подавления радиопомех и дополнительной съемной рукоятки.

Вращение от электродвигателя 10 (рис. 8.7) через планетарный редуктор 9 передается приводному валу 6 ударно-вращательного механизма. Вал связан с подпружиненным ударником 5 посредством двух шариков 4, находящихся в винтовых канавках обеих деталей. На торцовой поверхности ударника симметрично расположены два кулачка, входящие в зацепление с кулачками шпинделя 2 под дейст­вием рабочей пружины 7. На квадратном хвостовике шпинделя кре­пятся сменные головки 1.

В начале завинчивания гайки (болта), когда развиваемый гайко­вертом момент расходуется только на преодоление трения в резьбо­вой паре, кулачки ударника находятся в постоянном зацеплении с кулачками шпинделя 2, обеспечивая его непрерывное вращение. По мере возрастания сопротивления на ключе при достижении торцом головки гайки (болта) неподвижной поверхности (т. е. при его сто­пореним) ударник перемещается по винтовым канавкам относитель­
но вала, сжимая пружину 7 до тех пор, пока его кулачки не выйду і из зацепления с кулачками шпинделя. Затем ударник ускоренно воз­вращается под действием пружины в исходное положение. При сво­ем поступательном движении вдоль оси вала по винтовым канавкам ударник приобретает определенную угловую скорость и, догоняя кулачки шпинделя, наносит по ним удар, в результате чего происхо­дит затяжка резьбового соединения.

Удары наносятся периодически до выключения двигателя. Про­цесс затяжки осуществляется за 110...200 ударов, причем энергия из­меняется от удара к удару. Продолжительность затяжки составляеі не более 5 с.

При разборке резьбовых соединений реверсируют работу двига­теля гайковерта путем переключения фаз штепсельного соединения. Гайковерт снабжен двумя рукоятками — основной 12 со встроен­ным выключателем и вспомогательной 8. Рукоятки соединены с корпусом 3 посредством упругих элементов 11 виброзащиты. Кон­троль момента затяжки при работе с частоударными гайковертами осуществляется оператором субъективно во время работы.

Частоударные гайковерты применяют для сборки соединений с наибольшим диаметром резьбы 12...22 мм, развивают момент за­тяжки 125...250 Н-м при частоте вращения шпинделя 16... 19 с-1 и по­требляемой мощности 270...390 Вт; масса машин 3,5...4,5 кг.

Редкоударные гайковерты предназначены для затяжки резьбо­вых соединений диаметром до 18...48 мм редкими мощными удара­ми одинаковой энергии, в 15...25 раз превышающей энергию единичного удара частоударной машины. По сравнению с часто­ударными гайковертами аналогичного класса они имеют меньшую (на 15...35%) мощность двигателя, габаритные размеры, массу ма­шины (на 20...40%), больший (в 2...3 раза) КПД процесса затяжки, пониженный уровень шума и практически вибробезопасны.

Редкоударные гайковерты отличаются от частоударных конст­рукцией и принципом действия ударно-вращательного механизма. Составными частями каждого гайковерта являются корпус, элек­тродвигатель с вентилятором и устройством для подавления радио - помех, редуктор, ударно-вращательный механизм, специальная эксцентриковая муфта, основная рукоятка со встроенными вы­ключателем и переключателем направления вращения шпинделя, дополнительная рукоятка.

Редкоударные гайковерты имеют одинаковую конструкцию ударного механизма (рис. 8.8), основным элементом которого явля­ется ударник, составленный из ведущей 3 и ведомых 5 частей. Ведо­мые части находятся под воздействием пружин 10 и 11 и могут пере­мещаться относительно друг друга и ведущей части ударника. Дви­жение ударнику сообщается от двигателя 1 через редуктор 2 (в неко­торых конструкциях редуктор отсутствует) и муфту 14, обес­
печивающую постоянное зна - aj чение передаваемого момента при разгоне ударника.

По мере достижения удар­ником заданной угловой ско­рости грузы 13 под воздейст­вием центробежной силы сме­щаются к периферии в ради­альном направлении по на­клонным поверхностям 4 и 6 ведущей и ведомой частей ударника, вызывая перемеще­ние последней в осевом на­правлении и сжатие пружин 10 и 11. Одновременно вступает в работу синхронизирующий ме­ханизм, который во взаимно ориентированном положении кулачков 7 и 8 шпинделя 9 и ударника отделяет его ведомые части 5 и 12. Под действием пружи­ны 10 одна ведомая часть 5 смещается в обратном направлении, а вторая 12 с кулачками 7, толкаемая центробежными грузами 13, продолжает двигаться к шпинделю до тех пор, пока не будет обес­печено зацепление кулачков 7 и 8 на полную высоту. Происходит удар, при котором кинетическая энергия вращающегося ударника передается шпинделю и закрепленному на нем ключу. Затем ведо­мые части ударника под действием пружин 10 и 11, а также центро­бежные грузы 13 возвращаются в исходное положение, после чего цикл затяжки повторяется. Процесс затяжки осуществляется 4... 15 ударами.

Оператор отключает гайковерт при отсчете необходимого числа ударов.

Электрические шуруповерты предназначены для завинчивания шурупов, винтов, болтов и гаек с диаметром резьбы до 6 мм при вы­полнении крепежных операций на облицовочных работах — монта­же внутренних перегородок зданий из плитных материалов заво­дского изготовления, подвесных потолочных конструкций, а также при устройстве полов с применением материалов и изделий из дере­ва. Главным параметром шуруповертов являются максимальный момент затяжки (Н м) и время затяжки (с). Шуруповерты развивают момент затяжки 10... 15 Н м, имеют единую конструктивную схему, максимально унифицированы и состоят (рис. 8.9) из реверсивного электродвигателя 9 типа АП или КНД с переключением на правое и левое вращение ротора, одно - или двухступенчатого цилиндричес­кого редуктора 8, шпиндельного узла, сменного рабочего инстру­

мента /, пластмассового или алюминиевого корпуса и рукоятки 11 с курковым выключателем 10 и переключателем реверса электродви­гателя.

Переключатель реверса служит для изменения направления вра­щения вала электродвигателя при вывинчивании винтов и шурупов. Сменный рабочий инструмент шуруповертов — плоская отвертка 14 для завинчивания (отвинчивания) шурупов и винтов с прямоли­нейным шлицем в головке, крестовая отвертка 13 для завинчивания (отвинчивания) самосверлящих и самонарезающихся винтов и го­ловка-ключ 12. Для удобства работы при завинчивании винтов и шурупов плоская отвертка снабжена ловителем. Крепление инстру­мента обеспечивается замком.

Шпиндельный узел включает в себя кулачковую муфту, постоян­ный стержневой магнит 3, помещенный в немагнитную бронзовую втулку 2, с другой стороны которой установлена отвертка и упор для регулирования глубины завинчивания винтов и шурупов. Соз­даваемое стержневым магнитом магнитное поле удерживает винт на отвертке.

Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт — ведущей 7 и ведо­мой 5. В нерабочем состоянии муфта выключена — обе ее полумуфты разъединены с помощью расположенной между ними пружины 6. Включение муфты осуществляется нажимом на рабочий инструмент в осевом направлении, в результате чего кулачки полумуфт входят в зацепление и инструмент вместе со шпинделем 4 получает вращение от электродвигателя через редуктор. В начале процесса завинчива­ния, когда развиваемый шуруповертом момент расходуется только на преодоление трения в резьбовой паре, кулачки полумуфт находят­ся в постоянном зацеплении, обеспечивая непрерывное вращение шпинделя. При достижении на шпинделе определенного момента за-

тяжки между обеими полумуфтами развивается осевое давление, ко­торое преодолевает сопротивление пружины 6 и автоматически вы­водит ведомую полумуфту из зацепления. Ведущая полумуфта, продолжая свое вращение, наносит удары по кулачкам ведомой по­лумуфты, создавая дополнительный крутящий момент на шпинделе. Такое устройство кулачковой муфты предохраняет электродвигатель от перегрузки и предотвращает срыв винта с резьбы.

Шуруповерты могут иметь бесступенчатое электронное регули­рование частоты вращения электродвигателя, а также регулирова­ние реализуемого на шпинделе момента, что позволяет выбирать оптимальный режим работы машины при завинчивании винтов и шурупов различного диаметра и длины в материалы различной прочности.

При выполнении крепежных работ больших объемов для за­винчивания самосверлящих — самонарезающихся шурупов приме­няют шуруповерты-автоматы со сменной кассетой и электронным бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя, про­изводительность которых в 2,5...3 раза выше, чем у обычных бескас - сетных машин.

Сменная кассета содержит 100... 150 шурупов, закрепленных на бумажной или пластмассовой ленте, свернутой в рулон.

Шуруповерты обеспечивают момент затяжки 10... 15 Нм, продолжительность затяжки 3...5 с и потребляют мощность 0,32...0,42 кВт.