В этой статье: этапы изобретения пневмоинструмента; конструкция, принцип работы и виды; области применения пневматического инструмента; положительные и отрицательные характеристики; оборудование, необходимое для работы пневмоинструмента; принципы создания трубопровода для сжатого воздуха; критерии выбора и производители.
В начале прошлого века в технологической и научной сферах был совершен неожиданный и мощный рывок вперед — за несколько десятков лет было сделано больше, чем за несколько прошедших веков. Прогресс произошел и в области строительства, заменив большую часть ручного инструмента на электрический и пневматический, причем последний стал настоящим прорывом в обеспечении ремонтных и строительных работ, поскольку при высокой производительности наименее требователен в обслуживании. Какими характеристиками обладает пневмоинструмент и насколько сложно его эксплуатировать?
Экскурс в историю пневмоинструмента
Поскольку любой пневматический инструмент не может работать без сжатого воздуха, подаваемого компрессором, то история пневмоинструмента началась в середине XVII века, с изобретением немецким инженером и физиком Отто фон Герике вакуумного насоса. Правда, практического применения насоса фон Герике в то время не было, только лишь «магические» представления со знаменитыми Магдебургскими полушариями, соединение которых после выкачивания воздуха из образованной ими сферы не могли разорвать 16 ломовых лошадей.
Спустя два века изобретатели наконец-то обратили внимание на возможности пневматики — англичанин Джордж Медхурст создал пневматическую почту для почтовых отделений банков, а Альфред Бич разработал пневматический метрополитен для подземной перевозки грузов и даже пассажиров.
Первые модели пневматических инструментов были созданы американскими инженерами в конце XIX века — Георг Лейнер создал ручной пневматический отбойный молоток, а Чарльз Брэди Кинг разработал пневматический молотковый перфоратор.
Принцип работы и виды пневмоинструмента
Пневматический инструмент работает от сжатого воздуха, поступающего к его двигателю от компрессора по шлангу высокого давления. Нагнетающая воздух компрессорная установка оснащается электрическим, бензиновым или дизельным двигателем, пневмоинструмент электроэнергию не потребляет. Корпус изготавливается из алюминиевых сплавов и высокопрочных композитов, редукторные колеса, роторы, шпиндели и подшипники выполняются из конструкционной и легированной стали, прошедшей закалку. Точная обработка и подгон подвижных деталей друг к другу позволяют снизить шумность инструмента при его работе — некоторые виды пневмоинструмента работают более шумно, чем электромеханические аналоги, однако это связано в большей степени с особенностями работы, чем с конструкционными недоработками. Степень вибрации пневматического инструмента зависит от качества изготовления, присутствия зубчатых передач и т.д., однако вибрация качественных моделей невелика, поскольку в их конструкции передача крутящего момента происходит без участия зубчатых передач — сразу от двигателя на вал.
В зависимости от типа пневматического инструмента, сжатый воздух приводит в действие механизм удара, вращения или нагнетания.
К пневмоинструментам ударного типа относятся пневмозубила, отбойные и рубильные молотки, пневмотрамбовки, гвозде- и скобозабивающие пистолеты, пневмопробойники и т.д. Чаще всего пневмомолоток предназначен для работы одной рукой, его вес не превышает одного килограмма, при этом производительностью он не уступает более увесистому ударному инструменту с электроприводом. Такой инструмент обладает широким спектром применения — к примеру, при помощи пневматического зубила с комплектом сменяемых насадок можно рубить листы металла и трубы, отбивать штукатурку и плитку, вырубать штробы, а при замене насадки на металлическую щетку можно будет производить зачистку металлических поверхностей. Нанося за одну минуту от 3000 до 5000 ударов по 2-5 Дж каждый, такое пневмозубило расходует от 100 до 250 л воздуха в минуту. Ударный пневмоинструмент большей мощности используется для сноса бетонных и кирпичных построек, заменяя привычные отбойные молотки, а при высверливании отверстий диаметром более 30 мм превосходит характеристики электроинструмента — устранение пыли и мелких обломков при сверлении производится воздушной струей, а не канавками, нанесенными на поверхность бура электроперфоратора, что облегчает процесс работы.
Пневматический инструмент, оснащенный роторно-пластинчатым двигателем, вращающим рабочую головку с насадкой — пневмодрели, гайковерты, шлифовальные машинки, шуруповерты и пр. В работе пневмодрели и гайковерты схожи с электрическими аналогами, за исключением меньших веса и габаритов при равноценной мощности, поэтому в ходе строительных работ используется редко и более популярны в фабричных цехах и мастерских. Что же касается шлифовального и отрезного пневмоинструмента, то при значительных объемах работ в условиях производственных цехов или строительных площадок его характеристики превосходят модели с электроприводом, поскольку обладают большим рабочим ресурсом.
Нагнетаемый компрессором воздух приводит в действие распыляющий пневмоинструмент — краскопульт, пистолеты для смазки и пескоструйные.
Помимо описанных типов пневмоинструмента существуют другие его виды, как пневмоножницы и пневмопилы, пистолеты для подкачки автомобильных колес и обдувочные. Следует отметить, что некоторые виды пневматического инструменты могут совмещать в себе несколько функций, к примеру, вращение и удар.
Пневмоинструмент используется в самых разных сферах производства. В строительстве он необходим при возведении, ремонте и сносе зданий, как основной инструмент для каркасного домостроения или инструмент для изготовления поддонов, в машиностроении и металлообработке — для создания металлоконструкций самого различного назначения, в горных разработках и шахтном деле — для вырубки породы.
Характеристики пневматического инструмента
Основное преимущество пневматического инструмента заключается в простоте конструкции — не более 30 деталей, в числе которых нет ни одного хрупкого элемента. Рассмотрим, какими еще плюсами обладает пневмоинструмент по сравнению с электроинструментом:
- малые габаритные размеры и вес, т.е. удобство в эксплуатации;
- высокая устойчивость к перегрузкам и непрофессиональному обращению, допускает непрерывное использование в течение нескольких рабочих смен кряду;
- надежность и безопасность использования для рабочего коллектива. Полностью невосприимчив к степени запыленности, влажности и загазованности, не способен вызвать пожар или взрыв вследствие короткого замыкания, поразить током рабочих;
- при равной мощности с электромеханическими аналогами, в процессе работы имеет меньшую шумность;
- приемлемая стоимость, на фоне низких эксплуатационных расходов и ремонтопригодности;
- пневмоинструмент начинает работать сразу же, как к нему будет подан сжатый воздух, т.е. ему не требуется время на инерционный разгон;
- в процессе работы с пневмоинструментом сотрудники меньше утомляются, т.к. он боле легкий и нетребовательный в обращении.
Минусы пневмоинструмента:
- более высокая цена, по сравнению с электроинструментом равноценной мощности. Разница, в зависимости от производителя, может составить от 15 до 60%;
- требуется компрессор соответствующей мощности;
- потребность в постоянном шланговом соединении с компрессором, что несколько увеличивает вес прибора;
- жесткие требования к качеству и объему подаваемого воздуха, от соблюдения которых зависит долговечность инструмента;
- в процессе работы корпус пневматического инструмента без внешней облицовки (в особенности шлифмашинок) ощутимо охлаждается, требуется использовать перчатки.
Оборудование, необходимое для работы пневмоинструмента
Если для пользования электроинструментом необходима лишь электропроводка достаточного сечения, подключенная к источнику тока, то пневматический инструмент не будет работать без комплекса оборудования — компрессора, оборудования для подготовки воздуха и пневмомагистрали.
В среднем пневмоинструмент потребляет около 300-400 л воздуха за одну минуту, мощность компрессора определяется по числу единиц пневматического инструмента, которые будут работать одновременно, при этом компрессор должен производить на 30-50% большее объема сжатого воздуха, чем это необходимо. Повысить мощность компрессора можно путем использования емкости ресивера, где будет накапливаться сжатый воздух.
Подготовка воздуха перед его подачей на инструмент должна проводиться обязательно, иначе оборудование быстро выйдет из строя. В составе системы воздухоподготовки осушитель, отделяющий конденсированную влагу фильтр, лубрикатор и регулятор давления воздуха с манометром. Осушитель, в емкости которого накапливается конденсат и различные взвеси, устанавливается на выходе воздуха из компрессора, в случае разветвленной системы пневмотрубопровода фильтры для отвода конденсата необходимо устанавливать дополнительно на каждый вывод трубопровода. Для подачи масла в пневмосистему используется лубрикатор. Оба прибора — лубрикатор и осушитель — предназначены для предотвращения коррозии инструментов.
Пневмомагистраль, по которой к рабочим постам подается сжатый воздух, выполняется из медных, алюминиевых, металлокерамических, металлопластиковых и, в наиболее «бюджетном» варианте, из водопроводных труб. Эффективность пневмопровода зависит от сечения и материала, из которого выполнены трубы. Чтобы предупредить падение давления на некоторых его участках, необходимо создать замкнутую систему, установив в наиболее удаленных участках дополнительные ресиверы. Для борьбы с конденсатом трубы укладываются под 2° уклоном по ходу движения воздуха, на выходах их необходимо оснастить кранами для слива накопившегося конденсата. Образование конденсата в пневмомагистрали будет наименьшим, если трубу укладывать вдоль стен или на уровне потолка, наихудшим вариантом будет прокладка труб внутри пола или стен.
Помимо магистрального пневмопровода для подачи к инструментам сжатого воздуха используются армированные тканью шланги, с внешним диаметром от 12 до 20 мм и наибольшей длиной 50 м. В условиях цеха наиболее удобны полиуретановые и нейлоновые шланги, собранные спиралью и оснащенные быстроразъемными муфтами и штепсельными штуцерами.
Как выбирать пневмоинструмент
На российском рынке представлен пневмоинструмент зарубежных производителей, в том числе немецких «Schneider», «Rodcraft» и «Prebena», американских «Gison» и «Basso», австрийской «Stid», чешской «Deprag», японской «Shinano», тайваньской «Sumake», а также отечественных — ООО «Пневмокомплект-Ек», ОАО МЗПИ «Московский завод пневмоинструмента», ООО «Томский завод Кузнецова» и др.
Основными критериями выбора пневмоинструмента будут его следующие характеристики:
- мощность;
- производительность, в т.ч. наличие ручной регулировки оборотов, точность регулировки положения режущего инструмента и возможность его быстрой замены;
- удобство, т.е. вес, расположение управляющих органов, допустимость использования балансира и т.д.;
- цена, помимо содержащихся в ней цифр учитываются условия и сроки поставки, гарантии и месторасположение ближайшей сервисной станции обслуживания.
Изучите корпус предлагаемого продавцом пневмоинструмента и его магазинную часть — чем меньше пластиковых вставок, тем лучше, большинство корпусных элементов должно быть из металла. Оцените, насколько точно подогнаны элементы корпуса, убедитесь в отсутствии на нем раковин и трещин. Следует отметить, что при выборе гвоздезабивного пневмоинструмента лучше отдать предпочтение моделям с магазином, крепежом для которого выступает гвоздь барабанный или барабанные гвозди. Поскольку для пневматического инструмента постоянно необходим специализированный крепеж (определенная ширина скобы или длина гвоздя), правильным будет выбрать поставщика, предоставляющего необходимый ассортимент качественных расходных материалов по приемлемым расценкам.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
