Отбойный молоток ( пневматическая дрель или отбойный молоток в британском английском ) — пневматический или электромеханический инструмент, который объединяет молоток непосредственно с зубилом . Он был изобретен Уильямом МакРиви, который затем продал патент Чарльзу Брэди Кингу . [1] Ручные отбойные молотки, как правило, работают от сжатого воздуха , но некоторые также приводятся в действие электродвигателями . Более крупные отбойные молотки, такие как монтируемые на буровой установке молоты, используемые на строительной технике , обычно имеют гидравлический привод. Эти инструменты обычно используются для разрушения камня , тротуара и бетона .
Отбойный молоток работает, перемещая внутренний молот вверх и вниз. Сначала молоток движется вниз, чтобы ударить по зубилу, а затем возвращается вверх, чтобы вернуть молот в исходное положение и повторить цикл. Эффективность отбойного молотка зависит от того, какое усилие приложено к инструменту. Обычно он используется как молоток для разрушения твердой поверхности или камня в строительных работах и не считается землеройным оборудованием вместе с его принадлежностями (например, толкателем, смазочным устройством). [2]
Первая паровая дрель была запатентована Сэмюэлем Миллером в 1806 году. Дрель использовала пар только для подъема бура. [3] Пневматические дрели были разработаны в ответ на потребности горнодобывающей промышленности, разработки карьеров, выемки грунта и прокладки туннелей. Пневматическая дрель была предложена К. Брантоном в 1844 году. [4] [5] В 1846 году ударная дрель, которая могла работать с помощью пара или атмосферного давления, получаемого из вакуума, была запатентована в Великобритании Томасом Кларком, Марком Фрименом и Джоном Варли. [6] Первая американская «ударная дрель» была изготовлена в 1848 году и запатентована в 1849 году Джонатаном Дж. Коучем из Филадельфии, штат Пенсильвания . [7] В этой дрели буровая коронка проходила через поршень парового двигателя. Поршень цеплял буровую коронку и швырял ее в скальную поверхность. Это была экспериментальная модель. В 1849 году помощник Коуча, Джозеф В. Фаул, подал патентную заявку на ударную дрель собственной конструкции. В дрели Фаула сверло было напрямую соединено с поршнем в паровом цилиндре; в частности, сверло было соединено с траверсой поршня . Сверло также имело механизм для поворота сверла вокруг своей оси между ударами и для продвижения сверла по мере углубления отверстия. [8] К 1850 или 1851 году Фаул использовал сжатый воздух для привода своей дрели, что сделало ее первой настоящей пневматической дрелью. [9]
Спрос на пневматические дрели был обусловлен, в частности, шахтерами и проходчиками, поскольку паровым двигателям для работы требовался огонь, а вентиляция в шахтах и туннелях была недостаточна для отвода дыма от пожаров. Кроме того, в шахтах и туннелях могли находиться горючие взрывоопасные газы, такие как метан . Также не было способа передавать пар на большие расстояния, например, с поверхности на дно шахты, без его конденсации. Напротив, сжатый воздух можно было передавать на большие расстояния без потери энергии, и после того, как сжатый воздух использовался для питания оборудования, он мог вентилировать шахту или туннель.
В Европе с конца 1840-х годов король Сардинии Карло Альберто задумал прорыть 12-километровый (7,5 миль) туннель через гору Фрежюс , чтобы создать железнодорожное сообщение между Италией и Францией, которое пересекло бы его королевство. [10] [11] Потребность в механическом буровом станке была очевидна, и это побудило Европу заняться исследованиями пневматических буровых станков. Француз Франсуа Каве (фр.) спроектировал буровой станок, работающий на сжатом воздухе, который он запатентовал в 1851 году. Однако воздух приходилось вручную подавать в цилиндр во время каждого хода, поэтому проект не увенчался успехом. [12]
В 1854 году в Англии Томас Бартлетт изготовил, а затем запатентовал (1855) буровую установку, головка которой была напрямую соединена с поршнем парового двигателя. В 1855 году Бартлетт продемонстрировал свою установку, работающую на сжатом воздухе, должностным лицам проекта туннеля на горе Фрежюс. [13] (В 1855 году немец Шуман изобрел похожую пневматическую буровую установку во Фрайбурге, Германия. [14] ) К 1861 году буровую установку Бартлетта усовершенствовал инженер из Савойи Жермен Соммейлер (1815-1871) и его коллеги Грандис и Граттони. [15] После этого многие изобретатели усовершенствовали пневматическую установку. [16] Соммейлер применил свою установку в длинном туннеле через перевал Готард , который тогда строился для соединения железных дорог между Швейцарией и Италией под Альпами. Оттуда горнодобывающая промышленность и строительство железнодорожных туннелей расширились.
Две компании по производству оборудования, Atlas Copco и Ingersoll Rand , стали доминирующими на рынке поставок пневматических буровых установок в Европу и Америку соответственно, каждая из которых имела значительные патенты.
Слово «jackhammer» используется в североамериканском английском и Австралии , в то время как «pneumatic drilling» используется в разговорной речи в других частях англоязычного мира , хотя, строго говоря, «pneumatic drilling» относится к пневматическому отбойному молотку. [17]
В Великобритании электромеханические версии в разговорной речи известны под названием «Kangos». [ 18] Термин происходит от бывшего британского бренда, который теперь принадлежит Milwaukee tools . [19]
Кроме того, термины дрель и отбойный молоток (отбойный молоток) не являются взаимозаменяемыми и относятся к двум различным типам отбойных молотков (независимо от источника питания). Отбойный молоток не может вращать свою сталь (например, зубило или шип) и полагается на чистый ударный удар для разрушения и раскалывания материала без резки, тогда как (пневматический/гидравлический) бур и ударяет, и вращается, что позволяет стали с наконечником из карбида вольфрама врезаться в твердую породу, такую как гранит, как правило, для создания отверстий для взрывных работ. Обычно только пневматическая дрель используется в геологических работах, таких как разработка карьеров или горнодобывающая промышленность, и только отбойный молоток в гражданских работах, таких как строительство и ремонт дорог.
Полноразмерный портативный отбойный молоток непрактичен для использования против стен и крутых склонов, за исключением очень сильного человека, так как пользователю придется и поддерживать вес инструмента, и толкать инструмент назад к работе после каждого удара. Метод, разработанный опытными рабочими, заключается в том, что команда из двух человек преодолевает это препятствие гравитации: один управляет молотком, а второй помогает, держа молот либо на плечах, либо в руках. Оба используют свой общий вес, чтобы вдавить биту в рабочую поверхность. Этот метод обычно называют горизонтальным отбойным молотком.
Другой метод — отбойный молоток над головой, требующий силовой подготовки и выносливости, чтобы держать над головой небольшой отбойный молоток, называемый заклепочным сокрушителем. Чтобы сделать работу над головой безопаснее, можно использовать платформу. Одной из таких платформ является позиционер-актуатор-манипулятор (PAM). Это устройство принимает на себя весь вес и вибрацию пользователя. [ необходима цитата ]
Пневматический отбойный молоток, также известный какпневматическая дрель илипневматический молот [20]—отбойный молоток, который использует сжатый воздух в качестве источника энергии. Подача воздуха обычно осуществляется от переносноговоздушного компрессора,приводимого в действиедизельным двигателем.поршневые компрессоры. Устройство состояло из поршневого компрессора, приводимого в действие дизельным двигателем черезцентробежную муфтуРегулятордвигателяобеспечивал только две скорости:
Современные версии используют винтовые компрессоры и имеют более сложные переменные регуляторы. Устройство обычно устанавливается на прицепе и иногда включает в себя электрический генератор для питания освещения или электроинструментов.
Кроме того, некоторые пользователи пневматических отбойных молотков могут использовать пневматический лубрикатор , который устанавливается последовательно с воздушным шлангом, питающим пневматический молоток. Это увеличивает срок службы и производительность отбойного молотка.
Электропневматический молоток часто называют перфоратором, потому что он имеет электродвигатель, который вращает кривошип. Молот имеет два поршня – приводной поршень и поршень свободного хода. Кривошип перемещает приводной поршень вперед и назад в том же цилиндре, что и поршень полета. Приводной поршень никогда не касается поршня полета. Вместо этого приводной поршень сжимает воздух в цилиндре, который затем толкает поршень полета к ударнику, который контактирует с буровой коронкой. [21]
Электроинструменты бывают разных размеров, около 12–65 фунтов (5,4–29,5 кг). Им требуется внешний источник питания, но не требуется компрессор. Хотя в прошлом эти инструменты не обладали мощностью воздушного или пневматического молотка, это меняется с появлением новых инструментов с бесщеточным двигателем, которые приближаются по мощности к пневматическому инструменту, а в некоторых случаях даже соответствуют ему. Электроинструменты полезны в местах, где доступ к компрессору ограничен или нецелесообразен, например, внутри здания, на переполненной строительной площадке или в отдаленном месте, и это не редкость под землеройным оборудованием или инструментом.
Электропневматические инструменты используют различные патроны для крепления зубил, но наиболее распространенными являются SDS-max, 7/8 дюйма шестигранник, TE-S и 1+1/8 дюйма шестигранник. Размер соединительного конца также связан с энергией разрушения инструмента. Например, инструменты Bosch и Hilti 12 фунтов (5,4 кг) используют SDS-max, в то время как инструменты Bosch, Hilti и Makita 65 фунтов (29 кг) используют соединение 1+1/8 дюйма шестигранник. Подробнее об электропневматическом ударе см. в разделе перфораторы .
Гидравлический отбойный молоток может быть установлен на тяжелом оборудовании, таком как экскаватор или экскаватор-погрузчик , и широко используется для дорожных работ, разработки карьеров, строительных работ и общего сноса. [22] Эти более крупные отбойные молотки, устанавливаемые на машину, известны как отбойные молотки, устанавливаемые на буровой установке, или отбойные молотки, устанавливаемые на машине. Такие инструменты можно использовать горизонтально, так как для выполнения своей работы им не требуется помощь силы тяжести. Обычно они используют гидравлический двигатель, приводящий в действие герметичную пневматическую молотковую систему, поскольку гидравлически активируемый молот будет развивать низкую скорость удара и потенциально передавать неприемлемые ударные нагрузки на насосную систему. Сравните это с паровым, механическим или гидравлическим приводом копра .
Достижения в области технологий позволили создать переносные гидравлические отбойные молотки. Отбойный молоток соединен гидравлическими шлангами с переносным гидравлическим силовым агрегатом: либо бензиновым или дизельным двигателем, приводящим в действие гидравлический насос; либо мини-экскаватором или мини-погрузчиком через карданный вал отбора мощности к гидравлической системе машины. Гидравлические источники энергии более эффективны, чем воздушные компрессоры, что делает комплект меньше, дешевле или мощнее, чем сопоставимая пневматическая версия.
Пневматические или гидравлические инструменты особенно часто используются в подземных шахтах , где существует риск взрыва (например, при добыче угля), поскольку для их работы не требуется высоковольтное электричество, что в значительной степени исключает опасность детонации, вызванной искрой.
Типы бит включают в себя:
Заточка: стамески можно затачивать в мастерской или на угловой шлифовальной машине с шлифовальным кругом. После заточки их необходимо подвергнуть термической обработке для восстановления целостности стали перед использованием. Также доступны самозатачивающиеся многоугольные и плоские стамески.
Звук ударов молотка в сочетании с взрывным выбросом воздуха делает пневматические отбойные молотки опасно громкими, издавая более 120 дБ SPL вблизи ушей оператора. [23] Оператор должен носить звукоизолирующие наушники и беруши, чтобы предотвратить форму потери слуха , основным симптомом которой является шум в ушах . Хотя некоторые пневматические отбойные молотки теперь имеют глушитель вокруг ствола инструмента, громкий выброс воздуха, сами удары молотка и звуки двигателя компрессора остаются незаглушенными.
Использование было связано с синдромом Рейно ; в частности, длительное воздействие выраженной вибрации, проводимой инструментом, может привести к вторичной форме синдрома, известной как вибрационный белый палец . [24] Наложение спортивной ленты не очень эффективно для предотвращения белого пальца, но, кажется, помогает облегчить часть дискомфорта. Использование пневматической дрели также может привести к предрасположенности к развитию синдрома запястного канала .
Некоторые производители электропневматических инструментов теперь предлагают системы гашения вибрации, чтобы уменьшить вибрацию, ощущаемую оператором. Например, Hilti выпускает модель отбойного молотка, которая имеет примерно такую же энергию удара, как и пневматический молоток весом 60 фунтов (27 кг), но вибрация, ощущаемая оператором, значительно меньше (7 м/с 2 ). Другие производители, такие как Makita , DeWalt и Bosch, также предлагают электроинструменты с гашением вибрации.
Кроме того, использование отбойного молотка для разрушения бетонного покрытия может подвергнуть оператора воздействию опасной пыли, содержащей вдыхаемый кристаллический кремний , который может вызвать силикоз . [25] Оператор и лица, находящиеся вблизи места работы отбойного молотка, должны носить средства индивидуальной защиты, включая респиратор, одобренный OSHA (США).
