Наибольшее распространение получили ротационные пневмодвигатели, которые по сравнению с поршневыми более просты по конструкции, портативны (на 1 кВт мощности двигателя приходится не более 1 кг массы), быстроходны (до 20 000 об/мин), легко реверсируются и могут выдерживать значительные перегрузки.

Турбинные двигатели, имеющие частоту вращения до 100 000 об/мин, применяются в высокоскоростных шлифовальных машинах с абразивными борголовками диаметром до 30 мм. Основными недостатками таких двигателей являются быстрый износ лопаток и значительный шум при работе.

Ротационный двигатель (рис. 15. 10) состоит из корпуса (статора), ротора, в пазах которого свободно установлены лопатки, передней и задней крышек, закрывающих статор с торцов. Ротор расположен эксцентрично относительно внутренней цилиндрической поверхности статора. Лопатки изготовляются из текстолита толщиной 3—5 мм и могут свободно перемещаться в пазах ротора в радиальном направлении. Сжатый воздух, поступая в рабочую полость двигателя (т. е. в пространство между двумя соседними лопатками) через отверстие в задней крышке, давит на выступающие части лопаток и заставляет ротор вращаться. Лопатки при вращении прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности статора, препятствуя перемещению воздуха из одной полости в другую. Отработанный воздух через отверстие в корпусе выбрасывается в атмосферу. В теле ротора имеются каналы, которые служат для уравновешивания давления воздуха на торцы лопаток и выхода воздуха из пазов при движении лопаток к центру вращения. Вал ротора вращается в двух шарикоподшипниках.

Рис. 15. 10. Пневматический ротационный двигатель

Выступающий конец вала ротора обычно выполнен в виде прямозубой цилиндрической шестерни, которая служит ведущим звеном планетарного редуктора.

Ротационные пневмодвигатели изготовляются реверсивными и нереверсивным и, имеющими правое или левое вращение ротора. В реверсивных пневмодвигателях сжатый воздух подается попеременно в правую или левую рабочие полости двигателя, заставляя ротор вращаться в соответствующем направлении. Реверсирование производится при помощи специального механизма, устанавливаемого в задней крышке двигателя или в пусковом устройстве. Поддержание заданной скорости ротора ротационных двигателей обеспечивается центробежными регуляторами.

Для снижения шума до уровня санитарных норм машины с ротационными пневмодвигателями снабжаются глушителями.

Основные узлы тшевмомашины вращательного действия (двигатель, редуктор, рукоятка с пусковым устройством) изготовляются в виде отдельных унифицированных узлов, легко заменяемых при выходе их из строя.

На рис. 15.11 показаны пневмомашины вращательного действия: пневмосверлильная, пневмогайковерт и пневмошлифовальная.

Пневмосверлильная машина (рис. 15.11, а) имеет встроенный нереверсивный ротационный пневмодвигатель, установленный в рукоятке, с пусковым устройством куркового типа. Вращение от вала ротора передается через планетарный редуктор шпинделю, на конце которого крепится сверлильный патрон.

Сверлильные РМ выполняются прямыми и угловыми; они способны сверлить отверстия диаметром до 32 мм (по стали), имеют частоту вращения шпинделя (на холостом ходу) 400—2000 об/мин, мощность двигателя 0,4—1,8 кВт, массу 1,7—8 кг. Расход сжатого воздуха при максимальной мощности составляет 0,9—2 м3/мин, рабочее давление воздуха 5 кгс/см2 (0,5 МПа).

Пневмогайковерты пистолетного типа (рис. 15.11,6) конструктивно однотипны, имеют реверсивный ротационный пневмо-двигатель с механизмом реверса, вибробезопасный ударный механизм, корпус и рукоятку со встроенным в нее пусковым устройством с курком. Вращательное движение двигателя преобразуется ударным механизмом в ударные импульсы шпинделя, на котором крепятся сменные головки (ключи). Благодаря специальному приспособлению пневмогайковерты могут также завинчивать шпильки. Отечественные пневмогайковерты выпускаются прямыми и угловыми, обеспечивают сборку резьбовых соединений диаметром 12—42 мм, развивают наибольший момент затяжки 6,3—150 кгс-м (63—1500 Н-м). Масса машин составляет 1,9—9,5 кг, расход сжатого воздуха 0,7—1,0 м3/мин, при рабочем давлении 5 кгс/см2 (0,5 МПа).

Прямая пневмошлифовальная машина (рис. 15.11, в) выполнена по безредукторной схеме и состоит из корпуса с пусковым устройством, ротационного пневмодвигателя, с регулятором частоты вращения 16 и глушителем шума, виброзащитных рукояток, защитного кожуха и шпинделя с абразивным кругом. При повороте крана пускового устройства сжатый воздух, попадая в рабочую полость двигателя, вращает ротор, передний конец которого соединен со шпинделем.

Прямые машины комплектуются плоскими шлифовальными кругами диаметром 60—150 мм, угловые — чашечными кругами диаметром до 125 мм. Частота вращения шпинделя пневмошли-фовальных машин составляет 4600—12700 об/мин, мощность двигателя 0,4—1,3 кВт при расходе сжатого воздуха 0,9—1,6 м3/мин.

К ударным пневмомашинам относятся молотки различного назначения— отбойные, клепальные и рубильно-чеканочные, а также бетоноломы, трамбовки, шпалоподбойки, бучарды и др.

При производстве сантехнических работ, прокладке газовых, водопроводных и канализационных труб наибольшее распространение получили аналогичные по конструкции молотки и бетоноломы, принцип действия которых основан на использовании энергии удара поршня-бойка, совершающего возвратно-поступательные движения вдоль канала ствола машины под действием сжатого воздуха, поступающего попеременно в подпоршневую и надпоршневую полости. Поршень-боек наносит с определенной частотой удары по хвостовику рабочего наконечника, который совершает полезную работу.

Рис. 15.11. Пневматические машины вращательного действия с ротационным двигателем

В современных пневмомашинах ударного действия применена система комплексной виброзащиты оператора, основанная на использовании элементов пневмопружинных виброизоляторов.

Отбойные молотки применяют для рыхления твердых и мерзлых грунтов при производстве траншейных работ небольшого объема, для пробивки углублений, отверстий и проемов в стенах и перекрытиях, а также для разборки дорожных покрытий.

Клепальные молотки, применяемые совместно с пневматическими поддержками, предназначены для клепки в горячем состоянии заклепок диаметром до 32 мм при сборке различных металлоконструкций.

Рис. 15. 12. Универсальный рубильно-чеканочный молоток

Рубильно-чеканочные молотки предназначены для чеканки швов, вырубки пазов и пробивки отверстий в металле толщиной до 16 мм, заделки стыков водопроводных и канализационных чугунных труб, а при соответствующей замене рабочего наконечника — для пробивки углублений, отверстий и проемов в перекрытиях, кирпичных и бетонных стенах, а также для клепки в горячем состоянии заклепок диаметром до 12 мм и разборки заклепочных соединений.

Бетоноломы применяют для разрушения фундаментов, вскрытия бетонных и асфальтобетонных дорожных покрытий, пробивки углублений, отверстий и проемов в бетонных и железобетонных перекрытиях, для разработки твердых и мерзлых грунтов при рытье котлованов, траншей и проходке туннелей.

Рассмотрим конструктивные особенности пневмомашин ударного действия на примере универсального рубильно-чеканочного молотка (рис. 15.12, а). Молоток состоит из ствола, поршня-бойка, воздухораспределительного механизма (золотниковой коробки с золотником), рукоятки с клапаном и пусковым курком, сменного рабочего наконечника и концевой буксы для его удержания.

При нажатии на курок цилиндрический клапан смещается вниз и сжатый воздух поступает по каналу в распределительный механизм, попеременно направляющий воздух в надпоршневую или подпоршневую полости А и Б в зависимости от положения поршня-бойка и золотника. В начале рабочего хода поршня-бойка золотник находится в крайнем правом положении, открывая доступ воздуха в полость А. Сжатый воздух, воздействуя на торец поршня-бойка, толкает его вправо для нанесения удара по хвостовику инструмента. В конце рабочего хода поршень-боек открывает выхлопные каналы ствола, давление в полости А падает до атмосферного, вследствие чего золотник перемещается в крайнее левое положение, открывая доступ воздуха в полость Б. Под действием сжатого воздуха порщень-боек начинает двигаться влево, сжимая отработанный воздух в полости А и уравновешивая золотник. В конце холостого хода поршень-боек вновь открывает выхлопные каналы ствола и в результате падения давления в полости Б золотник занимает крайнее правое (рабочее) положение, и цикл повторяется.

Рабочий наконечник (рис. 15. 12, б) воспринимает удары поршня-бойка и передает его обрабатываемому материалу. Он состоит из собственно наконечника (пики, коронки, зубила и др.), хвостовика , укрепляемого в концевой буксе инструмента и воспринимающего удары бойка, и средней части — стержня. Острия наконечников упрочняются твердыми сплавами.

Пневматические молотки характеризуются энергией единичного удара 8—45 Дж, расходуют 0,8—1,25 м3/мин воздуха при частоте ударов поршня-бойка 1200—2800 в минуту.

К пневмомашинам ударно-вращательного действия относятся бурильные молотки-пнев-моперфораторы.

Пневмоперфораторы отличаются от пневмо-машин ударного действия, тем, что имеют в своей конструкции специальный поворотный механизм, который обеспечивает автоматический поворот бурового инструмента (бура) вокруг (Собственной оси одновременно с нанесением удара.

Основным узлом перфоратора (рис. 15. 13) является корпус,, состоящий из цилиндра, ствола и крышки, соединенных между собой стяжными болтами. Крышка корпуса снабжена рукояткой для удержания перфоратора при работе и переноса его с одной, позиции на другую. В крышке смонтирован впускной кран, через который сжатый воздух от компрессора поступает к золотниковому воздухораспределительному устройству, помещенному внутри цилиндра. Золотниковое устройство осуществляет автоматическое изменение направления подачи сжатого воздуха для рабочего и холостого хода поршня-бойка, совершающего возвратно-поступательные движения в цилиндре. В конце рабочего хода тюршень-боек наносит удар по хвостовику буровой штанги, в результате чего коронка бура внедряется в грунт, производя его разрушение. Сразу же после вяедрения бур поворачивается в забое на некоторый угол, срезая коронкой зубцы грунта и обеспечивая разрушение грунта на новом участке при каждом последующем ударе.

Рис. 15. 14. Буры

Поворот бура производится с помощью поворотного механизма при обратном (холостом) ходе поршня-бойка, сопряженного с шестигранной буровой штангой поворотными буксами. Поворотный механизм включает храповое колесо со стержнем, на хвостовике которого нарезаны спиральные (винтовые) шлицы. Хвостовик стержня входит в шлицевое отверстие гайки, запрессованной в головке поршня-бойка.

При рабочем ходе поршня-бойка спиральные шлицы поворачивают храповой стержень против часовой стрелки, а собачки проскальзывают по зубьям храпового колеса. При обратном ходе поршня собачки, упираясь в зубья храпового колеса, препятствуют повороту храпового стержня в противоположную сторону (по часовой стрелке) и поршень, навинчиваясь на хвостовик неподвижного стержня, будет поворачиваться сам вместе с поворотной буксой и ‘буром на определенный угол. Удержание бура в поворотной буксе перфоратора осуществляется специальным буродержателем.

Бур (рис. 15. 14) состоит из шестигранного хвостовика, стержня и коронки, армированной твердосплавными пластинками. В комплект бурового инструмента перфоратора входят буры различной длины с коронками различного диаметра и конфигурации, позволяющими бурить шпуры диаметром до 60 мм на глубину до 2—4 м в породах любой крепости. Буры с крестовой и звездчатой формой коронки применяют при бурении в крепких и весьма крепких породах, двухдолотчатые — в породах средней крепости, однодолотчатые — во всех остальных случаях. Буры имеют по оси канал диаметром 4—5 мм, по которому под давлением подается воздух или вода для продувки или промывки шпуров.

При бурении горизонтальных и наклонных шпуров для защиты оператора от вибрации перфоратор устанавливается на пнев-моподдержке с виброгасящей кареткой.