Пневматические пробойники используют для пробивки скважин на земляных и дорожных работах. Наиболее эффективно использовать их при проходке скважин и забивании труб под шоссейными дорогами, железнодорожными и трамвайными путями, при реконструкции подземных коммуникаций.
Пневматический реверсивный пробойник (рис. 8.11) состоит из корпуса, съемного расширителя, ударника, золотника. Рабочим органом, образующим скважину, является корпус, который забивается в грунт ударником, совершающим возвратно- поступательное движение и ударяющим по переднему внутреннему торцу корпуса. Обратному ходу корпуса пробойника препятствуют силы трения, возникающие между наружной поверхностью корпуса и грунтом. Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность ударника образуют камеру, а внутренняя полость ударника и патрубок золотника — камеру, которые через осевой канал патрубка и воздухоподводящий шланг сообщаются с источником сжатого воздуха.

Рис. 8.11. Пневматический реверсивный пробойник

Первоначально камера снабжается сжатым воздухом через окно, в результате чего из-за разности рабочих площадей камер и ударник движется вправо. Во время подхода ударника к крайнему правому положению происходит выброс сжатого воздуха из камеры через отверстия амортизаторов в атмосферу. В результате ударник сначала останавливается, а затем перемещается влево давлением в камере и наносит удар по наконечнику корпуса, внедряя пробойник в грунт. При подходе ударника к крайнему левому положению сжатый воздух поступает из камеры через окно в камеру и цикл работы повторяется. Для перемены направления движения пробойника перемещают патрубок золотника в крайнее левое или крайнее правое положение, что осуществляется вращением шланга 9, соединенного с патрубком. Механизм перемещения патрубка представляет собой винтовую пару из гайки и винта, которым является стебель патрубка золотника. Воздух в камеру при обратном движении машины попадает раньше, чем при прямом, и ударник останавливается сжатым воздухом, затем производится выпуск отработанного воздуха и поступающий в камеру сжатый воздух движет ударник назад. В результате ударник наносит удары по задней гайке и пневмопробойник движется в обратном направлении.

К ручным машинам ударно-вращательного действия относятся пневмоперфораторы, которые имеют в своей конструкции специальный поворотный механизм, поворачивающий рабочий орган одновременно с нанесением удара. Пневмо- перфоратор может наносить удары рабочим буровым инструментом (буром) и автоматически поворачивать его на определенный угол вокруг продольной оси одновременно с нанесением удара. Таким образом бур разрушает грунт в забое и образует шпур диаметром, несколько большим, чем диаметр коронки бура.

Перфоратор (рис. 8.12) состоит из цилиндра, ствола и крышки с рукояткой управления, соединенных болтами. Сжатый воздух от компрессора поступает в золотниковое воздухораспределительное устройство, размещенное внутри цилиндра. Это устройство осуществляет автоматическое изменение подачи сжатого воздуха для рабочего и холостого ходов поршня-бойка, который совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение. Поршень-боек наносит удары по хвостовику буровой штанги, внедряя бур в грунт. В результате удара и поворота бура происходит разрушение грунта.

Рис. 8.12. Пневмо- перфоратор

Поворот бура выполняется поворотным механизмом при холостом (обратном) ходе поршня-бойка, сопряженного с шестигранной буровой штангой поворотными буксами. В поворотный механизм входят храповое колесо со стержнем, на хвостовике которого нарезаны спиральные (винтовые) шлицы. Хвостовик стержня входит в шлицевое отверстие гайки, запрессованной в головке поршня-бойка. Спиральные шлицы поворачивают храповой стержень против часовой стрелки при рабочем ходе поршня-бойка. Собачки проскальзывают по зубьям храпового колеса, препятствуя повороту стержня храпового колеса в обратную сторону. При этом поршень-боек, навинчиваясь на хвостовик неподвижного стержня, будет поворачиваться сам вместе с поворотной буксой и буром. Бур удерживается в поворотной буксе перфоратора с помощью специального буродержателя. Пневмоперфораторы развивают энергию удара 40… 60 Дж, имеют крутящий момент 10. ..20 Н-м при частоте ударов поршня-бойка 28.. .43 в секунду и мощности 1,5…2,2 кВт.

Рис. 8.13. Ротационный пневматический двигатель

К ручным пневмомашинам вращательного действия относятся сверлильные, шлифовальные, резьбонарезные, а также гайко-, шурупо-, муфтоверты, пневмоножницы и т. д. Назначение и принцип действия этих машин аналогичны электрическим ручным машинам с вращательным приводом рабочего органа. Для привода ручных пневматических машин используется ротационный пневмо- двигатель, который является портативным, простым по устройству, реверсивным и быстроходным. На 1 кВт мощности двигателя приходится не более 1 кг массы. Частота вращения ротационных двигателей достигает 20 тыс. в минуту.

Ротационный двигатель (рис. 8.13) состоит из статора, ротора, в пазах которого свободно перемещаются лопатки. Ротор расположен эксцентрично относительно внутренней цилиндрической поверхности статора. Сжатый воздух, поступающий в двигатель, в зазор между ротором и статором, давит на выступающие части лопаток и заставляет ротор вращаться. При вращении лопатки под действием центробежных сил прижимаются к стенкам статора, препятствуя перетеканию воздуха из одной полости в другую. Ротационные двигатели изготовляют реверсивными и нереверсивными с правым и левым вращением. У реверсивных двигателей впускные и выхлопные отверстия в статоре расположены симметрично. Реверс машин осуществляется пуском сжатого воздуха в правый или левый впускной канал статора.

Иногда применяют поршневые пневматические двигатели, в которых возвратно-поступательное движение рабочих поршней преобразуется во вращательное движение шпинделя с помощью кривошипно-шатунного механизма (аналогично двигателям внутреннего сгорания) и золотникового распределителя. Двигатели имеют достаточно высокий коэффициент полезного действия, но ограниченно применяются в ручных машинах из-за большой массы и значительных габаритов. Используются в машинах, где требуются значительные мощность и пусковой крутящий момент при небольшой частоте вращения. Мощность поршневых двигателей, применяемых для ручных машин,— 0,4…4 кВт, частота вращения — 7,5.. .38 с-1.