История создания пневмоинструмента берет свое начало примерно в 70-е годы XIX столетия, когда электрический инструмент еще не получил широкого распространения, а паровые машины по многим характеристикам просто устарели. Эксплуатация паровых машин сопровождалась массой неудобств и зачастую была связана с риском для жизни. Необходим был принципиально новый, надежный вид инструмента и эту «нишу» успешно занял пневмоинструмент. Первые образцы пневмоинструмента, предназначенные для нужд горнодобывающей отрасли, не сразу получили должную оценку: известны случаи, когда шахтеры наотрез отказывались работать этим инструментом.
К 70-м годам XIX века, хотя и были достигнуты определенные успехи в производстве горной техники, добыча полезных ископаемых, в основном, велась ручным способом. Врубовые машины для зарубки угольных пластов применялись лишь в единичных случаях. Поршневые перфораторы, первые модели которых появились в 1873 году, были весьма громоздкими - их вес составлял 70-80 кг и монтировались они на станинах. Поэтому вскоре стало ясно, что при определенном дефиците свободного места в шахтах, поршневые перфораторы слишком неудобны в работе. Несмотря на это обстоятельство пневмоинструмент и пневматическая техника успешно применялись в ряде случаев. В 1872 году началось строительство Сен-Готардского тоннеля в Швейцарских Альпах, общая протяженность которого под землей по проекту равнялась 14984 м. Тоннель начинался у итальянской деревни Айроло.
Сооружение подземного пути было поручено инженеру по фамилии Фавр, предполагавшему закончить строительство через 8 лет. Одна торговая компания долго и безуспешно вела с ним переговоры, предлагая вооружить рабочих пневмоинструментом и доказывая демонстрациями неоспоримые его преимущества. Но тщетно - еще будучи рабочим в шахте, Фавр наслушался скептических отзывов о пневмоинструменте. Работы по строительству и прокладке тоннеля начались, но в процессе продвижения сквозь скальную породу Альп возник ряд непредвиденных трудностей, связанных с применением паровых машин. Сроки строительства затягивались, Фавр ужесточил дисциплину, люди работали по 14-16 часов в сутки, а техника - круглосуточно. Такой режим работы оказался губительным и для рабочих и для машин. В один из дней паровой двигатель врубовой машины взорвался, убив при этом шестерых рабочих, обслуживавших его. В результате этого инцидента началось массовое увольнение людей, случались и попытки выведения из строя техники. Инженер Фавр потерпел громадные убытки, потерял все свое состояние и умер, не окончив работ.
Строительство тоннеля, продолжавшееся в общей сложности 9,5 лет, было закончено с опозданием всего на 1,5 года. Справедливости ради надо заметить, что этот срок мог быть значительно больше, если бы новый инженер не воспользовался услугами торговой фирмы по продаже пневмоинструмента. С каждого конца тоннеля работали одновременно по 400 человек и для транспортировки горной породы, доставки персонала, инструментов и материалов использовали пневматические локомотивы. Сжатый воздух к локомотивам и бурильным машинам подавался в тоннель мощными насосами, для провода которых использовали энергию местных рек.
Отработанный в пневматическом локомотиве и установках воздух поступал в тоннель, пополняя, таким образом, запас кислорода! Характеристики пневмоинструмента со временем все более совершенствовались: снижался вес, инструмент становился надежнее и удобнее в эксплуатации. В 1897 году инженер-изобретатель Георг Лейнер создал портативный молотковый перфоратор, составивший серьезную конкуренцию поршневым моделям.
Изобретение с успехом начали применять в шахтах США и Европы, на золотоносных рудниках Мексики и Африки. Стоит заметить, что вес перфоратора Лейнера составлял чуть более 20 кг, по тем временам это был чрезвычайно легкий инструмент. По своей конструкции портативный перфоратор Лейнера был очень близок к современным отбойным молоткам.
Вообще, все пневмоинструменты на тот период времени «страдали избыточным весом». Известный автомобильный магнат Генри Форд в 1902 году писал: «Раньше мы прикрепляли часть кожуха к самому кожуху посредством пневматических молотков, которые считались новейшим изобретением. Нужно было шесть человек, чтобы держать молот, четыре человека около кожуха, и шум был невообразимый. Теперь же автоматический пресс, обслуживаемый одним человеком, выполняет в пять раз больше того, что делали эти десять человек в течение одного дня.
В начале XX века компания INGERSOLL-RAND, сегодня крупнейший производитель пневмоинструмента, представила свое новое творение - перфоратор «Мотылек», получивший такое название из-за наличия в его конструкции крыльчатого клапана. «Мотылек» отличался рядом новейших технических решений, таких, как расцепной вращательный механизм, новый патрон, благодаря которому сокращалось время смены буров, легкая переносная тренога, сделавшая конструкцию мобильной. Вот что писалось в инструкции к перфоратору «Мотылек»: «Этот новый перфоратор является простейшим и наиболее совершенным перфоратором из существующих до настоящего времени на рынке. Конструкция перфоратора, выработанная на основании указанного долгого опыта компании INGERSOLL-RAND, доведена до такого совершенства, что трудно представить возможность дальнейшего ее усовершенствования, подобно, например, велосипеду.
Размер «Мотылька» был относительно небольшим - 110 см, вес (с ключами и принадлежностями без упаковки) - 3 пуда, число ударов - 600 в минуту, диаметр выбуриваемых шпуров от 1 до 1 дюйма. Действительно, в те времена это был мощный, компактный, не имеющий аналогов инструмент.
Но прогресс не стоял на месте, пневмоинструмент продолжал совершенствоваться, появлялись новые материалы, изобретались устройства и приспособления, и хотя принцип работы пневмоинструмента оставался старым - использование энергии сжатого воздуха, современный инструмент по всем показателям мало похож на своих прародителей. Сегодня многие предприятия России, переоборудуя свою техническую базу, берут на вооружение пневмоинструмент. Чем же он отличается от других видов инструмента, в чем его неоспоримые преимущества?
Один из главных плюсов пневмоинструмента - его пожаробезопасность. Отсутствие электропитания обеспечивает почти стопроцентную пожаробезопасность в таких местах, как шахты, автомастерские, заводы с повышенной взрывоопасностью.
Кроме того, полностью исключается возможность поражения электрическим током, что очень важно для работающих с инструментом людей. Благодаря этому свойству допускается работа в сырых помещениях и на открытом воздухе (даже под дождем). Высокая удельная мощность пневмодвигателей обеспечивает небольшие размеры и вес инструментов, что способствует снижению затрат энергии и утомляемости рабочих. Для пневмоинструмента безопасны огромные нагрузки, даже вызывающие полную остановку пневмомотора, чего нельзя сказать об электроинструменте. Корпуса пневмоинструментов делают из алюминиевых сплавов, обладающих высокой прочностью и небольшим весом.
Зубчатые колеса редукторов, шпиндели, подшипники и другие технически важные детали изготавливают из высококачественной легированной и конструкционной стали, термически обработанной, поэтому пневмоинструмент малошумен в работе и обладает высокими эксплуатационными характеристиками, а также может применяться в работе очень долгое время. Вот те основные особенности, благодаря которым пневмоинструмент занял достойное место рядом с электро- и бензоинструментом.
Как уже говорилось ранее, работа пневмоинструмента производится за счет энергии сжатого воздуха, а по принципу действия пневмоинструменты делятся на три основные группы: инструменты ударного действия (отбойные молотки, пневмозубила, скобозабиватели, пневмодолота и др.); инструменты ударно-вращательного действия (пневмогайковерты, домкраты, и др.); инструменты вращательного действия (шлифмашины, дрели, рубанки, винтоверты и др.).
В целом пневмоинструмент представлен не меньшим видовым рядом, чем электроинструмент. Многие фирмы-производители вносили что-то новое в конструкцию уже имеющихся инструментов, изобретали новые образцы. Производство пневмоинструмента в нашей стране было налажено уже к 50-м годам ХХ века. На проходившей в Москве выставке ВДНХ в 1952 году Московским заводом пневмоинструмента была представлена широкая гамма изделий - от клепальных молотков КМ1, КМ2, КМ3 до шлифмашин ШР0,6 и ШР2. А уже к 1968 году список выпускаемых заводом пневмоинструментов значительно расширился: пневмогайковерты, угловые гайковерты, прессы, кусачки, фрезерные машины, отрезные машины, ножницы по металлу, рубанки, дисковые ножницы для ковров, дисковые пилы, сабельные ножовки, пылесосы, отвертки и даже пневмостамески - вот далеко неполный перечень предлагаемого инструмента.
К сожалению, объем пневмоинструмента, выпускаемого отечественными заводами, в настоящее время сократился почти на 70%. На сегодняшний день ведущие производители этого вида инструмента - Комсомольский механический завод,
Московский завод «Пневмостроймашина», Конаковский завод механического инструмента, Екатеринбургский завод пневмоинструмента, Томский электромеханический завод им. В.В.Вахрушева (основной производитель отбойных молотков).
Ассортимент продукции, предлагаемой отечественными производителями, достаточно широк. Периодически появляются и новые образцы, например, Томский завод, помимо традиционных и очень популярных отбойных молотков МО2 и МО3, запустил в производство гидравлические молотки МРГ-1.
В отличие от пневматических молотков, работающих от компрессора, гидравлические молотки могут подключаться к гидросистеме любого транспортного средства, например, к трактору! Частоты ударов МРГ-1 составляют 40 ударов в минуту, а вес их около 7,8 кг. Имея такие показатели и обладая пониженной вибрацией и шумом, гидромолотки значительно превосходят аналоги своего класса. Кроме того, Томский завод предлагает широкий выбор оснастки для пневмолотков - зубила, пики, лопатки, изготовленные по современным технологиям из высокоуглеродистой стали, что обеспечивает высокую надежность и длительную эксплуатацию в самых тяжелых условиях.
В целом отечественный пневмоинструмент отличается высоким качеством при сравнительно низких ценах. Выбирая пневмоинструмент, следует помнить, что и в том и в другом случае надежность и большой ресурс инструмента в значительной степени определяются качеством сжатого воздуха. Системы воздухоподготовки должны обеспечить стабильное давление воздуха, его очистку и осушку, а также его обработку маслом. Системы для использования пневмоинструмента включают компрессор, ресивер, фильтры для очистки воздуха, водоотделители, лубрикаторы, трубы и шланги для подачи воздуха.
Лубрикаторы - устройства, распыляющие масло в сжатом воздухе для смазки пневмодвигателей, устанавливают перед шлангами для подачи воздуха к инструменту. На отечественном рынке есть и небольшие лубрикаторы, массой около 100 г, крепящиеся непосредственно к инструменту.
На крупных предприятиях сжатый воздух транспортируется по магистральным трубопроводам с площадью сечения в 3-5 раз больше, чем у шлангов, служащих для подвода воздуха от магистрали к инструменту. Шланги для сжатого воздуха с тканевым армированием изготавливаются длиной до 50 м и внешним диаметром 12,15 и 20 мм. Для удобства работы с пневмоинструментом в цехах используют например полиуретановые спиральные шланги. Обычно шланги оборудуются штепсельными соединительными штуцерами, быстроразъемными муфтами и прямыми концевыми участками, облегчающими работу. Шланги из полиуретана устойчивы к агрессивным внешним воздействиям - стойки к истиранию и механическим повреждениям, а также к воздействию гидравлического масла, керосина, минерального и трансмиссионного масла, глицерина и т.п.
Учитывая необходимость уборки накапливающейся в процессе работы пыли, опилок, стружек и др., некоторые фирмы предлагают двухконтурные шланги, в которых по одному рукаву подается сжатый воздух, а по второму осуществляется отвод пыли к пылесосу. Иногда, помимо таких шлангов, стационарные рабочие места комплектуются балансирами, заметно облегчающими работу пневмоинструментом.
Системы воздухоподготовки должны быть скорректированы под индивидуальные нужды каждого производства, поэтому, при комплектации следует внимательно изучить назначение каждого включенного в систему элемента. И последнее важное обстоятельство - нужно учитывать, что сжатый воздух обладает некоторым количеством потенциальной энергии, поэтому необходимо соблюдать ряд мер предосторожности во избежание несчастных случаев. Струю сжатого воздуха нельзя направлять на людей; пневмопровод, трубки и пр. никогда не должны блокироваться рукой. Перед подключением пневматических устройств и инструментов к компрессору или системе подачи сжатого воздуха, следует провести проверку безопасности креплений резьбовых соединений трубок и электрических проводов. Работы по монтажу и отсоединению воздухоподводящих шлангов не должны производиться под давлением и т.д.
Правильный выбор и комплектация пневмоинструмента, а также выполнение всех требований по его безопасной эксплуатации - залог высокопроизводительной, результативной и приятной работы.
