Хоть и говорят «ломать - не строить», но практически каждое строительство, а тем более ремонт, начинаются с демонтажа. На строительной площадке, в котловане, в квартире, проходящей перепланировку, всегда приходится что-то разламывать и удалять: строительные конструкции, старое дорожное покрытие, фундаменты, каменные валуны, мерзлый грунт и т.д.

Одним из наиболее распространенных видов ручного инструмента для этих работ являются отбойные молотки с пневматическим, электрическим или гидравлическим приводом, вне зависимости от конструкции и сменного наконечника обеспечивающие частые и мощные удары пикой, лопаткой или зубилом по разрушаемому материалу. Самые мощные из отбойных молотков, предназначенные для выполнения работ повышенной сложности, - бетоноломы. Мощнее только гидромолоты - навесное оборудование для строительных машин типа экскаваторов. Конструктивно с отбойными молотками схожи перфораторы. Однако их главное назначение - долбление отверстий различного назначения.

Традиционно основным приводом отбойных молотков и бетоноломов является пневматический. Исторически первым возник именно пневматический отбойный молоток. У пневматики немало достоинств. Высокая надежность, долговечность, простота и дешевизна конструкции до сих пор делают ее очень привлекательной, особенно по сравнению с электрическим инструментом того же назначения. Именно поэтому на промышленных предприятиях, где несложно проложить постоянные пневмотрубопроводы, редко можно увидеть электроинструмент, он полностью вытеснен пневматическими аналогами.

Chicago Pneumatic Construction Tools проектирует, производит и продает ручной пневматический инструмент с 1901 года.

Электрические отбойные молотки, конечно, существуют, но для питания им требуется электрическая сеть напряжением 220 В с мощностью минимум в 2 кВт. Хорошо, если под рукой есть розетка, но, как правило, отбойный молоток и электросеть редко оказываются в одном месте. Что касается веса, даже в лучшем немецком исполнении, чтобы добиться удара в 50 Дж, требуется инструмент под 30 кг. Есть еще ограничения при работе в сырых помещениях, под атмосферными осадками, когда допускаемое напряжение не должно превышать 12 В. Не будем забывать о стоимости - пневмоинструменты несравнимо дешевле электрических аналогов, имеют намного больший ресурс, в них практически нечему ломаться, нет взрыво- и пожароопасного искрения и т.д.

Однако все эти достоинства заставляет забыть необходимость использования большого, дорогого и шумного компрессора, как необходимого источника сжатого воздуха. Есть и иные недостатки пневматических инструментов, о которых речь пойдет впереди.

Итак, отбойные молотки применяются для разрыхления твердого, скального и промерзшего грунта, для удаления асфальта, пробивки ниш и проемов в кирпичных и бетонных стенах зданий, прокладывания штроб, рубки металла, разборки кирпичных и каменных кладок, раскалывания льда, отбойки угля, добычи мягких руд, глины, сланца и при других строительных, горных и аварийно-спасательных работах.

У отбойных молотков нет функции резания или бурения материала при вращении - только удар, но удар максимально мощный. Использование пневматического ударного механизма при небольшой силе прижатия генерирует удары высокой силы, так что установленные впереди пика или долото могут эффективно забиваться в такие твердые материалы, как бетон или камень.

Главная рабочая часть отбойного молотка или бетонолома - пика, основное ее назначение - направленное ударное воздействие. Пику-ломик применяют для рыхления грунта, разрушения кирпичных и бетонных сооружений, асфальта, горных пород и т.д. Для перерубания чего-либо используют наконечник - зубило, а для скалывания льда или выравнивания кромок асфальта - лопатку. Как правило, у отечественных отбойных молотков и бетоноломов хвостовик пики имеет диаметр 24 мм, длину - 70 мм. Длина пики может достигать 300-740 мм, а иногда и 1500 мм.

Основные показатели, характеризующие отбойный молоток, - это энергия удара, измеряемая в джоулях, и частота ударов в секунду.

Обзор отечественных пневматических отбойных молотков, бетоноломов и перфораторов

Наибольшее распространение в нашей стране получили отбойные молотки Томского электромеханического завода им. Вахрушева (ТЭМЗ). За время их производства произошли значительные изменения как в конструкции моделей, так и в названии. Выпускаемые сейчас МО-1Б, МО-2Б, МО-2КС, МО-3Б, МО-4Б имеют клапан, выполненный в форме пятака, их воздухораспределительный механизм состоит из двух частей, в стенках ствола отбойного молотка просверлены продольные каналы, что делает инструмент более легким. Для уменьшения звукового давления использован двойной глушитель, изготовленный из мягкой пластмассы. Он позволяет снизить уровень звуковой мощности в два-четыре раза.

Начиная с 2002 года молотки проходят гальванопокрытие, которое обеспечивает защиту от коррозии и позволяет приступать к эксплуатации без предварительной расконсервации. Номер модели соответствует его мощности: молотки МО-1Б предназначены для самых легких работ - добычи глины, мягких углей, раскалывания льда и т.д., МО-2Б служит для добычи угля малой и средней крепости; МО-3Б и МО-4Б используются для тяжелых работ, где требуется сравнительно большая энергия удара.

Достоинства молотков ТЭМЗ:

• встроенная виброзащита избавляет оператора, работающего инструментом, практически от 75% вибраций и тем самым значительно снижает опасность возникновения вибрационной болезни (онемения пальцев рук и кистей); позволяет без напряжения максимально использовать молоток в течение рабочей смены;
• оснащение молотков глушителями шума позволяет снизить в 2-4 раза уровни звуковой мощности на всех частотах. Благодаря этому в значительной степени сокращается опасность повреждения слуха при длительном использовании молотков;
• высокая энерговооруженность (отношение энергии удара к массе молотка) делает работу физически менее утомительной.

Бетонолом AH 19V немецкой фирмы IRMER + ELZE (входит в состав Atlas Copco Group).

Молоток отбойный пневматический М010-2К от ОАО «Пневматика» (СПб) по применяемости соответствует отбойному молотку МО-3А, выпускаемому ТЭМЗ (Россия, г. Томск). Он предназначен для разрыхления твердого и промерзшего грунта, вскрытия асфальтового дорожного покрытия, пробивки проемов и отверстий в кирпичных стенах зданий, разборки кирпичных кладок, раскалывания льда, отбивки мягких горных пород и руд, а также для других строительных и горных работ.

Особенностью молотка является его нетрадиционная конструкция, обеспечивающая пониженную «отдачу» (вибрацию) на руки работающего и уменьшенное усилие нажатия на молоток во время работы. Это позволяет работать с меньшим напряжением рук работающего и уменьшает вредное воздействие на его руки и организм.

Кроме этого, пневматические отбойные молотки выпускают ОАО «Стройинструмент» (г. Белорецк, Башкортостан) и ООО ПКФ «Параллель» (г. Томск). Их сравнительные технические характеристики приведены в таблице 1.

Бетоноломы предназначены для выполнения тяжелых работ при разрушении бетонных фундаментов, аэродромных полос, мостов, снос зданий, при реконструкции и аварийно-спасательных работах.

Изготовителями такого инструмента в нашей стране являются ОАО «ТЭМЗ» (бетоноломы Б-1, Б-2, Б-3) и екатеринбургский завод «Пневмостроймашина» (бетонолом ИП-4608). Бетонолом Б-3 запущен в производство в 2002 году. Его особенностью является эффективная система поглощения шума и вибрации, удобство в работе и обслуживании, высокая производительность. Эргономически выверенная конструкция молотка позволяет работать в течение длительного времени при минимальном риске для здоровья оператора. Особо можно отметить, что при исключительной мощности удара (100 Дж) вес бетонолома составляет лишь 15 кг.

Как и их электрические аналоги, пневматические перфораторы предназначены для бурения по граниту, мрамору, бетону, кирпичу и др., при строительстве сооружений, дорог, камнеобработке, разделке «негабаритов» и других вспомогательных работах. Особенностью пневматического инструмента является возможность удаления пыли и обломков из шпура не спиральными канавками, а продувкой воздухом, поступающим по внутреннему каналу инструмента. Изготовителями пневмоперфораторов в нашей стране являются ОАО «Пневматика» (СПб) и ОАО АК «Туламашзавод».

Отбойные молотки японской фирмы TOKU.

Гидравлическая альтернатива пневмоприводу для строительного инструмента

Как уже было упомянуто, к пневматическому ударному инструменту у конструкторов и потребителей накопилось немало претензий:

• во-первых, сжатый воздух это всего лишь воздух, так что мощность удара остается незначительной;
• КПД пневмоинструмента низок, как у паровоза, 5%, а значит - требуются повышенные энергозатраты; сам пневмоинструмент, безусловно, прост и легок. Только вот для работы пневмомолотка с ударом 45 Дж и частотой 13 Гц требуется непрерывный расход около 1,5 м³/мин сжатого воздуха. А значит, нужен еще дизельный компрессор весом под тонну, а к нему специальный буксировщик либо машина-носитель. Все перечисленное предполагает расходы на содержание, доставку, топливо, зарплаты персоналу, стоимость хранения, пропуски, разрешения, техническое обслуживание и ремонт;
• в силу конструктивных особенностей пневматический инструмент плохо переносит холод - внутри замерзают конденсат и смазка, что приводит к отказам, снижается КПД механизма. Поскольку в наших климатических условиях минусовые температуры стоят месяцами, а тем более, холод создает сама пневматика (в соответствии с законами физики резко расширившийся воздух - охлаждается), потребители начинают задумываться - «Зачем нам оборудование, не имеющее возможности толком работать полгода?»

Все это ограничивает возможности применения пневмоинструмента и ведет к повышению капитальных затрат. Кроме того, его работу сопровождают сильный шум и вибрация, загрязнение окружающей среды из-за использования впрыска масла в ресивер компрессора для охлаждения сжижаемого воздуха и т.п.

Исследования, проведенные конструкторами ряда стран, показали, что пневматический привод инструмента практически себя исчерпал. Дальнейшее повышение давления воздуха экономически нецелесообразно, а снижение веса и габаритов компрессора весьма проблематично. Вместо пневмоинструмента все чаще применяют инструмент с гидравлическим приводом.

Все более широко в строительных работах применяется гидравлический инструмент (фирма Stanley, США).

В чем же видится преимущества гидропривода?

• Прежде всего, значительно более высокий КПД (около 20%), а значит, высокая энергия и частота ударов позволяют выполнять работы, недоступные пневматическому и электрическому инструменту.
• Гидравлическая жидкость находится под большим давлением, а значит, для создания равных усилий нужны много меньшие по габаритам исполнительные механизмы, так что гидравлический привод в сравнении с пневматическим легок и компактен.
• По той же причине (высокое рабочее давление) для передачи одинаковой энергии потребуется не громоздкий компрессор, а много меньший по габаритам насос. Гидравлические насосные станции весом 70-80 кг легко помещаются в багажник легкового автомобиля, а на объекте переносятся двумя рабочими либо перекатываются на колесиках. Станции для одновременной работы 2 инструментов весят 120-140 кг и свободно помещаются в кузов легкового автомобиля-пикапа. Такие станции бывают с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) либо с асинхронными электродвигателями. Потребление бензина А92 в чистом виде на ДВС при работе, в среднем, составляет около 1,5-2 литра в час. Легко посчитать, что затраты на содержание станции по сравнению с компрессором мизерны. В некоторых случаях станция окупается за год эксплуатации только за счет экономии топлива.
• Компактность инструмента и гидравлических станций дает возможность работы в стесненных местах, в закрытых помещениях и подземных выработках, где не могут быть использованы компрессоры. Так что их легко можно использовать в условиях Севера, хронического бездорожья, тяжелых погодных условий и отсутствия коммуникаций, перевозя в кузове грузовика или вездехода, чтобы выполнять широкий спектр работ по разрушению бетона и тяжелых грунтов, разделке и обработке металла.
• Использование гидравлической жидкости, в отличие от воздуха, не создает особого шума и вибрации, что особенно важно в городских условиях, нет и выхлопа воздуха, поднимающего пыль в месте проведения работ.
• Рабочая жидкость в гидравлическом молотке циркулирует в замкнутом контуре, постоянно смазывая и охлаждая перегруженные узлы, так что они имеют значительно лучшую надежность и ресурс, чем у пневматических и электрических молотков. Поскольку жидкость почти не сжимается, регулирование ее выходных параметров проводится без дополнительных потерь энергии и не в ущерб ресурсу инструмента.
• Замкнутость контура «энергоноситель - отбойный молоток» обеспечивает стабильность работы системы, позволяет применять их в условиях низких температур (до -40°С), а также сократить до минимума негативное воздействие на окружающую среду. Дополнительно расширяет зимние возможности гидроинструмента то, что гидравлика, в отличие от пневматики, при работе нагревается, а не охлаждается.
• Гидравлический инструмент не боится влаги и снега, может работать под водой, малочувствителен к загрязненности и температуре окружающей среды. Это особо привлекательно, учитывая чувствительность пневмокомпрессора к пыли и влаге.
• Гидроинструмент отличается относительно долгим сроком службы и малой требовательностью к техническому обслуживанию.
• Подсоединение гидравлических отбойных молотков к энергоносителю осуществляется с помощью шлангов высокого давления длиной 7-12 м и быстроразъемных соединений, что позволяет обеспечить быстрое соединение и смену инструмента практически без утечек рабочей жидкости.
• В качестве рабочей жидкости рекомендованы недорогие и доступные отечественные индустриальные масла, что сильно снижает эксплуатационные затраты.

Несомненные технические достоинства делают гидравлический инструмент, наверное, самым перспективным оборудованием 21 века в области малой механизации и вспомогательного строительного оборудования. Гидравлический инструмент имеет широкие перспективы при проведении строительных, дорожных, аварийных, спасательных, горных и других специальных работ практически во всех отраслях хозяйства.

В частности - его применение в аварийно-коммунальных службах позволит отказаться от громоздких автомобилей, снизить расходы, частично преодолеть дефицит рабочих рук, сократить время выполнения работ и повысить их безопасность. Применение гидроинструмента в строительных организациях позволит расширить спектр выполняемых работ, не зависеть от арендованного оборудования, его качества и сроков доставки. Использование гидростанций с электроприводом позволяет использовать этот эффективный инструмент для реконструкции и перепланировки внутри жилых и производственных помещений.

Особо можно упомянуть безопасность гидроинструмента в сравнении с аналогами:

• в отличие от электроинструмента, гидроинструмент более безопасен благодаря отсутствию источников высокого напряжения в рабочей зоне;
• в отличие от бензоинструмента, при работе с гидроинструментом отсутствует опасность воспламенения и ядовитых выхлопов, т.к. непосредственно на инструменте двигатель и топливный бак отсутствуют, а находятся на гидростанции, в безопасном удалении. Кроме этого по той же причине гидроинструмент имеет меньший вес и уровень шума, а также менее требователен к техническому обслуживанию;
• более безопасен гидроинструмент и в сравнении с пневмоинструментом, поскольку сжатый воздух взрывоопасен (выброс воздуха под давлением способен привести к серьезной аварии). А вот гидравлический рукав при повреждении или случайном отсоединении, брызнув маслом, практически мгновенно сбрасывает давление. Кроме того, гидравлическая жидкость является диэлектриком и не накапливает статическое электричество, в то время как в пневмосистеме копится конденсат-электропроводник.

Привод гидрофицированного инструмента

Ситуация с пневматическим инструментом показала, насколько важно рассматривать ручной инструмент в комплексе с его источником энергии. Поэтому очень ценно, что привод гидравлического инструмента может осуществляться не только от автономных гидростанций, но и от гидросистем обычных строительных и дорожных машин, начиная от тракторов «Беларусь», не говоря уж обо все больше появляющейся импортной технике с гидросистемами, идеально подходящими на роль энергоисточника гидроинструмента.

Но, безусловно, самая эффективная и экономичная работа осуществляется при использовании индивидуальных насосных станций для привода гидроинструмента. Различают силовые и гидродинамические гидравлические станции. Силовые применяют для подачи рабочей жидкости под давлением до 80 МПа к гидравлическому оборудованию на основе гидроцилиндров (домкраты, гидроклинья, съемники, гайковерты, кусачки и т.п.). Гидродинамические станции служат для генерирования потока рабочей жидкости по замкнутому контуру с расходом 20-40 л/мин и давлением 10-20 МПа. К гидравлическим станциям этого типа подключается гидравлическое оборудование вращательного и ударного действия (отбойные молотки, бетоноломы, дисковые и ножовочные пилы, ударные гайковерты, погружные помпы, центробежные вентиляторы, сверла, станки для врезки под давлением и др.).

Чаще всего в России используются три марки компактных гидравлических станций: LIFTON, JCB и «Горный инструмент» (МС-20 «Нева» и МС-30). Кроме этого ООО «Гидрус» выпускает промышленные станции типа АСГ. Помимо этого гидравлические станции выпускают компании HYDRA, Fastverdini (Италия) и Darda (Германия).

Обзор отечественных гидравлических отбойных молотков

Отбойные молотки с гидравлическим приводом выпускаются в нашей стране фирмами «Энерпред» (г. Иркутск) - модели МГЗ-40-1 и МГЗ-40-2, и ЗАО «Дормашкомплект» (г. Москва, входит в состав группы «СДТ холдинг») - модели М-36, М-50, МРГ-1. Как и пневматические аналоги, эти молотки предназначены для разрушения горных пород, бетонов, асфальта, кирпичных и каменных кладок, рыхления твердого и промерзшего грунта, рубки болтов, гаек, заклепок и других специальных работ.

Весь гидроинструмент работает со стандартным, серийно производимым рабочим инструментом (диски, пики, пилы, шины, сверла). Присоединительные полумуфты на рукавах высокого давления позволяют легко подключаться к рукавам от источника давления и обеспечивают удобство работы в труднодоступных местах. Быстроразъемные соединения гарантируют надежное и абсолютно герметичное соединение рукавов и быструю смену инструмента, позволяя использовать отечественный инструмент с источниками давления большинства зарубежных производителей аналогичного инструмента.

Atlas Copco - общепризнанный лидер
в производстве промышленного пневмоинструмента.

При производстве инструмента широко применяется литье, легкосплавные материалы, современные композитные уплотнения, высоконадежные узлы и арматура, покраска стойкими полимерными красками. Эргономичная конструкция, удобные переставные ручки, малый вес и габариты обеспечивают легкость и удобство в эксплуатации. Пусковые клавиши на рукоятках оснащены предохранителями от случайного включения.

Молоток МГЗ-40-1 «Энерпред» предназначен для работы в условиях шахт и карьеров, в нем в качестве рабочей жидкости используются водные эмульсии, подаваемые от гидросистемы комплекса или шахтных гидростанций. Молоток МГЗ-40-2 работает на индустриальных маслах марок И12, И20, АУ либо иных, близких по вязкости минеральных или синтетических маслах. Диапазон его рабочих давлений 10-30 МПа, расход масла от 20 л/мин и более. Ударная характеристика составляет 42-50 Дж с частотой 23-33 Гц. Молоток может работать от гидросистем современной строительной, дорожной, коммунальной и специальной техники. Рекомендуемая индивидуальная гидростанция - МС-20.

Отбойные молотки и бетоноломы фирмы Atlas Copco

Ведущим мировым производителем ручного пневматического и гидравлического строительного инструмента является фирма Atlas Copco.

В ее ассортименте представлены ручные пневматические отбойные молотки (модели TEX 05P - TEX 39P); пневматические бетоноломы (модели TEX P60 - TEX P90); пневматические перфораторы (модели RH-572E, RH-571, RH-658, BBD15E, BBD44L); отбойные молотки с бензоприводом (модели Пионер и Cobra mk1); ручные гидравлические бетоноломы (модели TEX 11H - TEX 28H); навесные гидравлические молоты для строительной техники самого разного класса.

Фирмой выпускается широкий спектр обойных молотков: от легких, массой 3,5 кг, до тяжелых бетоноломов массой 42 кг. Небольшая масса легких молотков типа ТЕХ 3, ТЕХ 5 делает их отличным инструментом для зачистных работ, в том числе и по бетону, проведения канавок и штроб в стенах, работ под углом и снизу-вверх. Компактная конструкция значительно облегчает транспортировку, позволяя при этом быстро менять инструмент с пики на широкое долото. Отбойные молотки моделей ТЕХ 09, ТЕХ 10 и ТЕХ 12 применяются для более сложных и тяжелых работ по зачистке и разрушению каменных материалов и бетона (в том числе армированного).

Бетоноломы моделей ТЕХ Р предназначены для разрушения асфальтобетонных покрытий и других каменных материалов. Простота конструкции определяет их высокую надежность и ремонтопригодность. Особенности бетоноломов фирмы Atlas Copco:

• увеличенная энергия удара и низкая стоимость по сравнению с бетоноломами традиционной серии TEX;
• использование подпружиненных рукояток вчетверо снижает вибрацию;
• верхняя часть бетонолома и цилиндр образуют единый блок, количество деталей на 30% меньше, чем в традиционных бетоноломах;
• детали клапана изготавливаются из полимера, армированного стекловолокном, тем самым полностью исключаются проблемы, связанные с коррозией;
• на режиме холостого хода плунжер при перемещении в направлении обеих мертвых точек наталкивается на воздушную подушку, что позволяет заметно снизить уровень вибрации;
• нижняя часть инструментодержателя крепится к корпусу только одним болтом;
• имеется несколько выхлопных отверстий, предотвращающих риск замерзания;
• встроенная масленка производит дозированную автоматическую смазку поршневого механизма;
• пенополиуретановый шумопоглощающий кожух, по размеру равный длине цилиндра, значительно снижает уровень шума и благодаря выбранной для него обтекаемой форме профиля позволяет свободно видеть долото;
• низкое расположение центра тяжести обеспечивает удобство в обращении с бетоноломом и заметно меньшую утомляемость оператора.

Пневмоперфораторы Atlas Copco предназначены для выполнения небольших работ по бурению при строительстве, добыче и обработке камня, в коммунальном хозяйстве и т.д.

Модели BBD15E, BBD44L предназначены для бурения мягких горных пород и пород средней прочности, имеют храповый поворотный механизм, обеспечивающий высокую частоту ударов и скорость вращения. Модели RH-572E, RH-571, RH-658 предназначены для бурения твердых горных пород, имеют винтовой поворотный механизм, обеспечивающий меньшую частоту ударов и скорость вращения бура. Особенности конструкции перфораторов Atlas Copco:

• оснащение рукоятками с пружинным механизмом виброгашения, позволяет снизить уровень вибрации, передаваемой на руки рабочего, на 75%;
• бесступенчатая воздушная заслонка обеспечивает мягкий пуск;
• высокоэффективный противоударный полиуретановый кожух вдвое уменьшает шум;
• скоба-инструментодержатель служит для удобной и быстрой смены инструмента;
• малая масса и компактная конструкция благодаря применению современных высокопрочных материалов.

Ручные гидравлические бетоноломы Atlas Copco, обладая такой же мощностью, что и более тяжелые пневматические, значительно удобнее в эксплуатации, при транспортировке и хранении. В сочетании с одним из гидравлических блоков питания Atlas Copco ручной гидравлический бетонолом превращается в универсальное орудие производства. Весь комплект легко помещается в багажнике автомобиля с кузовом типа «универсал».

Особенности конструкции перфораторов Atlas Copco:

• Небольшая рабочая масса в сочетании с высокой производительностью.
• Отсутствие выбросов вредных веществ и отработавших газов.
• Удобное техническое обслуживание - небольшое количество движущихся деталей.
• Самосмазывающаяся система.
• Низкий уровень шума.