Машины и оборудование для отделочных работ

Машины  и оборудование для  отделочных работ 

Основные группы машин для отделочных работ. Общие  схемы устройства штукатурных и  малярных станций. Назначение, принцип  действия и схемы оборудования для  штукатурных и малярных работ, основные технико-эксплуатационные показатели. 

Машины и оборудование для устройства рулонных кровель, паркетных, мозаичных и рулонных полов, классификация, принципиальные схемы работы, основные технико-эксплуатационные показатели. 

Охрана треда при  эксплаатации машин и оборудования для отделочных работ. 

Изучение устройства и работы оборудования для малярных работ. 
 

Отделочные работы представляют собой комплекс строительных процессов по наружной и внутренней отделке зданий и сооружений с целью повышения их защитно-эксплуатационных и архитектурно-эстетических качеств. Отделочные работы являются наиболее сложными и трудоемкими и составляют в настоящее время около 25...30% общих трудовых затрат, которые достигают 15...18% от общей стоимости строительства. Около 30% всех строителей, участвующих в сооружении зданий, занято на отделочных работах.

Основная  часть отделочных работ в силу их специфики выполняется в сжатые сроки в условиях строительной площадки на завершающем этапе строительства. В состав отделочных входят штукатурные, облицовочные, малярные, обойные, стекольные и кровельные работы, а также работы по устройству и отделке полов. Отделочные работы характеризуются многообразием и технологической несхожестью операций. Для выполнения отделочных работ используется большое количество строительно-отделочных машин, различных по назначению и устройству.

Важное  значение для повышения производительности и качества, снижения трудоемкости и доли ручного труда при выполнении отделочных работ имеют внедрение новых эффективных малооперационных технологических процессов и их комплексная механизация и автоматизация.

Номенклатура  строительно-отделочных машин постоянно  расширяется и пополняется более совершенными типами и моделями, отвечающими современным требованиям технологии строительного производства.

На  все выпускаемые в нашей стране строительно-отделочные машины распространяется утвержденная Минстройдормашем единая система индексации, в соответствии с которой каждой машине разработчиком присваивается индекс (марка), содержащий буквенное и цифровое обозначения. Основные буквы индекса — СО, располагаемые перед цифрами, обозначают вид машины — строительно-отделочная. Цифровая часть индекса обозначает порядковый номер разработки машины. После цифровой части в индекс машины могут быть включены дополнительные буквы, обозначающие порядковую модернизацию машины, вид ее специального исполнения и т. п

Штукатурные работы выполняют для выравнивания и декоративного оформления поверхностей строительных конструкций, улучшения их санитарно-гигиенических качеств, а также уменьшения тепло-, звукопроводности и водопоглощения ограждающих конструкций, защиты их от атмосферных воздействий.

Трудоемкость  штукатурных работ составляет 14... 16% общей трудоемкости возведения зданий и сооружений, а их стоимость достигает 8... 10% общей стоимости строительно-монтажных работ. В современном строительстве применяют два вида штукатурок — монолитную и сборную сухую. Монолитная штукатурка применяется при отделке внутренних и наружных поверхностей различных конструкций зданий и сооружений и создается нанесением на обрабатываемые поверхности сплошного слоя штукатурного раствора определенной толщины. Сухая гипсовая штукатурка (гипсокартонные листы) применяется для отделки внутренних поверхностей зданий в помещениях с сухим и нормальным влажностным режимом и создается облицовкой обрабатываемой поверхности отдельными листами сухой гипсовой штукатурки индустриального изготовления с последующей заделкой стыков. Листы сухой гипсовой штукатурки приклеивают к отделываемым поверхностям на мастике или крепят с помощью гвоздей, шурупов, самонарезающихся винтов к металлическим или деревянным каркасам, предварительно прикрепленным к облицовываемым поверхностям. При устройстве сухой гипсовой штукатурки широко используют ручные машины (см. гл. 8). Монолитную штукатурку выполняют путем нанесения на обрабатываемую поверхность в определенной технологической последовательности нескольких слоев штукатурного намета: слоя обрызга и одного слоя грунта (простая штукатурка); обрызга, одного слоя грунта и накрывочного слоя (улучшенная штукатурка); обрызга, одного или нескольких слоев грунта и накрывочного слоя (высококачественная штукатурка).

Все технологические операции по устройству монолитной штукатурки (приемка и подготовка раствора, процеживание и доведение его до рабочей подвижности, транспортирование раствора к месту производства работ, нанесение обрызга, грунта и накрывочного слоя и его затирка) комплексно механизированы с применением мобильных передвижных штукатурных и штукатурно-смеситель-ных машин и агрегатов (при небольших объемах штукатурных работ), высокопроизводительных передвижных штукатурных станций (при больших объемах работ).

Штукатурные агрегаты и станции выполнены на базе растворо-насосов различных типов и комплектуются раствороводами, форсунками и штукатурно-затирочными машинами. 

Растворонасосы предназначены для транспортирования (перекачивания) строительных и штукатурных растворов подвижностью от 5 см и более по резинотканевым и металлическим раствороводам к месту производства работ, а также для нанесения на поверхности штукатурных слоев, отделочных и изоляционных материалов с помощью форсунки или бескомпрессорного сопла. Растворная смесь, перекачиваемая растворонасосами, должна быть свежеприготовленной и перед поступлением в растворонасос процежена через сито с ячейками 3x3...5x5 мм (в зависимости от крупности заполнителя раствора). Поэтому растворонасосы работают в комплекте с приемным бункером и виброситом для приема и процеживания раствора, всасывающим рукавом и сборным напорным раствороводом. Принцип работы растворонасосов основан на периодическом изменении объема их рабочей камеры, увеличивающегося при всасывании растворной смеси из приемного бункера и уменьшающегося при воздействии на смесь вытеснителя, выталкивающего раствор в напорную магистраль.

По  способу воздействия вытеснителя  на перекачиваемый раствор различают диафрагменные, поршневые и винтовые растворонасосы.

По  направлению движения раствора в рабочей камере при всасывании различают противоточные (направление движения раствора при всасывании противоположно его силе тяжести) и прямоточные (направление движения раствора при всасывании совпадает с направлением его силы тяжести). В прямоточных растворонасосах выделяющийся при всасывании свободный воздух скапливается в верхней части камеры, тем самым ухудшая условия всасывания. Поэтому преимущественное распространение получили противоточные растворонасосы.

В диафрагменных растворонасосах перекачивание раствора осуществляется при периодических деформациях плоской резиновой диафрагмы, давление которой передается от движущегося возвратно-поступательно плунжера через промежуточную жидкость. Промышленность выпускает растворонасосы производительностью 2; 4 и 6 м³/ч, которые имеют одинаковую конструкцию и принцип работы, максимально унифицированы и монтируются на одноосных тележках. Растворонасосы применяются в составе передвижных штукатурных агрегатов и станций.

Каждый  диафрагменный растворонасос состоит из насосной части, привода, кривошипно-шатунного механизма с плунжером, предохранительных устройств, пульта управления и тележки с ходовыми колесами, на которой смонтированы все узлы растворонасоса. Насосная часть включает (рис. 7.1) рабочую 2 и насосную 15 камеры, резиновую диафрагму 16, всасывающий 1 и нагнетательный 4 самодействующие шаровые клапаны. Перекачивание раствора осуществляется подвижной плоской резиновой диафрагмой 16, давление которой передается от движущегося возвратно-поступательно плунжера 11 через промежуточную жидкость (воду) постоянного объема.

Раствор в рабочую камеру 2 с диафрагмой и самодействующими клапанами поступает снизу вверх (т. е. противоточно) из приемного бункера с процеживающим виброситом под действием вакуума, попеременно создаваемого при рабочем ходе плунжера. Возвратно-поступательное движение плунжеру сообщается от электродвигателя через клиноременную передачу 13, одноступенчатый зубчатый редуктор 12 и кривошипно-шатунный механизм 14. При движении плунжера вправо промежуточная жидкость втягивает диафрагму до соприкосновения ее с ограничительной решеткой, и в рабочей камере создается вакуум, вследствие чего из приемного бункера через всасывающее колено 17 и всасывающий клапан / в рабочую камеру засасывается раствор. При движении плунжера влево промежуточная жидкость выгибает внутрь рабочей камеры диафрагму, которая выталкивает раствор через открытый (под давлением раствора) нагнетательный клапан 4 (впускной клапан 1 под действием собственной силы тяжести и противодавления раствора закрыт) в воздушный колпак 6, а затем в растворовод 8. Подъем клапанов во время работы насоса ограничивается скобами-ограничителями 5.

Воздушная подушка, образующаяся в воздушном  колпаке в процессе работы насоса, выравнивает давление на раствор, поступающий в растворовод, уменьшая его пульсацию. Давление-в воздушном колпаке контролируется манометром 7. Предохранительный клапан 10, отрегулированный на давление 1,5 МПа, сообщает полость насосной камеры 15 с заливочным устройством 9 при повышении максимально допустимого рабочего давления в раствороводе. При кратковременных остановках растворонасоса и при работе по замкнутому циклу раствор выпускают через перепускной клапан 3. Управление работой растворонасоса осуществляется с пульта, установленного на насосе. На пульте смонтированы реле давления, магнитный пускатель, пакетные выключатели, колодка штепсельного разъема. Реле давления соединяется гибким рукавом с датчиком, установленным на воздушном колпаке, и осуществляет дистанционное управление насосом. Реле срабатывает на отключение привода растворонасоса при давлении 1,41 МПа; включение происходит при давлении 0,4 МПа.

Основными недостатками диафрагменных насосов  являются: низкая долговечность резиновой диафрагмы (не более 100 маш-ч); снижение подачи (производительности) растворонасоса в результате неполного заполнения насосной камеры водой из-за ее утечек и испарения.

Производительность (подача) диафрагменных насосов 2...6 м³/ч, максимальное рабочее давление 1,5 МПа, число двойных ходов плунжера 165 мин-¹, дальность подачи раствора по горизонтали 100...200 м, по вертикали 20...40 м.

Поршневые растворонасосы применяют для перекачивания  растворов подвижностью не менее 5...7 см и крупностью фракции не более 5... 12 мм. Перекачивание раствора осуществляется движущимся возвратно-поступательно поршнем, непосредственно воздействующим на раствор и осуществляющим его всасывание и нагнетание.

Поршневые насосы могут иметь один или два поршня. Поршневые растворонасосы характеризуются: независимостью подачи от развиваемого напора и хорошей всасывающей способностью, высоким ресурсом цилиндропоршневой группы (около 2000 маш-ч). Поршневые растворонасосы максимально унифицированы и предназначены для комплектации штукатурных агрегатов и станций. Они монтируются, как правило, на колесных тележках, что обеспечивает их высокую мобильность.

Каждый  поршневой растворонасос состоит  из привода, цилиндропоршневой группы, рабочей и клапанной камер со всасывающим и нагнетательным шаровыми самодействующими клапанами, воздушного колпака (кроме двухпоршневых) для сглаживания пульсации давления, пульта управления и рамы, на которой смонтированы все узлы растворонасоса. Цилиндропоршневая группа растворонасосов включает составной резиновый поршень и гильзу цилиндра с хромированной внутренней поверхностью, что обеспечивает высокий ресурс группы. В штоковую полость цилиндра заливается вода для смазки и охлаждения трущихся пар.

На  рис. 7.2 показана кинематическая схема  поршневого растворонасоса. Вращение от электродвигателя 1 передается через клиноременную передачу 2 и конический одноступенчатый редуктор 3 тихоходному валу, на обоих концах которого имеются эксцентрики 4. Вращательное движение эксцентриков преобразуется в возвратно-поступательное движение шарнирно соединенной с ними вилки 5, сообщающей возвратно-поступательное движение поршню 7 и качательное движение насосной камере 6. Благодаря креплению к эластичной диафрагме 8 насосная камера может отклоняться на угол ±5° от горизонтальной оси. Диафрагма жестко зажата клапанной камерой 9 и опорной стойкой 10.

Рис. 7.2. Принципиальная схема поршневого насоса

Растворонасос снабжен реле давления, отключающим электродвигатель при превышении максимального рабочего давления на 0,1 МПа, и перепускным устройством, разгружающим напорный растворовод при избыточном давлении раствора.

Растворонасос смонтирован на двухосной тележке  с обрезиненными колесами и съемным  дышлом и может перемещаться по строительной площадке вручную или транспортным средством.

Производительность (подача) однопоршневых насосов 2...4 м³/ч, максимальное рабочее давление 1,5...3,5 МПа, дальность подачи по горизонтали 60...250 м, по вертикали 30...60 м.

Растворонасосы  с воздушным колпаком эффективно работают при давлении до 3,0 МПа. Для работы на больших давлениях применяют дифференциальные растворонасосы.  

Рис. 7.3.Принципиальная схема дифференциального поршневого растворонасоса

Дифференциальный растворонасос (рис 7.3) обеспечивает высокую равномерность подачи раствора подвижностью не менее 5 см за счет попеременной работы поршней 4 и 11, движущихся в двух параллельных цилиндрах — основном 5 и компенсационном 10. Длина хода основного поршня в 2 раза больше, чем у компенсационного. Штоки 3 и 12 этих поршней кинематически связаны через ролики 1 и 14 с кулачками торцового типа 2 и 15, расположенными на общем валу 13. Вращение валу с кулачками сообщается от электродвигателя через двухскоростную клиноременную передачу, редуктор и соединительную муфту 16.

При вращении кулачка 2 поршень 4 основного цилиндра 5 осуществляет ход всасывания и нагнетания. Во время хода всасывания раствор через всасывающий патрубок б поступает в основной цилиндр. При этом всасывающий клапан 7 открыт, а нагнетательный 8 закрыт. Во время хода нагнетания поршень основного цилиндра вытесняет одну половину порции раствора в нагнетательный патрубок 9, а другую — в компенсационный цилиндр 10. При движении основного поршня 4 на всасывание поршень 11 компенсационного цилиндра вытесняет порцию раствора в нагнетательный патрубок 9. На выходе из растворонасоса установлен перепускной кран, позволяющий изменять направление потока раствора из растворонаcoca в приемный бункер   _g _j  г или в нагнетательную магистраль. Растворонасос имеет двойную производительность (подачу) 2 и 4 м³/ч и перекачивает растворы на расстояние до 300 м (при подаче 2 м³/ч) по горизонтали и до 100 м по вертикали при максимальном рабочем давлении 4 МПа. Им комплектуют передвижные штукатурные станции.

Техническая производительность (подача) поршневого растворонасоса (м³/ч)

П_т = 900πd²_пl_пп_пК_н, (7.1)

где d_п— диаметр поршня, м; /_Г1 — ход поршня, м; п„ — число двойных ходов поршня в 1 с, равное частоте врашения коленчатого вала привода, сг¹; К_и — коэффициент объемного наполнения, оценивающий потери подачи растворонасоса.  

Величина К_н зависит от подвижности перекачиваемого раствора. При изменении подвижности от 5 до 10 см А"_н возрастает с 0,43 до 0,92.

Поскольку средняя скорость движения поршня (м/с) v_n = 21_пп„ (откуда l„n„ = 0,5v_n), уравнение (7.1) можно представить в виде

П_т = 450πd²_nν_пKH.   (7.2)

Для обеспечения нормального всасывания необходимо, чтобы скорость движения поршня (число двойных ходов поршня п_п) снижалась с уменьшением подвижности перекачиваемого раствора, что позволяет сохранить стабильным коэффициент наполнения рабочей камеры К_н.

Винтовые растворонасосы в отличие от поршневых не имеют клапанов и применяются для перекачивания штукатурных растворов на гипсовых вяжущих, гипсовых замазок, шпаклевок, паст, мастик и малярных составов различной вязкости. В качестве вытеснителя у таких насосов используется винт, вращающийся в неподвижной обойме. Винтовые насосы характеризуются высокой равномерностью подачи, простотой конструкции и эксплуатации, компактностью и малой массой. Они развивают рабочее давление до 2 МПа и обеспечивают дальность подачи материала до 100 м по горизонтали и до 60 м по вертикали. Винтовыми насосами комплектуются передвижные штукатурные и малярные агрегаты и станции, передвижные агрегаты и станции для устройства сплошных наливных полов и мастичных кровель.

Рис. 7.4. Винтовой насос.

Насосный  узел винтового насоса (рис. 7.4) включает чугунный или стальной однозаходный винт 5 с шагом S_B и резиновую обойму 4 с эластичной рабочей поверхностью, податливой в радиальном направлении. Обойма заключена в жесткий съемный корпус — стяжной хомут 6. К насосному узлу материал подается из приемного бункера 3 винтовым питателем 7. Винт и питатель соединены шарнирной муфтой и получают вращение от электродвигателя / через редуктор 2. Насос соединяется с нагнетательным раствороводом с помощью быстроразъемного соединения. Поперечное сечение винта — окружность диаметром d, центр которой смещен относительно оси винта на величину эксцентриситета е. Рабочая поверхность обоймы представляет собой двухзаходный винт с шагом S₀, в 2 раза большим шага винта ротора, т. е. S₀ - 2S_B.

Оси обоймы и винта смещены также  на величину эксцентриситета е. При вращении винта его геометрическая ось вращается вокруг оси обоймы по окружности радиусом е. Винт осуществляет планетарное движение относительно оси обоймы, а каждое его сечение участвует одновременно в двух вращениях относительно параллельных осей. Это сложное движение может быть представлено как результат качения без скольжения подвижной центроиды диаметром 2е по неподвижной центроиде диаметром 4е. В каждом положении винт и обойма контактируют между собой и образуют замкнутые камеры, заполняемые перекачиваемым материалом. При вращении винта камеры с материалом непрерывно перемещаются по винтовой линии вдоль оси обоймы от всасывающей полости насоса к нагнетательной, благодаря чему обеспечивается высокая равномерность подачи материала. Наличие эластичной обоймы позволяет перекачивать растворы с твердыми наполнителями и исключает заклинивание винта. Для обеспечения герметичности сопряженных поверхностей винта и обоймы размеры поперечного сечения винта выполняются несколько большими, чем у обоймы. Разница радиусов поперечных сечений винта и обоймы характеризуется первоначальным натягом 5₀, величину которого выбирают с учетом размеров винтовой поверхности, развиваемого давления, точности изготовления винта и обоймы и модуля упругости материала обоймы.

В процессе работы насоса фактическое значение натяга между ротором и статором меняется за счет абразивного износа и деформации обоймы под действием внутреннего давления. Для изменения натяга в сопряженных поверхностях обоймы и винта, регулировки рабочего давления и производительности (подачи) насоса служит стяжной хомут 6. Рабочее давление контролируется манометром.

Основными параметрами, определяющими эксплуатационные характеристики винтовых растворонасосов, являются диаметр d, шаг s_B и эксцентриситет оси е винта и первоначальный натяг пары винт—обойма 8₀. Параметры d, s_B и е определяют профиль рабочих органов и объемов замкнутых камер, а 5₀ — расходную, энергетическую и стойкостную характеристики насоса.

Теоретическая подача (м³/с) винтового растворонасоса

Qт  = 8eds_Bn,  (7.3)

где и₍— частота вращения винта, с-¹.

Действительная  подача насоса Q_a (м³/с) меньше теоретической на величину утечек qyr (м³/с):

О_д – Q_т – q_ут (7.4)

Величина q_yr зависит от разности давлений в полостях нагнетания и всасывания и от размера зазоров в местах контактирования винта и обоймы. 
 

Штукатурные форсунки предназначены для нанесения на отделываемую поверхность штукатурных растворных смесей подвижностью не менее 7 см с фракцией заполнителя не более 5 мм и устанавливаются на свободном конце растворовода. Форсунки представляют собой устройство с жестким или эластичным наконечником (соплом) для дробления струи раствора на отдельные мелкие частицы, придания ему необходимой формы и скорости для обеспечения плотного прилегания раствора к обрабатываемой поверхности. Форсунки изготовляют двух типов: ФШП — пневматического действия и ФШМ — механического действия (бескомпрессорные). В форсунках пневматического действия раствор дробится и выбрасывается из наконечника с большой скоростью сжатым воздухом, подаваемым от компрессора под давлением 0,2...0,6 МПа. В форсунках механического действия дробление и нанесение раствора осуществляются за счет использования кинетической энергии потока раствора, поступающего в форсунку под давлением, создаваемым растворонасосом. Наибольшее распространение получили форсунки пневматического действия, которыми наносят штукатурные растворы подвижностью от 7 см и более. Различают форсунки пневматического действия с кольцевой и центральной подачей сжатого воздуха.  
 

Форсунки с кольцевой подачей воздуха (рис. 7.5, а) имеют кольцевую камеру смешивания 1, проходя через которую сжатый воздух 4 смешивается с раствором 5 и с силой выбрасывает его через эластичный наконечник 2 на оштукатуриваемую поверхность в виде распыленной струи — факела длиной 1... 1,5 м. При работе форсунка наклоняется к оштукатуриваемой поверхности на 45...60°.

В форсунках  с центральной подачей воздуха (рис. 1.5,6) раствор дробится сжатым воздухом на выходе из жесткого или эластичного  сопла 6. Такие форсунки выпускаются трех типоразмеров — с расходом раствора 1,0; 2,0 и 4 м³/ч и диаметрами отверстия сопл (соответственно расходу раствора) 13, 20 и 25 мм и подбираются в зависимости от подачи (производительности) растворонасоса. Удельный расход сжатого воздуха — отношение расхода воздуха (м³/ч) к расходу раствора (м³/ч) — составляет для сопл с отверстием диаметром 13 мм — 12; 20 мм — 6; 25 мм — 3.

В обоих  типах форсунок регулирование скорости выхода раствора (во избежание излишнего  распыления раствора и увеличени  его потерь) достигается изменением подачи сжатого воздуха с помощью вентиля 3.

Скорость  движения растворной смеси (м/с) на выходе из сопла форсунки

ν_р=2р_ф/_Рр,   (7.5)

где А/р_ф — перепад давления на входе и выходе из сопла форсунки, Па; р_р — плотность раствора, кг/м³.

Величина  перепада давлений р_ф зависит от подвижности раствора и составляет 0,2...0,5 МПа для его подвижностей 12...7 см, причем большие значения перепада соответствуют меньшей подвижности раствора.

Расход  раствора (м³/с) через сопло форсунки

Q_Ф = μν_РА_СРр_Рg,  (7.6)

где ц — коэффициент расхода, учитывающий сужение струи раствора и уменьшение действительной скорости истечения по сравнению с теоретической; g = 9,81 м/с² — ускорение свободного падения; А_с =ndl /4 — площадь поперечного сечения отверстия сопла форсунки, м²; dc — диаметр отверстия сопла форсунки, м.

Значения  коэффициента расхода ц зависят  от отношения dJD, где D — диаметр входного отверстия форсунки, м. Для dJD = 0,3 и = 0,64; для dJD = 0,5 ц = 0,67; для dJD = 0,7 ц = 0,71.

В форсунках механического действия применяют щелевые сопла, формирующие плоский факел. Форсунками наносят штукатурные растворные смеси подвижностью от 9 см и более. Их выпускают двух видов — с регулируемой и нерегулируемой щелью (напором).

В форсунках с нерегулируемой щелью-напором (рис. 7.6, а) применяется плоское резиновое сопло / (диафрагма) с плоской прорезью (щелью) длиной /. Раствор под давлением проходит через прорезь в диафрагме и благодаря упругому сопротивлению диафрагмы дробится и выбрасывается в виде плоского веерообразного факела, форма и длина факела раствора в таких форсунках зависят от упругих свойств материала диафрагмы. Основное достоинство форсунок с нерегулируемой щелью — простота конструкции, недостаток — невозможность формирования формы факела при изменении подвижности штукатурного раствора. Этот недостаток устранен в форсунках с регулируемой щелью.

Вид А                             Вид Б

Штукатурные агрегаты и машины базируются на диафрагменных, поршневых и винтовых насосах. Различают агрегаты типа АШ (агрегат штукатурный), работающие только с привозным готовым штукатурным раствором, и агрегаты типа АШС (агрегат штукатурно-смесительный), в технологическую цепь которых включен цикличный растворосмеситель для приготовления штукатурного раствора непосредственно на объекте или перемешивания (переработки) готового товарного раствора. Штукатурные машины на базе винтовых насосов работают на сухих смесях и снабжены смесителями непрерывного действия.  
 

Производительность  машин и агрегатов определяется производительностью базового растворонасоса.