Пороховые монтажные пистолеты

Наверное, нет человека, который хотя бы однажды не вбил гвоздь молотком. Но в строительстве и промышленности вполне обычна ситуация, когда нужно вбить сотни и тысячи гвоздей. Для этого нужен другой инструмент, иногда простой, иногда причудливый.

 

Рис.9. Пистолет монтажный пороховой.

 

Самый мощный инструмент, способный забить гвоздь в бетонную стену, строительный монтажный пистолет.

 

 

Рис.10. Принципиальная схема монтажного пистолета:

1 – малогабаритные пороховые патроны; 2 =- поршень; 3 – ствол; 4 – дюбель.

 

Для крепления оборудования на бетонных, ж/б, кирпичных и металлических основаниях применяются монтажные пистолеты. Промышленность выпускает однозарядный, самовзводный монтажный пистолет (см. рис.). Забивка дюбеля 4 осуществляется ударом разгоняемого в стволе 3 поршня 2. В момент выстрела движение поршня тормозится сопротивлением дюбеля.

В качестве источника энергии в пистолете используются малогабаритные пороховые патроны 1 диаметром 6,9 мм. Дюбель устанавливается в канале ствола. При ударе бойка по патрону воспламеняется порох и газ воздействует на поршень, который, двигаясь по каналу ствола, ударяет по дюбелю, внедряемому в строительную конструкцию. Пистолет имеет устройство, исключающее выстрел без прижатия наконечником к месту забивания дюбеля, при не полностью закрытом пистолете и патроннике ствола, а также при падении пистолета с высоты до 1,5 м на бетонный пол.

Сила звука при выстреле незначительная, поэтому не нужны противошумные наушники и ограничение числа выстрелов в день.

Долговечность пистолета 25 тыс. выстрелов, а производительность достигает 50 выстрелов в час. Небольшая длина 400 мм и масса 4,5 кг позволяют легко манипулировать пистолетом.

Технология прямого монтажа (ТМП) является высокоэффективным решением множества задач, возникающих в различных областях – от крепления ограждений и опалубки до монтажа профилей и реек, подвесных систем и инженерных коммуникаций.

Технология прямого монтажа включает в себя использование ряда монтажных пистолетов различного назначения, мощности и производительности; широкую линейку крепежных элементов и готовых монтажных узлов, специально разработанных для многих видов работ; и, наконец, ассортимент строительных патронов, отличающихся по мощности.

Итак, ТМП представляет собой монтажную систему, позволяющую производить закрепление к различным основаниям – таким, как бетон и железобетон (до марки 400 включительно), шлако- и керамзитобетон, полнотелый кирпич, конструкционная сталь (с пределом прочности до 450 МП а) без предварительного засверливания. Т.о., существенно (до 10 раз) сокращается время, требуемое на монтаж, а в большинстве случаев сокращается и стоимость крепежного узла. Важно, что эта технология полностью автономна от источников электропитания, оборудование компактно и хорошо подходит для работ в труднодоступных местах.

Во многих странах технология прямого монтажа является распространенным методом монтажа в различных областях строительной индустрии.

Принцип действия. Монтажные пистолеты действуют по принципу забивания дюбеля поршнем, разгоняющимся под давлением пороховых газов. При этом силу, воздействующую на дюбель, возможно регулировать двумя способами – подбором патрона и, в некоторых моделях пистолетов, – механической регулировкой.

Для того чтобы привести монтажный пистолет в действие, необходимо с силой прижать его к основанию. Только в этом случае предохранитель даст возможность сработать спусковому механизму. Это создает защиту от случайного срабатывания. Начальная скорость дюбеля не превышает 90 м/ с, что практически исключает возможность его рикошетирования. Поршень тормозится сопротивлением внедряемого дюбеля. Ход поршня ограничен упорами-амортизаторами, предотвращающими сквозной прострел малопрочного основания. При правильной эксплуатации оборудования, что достигается, в том числе путем обучения оператора базовым принципам работы с монтажным пистолетом, а также при обязательном использовании средств защиты, можно говорить о высокой безопасности этой технологии.

Типы монтажных пистолетов. Монтажные пистолеты можно разделить на:

А). По степени автоматизации:

• однозарядные (ППМ603, ППМ307, HILTI DX E72),

 

А б в

 

Рис.11. Монтажные пистолеты:

а - ППМ603; б - ППМ307; в - HILTI DX E72.

• полуавтоматические -с кассетной подачей патронов (ППМ301),

 

 

Рис.12. Монтажный пистолет ARMIRO SYSTEMS ППМ301.

 

• полностью автоматические - с кассетной подачей и патронов, и дюбелей (HILTI DX 460, HILTI DX351). Естественно, автоматические пистолеты являются самыми высокопроизводительными, они позволяют повысить скорость работы до 700 монтажных точек/час.

 

Рис.13. Пороховой автоматический монтажный пистолет Hilti DX 460-F8.

 

Б). Также пистолеты различаются по диаметру направляющей:

Ø 8 мм,

Ø 10 мм,

Ø 12 мм.

Монтажный пистолет должен быть правильно подобран и приспособлен к конкретным видам работ.

Дюбели. Высокое качество крепления деталей к строительным основаниям дюбелем достигается тем, что он под действием энергии порохового заряда, действующего на поршень, внедряется в строительное основание, частично вытесняет его материал и уплотняет его вокруг себя, создавая при этом поля напряжений, определяющие несущую способность соединения. Кроме того, при забивании дюбеля в металлические конструкции возникают дополнительные силы сцепления, благодаря диффузионному схватыванию и привариванию его к металлу основания. Оптимальная глубина проникания дюбеля, обеспечивающая высокое качество соединения, для строительных оснований из бетона составляет 22–40 мм, а стальное основание, как правило, до 12 мм, дюбель должен пройти насквозь, и выйти, как минимум, на 6 мм. Чтобы соответствовать этим требованиям, дюбели обладают высокой динамической прочностью, продольной устойчивостью, твердостью HR-Сэ 53–56 и высокой пластичностью. Из опыта производства монтажных работ дюбель должен без разрушения выдерживать изгиб на угол до 90°.

Для защиты от коррозии дюбели гальванически цинкуются или анодируются толщина покрытия – не менее 5 мкм.

Типы дюбелей. Дюбели для монтажных пистолетов различаются по диаметру головки и шайбы – эти размеры являются определяющими для применения в том или ином типе монтажных пистолетов.

 

Например, для использования с ППМ603 подходят дюбели с диаметром шайбы 8, 10 и 12 мм, т.к. в комплект поставки входят 3 направляющих соответствующих диаметров. Для работы с ППМ301, ППМ307 или HILTI DX E72, HILTI DX 460, HILTI DX351.

 

Следующий важнейший параметр – тип дюбеля. Существует множество модификаций для различных видов монтажных работ, начиная от универсальных, которые предназначены практически для всех типов пистолетов, как однозарядных, так и автоматических (вариант исполнения в кассетах).

Также производятся дюбели, специально разработанные с учетом специфических требований. В первую очередь можно выделить дюбели с увеличенными шайбами для крепления фанеры, сеток, тонких металлических профилей и проч.

Большую перспективу применения имеют дюбели, специально предназначенные для монтажа профилированных листов. Отдельную группу составляют готовые крепежные узлы для монтажа инженерных систем и подвесных конструкций. В случае необходимости применения разъемных соединений используются резьбовые дюбели-шпильки.

Также следует выделить дюбели для монтажа в металлическое основание. Существенным отличием является специальная насечка, создающая дополнительное трение при вхождении дюбеля в сталь и приводящая к диффузионному схватыванию. Использование специального дюбелей для стали, увеличивает несущие возможности монтажных точек в некоторых случаях более чем в 2 раза, по сравнению с обычным дюбелями.

Постоянно ведется работа по внедрению в производство новых типов дюбелей, например, для закрепления изоляционных материалов и т.д.

Строительные патроны. Для различных типов пистолетов также используются разнообразные строительные патроны. В первую очередь они различаются по калибру – 5.6х16, 6.8х11, 6.8х18.

Патроны всех калибров могут быть использованы как в однозарядных пистолетах, так и в автоматических многозарядных. В последнем случае строительные патроны выпускаются в специальных пластиковых кассетах (лентах).

И, наконец, патроны отличаются по мощности. Каждый патрон, как и его упаковка, снабжен цветовым идентификатором.

Правильный выбор патрона по мощности является важным фактором надежного крепления.

Применение в бетоне. Прочность закрепления в бетоне при использовании технологии прямого монтажа напрямую зависит от следующих факторов:

- прочность материала основания

- твердость и концентрация наполнителей

- диаметр стержня дюбеля

- глубина вхождения дюбеля

- межосевые и краевые расстояния

Входя в бетон, дюбель уплотняет его, за счет чего в зоне отверстия создается дополнительное механическое напряжение. Кроме того, сила трения, возникающая при входе дюбеля, создает тепло (температура доходит до 900 ° С), благодаря которому происходит схватывание материала основания и тела дюбеля. Эта комбинация из напряжения (распора и уплотнения) бетона и диффузионных процессов позволяет надежно закрепиться дюбелю в материале основания.

Аналогичные процессы происходят при монтаже в полнотелый кирпич.

Понятно, что несущая способность монтажной точки зависит от глубины захода дюбеля. В зависимости от типа дюбеля и материала основания достаточным будет заглубление от 22 до 40 мм. В случае большей длины заглубляемой части повышается вероятность изгиба дюбеля, чего можно избежать выбором более мощного патрона.

Важно уменьшать скалывание бетона в месте входа дюбеля различными способами, начиная от правильного выбора патрона, использования пистолетов с направляющей, заканчивающейся специальным кольцом-упором, например ППМ603, и, наконец, применением, в случае необходимости, дюбелей с шайбой для уплотнения материала основания.

Применение в стали. Прочность закрепления в металлическом основании также зависит от следующих факторов:

- толщина стали;

- прочностные характеристики стали;

- диаметр стержня дюбеля;

- величина заглубления в основание;

- межосевые и краевые расстояния.

При заходе дюбеля в стальное основание, благодаря эластичности металла, возникает давление на стержень дюбеля, удерживающее его в отверстии.

Кроме того, появляются силы сцепления благодаря диффузионному схватыванию и привариванию его к металлу основания.

Для увеличения несущей способности в стали на дюбель наносится специальная насечка, создающая дополнительное трение и температурный режим, благоприятный для диффузионных процессов. Использование специальных дюбелей для стали увеличивает несущие возможности монтажных точек в некоторых случаях более чем в 2 раза по сравнению с обычным дюбелями. Для надежного закрепления дюбель должен пройти через стальное основание насквозь и выйти из него как минимум на 6 мм.

Нельзя устанавливать дюбель в местах сварки или нескольких близко расположенных отверстий из-за возможного локального снижения прочностных характеристик стали.

Слишком высокая мощность удара по дюбелю может привести к эффекту пружины у стального основания, что влечет за собой как минимум уменьшение несущей способности монтажной точки, а может и нанести вред дюбелю и монтажному пистолету.

Во избежание такого эффекта также необходимо, чтобы стальное основание было жестко зафиксировано в зонах установки дюбелей.