Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУЧНОЙ КЛАДКИ КИРПИЧА

Изобретение относится к области строительства и может быть наиболее эффективно использовано для кладки стен из кирпича и блоков при сооружении зданий гражданского и промышленного назначения.

Процесс кладки состоит из многих рабочих операций и осуществляется не одним каменщиком, а звеном от двух до шести человек. Звенья каменщиков в зависимости от количественного состава называют соответственно «двойкой», «тройкой», «четверкой» и т.д. Основу любого звена составляет «двойка»: каменщик 5-4-го разряда и каменщик 2-го разряда. В звеньях, где более двух рабочих, используют дополнительно каменщиков 2-го разряда на работах, не требующих высокой квалификации. Это позволяет более производительно использовать труд высококвалифицированных каменщиков.

Кирпичную кладку ведут операционно-расчлененным методом, т.е. расчленяют процесс на отдельные операции, выполняемые определенными рабочими. Каждый из них, специализируясь на одних и тех же операциях, в совершенстве овладевает рациональными приемами, что способствует повышению производительности труда и улучшению качества работ.

Обычно кладку в звене любого состава осуществляют каменщики 4-5-го разрядов. В обязанность последних входит установка порядовок, натягивание причальных приспособлений для обеспечения правильности укладки кирпичей и рядов. Кроме того, каменщик высокого разряда (4-5) выполняет в процессе кладки значительное количество манипуляций, требующих специально отработанных со временем навыков. Так, при способе кладки «вприжим», держа в правой руке кельму, каменщик разравнивает ею растворную постель, а затем ребром кельмы подгребает часть раствора и прижимает его к вертикальной грани ранее уложенного кирпича, при этом левой рукой доносит новый кирпич к месту укладки. После этого опускает кирпич на подготовленную постель и, двигая его левой рукой к ранее уложенному кирпичу, прижимает к полотну кельмы. Движением вверх правой руки вынимает кельму, а кирпичом, придвигаемым левой рукой, зажимает раствор между вертикальными гранями укладываемого и ранее уложенного кирпича. Нажимом руки осаживает уложенный кирпич на растворной постели. Избыток раствора, выжатый из наружного шва, подрезает кельмой за один прием после укладки тычками каждых трех-пяти кирпичей или после укладки ложками двух кирпичей. Подрезанный раствор каменщик набрасывает на растворную постель [Сытин Д.Н. Каменщик. М., Стройиздат, 1967 г.].

Как следует из описанной выше технологии кладки, производительность и качество работы определяются только уровнем квалификации каменщика, его опытом, т.е. тем, что можно определить как субъективные возможности рабочего. Профессия каменщика является одной из самых консервативных и включающих большое число операций, совершаемых с приложением физических усилий. Несмотря на многочисленные попытки создания различных технических систем, типа роботизированных комплексов для кладки кирпича, ручной труд каменщика повсеместно является востребованным. Из технических средств, обеспечивающих работу каменщика, как и сотни лет назад, остается причальное приспособление или, проще, шнур-причалка, натягиваемое на порядовки. Единственным техническим усовершенствованием в работе каменщика является использование светового луча в качестве причального приспособления [Авторское свидетельство СССР №71510, кл. E04G 21/22], замененного в последнее время на лазерный луч [Авторское свидетельство №1636556, кл. E04G 21/22].

В современных условиях имеют место высокие темпы развития строительства в жилищной сфере. В силу этих обстоятельств, труд каменщика высокой квалификации (4-5-го разряда) оказывается чрезвычайно востребованным. Однако, наряду с этим, область строительства сталкивается и со столь же чрезвычайным дефицитом рабочих строительных профессий и, особенно, каменщиков высоких разрядов. Последнее обстоятельство негативно сказывается на темпах и качестве строительства сооружений из кирпича и блоков.

Таким образом, настоятельной задачей времени стало создание вспомогательного устройства для ручной кладки кирпича, которое позволило бы осуществлять кладочные работы каменщикам 2-го разряда и неквалифицированным рабочим по производительности и качеству на уровне каменщиков 4-5-го разрядов.

Такая задача была реализована техническим решением, изложенным в описании заявки на изобретение №2008129953/03, по которой от 16.10.2009 г. принято решение о выдаче патента. Описанная в заявке конструкция была принята авторами за прототип.

Устройство для ручной кладки кирпича состоит из платформы, на верхней части которой размещены приемник светового (лазерного) излучателя причального приспособления, обеспечивающего ориентацию платформы в вертикальной плоскости, а также аналогичный приемник для ориентации платформы в горизонтальной плоскости. На верхней части платформы по ее продольной оси симметрии смонтированы пара механизированных молотков в виде электроударников, бойки которых через соответствующие отверстия выведены заподлицо с нижней поверхностью платформы, служащей одновременно ограничителем сверху для укладываемого кирпича. Сбоку к платформе прикреплены рукоятки. Кроме всего вышеперечисленного, на верхней части установлен электронный инклинометр, который совместно с электроударниками охвачен общей системой управления, замкнутой на микропроцессор. Последний электрически связан и с приемником светового излучателя причального приспособления, который, в свою очередь, также электрически соединен с парой световых индикаторов, снабженных указательными стрелками. Так организована система ориентации платформы в пространстве. С нижней части платформы смонтирован схват для кирпича, образованный боковым упором, задающим одновременно расстояние (зазор) с соседним кирпичом, фронтальными упорами и винтовым зажимом, снабженным штурвалом. Упоры установлены на кронштейнах, которые в своей нижней части несут упоры, обеспечивающие позиционирование переднего торца платформы относительно плоскости формируемого фасада, опираясь на нижний кирпич. Конструкцией устройства предусмотрена электрическая схема ручного регулирования частоты ударов электроударников, представленная на платформе кнопкой.

Используют предлагаемое устройство для ручной кладки кирпича следующим образом.

Каменщик 2-го разряда лопатой подает раствор на стену и укладывает его грядкой правильной формы и требуемой ширины. Растворную постель для укладки кирпича каменщик разравнивает кельмой в процессе кладки. Толщина грядки раствора в среднем должна быть 20-25 мм. Это обеспечивает при укладке кирпича толщину шва 10-12 мм. Затем другой каменщик берет за рукоятки платформу и накладывает ее на кирпич, причем таким образом, что последний упирается сверху в нижнюю поверхность платформы и бойки, сбоку в упор и спереди в упоры. Окончательное закрепление кирпича в схвате каменщик осуществляет винтовым зажимом, вращая его за штурвал. Связав с платформой кирпич, каменщик переносит последний на стену и укладывает на сформированную грядку из раствора, причем таким образом, чтобы упор вошел в плотный контакт с торцевой стенкой соседнего кирпича, а упоры вошли в контакт с фасадной частью нижнего кирпича. После этого каменщик включает в работу систему управления устройством и, наблюдая за индикаторами, выставляет приемник лазерного излучения по лучу, обеспечивающему вертикальность кладки. Одновременно с описанными манипуляциями каменщика, в автоматическом режиме по команде электронного инклинометра и приемника лазерного излучения через микропроцессор в работу включаются электроударники, имитируя, таким образом, работу каменщика по осаживанию уложенного кирпича на растворной постели. При достижении верхней поверхностью кирпича необходимого положения по горизонтали по команде с приемника электроударники отключаются от сети. Винтовой зажим отводится от боковой поверхности кирпича, и устройство освобождается от последнего.

Следует отметить, что перед началом кладки каменщик, в зависимости от жесткости используемого раствора, подбирает оптимальную частоту ударов электроударников, воздействуя на схему ручного регулирования этого параметра посредством кнопки.

Описанное выше устройство для ручной кладки кирпича принципиально решает задачу использования каменщика низкой квалификации и неквалифицированного рабочего для производства кладочных работ на качественном уровне каменщиков 4-5 разрядов. Однако и оно не лишено недостатков, одним из которых следует назвать трудоемкость физического перемещения каменщиком кирпича до упора, обеспечивающего позиционирование переднего торца платформы относительно плоскости формируемого фасада, опираясь на нижний кирпич через слой вяжущего материала. Последним, как правило, является цементный раствор высокой вязкости, а следовательно, обладающий высоким внутренним трением, которое и преодолевается каменщиком в процессе манипулирования устройством, несущим на себе кирпич. В этих условиях длительность работы и ее высокий темп, в конечном итоге, приводят к физической усталости каменщика, что сказывается на производительности и качестве кладочных работ.

С другой стороны, имеет место усложненность конструкции устройства, выражающаяся в насыщенности его специфической элементной базой, к которой относятся приемники лазерного излучения, электроударники, электронный инклинометр, микропроцессор, средства индикации и, наконец, различного рода подвижные и неподвижные упоры, обеспечивающие позиционирование кирпича в устройстве. Несмотря на то, что многие элементы охвачены общей системой управления и работа их ведется в автоматическом режиме, манипулирование устройством в процессе укладки кирпича требует не только физического усилия со стороны каменщика, но и психологического напряжения. Последнее возникает как следствие необходимости отслеживания по системе индикации правильное положение приемников относительно лазерных лучей причального приспособления. Таким образом, конструкции устройства-прототипа способствует увеличению физической и психологической нагрузки на каменщика.

Задачей изобретения является снижение общей нагрузки на каменщика за счет усовершенствования (упрощения) конструкции устройства для ручной кладки кирпича.

Устройство для ручной кладки кирпича, содержащее платформу с рукояткой, на которой смонтировано причальное оптическое приспособление, силовое устройство в виде механизированного молотка и блок управления с системой индикации, имеет платформу, выполненную в виде рычага, на одном конце которого смонтирован механизированный молоток с причальным приспособлением, а на другом рукоятка. При этом причальное оптическое приспособление расположено по продольной оси механизированного молотка, а блок управления смонтирован в средней части рычага. Молоток может быть выполнен в виде пневмоударника или электроударника, снабженного электрическим аккумулятором. Решению поставленной задачи способствует и то, что платформа выполнена в виде «ломанного» рычага, на одном конце которого установлен механизированный молоток с причальным приспособлением, а на другом - рукоятка.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для ручной кладки кирпича обретает, при всех преимуществах нововведений (причальное оптическое приспособление, силовое автономное устройство в виде электро- или пневмоударника, блок управления с системой индикации) вид привычного для каменщика инструмента, обеспечивающего традиционный, наработанный веками, метод ведения кладки. Другими словами, устройство приобрело эргономически более приемлемый образ в сравнении с прототипом, т.е. образ молотка каменщика, но только усиленного современными силовыми средствами и системой ориентации. Все это способствует увеличению производительности и повышению качества кладочных работ.

На прилагаемых к описанию чертежах даны:

- на рис.1 и 2 - схематическое изображение устройства для ручной кладки кирпича;

- на рис.3 - схема, поясняющая использование устройства.

Предлагаемое устройство для ручной кладки кирпича состоит из платформы 1 в виде «ломаного» рычага, на левом конце которого закреплен механизированный молоток, например, в виде пневмоударника 2. Соосно с последним установлен приемник 3 лазерного излучателя причального приспособления, а на правом конце рычага смонтирована рукоятка 4. Во внутренней полости рычага, т.е. между механизированным молотком и рукояткой, размещен блок 5 управления работой устройства. На наружной панели блока 5 имеются лампы 6 индикации, отвечающие за функциональное состояние всех систем устройства. В случае использования в качестве молотка электроударника 7 (рис.2) на конце рукоятки 4 располагается электрический аккумулятор 8, а при использовании в качестве рабочей среды сжатого воздуха - распределитель 9 (рис.1). На панели блока 5 расположена кнопка 10 включения устройства в работу. На рис.3 позициями 11 и 12 обозначены положения устройства при осуществлении кладочных работ путем воздействия на кирпич 13 сверху и со стороны его фасадной части соответственно. Сооружаемая стена обозначена на рис.3 позицией 14. Лазерное излучение, обеспечивающее ориентацию устройства в вертикальной плоскости, обозначено поз.15, а в горизонтальной - поз.16. Подача сжатого воздуха, в случае использования в качестве молотка пневмоударника, осуществляется через штуцер 17, смонтированный на торцевой части рукоятки 4 (рис.1).

Работает предлагаемое устройство для ручной кладки кирпича следующим образом.

Каменщик 2-го разряда или неквалифицированный рабочий лопатой подает раствор на стену и укладывает его грядкой правильной формы и требуемой ширины. Растворную постель для укладки кирпича каменщик разравнивает кельмой в процессе кладки. Толщина грядки раствора в среднем должна быть 20-25 мм. Это обеспечивает при укладке кирпича толщину шва 10-12 мм. Затем другой каменщик берет кирпич 13, переносит его на стену 14 (рис.3) и укладывает на сформированную грядку раствора. Взяв в руки устройство для ручной кладки кирпича за рукоятку 4 и включив, нажатием на кнопку 10, в работу механизированный молоток 2 (пневмоударник), каменщик первоначально выставляет приемник 3 лазерного излучения по лучу 16, обеспечивающему осаживание кирпича на растворной постели до требуемого уровня. Затем в той же манере каменщик воздействует на фасадную или противоположную поверхности кирпича 13, выставляя приемник 3 уже по лучу 15, обеспечивая, таким образом, вертикальность кладки. Конструкция устройства предусматривает систему изменения частоты ударов механизированного молотка 2 в зависимости от жесткости раствора, схемное решение которой в заявке не раскрывается.

По предлагаемому устройству были выполнены рабочие чертежи, в соответствии с которыми был изготовлен опытно-промышленный образец. Последний прошел всесторонние испытания на стройках Санкт-Петербурга и показал высокую эффективность и надежность в работе. Особую положительную оценку получили эргономические качества устройства в плане простоты и удобства его использования. Применение заявляемого устройства для ручной кладки кирпича показало возможность выполнения работ квалификации каменщика 4-5 разрядов каменщиком 2-го разряда и даже подсобным рабочим без какой-либо квалификации и опыта кладочных работ.