Опубликовано

Перфоратор и дрель

Принцип работы ударной дрели основан на поступательном движении двух храповиков, которые отталкиваются друг от друга во время вращения шпинделя электродвигателя.

Сегодня практически любой,даже незначительный ремонт в доме не может обходится без ударной дрели или более совершенной конструкции под названием перфоратор.Основное предназначение электрической дрели это сверление отверстий в различных материалов,кроме каменных и бетонных.Для сверления отверстий в таких материалов как камень и бетон,современные электрические дрели стали оснащать ударным механизмом.

Ударный механизм встроенный в электрическую дрель отличается не совершенностью конструкции и очень низкой производительностью при сверлении в бетоне.Дела обстоят по лучше при сверлении отверстий в кирпичной стене,но при интенсивной и частой работе электрической дрели в таком режиме, очень быстро изнашивается ударный механизм.При изношенном ударном механизме еще сильнее уменьшается производительность сверления в бетоне и кирпиче и кроме этого, происходит большая нагрузка на электродвигатель,от чего он резко нагревается.

Поэтому, профессиональные строители используют перфораторы для сверления отверстий в бетонных и каменных стенах,оснащенные более совершенным ударным механизмом( читай устройство перформатора).Ударные дрели пользуются (на мой взгляд) популярностью среди обыкновенных владельцев домов и квартир,которые ничего общего с профессиональным строительством не имеют.

Но так как цена на хороший перфоратор на много выше чем цена ударной дрели,люди стали охотно покупать такой инструмент.Но повторюсь,ударный механизм ударной дрели для профессионального строителя представляет малый интерес.Для того, чтобы легче понять принцип работы ударной дрели, предлагаю ознакомиться сперва с устройством ударной дрели.Для восстановления работоспособности изношенного механизма электрической дрели ,требуется ремонт дрели своими руками,

при котором производится полная замена изношенных деталей.

Устройство ударной дрели.

Фото-1.Устройство ударной дрели

Устройство ударной дрели,главным образом состоит из корпуса дрели,электродвигателя,щеткодержателей с щетками,редуктора, подшипников,вентилирующей крыльчатки,прижимного патрона,кнопки включения и выключения электродвигателя со встроенным регулятором оборотов и реверса.На фото-1 обозначены следующие позиции:

1.-конденсатор, 2-кнопка включения и выключения электродвигателя, 3-регулятор оборотов двигателя,4-переключатель реверса,5-устройство щеткодержателей с щетками,6-подшипники,7-колектор ротора (якоря),8-обмотка статора электродвигателя,9-крыльчатка встроенного вентилятора,служащая для охлаждения электродвигателя,10-металлический корпус редуктора,11-редуктор,12-возвратная пружина,13-прижимной патрон,14-корпус электрической дрели.

Для того чтобы просверлить в камне или бетоне отверстие,необходимы не только вращательные движения сверла но и поступательные,то есть ударные. Бетон или камень от частых ударов крошится,а сверло продвигается все глубже и глубже в материале,достигая заданной глубины. Принцип работы ударного механизма основан на совершение поступательного и вращательного движения одновременно. Для того, чтобы понять принцип работы ударной дрели,более детально рассмотрим конструкцию редуктора.

Ударный механизм дрели

Фото-2.Конструкция редуктора ударной дрели.

Конструкция редуктора ударной дрели главным образом состоит из большой шестеренки и храповиков (волнистых шайб).При нажатии на кнопку включения, электродвигатель начинает вращаться,приводя в движении шпиндель.От шпинделя двигателя вращательные движения передаются далее на большую шестеренку редуктора к которому жестко прикреплен храповик.

Волнистая поверхность храповика большой шестеренки скользит по волнистой поверхности второго храповика,жестко закрепленного в корпус редуктора,совершая тем самым ударные действия.На фото-2,обозначены следующие позиции:

1-Большая шестеренка редуктора,

2-Храповики,

3-Шпиндель электродвигателя,

4-Подшипник.

Фото-3.Устройство корпуса редуктора.

Как видно, храповик жестко прикреплен в металлический корпус редуктора.На фото-3, обозначены следующие позиции:

1-Храповик

2-Корпус редуктора

3-Шпиндель двигателя.

Фото-4.Устройство большой шестеренки редуктора

Второй храповик жестко прикреплен к большой шестеренки редуктора.Для увеличения продолжительности жизни храповиков,волнистую поверхность необходимо смазать смазкой,типа литол.На фото-4 обозначены следующие позиции:

1-храповик,2-большая шестеренка.

На мой взгляд, ударная дрель это имитация легкого перфоратора,мощностью 700-750 Вт.Почти все перфораторы такой мощности обладают переключателем сверления отверстий без включения ударного механизма.Другими словами,такой перфоратор можно использовать и как простую дрель и как перфоратор,с более совершенным ударным механизмом.Кроме этого, вес такого перфоратора не на много отличается от веса ударной дрели.Может быть,вам лучше обратить свое внимание на покупку такого перфоратора?

Из чего состоит перфоратор

На корпусе инструмента расположены органы управления, как можно увидеть на следующем фото:

Внутреннее устройство перфоратора нельзя понять без его разборки. В пластмассовом корпусе скрыты следующие основные узлы:

  • электродвигатель;
  • предохранительная муфта;
  • «пьяный» подшипник;
  • летающий поршень;
  • патрон.

Принцип работы перфоратора состоит в превращении вращения электродвигателя в ударно-вращательное движение насадок. Электродвигатель приводит в действие весь остальной механизм перфоратора. Предохранительная муфта обеспечивает безопасность специалистов во время работы. Пьяный подшипник приводит в действие поршень, создавая ударное усилие, а патрон обеспечивает зажим насадок. Теперь поговорим подробнее о каждом из этих узлов.

Электродвигатель

Главные детали электродвигателя – статор и ротор.

Обмотки статора создают постоянное электромагнитное поле, внутри которого вращается ротор. На роторе располагается несколько обмоток. Выводы катушек подключены к контактам якоря. Одновременно в электрическую цепь включается одна из обмоток. Питание подается через графитовые щетки на контакты якоря. Переключением обмоток создается поле скольжения, за счет которого и происходит вращение ротора.

Электродвигатель в инструменте может иметь горизонтальное и вертикальное расположение. Горизонтальное обычно применяется в легких перфораторах, а модели средней и большой мощности оснащены вертикальным электродвигателем.

В последнем случае в конструкцию перфоратора добавляется редуктор, изменяющий направление вращения, увеличивающий крутящий момент и силу удара инструмента.

Работа электрической части перфоратора регулируется пусковым механизмом путем нажатия на клавишу на рукоятке.

Предохранительная муфта

Чтобы остановить вращение патрона, если заклинило рабочую насадку, в перфораторах устанавливается предохранительная муфта. Это необходимый элемент: без ее использования мощный инструмент выворачивает из рук, продолжение самостоятельного вращения перфоратора легко приводит к травмам рабочего. В перфораторах используют два основных типа устройства муфт: фрикционные или кулачковые.

  1. При нормальных условиях работы инструмента диски фрикционной муфты плотно прижаты друг к другу — так передается усилие вращения на остальной механизм. При затруднении вращения диски проскальзывают, не перегружая электропривод.
  2. В кулачковой муфте обе ее половины имеют скошенные выступы, входящие в пазы ответной части. Соединяются полумуфты пружиной определенной жесткости. Если усилие на ударном механизме превышает давление пружины, выступы выходят из пазов, расцепляя муфту. Во время этого раздается характерное трещание, за что кулачковую муфту часто называют трещоткой.

Ударный механизм

Ударный механизм в конструкциях перфораторов встречается двух типов:

  • электромеханический;
  • электропневматический.

Наибольшее распространение получил электропневматический вариант. «Пьяный» (качающийся) подшипник и поршень в совокупности составляют ударный механизм перфоратора.

При вращении основного вала качающийся подшипник совершает поступательные движения, передавая усилие на таран пневматического цилиндра. Воздух в цилиндре толкает поршень с бойком. Рабочая часть патрона подвергается ударам бойка, зажатый в патрон бур бьет по обрабатываемому материалу.

Патрон

Патрон для перфоратора устроен таким образом, чтобы у пользователя была возможность быстро сменить насадку, не делая длительных перерывов в работе. Речь идет о патронах двух основных типов:

  • SDS-plus;
  • SDS-max.

Хвостовик инструментов для патрона SDS-plus зажимается двумя стопорными шариками.

В патроны SDS-max зажимают инструменты с другими хвостовиками, обеспечивающими более надежное крепление.

Как устроен механизм перфоратора и принцип его работы

Часто в работе при строительстве или ремонте используется такой инструмент, как перфоратор. Поэтому знание о том, как устроен перфоратор и на чем основывается принцип его работы, требуется каждому человеку, использующему это устройство. Разнообразие моделей и модификаций этого инструмента обуславливает большое количество отличий в его конструкции, однако общая схема строения перфоратора сохраняется у любой модели.

Схема устройства перфоратора.

Конструктивные особенности перфораторов обуславливают различие по мощностям и функциональным возможностям устройства. Все инструменты этого типа имеют в своей конструкции следующие узлы:

  • электродвигатель;
  • редуктор;
  • ударный механизм;
  • патрон.

Марки перфораторов.

Дополнительно перфораторы могут оснащаться определенными системами, способными расширить возможности или сделать применение перфоратора комфортным. Такими системами являются:

  • антивибрационная система;
  • система фиксации рабочего элемента;
  • механизм фиксации глубины сверления;
  • система отвода пыли из рабочей области;
  • механизм изменения режимов функционирования инструмента.

Конструкция перфоратора может отличаться расположением электрических двигателей. Инструмент бывает двух типов: с вертикальным и горизонтальным размещением электропривода.

Электрический привод перфоратора

В роли двигателя в конструкции инструмента выступает электрический привод. В перфораторах применяют электроприводы коллекторного типа.

Этапы смазки перфоратора.

Легкие перфораторы, используемые в подсобном хозяйстве, имеют горизонтальное размещение электродвигателя. В отличие от них модели среднего и тяжелого класса, используемые в профессиональной деятельности, обычно собираются с вертикальным размещением силового привода. Однако из правила имеются исключения. Так, например, перфоратор производства фирмы Metabo модель Metabo KHE 96 массой 12 кг, относящийся к классу тяжелых, имеет горизонтальную систему размещения электропривода.

Инструмент, имеющий горизонтальную схему монтажа силового привода, является компактным и удобным для применения в труднодоступных и узких местах. У этой схемы компоновки перфоратора имеется несколько недостатков, среди которых основными являются наличие высокой нагрузки на силовой компонент и плохие условия охлаждения электропривода.

Перфоратор с вертикальной схемой монтажа электросилового компонента предоставляет более комфортные условия его использования. Дело в том, что вертикальное размещение электродвигателя позволяет снизить уровень ударной вибрации и обеспечивает более качественное охлаждение электродвигателя. Кроме того, вертикальная компоновка позволяет придать поршню широкую амплитуду движения, что увеличивает амплитуду движения бойка. Это преимущество достигается тем, что в конструкции с вертикальной схемой компоновки электродвигателя применен кривошипно-шатунный механизм вместо подшипника качения, установленного в инструменте с горизонтальной схемой монтажа электромотора.

Перфораторы с вертикальной схемой способны выдерживать продолжительный режим работы, что недоступно инструменту с электродвигателем, установленным в горизонтальном положении.

Конструкция ударного механизма

Ударный механизм перфоратора — важный узел инструмента, который отвечает за обеспечение выполнения основной функции.

Принцип работы ударного механизма перфоратора.

Существует два типа исполнения этого механизма:

  • электромеханический;
  • электропневматический.

Электропневматический тип конструкции ударного механизма применен в большей части современных перфораторов. Достоинством этой конструкции является получение большой энергии удара при небольшой мощности силовой установки инструмента.

Существует два варианта конструкции ударного электропневматического узла. В одном из них используется подшипник качения, а работа второго основана на действии кривошипно-шатунного механизма. Первый вариант конструкции применяется на перфораторах легкого, а второй — на инструментах среднего и тяжелого класса.

Конструкция ударного механизма перфоратора легкого класса состоит из подшипника качения, поршня, тарана и бойка. При запуске вращение от силового электромотора передается на внутреннюю обойму подшипника. Наружная обойма подшипника с поршнем составляет единое целое и производит колебательное движение.

Три универсальных режима работы перфоратора.

Воздушное пространство цилиндра между поршнем и тараном испытывает попеременно снижение и повышение давления. Таран вследствие изменения давления повторяет движения поршня и ударяет по поверхности бойка, движения последнего воздействуют на долото в патроне.

Пневматический вариант механизма обеспечивает автоматическое отключение на холостом ходу. Эта функция выполняется благодаря смещению тарана вперед при отсутствии контакта долота с поверхностью. При смещении тарана происходит открытие отверстия для перемещения воздуха между внешней средой и поршневой камерой.

В инструментах, принадлежащих к среднему и тяжелому типу, которые имеют вертикальное размещение электродвигателя, поршень приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом. Высокая амплитуда работы этого устройства способствует увеличению мощности удара, способной достигать значения в 20 кДж. Принцип функционирования механизма схож с ранее представленным типом. Вращение посредством червячного вала передается на шестерню. На валу последним закрепляется кривошип, передающий импульс на ударный механизм.

Антивибрационная система, используемая в инструменте

Схема основных деталей перфоратора, которые часто ломаются.

Фирмы постоянно разрабатывают новые и усовершенствуют уже имеющиеся системы, направленные на снижение вибраций, возникающих в инструменте. Все разнообразие систем предохранения от вибрации можно разделить на два вида:

  • активные;
  • пассивные.

Активная антивибрационная система монтируется только на инструмент, имеющий высокую мощность. Для снижения уровня вибрации применяется несложное устройство, которое состоит из противовеса с пружинным устройством, принимающим все вибрационные нагрузки. Эта система не может полностью компенсировать все вибрации, возникающие в инструменте, она способствует только значительному снижению ее уровня. Помимо этого гашению вибрации способствует рукоятка инструмента, прикрепляемая к корпусу посредством шарнирного соединения и пружинного механизма.

Роль пассивной системы снижения уровня вибраций, возникающих в работе, выполняют резиновые накладки, смонтированные на корпусе, помимо этого, такие накладки предотвращают скольжение рук. Пассивная система является малоэффективной.

Электрическая схема и корпус инструмента

Схема снятия рычага.

Существует большое количество способов регулировки скорости вращения электросиловой установки инструмента. Отрегулировать скорость вращения можно путем изменения силы нажатия на пусковую кнопку. Помимо этого, скорость вращения на некоторых моделях устройств устанавливается перед использованием путем вращения ручки регулятора.

Электрические схемы различных моделей перфораторов могут иметь существенные отличия между собой. Самая простая электросхема перфоратора напоминает схему электрической дрели.

Корпус для монтажа механизма изготавливается из металла. Как правило, для его изготовления используются сплавы алюминия или магния. Для легких типов инструмента корпусы изготавливаются из ударопрочного пластика. Иногда можно встретить модели, в которых при изготовлении корпуса используются одновременно металл и ударопрочный пластик. Металл значительно прочнее пластика и способствует более эффективному отведению тепла, чем обеспечивается более быстрое охлаждение механизмов.

Для обеспечения механизмов устройства эффективным охлаждением используется воздух, захватываемый установленным на электродвигателе колесом вентилятора, который направляется к ударному механизму и тем самым осуществляет его охлаждение. Это не позволяет инструменту перегреваться при длительной работе. Поток воздуха поддерживает оптимальную температуру всех механизмов и металлического корпуса, что предотвращает получение травм, помимо этого, в целях предохранения от ожогов в особо опасных местах на корпусе крепятся различные накладки, изготовленные из пластмассы. Встречаются модели, у которых одна сторона корпуса изготавливается из металла, а вторая из ударопрочной пластмассы.

Предохранительная муфта в конструкции инструмента

Разборка редуктора перфоратора: 1 – кольцо специальное, 2 – втулка освобождающая, 3 – кольцо, 4 – шарик, 5 – пружина 8 – кожух, 22 – пружина замыкающая, 28а – переключатель, 29 – кольцо, 30 – пружина,31 – фиксатор.

Перфораторы снабжаются специальными муфтами, выполняющими предохранительную роль в случае остановки патрона при заклинивании. Заклинивание грозит выходом из рабочего состояния перфоратора или получением травмы человеком. Во избежание возникновения такой ситуации инструмент и оснащается специальной предохранительной муфтой. Кроме того, муфта является защитным механизмом, предотвращающим двигатель от перегрузок.

В случае остановки бура за счет наличия муфты не происходит остановка якоря электродвигателя. Муфта обеспечивает отсоединение патрона перфоратора от вала электродвигателя, не давая ему перегореть.

В перфораторах применяются два вида муфт:

  • фрикционные;
  • пружинно-кулачковые.

Первый тип муфт состоит из дисков, которые в нормальном положении прижаты друг к другу. При остановке патрона происходит скольжение дисков относительно друг друга, что ведет к отсоединению электродвигателя от патрона. Этот тип муфт применяется в конструкции инструмента, изготавливаемого фирмой Metabo.

Пружинно-кулачковый механизм включает в себя две полумуфты, которые на торцах имеют специальные выступы и впадины. Прижим полумуфт осуществляется за счет пружины. Принцип работы основан на принципе проскальзывания полумуфт относительно друг друга в случае заклинивания инструмента. При срабатывании механизма этого типа муфт слышен характерный треск зубьев.

Принято считать, что пружинно-кулачковая система является более надежной, нежели фрикционная. У последней имеется недостаток — при работе концы выступов на полумуфтах завальцовываются, что ведет к срабатыванию муфты при отсутствии заклинивания патрона.

Отбойные молотки: максимальная сила удара

Показатель максимальной силы удара, исчисляемый в джоулях, является важнейшей характеристикой отбойных молотков. Вначале дадим общую оценку сферам применения молотков.

Меньше и больше 5 Дж

Инструменты с максимальной силой удара до 5 Дж подходят для использования в бытовых условиях. С их помощью можно откалывать плитку, снимать старую штукатурку в ходе ремонтных работ и многое другое. Для профессионального использования необходимы отбойные молотки силой свыше 5 Дж, максимальный показатель доходит до 100 Дж. Эти агрегаты помогают справляться с разрушением асфальтных покрытий, откалыванием камня и другими операциями. А теперь рассмотрим конкретные мощности и сферы применения в каждом случае.

1-5 Дж

Помимо снятия старой штукатурки и откалывания плитки, молотки с минимальной мощностью предназначены для выполнения следующих действий:

— Создание дверных и оконных проемов, чьи размеры превышают 0,2×0,2 м;

— Демонтирование водопроводной системы;

— Выполнение отверстий под кабельные каналы и трубы.

5-10 Дж

Такой мощностью обладают модели молотков с малым весом. Их небольшая сила удара частично компенсируется хорошим показателем частоты возвратно-поступательного движения бойка. Например, модели с силой 8 Дж могут выполнять 2900 ударов в минуту, что значительно повышает их способность к разрушению прочных материалов.

10-15 Дж

Эти молотки, как и менее мощные собратья, обладают хорошей частотой. Количество ударов, выполняемых инструментом мощностью 12 Дж, может достигать 3000 в минуту. Такие инструменты подходят для разрушения бетона и других прочных материалов.

15-20 Дж

Модели в этом диапазоне предназначены для разрушения кирпичной кладки, покрытий из бетона, железобетонных и каменных конструкций. Также, они используются для долбежки асфальтовых покрытий, плотного грунта и плитки.

20-25 Дж

Подобная мощность позволяет использовать применять отбойные инструменты для тяжелых работ. Выделим основные сферы применения: пробивание проемов в поверхности стен, выравнивание напольного покрытия, разрушение конструкций из бетона и кирпича. Многие модели имеют малый вес, что позволяет оператору работать в комфортных условиях и не чувствовать утомления.

25-30 Дж

Возможности моделей с силой удара 20-25 Дж и 25-30 Дж практически идентичны. Молотки “второй категории” без труда справляются с бетонными и асфальтовыми покрытиями. Они способны выдерживать огромные нагрузки, поэтому их часто применяют в ходе масштабных строительных работ.

30-35 Дж

Сила удара позволяет использовать молотки в следующих сферах:

— Добывание мягких пород угля и глины;

— Проведение работ на различных высотах;

— Расколка льда.

40-45 Дж

Молотки применяются в сверхтяжелых работах, связанных со строительством объектов. Инструменты показывают высокую эффективность в ходе разборки бетонных конструкций, удаления асфльта, демонтирования кирпичной кладки, разрыхления затвердевшего слоя дерна. Также, большая сила удара позволяет разрушать отверстия и проемы в стенах кирпичных зданий, добывать горные породы и отбивать уголь самого разного спектра крепости.

45-50 Дж

Сферы применения: разрыхление промерзшего или скального грунта, пробивание ниш и проемов в кирпичных и бетонных сооружениях, удаление асфальта, рубка конструкций из металла. Дополнительные возможности – разбор кирпичных и каменных кладок, раскалывание льда и использование в ходе строительных и аварийно-спасательных работ.

50-55 Дж

Идеальные модели для работы с крепкими породами. Большая ударная энергия делает их отличными помощниками в ходе выполнения горных и строительных работ, связанных с огромными мощностями.

55-60 Дж

Такие молотки, в основном, используются в ходе ударных разрушений каменных сооружений и отбивания угля. Также, они применяются при работе с армированным и тяжелым бетоном, твердыми и мерзлыми грунтами, полускальными породами, в процесе демонтажа кирпичной кладки и добывания мягких образцов руды.

60-70 Дж

Эти модели относятся к классу бетоноломов. Из названия вытекает основная сфера их использования – разрушение бетонных конструкций.

70-80 Дж

Молотки используются для разрушения бетона высокой прочности, авиационных полос и в ходе других работ, недоступных инструментам с меньшей силой. Дополнительные сферы применения: демонтаж конструкций и зданий, строительные работы повышенной сложности.

80-90 Дж

Модели применяются для демонтажа покрытий, использующихся на взлетно-посадочных полосах, и строительных конструкций из железобетона. Также, применяются для разрушения именно бетонных конструкций.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *