Шуруповёрт
Введение
1. Строение электрошуруповерта
2. История создания электрошуруповерта.
3. Технические аспекты использования электрошуруповерта.
4. Методы использования, обслуживание электрошуруповерта.
5. Тестирование электрошуруповерта.
Введение.
Шуруповерт является сейчас одним из самых популярных инструментов, который должен быть не только у профессиональных строителей, но и у любого домашнего мастера. Огромное количество моделей, которые сейчас присутствуют в продаже, делают выбор хорошего шуруповерта достаточно непростым.
Для удобства при производстве работ, некоторые шуруповерты имеют двухскоростные редукторы. Первая скорость предназначена для закручивания шурупов (0-450 об/мин и повышенный крутящий момент), а вторая для работ по сверлению отверстий (0-1400 об/мин).
При вращении патрона под нагрузкой наступает момент, когда для выполнения работы понадобится большее усилие, например последняя стадия закручивания шурупа, или когда необходимо усилие ограничить. В работу вступает регулятор нагрузки. Усилия пружины регулятора не хватает для удержания кольцевой шестерни и она "срывается" с шариков. Получается, что двигатель начинает вращать кольцевую шестерню, при этом слышны характерные щелчки, патрон же в это время останавливается. Для использования шуруповерта в режиме сверления, кольцевая шестерня блокируется и ее вращение исключается.
Регулятор оборотов собран на основе ШИМ-контроллера и ключевого N-канального полевого транзистора. Управляет работой регулятора переменный резистор, положение которого зависит от усилия нажатия на кнопку включения (курок).
Реверс сводится только к изменению полярности напряжения подаваемого на щетки двигателя. Для этого предусмотрены перекидные контакты, которые приводятся в действие рычажком реверса.
Аккумулятор. Для питания шуруповерта в корпус устанавливается малогабаритный аккумулятор. Аккумулятор для шуруповерта представляет собой набор небольших элементов заключенных в одном корпусе. Если шуруповерт сетевой, то подключается сетевой шнур.
Электрошуруповерты также классифицируются по типу патрона:
· С быстрозажимным патроном. Гарантирует оперативную и легкую замену насадок. Плюс: время отрыва от рабочего процесса минимальное. Минус: недостаточно надежный вариант для обработки твердых поверхностей.
· С патроном под биты. Такая оснастка предназначена конкретно для шуруповертов, тогда как две предыдущие часто используют с дрельками. Диаметр механизма крепления определяет насколько мощную биту можно использовать. Простые, маломощные изделия оборудуются фиксаторами размером до 20 мм.
Началось всё с изобретением электрических двигателей, в основе работы которых лежит принцип электромагнитной индукции, открытый английским физиком Майклом Фарадеем в 1831 году.
Один из первых электрических двигателей был создан в 1834 году русским электротехником Борисом Якоби, цель которого сводилась к преобразованию электрической энергии в механическую.
Изобретение электродвигателя и широкое его распространение дало толчок для многих инженеров, механиков, изобретателей творить и создавать электрические инструменты, которые применялись как в медицине, так и в промышленности. Так, впервые электрическая дрель упоминается еще в 1868 году благодаря механику – дантисту Джорджу Грину, применившему на практике в зубоврачебном кабинете конструкцию из двигателя, гибкого вала и наконечника. Об этой разработке узнал Самуэль Уайт – американский предприниматель. И уже с 1872-го года компания Самуэля Уайта S. S. White Company запустила серийный выпуск таких машин. Так вот первые электрические дрели производились для медицинских целей, а сегодня такой инструмент известен под названием «бормашина». До 1894 года машина-прототип электрической дрели служила в кабинетах дантистов. Пока всемирно известный предприниматель и производитель электроинструмента Вильгельм Файн не попал в кресло к стоматологу. Его заинтересовала «зубосверлильная машинка», конечно же он сразу продумал и кое-какие изменения – соединить электродвигатель и сверло, без гибкого вала. И вот уже в 1895 году Файн наладил серийное производство дрели с электродвигателем. Правда в то время это был двуручный инструмент с довольно крупногабаритной конструкцией.
Интересный эпизод, что примерно в эти же годы знаменитая немецкая фирма Siemens&Halske (телеграфные сети по всему миру, первая в мире электрическая дорога, первый трамвай, работы по созданию троллейбуса, первое метро в Европе и многое что другое) создала свою вариацию дрели. Правда этот инструмент был разработан и создан для собственных производственных нужд: к механической дрели через ременную передачу был присоединен двигатель. Однако, Вернеру Сименсу производство такого инструмента было не очень-то и интересно. Забавно и то, что о создании ручной дрели на одном из его заводов Сименс даже не сразу узнал. Двуручные электрические дрели Файна получили широкое распространение.
До 1916 года официально электродрель имела именно файновскую конструкцию, пока за дело не взялись два приятеля из Балтимора (США). Дункан Блек и Алонзо Декер, вдохновившись дрелью Файна и популярным в то время пистолетом Кольт, представили первую электрическую дрель с пистолетной рукояткой, выключателем куркового типа и универсальным электромотором. Так, именно компания Black&Decker считается первым производителем электрической дрели с более современным дизайном и максимально адаптированной для удобной работы конструкцией. А уже в 1946 году произошел очередной прорыв в сфере производства электроинструмента. Компания - Black&Decker впервые представила портативную электрическую дрель, предназначенную для любительского применения, то есть для эксплуатации в бытовых условиях. С этого времени электрическая дрель модернизировалась и модифицировалась, добавились новые «фишки»: возможность сверления с ударом, реверс, наличие электрорегулятора скорости, светодиодные подсветки, регулировки крутящего момента и так далее.
Додуматься "скрестить" мотор и отвёртку не могли потому, что самих шурупов, какими мы знаем сейчас попросту не было.
В 1907 году канадский изобретатель Питер Робертсон запатентовал «винт Робертсона», со стандартным квадратным отверстием, в которое вставлялось жало отвертки. После Робертсона, изобретатель Генри Филлипс усовершенствовал идею, и в 1934 году на свет появился винт с крестовым разъемом, который массово используется и сейчас. Разумеется для его откручивания /закручивания понадобилось специальное приспособление.
Вот тут и появились заказы - на заводах Генри Форда массово применялись самые различные устройства, ускоряющие индустриальные процессы: колёсные гайки на их заводах автомобилей, затягивали с помощью здоровенного электрического гайковёрта, на железных дорогах, когда перешли с креплений шпал костылями (особыми "гвоздями") на гайки такие же устройства широко применяют и по сей день.
Первые опыты по созданию аккумуляторного шуруповерта были начаты еще в середине XX века, однако технология создания мощных аккумуляторов была далека от совершенства, и затея увенчалась успехом только в 1980-х годах.
С того времени выпущено много моделей электрошуруповертов с разными характеристиками.
В сегодняшнее время компанией Black&Decker, выпущен первый в мире шуруповерт (модель BDCS361), который управляется поворотом руки.
В инструменте используется запатентованная Black&Decker гироскопическая технология, которая работает от движения кисти руки.
Взяв в руки инструмент, вы активируете его. При повороте руки вправо, инструмент закручивает крепеж, при повороте влево - включается реверс. Угол поворота руки в диапазоне 0-30° регулирует скорость вращения двигателя.
Удивительный аккумулятор у этого нового инструмента: литий-ионная батарея сохраняет заряд до 18-и месяцев в режиме ожидания.
Параметры шуруповертов:
Бытовой или профессиональный
Это условное деление шуруповертов, которое зависит от мощности: более мощные шуруповерты считаются профессиональными, менее мощные -- бытовими.
Мощность
Чем она выше, тем более в твердый материал можно закручивать шурупы. С ее увеличением наблюдается повышение веса устройства, но нужно учитывать, насколько удобно будет работать мощным, но тяжеловатым аппаратом.
Крутящий момент шуруповерта
Он показывает усилие, которое помогает вкручивать элементы крепления. Чем оно выше, тем длиннее саморез можно закрутить. Максимальный показатель для домашнего применения составляет 10-15 Нм, а для профессионального – 45 Нм.
Скорость вращения
Характеристика, определяющая время выполнения определенной задачи. Регулировка оборотов помогает максимально правильно подобрать режим работы в заданных условиях. У профессиональных шуруповертов есть четкая градация оборотов для конкретных видов работ. Гипсократон - от 4 до 5 тысяч, дерево - от 2 до 3 тысяч, металл - от 1000 до 2500.
Реверсный ход
Эта функция присутствует почти в 99% шуруповертов, значительно расширяя возможности электроинструмента.
Эргономика
Здесь важны основные характеристики, отвечающие за комфорт эксплуатации: небольшой вес, удобство хвата одной или двумя руками, наличие прорезиненных накладок на корпусе для гашения вибраций, комфортный доступ к элементам управления.
Если мощность шуруповерта 300 Вт, то он справится, например, с вкручиванием самореза в мягкую древесину или пластик. Это будет обычная бытовая модель для решения несложных задач. Для выполнения более емких заданий придется купить электроинструмент профессиональной категории от 400 до 650 Вт.
Инструмент с крутящим усилием до 30 Нм сможет закрутить саморез 70 мм в деревянную поверхность. Для более мощных крепежных элементов, нужны устройства с силой вкручивания не меньше 40 Нм.
Что касается скорости, то для большинства изделий она составляет 0-800 об/мин. Это оптимальный параметр для работы с крепежами. Обороты регулируются прокручиванием удобного колесика или нажатием специальной кнопки. Как показывает практика, колесико предпочтительнее при частом повторении однотипных действий.
Виды электрошуруповертов по типу патрона:
· С быстрозажимным патроном. Гарантирует оперативную и легкую замену насадок. Плюс: время отрыва от рабочего процесса минимальное. Минус: недостаточно надежный вариант для обработки твердых поверхностей.
· С патроном под биты. Такая оснастка предназначена конкретно для шуруповертов, тогда как две предыдущие часто используют с дрельками. Диаметр механизма крепления определяет насколько мощную биту можно использовать. Простые, маломощные изделия оборудуются фиксаторами размером до 20 мм.
Что еще нужно для выбора сетевого шуруповерта.
1. Особенности обработки конкретных материалов.
Чтобы отремонтировать или собрать мебель дома или на работе, закрутить небольшие саморезы, хватает устройства с усилием затягивания до 20 Нм. Если необходимо сверлить дерево, то лучшим помощником станет дрель-шуруповерт с показателем 30-40 Нм. Обрабатывать метал под силу моделям профи-класса с моментом вращения свыше 40 Нм.
2. Максимальные размеры крепежа.
Учитывайте этот параметр, подбирая подходящий электрошуруповерт. Компании-изготовители указывают его в спецификации. Распространенный параметр 3-4 мм. Профессиональные устройства справляются с шурупами до 12 мм. Самый крупный диаметр сверления показывают аппараты с функциональными возможностями дрельки (13 мм).
3. Дополнительные опции.
Они отвечают за комфорт и безопасность эксплуатации. Чем дополнительно комплектуют электрошуруповерты:
· блокиратор пусковой кнопки;
· светодиодная подсветка;
· регулируемая рукоятка по центру;
· антивибрационные накладки в местах захвата.
1. Внимательно прочесть инструкцию до первого использования инструмента, а не после того, как что-то неприятное произошло.
2. Правильно выбрать максимальный крутящий момент, при котором сработает защитная «трещетка» и усилие на вал не будет передаваться. Инструмент, конечно, рассчитан на максимальные усилия. Но, во-первых, постоянная работа на максимуме уменьшает срок эксплуатации. Во-вторых, возрастает вероятность, что шуруповерт может вырвать из рук. В-третьих, при правильном определении максимального крутящего момента, уменьшиться вероятность повреждения поверхностей, куда вкручиваются шурупы. Особенно это актуально для полированных и непрочных поверхностей. Например, в модели Bosch GSR 10,8 максимальный крутящий момент 30 Нм, но можно установить и 5 Нм.
3. Выбор режима работы. Не надо сверлить в режиме шуруповерта, а тем более закручивать саморезы в режиме сверловки, где обороты выше. Инструмент может просто вырвать из рук.
4. Контроль направления вращения. Закручиваем шуруп – патрон должен вращаться по часовой стрелке, выкручиваем – против.
5. Нельзя изменять какие-либо настройки режима резания на ходу! Это грозит поломкой шуруповерта и небезопасно.
Организация работ с этим инструментом:
· Работать только в защитных очках и желательно в защитных перчатках, особенно при сверлении материалов, способных трескаться и «выстреливать» острыми осколками.
· Перед сверлением нужно убедиться, что в том месте нет электрических кабелей и других инженерных сетей.
· При закручивании-откручивании шурупов, а также сверления небольших в диаметре отверстий не нужно налегать на шуруповерт. Шуруп или сверло могут сломаться, а работник травмироваться.
· Бытовая и профессиональная модель шуруповерта имеют разное время непрерывной работы. В любом случае оно есть! И доводить инструмент до горячего состояния не стоит.
· После работы нужно отсоединить аккумулятор, снять насадку, вытереть инструмент от пыли.
Храненеие шуруповерта. Лучше отдельно от аккумулятора. Если модель с никель-кадмиевым АКБ, то перед окончанием работы и отсоединением батареи, ее нужно полностью разрядить. После снятия аккумулятора, он должен быть поставлен на зарядку. У Ni-Cd большой ток саморазряда, поэтому при длительном хранении, он нуждается в периодическом подзаряжании.
Нужно ли смазывать шуруповерт. В этом инструменте есть редуктор, а он требует смазки. Периодичность зависит от модели и интенсивности использования. О том, что инструмент нуждается в смазке, сообщат следующие признаки:
· неприятный «надрывный» звук;
· рукой патрон сложно вращать.
Смазывать можно литолом, манолом, силиконовой или тефлоновой смазкой.
Свереление шуруповертом. Если это модель, у которой два режима работы – сверление и шуруповерт. Обычно такими возможностями располагают профессиональные модели, например Makita DF347DWE. Использовать модель, которая не имеет режима сверловки не нужно, может сгореть двигатель, так как для сверления нужны более высокие обороты, чтобы уменьшить нагрузку.
Нарезание резьбы шуруповертом. Нарезать можно, но с оговорками. Во-первых, небольших диаметров, до 10 мм. Резьба на трубе ¾ дюйма точно не нарежется. Во-вторых, только внутреннюю. Плашка на шуруповерт не установится. В-третьих, необходим навык. Небольшой перекос и все, либо сломаете метчик, либо просто испортите резьбу. Усилия при нарезании минимальные!
Мешалка раствора. Шуруповертом можно мешать раствор если позволяет мощность, только необходимо специальное приспособление-насадка.
Использование шуруповерта на морозе. На морозе аккумулятор имеет меньшую емкость, поэтому заряжать его придется чаще. Особенно это касается литий-ионных АКБ, которые по сравнению с никель-кадмиевыми АКБ разряжаются заметно быстрее.
Электрошуруповерты, как и любой электроинструмент подлежит периодической проверке не реже 1 раза на 6 месяцев.
В периодическую проверку входят: внешний осмотр; проверка работы на холостом ходу не менее 5 минут; измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 500 В на протяжении 1 минуты при включенном выключателе, при этом сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм; проверка исправности цепи заземления (для электроинструмента класса І).
У электроинструмента измеряется сопротивление обмоток и токоведущего кабеля относительно корпуса и внешних металлических деталей.
Исправность цепи заземления проверяется при помощи устройства на напряжение не более 12 В, один контакт которого подключается к заземляющему контакту штепсельной вилки, а второй - к доступной для касания металлической детали инструмента (например, к шпинделю). Электроинструмент считается исправным, если устройство указывает наличие тока.
После капитального ремонта электроинструмента или ремонта его электрической части он подлежит испытанию, в таком объеме и последовательности:
- проверка правильности сборки внешним осмотром и трехкратным включением и выключением выключателя у подключенного на номинальное напряжение электроинструмента, при этом не должно быть отказов пуска и остановки;
- проверка исправности цепи заземления (для электроинструмента класса безопасности І);
- испытание изоляции на электрическую прочность;
- обкатка в рабочем режиме не менее 30 минут.
После капитального ремонта электроинструмента сопротивление изоляции между деталями, находящимся под напряжением и корпусом, или деталями для основной изоляции может быть не ниже 2 МОм, для дополнительной - 5 МОм, для усиленной - 7 МОм.
Испытание электрической прочности изоляции электроинструмента должно проводиться напряжением переменного тока частотой 50 Гц:
- для электроинструмента класса безопасности І - 1000 В,
- класса безопасности II - 2500 В,
- класса безопасности III - 400 В.
Электроды испытательной установки прикладываются к одному из контактов штепсельной вилки и к шпинделю или металлического корпуса, или к фольге, наложенной на корпус электроинструмента, выполненного из изоляционного материала (выключатель должен быть включен).
Изоляция электроинструмента должна выдержать указанное напряжение на протяжении 1 минуты.
· Производительность.
Производительность характеризуется, прежде всего, скоростью проделанной работы, то есть скоростью вкручивания или выкручивания шурупов. В свою очередь производительность зависит от сочетания таких параметров, как мощность двигателя, частота вращения и крутящий момент;
Самой большой мощностью, равной 620 Вт, обладает модель Hitachi W6VA4, за ней следует модель Makita 6821 с мощностью в 570 Вт. Самой маленькой мощностью, равной 400 Вт обладает модель от Metabo SE 4000. Чем больше мощность инструмента, тем он меньше греется и тем дольше возможное время его беспрерывной работы, но в то же время, тем больше он потребляет электроэнергии;
По параметру частоты вращения с показателем в 4000 об/мин лидируют модели Makita 6821 и Metabo SE 4000. Hitachi W6VA4 имеет 3000 об/мин. Чем больше частота вращения, тем производительнее инструмент;
По параметру крутящего момента явным лидером является модель Hitachi W6VA4 с показателем 24 Нм. Модель Metabo SE 4000 обладает крутящим моментом всего в 6 Нм, а производитель Makita, к сожалению, не указывает значения данного показателя;
По совокупности показателей самой производительной можно назвать модель Hitachi.
· Эргономичность и удобство эксплуатации.
Все три модели обладают хорошей эргономичностью и удобны в эксплуатации, чему способствует специально рассчитанные формы корпуса и различные резиновые накладки, препятствующие выскальзыванию инструмента из рук. Если говорить о массе инструмента, то стоить отметить, что самой лёгкой – 1.2 кг является модель Metabo SE 4000. За ней с весом 1.3 кг следует Makita 6821. Самой тяжелой является модель Hitachi W6VA4 – 1.4 кг. Как видно разница в весе между самой лёгкой и самой тяжелой моделью составляет всего 200г, что не может достаточно существенно сказываться на комфортности эксплуатации данного инструмента;
· Технические особенности инструмента.
Все три модели оснащены специальными системами-ограничителями, которые позволяют завинчивать шурупы на определённую глубину.
Модель Hitachi W6VA4 оснащена двигателем со специальной системой охлаждения, которая защищает его от перегрузок. Корпус изготовлен из специального армированного материала, который позволяет сохранить работоспособность инструмента даже после очень сильных ударов;
Модель Metabo SE 4000 оснащается надёжным двигателем Marathon, который совместно с хорошей системой вентиляции гарантирует надёжную продолжительную работу. оснащается запатентованной системой быстрой смены бит. Он имеет автоматическую электронную систему регулировки частоты вращения двигателя. Специальная конструкция корпуса надёжно защищает инструмент от механических повреждений;
Сетевой шуруповёрт Makita 6821 имеет мощный, оборотистый двигатель с надёжной системой вентиляции. Корпус инструмента изготовлен из прочного армированного пластика, который позволяет сохранить работоспособность инструмента даже после сильного падения. Модель оснащена системой плавного спуска;
Так как модель Hitachi W6VA4 обладает самыми высокими техническими характеристиками, то она рекомендуется для проведения работ, в местах, где требуется вкручивание или выкручивание «тугих» крепёжных элементов. Модель Metabo SE 4000, обладая компактностью и небольшим весом, но одновременно относительно небольшими техническими показателями, рекомендуется для использования при работах, которые отличаются интенсивностью и продолжительностью и не имеют высоких требований к мощностным показателям инструмента. Модель Makita 6821 имеет средние требования и показатели.
Так как модель Hitachi W6VA4 рекомендуется для проведения работ, в местах, где требуется вкручивание или выкручивание «тугих» крепёжных элементов. Модель Metabo SE 4000 рекомендуется для использования при работах, которые отличаются интенсивностью и продолжительностью и не имеют высоких требований к мощностным показателям инструмента. Модель Makita 6821 – это отличный выбор по соотношению «цена-технические возможности».
Шуруповерты бывают сетевыми и аккумуляторными. Сетевые шуруповерты сейчас не очень популярны, так как имеют ограниченную сферу применения. У них обычно установлен несъемный патрон под внутренний шестигранник (в основном для установки бит) и используют их, например, установщики гипсокартона для крепления листов к металлическому профилю.
1. Строение электрошуруповерта
Устройство шуруповерта следующее: двигатель постоянного тока, регулятор оборотов, планетарный редуктор.
Устройство аккумуляторного шуруповерта аналогичное, но добавляется аккумулятор. Дополнительными устройствами для аккумуляторного шуруповерта являются сетевое зарядное устройство и запасной аккумулятор.
 |
| Рисунок 1.1. Устройство сетевого шуруповерта: 1 - регулятор оборотов с реверсом, 2 - электродвигатель, 3 - редуктор. |
 |
| Рисунок 1.2. Устройство акумуляторного шуруповерта: 1 - регулятор оборотов, 2 - реверс, 3 - транзистор регулятора оборотов прикрученный к радиатору, 4 - электродвигатель, 5 - редуктор. |
Двигатель постоянного тока выполнен в виде цилиндра, у которого внутри корпуса расположены по кругу постоянные магниты. Якорь двигателя располагается на втулках-опорах, изготовленных из латуни. Сам якорь изготавливается из электротехнической стали с высокой магнитной проницаемостью. В пазы якоря укладываются обмотки из изолированной медной проволоки. Через равное количество витков, обмотка имеет выход на коллекторные пластины. На вал якоря запрессовывается ведущая шестеренка (солнечная). Щетки двигателя прикасаются к коллекторным пластинам на "хвосте" якоря. Для надежного контакта, щетки подпружинены, при этом изолированы от корпуса двигателя. По схеме шуруповерта, напряжение подается только на щетки. Если изменить полярность подводимого к щеткам двигателя напряжения, то изменится и направление вращения.
 |
| Рисунок 1.3. Двигатель с солнечной шестерней (сверху) и планетарный редуктор (снизу). |
Планетарный редуктор шуруповерта выполнен в отдельном корпусе. В состав редуктора входят следующие элементы: кольцевая шестерня, солнечная шестерня (запрессована на валу якоря), сателлиты и водило. Детали редуктора могут быть изготовлены как из пластмассы, так и из металла. Для более полного представления работы редуктора, необходимо уточнить расположение отдельных деталей.
 |
| Рисунок 1.4. Планетарный редуктор: 1 - кольцевая шестерня, 2 - сателлит, 3 - штифт водило. |
Кольцевая шестерня представляет собой цилиндр, внутри которого по всей окружности расположены зубья, по которым движутся во время работы сателлиты. Сателлиты устанавливаются на штифты водило. Между сателлитами первого водило, заходит приводная шестерня двигателя (первая солнечная). Первое водило на противоположной стороне от сателлитов имеет приводную шестерню (вторую солнечную), которая при сборке заходит между сателлитами второго водила.
 |
| Рисунок 1.5. Второе водило с сателлитами |
Если редуктор двухступенчатый, второе водило жестко связано с валом, на который крепиться патрон. Таким образом, получается своеобразный "бутерброд" из двух водил с сателлитами. Этот "бутерброд" находится внутри кольцевой шестерни.
Кольцевая шестерня жестко крепится в корпусе при помощи выступов на её торце или по бокам. Выступы упираются в выступающие шарики, подпружиненные упругим кольцом по всей окружности. Кольцо в свою очередь подпружинено пружиной механизма ограничения нагрузки. Усилие пружины может меняться в зависимости от положения регулятора нагрузки.
Работа редуктора выглядит следующим образом: солнечная шестерня двигателя вращает сателлиты по кругу кольцевой шестерни, соответственно водило вращается с меньшей скоростью, чем скорость двигателя. Первое водило передает крутящий момент через свою солнечную шестерню ко второй троице сателлитов, которые также вращаются по кругу кольцевой шестерни, значит обороты второго водило уменьшаются еще больше. Второе водило, как говорилось выше, соединено с валом патрона. Так происходит в двухступенчатом редукторе. Есть модели шуруповертов с трехступенчатыми редукторами, у них в редуктор вводится еще один планетарный механизм.
Есть модели шуруповертов и с обычным редуктором.
 |
| Рисунок 1.6. Шуруповерт с обычным редуктором |
При вращении патрона под нагрузкой наступает момент, когда для выполнения работы понадобится большее усилие, например последняя стадия закручивания шурупа, или когда необходимо усилие ограничить. В работу вступает регулятор нагрузки. Усилия пружины регулятора не хватает для удержания кольцевой шестерни и она "срывается" с шариков. Получается, что двигатель начинает вращать кольцевую шестерню, при этом слышны характерные щелчки, патрон же в это время останавливается. Для использования шуруповерта в режиме сверления, кольцевая шестерня блокируется и ее вращение исключается.
Регулятор оборотов собран на основе ШИМ-контроллера и ключевого N-канального полевого транзистора. Управляет работой регулятора переменный резистор, положение которого зависит от усилия нажатия на кнопку включения (курок).
Реверс сводится только к изменению полярности напряжения подаваемого на щетки двигателя. Для этого предусмотрены перекидные контакты, которые приводятся в действие рычажком реверса.
Аккумулятор. Для питания шуруповерта в корпус устанавливается малогабаритный аккумулятор. Аккумулятор для шуруповерта представляет собой набор небольших элементов заключенных в одном корпусе. Если шуруповерт сетевой, то подключается сетевой шнур.
Электрошуруповерты также классифицируются по типу патрона:
· С быстрозажимным патроном. Гарантирует оперативную и легкую замену насадок. Плюс: время отрыва от рабочего процесса минимальное. Минус: недостаточно надежный вариант для обработки твердых поверхностей.
· С патроном под биты. Такая оснастка предназначена конкретно для шуруповертов, тогда как две предыдущие часто используют с дрельками. Диаметр механизма крепления определяет насколько мощную биту можно использовать. Простые, маломощные изделия оборудуются фиксаторами размером до 20 мм.
2. История создания электрошуруповерта
История создания электрошуруповерта восходит к истории создания электродрели.Началось всё с изобретением электрических двигателей, в основе работы которых лежит принцип электромагнитной индукции, открытый английским физиком Майклом Фарадеем в 1831 году.
Один из первых электрических двигателей был создан в 1834 году русским электротехником Борисом Якоби, цель которого сводилась к преобразованию электрической энергии в механическую.
Изобретение электродвигателя и широкое его распространение дало толчок для многих инженеров, механиков, изобретателей творить и создавать электрические инструменты, которые применялись как в медицине, так и в промышленности. Так, впервые электрическая дрель упоминается еще в 1868 году благодаря механику – дантисту Джорджу Грину, применившему на практике в зубоврачебном кабинете конструкцию из двигателя, гибкого вала и наконечника. Об этой разработке узнал Самуэль Уайт – американский предприниматель. И уже с 1872-го года компания Самуэля Уайта S. S. White Company запустила серийный выпуск таких машин. Так вот первые электрические дрели производились для медицинских целей, а сегодня такой инструмент известен под названием «бормашина». До 1894 года машина-прототип электрической дрели служила в кабинетах дантистов. Пока всемирно известный предприниматель и производитель электроинструмента Вильгельм Файн не попал в кресло к стоматологу. Его заинтересовала «зубосверлильная машинка», конечно же он сразу продумал и кое-какие изменения – соединить электродвигатель и сверло, без гибкого вала. И вот уже в 1895 году Файн наладил серийное производство дрели с электродвигателем. Правда в то время это был двуручный инструмент с довольно крупногабаритной конструкцией.
Интересный эпизод, что примерно в эти же годы знаменитая немецкая фирма Siemens&Halske (телеграфные сети по всему миру, первая в мире электрическая дорога, первый трамвай, работы по созданию троллейбуса, первое метро в Европе и многое что другое) создала свою вариацию дрели. Правда этот инструмент был разработан и создан для собственных производственных нужд: к механической дрели через ременную передачу был присоединен двигатель. Однако, Вернеру Сименсу производство такого инструмента было не очень-то и интересно. Забавно и то, что о создании ручной дрели на одном из его заводов Сименс даже не сразу узнал. Двуручные электрические дрели Файна получили широкое распространение.
До 1916 года официально электродрель имела именно файновскую конструкцию, пока за дело не взялись два приятеля из Балтимора (США). Дункан Блек и Алонзо Декер, вдохновившись дрелью Файна и популярным в то время пистолетом Кольт, представили первую электрическую дрель с пистолетной рукояткой, выключателем куркового типа и универсальным электромотором. Так, именно компания Black&Decker считается первым производителем электрической дрели с более современным дизайном и максимально адаптированной для удобной работы конструкцией. А уже в 1946 году произошел очередной прорыв в сфере производства электроинструмента. Компания - Black&Decker впервые представила портативную электрическую дрель, предназначенную для любительского применения, то есть для эксплуатации в бытовых условиях. С этого времени электрическая дрель модернизировалась и модифицировалась, добавились новые «фишки»: возможность сверления с ударом, реверс, наличие электрорегулятора скорости, светодиодные подсветки, регулировки крутящего момента и так далее.
Додуматься "скрестить" мотор и отвёртку не могли потому, что самих шурупов, какими мы знаем сейчас попросту не было.
В 1907 году канадский изобретатель Питер Робертсон запатентовал «винт Робертсона», со стандартным квадратным отверстием, в которое вставлялось жало отвертки. После Робертсона, изобретатель Генри Филлипс усовершенствовал идею, и в 1934 году на свет появился винт с крестовым разъемом, который массово используется и сейчас. Разумеется для его откручивания /закручивания понадобилось специальное приспособление.
Вот тут и появились заказы - на заводах Генри Форда массово применялись самые различные устройства, ускоряющие индустриальные процессы: колёсные гайки на их заводах автомобилей, затягивали с помощью здоровенного электрического гайковёрта, на железных дорогах, когда перешли с креплений шпал костылями (особыми "гвоздями") на гайки такие же устройства широко применяют и по сей день.
Первые опыты по созданию аккумуляторного шуруповерта были начаты еще в середине XX века, однако технология создания мощных аккумуляторов была далека от совершенства, и затея увенчалась успехом только в 1980-х годах.
С того времени выпущено много моделей электрошуруповертов с разными характеристиками.
В сегодняшнее время компанией Black&Decker, выпущен первый в мире шуруповерт (модель BDCS361), который управляется поворотом руки.
В инструменте используется запатентованная Black&Decker гироскопическая технология, которая работает от движения кисти руки.
Взяв в руки инструмент, вы активируете его. При повороте руки вправо, инструмент закручивает крепеж, при повороте влево - включается реверс. Угол поворота руки в диапазоне 0-30° регулирует скорость вращения двигателя.
Удивительный аккумулятор у этого нового инструмента: литий-ионная батарея сохраняет заряд до 18-и месяцев в режиме ожидания.
3. Технические аспекты использования электрошуруповерта
Электрический шуруповерт, как и другой электроинструмент, имеет технические параметры, по которым его необходимо выбирать для использования.Параметры шуруповертов:
Бытовой или профессиональный
Это условное деление шуруповертов, которое зависит от мощности: более мощные шуруповерты считаются профессиональными, менее мощные -- бытовими.
Мощность
Чем она выше, тем более в твердый материал можно закручивать шурупы. С ее увеличением наблюдается повышение веса устройства, но нужно учитывать, насколько удобно будет работать мощным, но тяжеловатым аппаратом.
Крутящий момент шуруповерта
Он показывает усилие, которое помогает вкручивать элементы крепления. Чем оно выше, тем длиннее саморез можно закрутить. Максимальный показатель для домашнего применения составляет 10-15 Нм, а для профессионального – 45 Нм.
Скорость вращения
Характеристика, определяющая время выполнения определенной задачи. Регулировка оборотов помогает максимально правильно подобрать режим работы в заданных условиях. У профессиональных шуруповертов есть четкая градация оборотов для конкретных видов работ. Гипсократон - от 4 до 5 тысяч, дерево - от 2 до 3 тысяч, металл - от 1000 до 2500.
Реверсный ход
Эта функция присутствует почти в 99% шуруповертов, значительно расширяя возможности электроинструмента.
Эргономика
Здесь важны основные характеристики, отвечающие за комфорт эксплуатации: небольшой вес, удобство хвата одной или двумя руками, наличие прорезиненных накладок на корпусе для гашения вибраций, комфортный доступ к элементам управления.
Если мощность шуруповерта 300 Вт, то он справится, например, с вкручиванием самореза в мягкую древесину или пластик. Это будет обычная бытовая модель для решения несложных задач. Для выполнения более емких заданий придется купить электроинструмент профессиональной категории от 400 до 650 Вт.
Инструмент с крутящим усилием до 30 Нм сможет закрутить саморез 70 мм в деревянную поверхность. Для более мощных крепежных элементов, нужны устройства с силой вкручивания не меньше 40 Нм.
Что касается скорости, то для большинства изделий она составляет 0-800 об/мин. Это оптимальный параметр для работы с крепежами. Обороты регулируются прокручиванием удобного колесика или нажатием специальной кнопки. Как показывает практика, колесико предпочтительнее при частом повторении однотипных действий.
Виды электрошуруповертов по типу патрона:
· С быстрозажимным патроном. Гарантирует оперативную и легкую замену насадок. Плюс: время отрыва от рабочего процесса минимальное. Минус: недостаточно надежный вариант для обработки твердых поверхностей.
· С патроном под биты. Такая оснастка предназначена конкретно для шуруповертов, тогда как две предыдущие часто используют с дрельками. Диаметр механизма крепления определяет насколько мощную биту можно использовать. Простые, маломощные изделия оборудуются фиксаторами размером до 20 мм.
Что еще нужно для выбора сетевого шуруповерта.
1. Особенности обработки конкретных материалов.
Чтобы отремонтировать или собрать мебель дома или на работе, закрутить небольшие саморезы, хватает устройства с усилием затягивания до 20 Нм. Если необходимо сверлить дерево, то лучшим помощником станет дрель-шуруповерт с показателем 30-40 Нм. Обрабатывать метал под силу моделям профи-класса с моментом вращения свыше 40 Нм.
2. Максимальные размеры крепежа.
Учитывайте этот параметр, подбирая подходящий электрошуруповерт. Компании-изготовители указывают его в спецификации. Распространенный параметр 3-4 мм. Профессиональные устройства справляются с шурупами до 12 мм. Самый крупный диаметр сверления показывают аппараты с функциональными возможностями дрельки (13 мм).
3. Дополнительные опции.
Они отвечают за комфорт и безопасность эксплуатации. Чем дополнительно комплектуют электрошуруповерты:
· блокиратор пусковой кнопки;
· светодиодная подсветка;
· регулируемая рукоятка по центру;
· антивибрационные накладки в местах захвата.
4. Методы использования, обслуживание электрошуруповерта
Работа с этим инструментом интуитивно понятна. Но необходимо знать определенные тонкости, которые снижают риск травматизма и поломки инструмента. Итак, как закрутить саморез шуруповертом безопасно:1. Внимательно прочесть инструкцию до первого использования инструмента, а не после того, как что-то неприятное произошло.
2. Правильно выбрать максимальный крутящий момент, при котором сработает защитная «трещетка» и усилие на вал не будет передаваться. Инструмент, конечно, рассчитан на максимальные усилия. Но, во-первых, постоянная работа на максимуме уменьшает срок эксплуатации. Во-вторых, возрастает вероятность, что шуруповерт может вырвать из рук. В-третьих, при правильном определении максимального крутящего момента, уменьшиться вероятность повреждения поверхностей, куда вкручиваются шурупы. Особенно это актуально для полированных и непрочных поверхностей. Например, в модели Bosch GSR 10,8 максимальный крутящий момент 30 Нм, но можно установить и 5 Нм.
3. Выбор режима работы. Не надо сверлить в режиме шуруповерта, а тем более закручивать саморезы в режиме сверловки, где обороты выше. Инструмент может просто вырвать из рук.
4. Контроль направления вращения. Закручиваем шуруп – патрон должен вращаться по часовой стрелке, выкручиваем – против.
5. Нельзя изменять какие-либо настройки режима резания на ходу! Это грозит поломкой шуруповерта и небезопасно.
Организация работ с этим инструментом:
· Работать только в защитных очках и желательно в защитных перчатках, особенно при сверлении материалов, способных трескаться и «выстреливать» острыми осколками.
· Перед сверлением нужно убедиться, что в том месте нет электрических кабелей и других инженерных сетей.
· При закручивании-откручивании шурупов, а также сверления небольших в диаметре отверстий не нужно налегать на шуруповерт. Шуруп или сверло могут сломаться, а работник травмироваться.
· Бытовая и профессиональная модель шуруповерта имеют разное время непрерывной работы. В любом случае оно есть! И доводить инструмент до горячего состояния не стоит.
· После работы нужно отсоединить аккумулятор, снять насадку, вытереть инструмент от пыли.
Храненеие шуруповерта. Лучше отдельно от аккумулятора. Если модель с никель-кадмиевым АКБ, то перед окончанием работы и отсоединением батареи, ее нужно полностью разрядить. После снятия аккумулятора, он должен быть поставлен на зарядку. У Ni-Cd большой ток саморазряда, поэтому при длительном хранении, он нуждается в периодическом подзаряжании.
Нужно ли смазывать шуруповерт. В этом инструменте есть редуктор, а он требует смазки. Периодичность зависит от модели и интенсивности использования. О том, что инструмент нуждается в смазке, сообщат следующие признаки:
· неприятный «надрывный» звук;
· рукой патрон сложно вращать.
Смазывать можно литолом, манолом, силиконовой или тефлоновой смазкой.
Свереление шуруповертом. Если это модель, у которой два режима работы – сверление и шуруповерт. Обычно такими возможностями располагают профессиональные модели, например Makita DF347DWE. Использовать модель, которая не имеет режима сверловки не нужно, может сгореть двигатель, так как для сверления нужны более высокие обороты, чтобы уменьшить нагрузку.
Нарезание резьбы шуруповертом. Нарезать можно, но с оговорками. Во-первых, небольших диаметров, до 10 мм. Резьба на трубе ¾ дюйма точно не нарежется. Во-вторых, только внутреннюю. Плашка на шуруповерт не установится. В-третьих, необходим навык. Небольшой перекос и все, либо сломаете метчик, либо просто испортите резьбу. Усилия при нарезании минимальные!
Мешалка раствора. Шуруповертом можно мешать раствор если позволяет мощность, только необходимо специальное приспособление-насадка.
Использование шуруповерта на морозе. На морозе аккумулятор имеет меньшую емкость, поэтому заряжать его придется чаще. Особенно это касается литий-ионных АКБ, которые по сравнению с никель-кадмиевыми АКБ разряжаются заметно быстрее.
Электрошуруповерты, как и любой электроинструмент подлежит периодической проверке не реже 1 раза на 6 месяцев.
В периодическую проверку входят: внешний осмотр; проверка работы на холостом ходу не менее 5 минут; измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 500 В на протяжении 1 минуты при включенном выключателе, при этом сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм; проверка исправности цепи заземления (для электроинструмента класса І).
У электроинструмента измеряется сопротивление обмоток и токоведущего кабеля относительно корпуса и внешних металлических деталей.
Исправность цепи заземления проверяется при помощи устройства на напряжение не более 12 В, один контакт которого подключается к заземляющему контакту штепсельной вилки, а второй - к доступной для касания металлической детали инструмента (например, к шпинделю). Электроинструмент считается исправным, если устройство указывает наличие тока.
После капитального ремонта электроинструмента или ремонта его электрической части он подлежит испытанию, в таком объеме и последовательности:
- проверка правильности сборки внешним осмотром и трехкратным включением и выключением выключателя у подключенного на номинальное напряжение электроинструмента, при этом не должно быть отказов пуска и остановки;
- проверка исправности цепи заземления (для электроинструмента класса безопасности І);
- испытание изоляции на электрическую прочность;
- обкатка в рабочем режиме не менее 30 минут.
После капитального ремонта электроинструмента сопротивление изоляции между деталями, находящимся под напряжением и корпусом, или деталями для основной изоляции может быть не ниже 2 МОм, для дополнительной - 5 МОм, для усиленной - 7 МОм.
Испытание электрической прочности изоляции электроинструмента должно проводиться напряжением переменного тока частотой 50 Гц:
- для электроинструмента класса безопасности І - 1000 В,
- класса безопасности II - 2500 В,
- класса безопасности III - 400 В.
Электроды испытательной установки прикладываются к одному из контактов штепсельной вилки и к шпинделю или металлического корпуса, или к фольге, наложенной на корпус электроинструмента, выполненного из изоляционного материала (выключатель должен быть включен).
Изоляция электроинструмента должна выдержать указанное напряжение на протяжении 1 минуты.
5. Тестирование электрошуруповерта.
Сравнение электрошуруповертов проведем на примере моделей Makita 6821, Hitachi W6VA4 и Metabo SE 4000 по следующим параметрам.· Производительность.
Производительность характеризуется, прежде всего, скоростью проделанной работы, то есть скоростью вкручивания или выкручивания шурупов. В свою очередь производительность зависит от сочетания таких параметров, как мощность двигателя, частота вращения и крутящий момент;
Самой большой мощностью, равной 620 Вт, обладает модель Hitachi W6VA4, за ней следует модель Makita 6821 с мощностью в 570 Вт. Самой маленькой мощностью, равной 400 Вт обладает модель от Metabo SE 4000. Чем больше мощность инструмента, тем он меньше греется и тем дольше возможное время его беспрерывной работы, но в то же время, тем больше он потребляет электроэнергии;
По параметру частоты вращения с показателем в 4000 об/мин лидируют модели Makita 6821 и Metabo SE 4000. Hitachi W6VA4 имеет 3000 об/мин. Чем больше частота вращения, тем производительнее инструмент;
По параметру крутящего момента явным лидером является модель Hitachi W6VA4 с показателем 24 Нм. Модель Metabo SE 4000 обладает крутящим моментом всего в 6 Нм, а производитель Makita, к сожалению, не указывает значения данного показателя;
По совокупности показателей самой производительной можно назвать модель Hitachi.
· Эргономичность и удобство эксплуатации.
Все три модели обладают хорошей эргономичностью и удобны в эксплуатации, чему способствует специально рассчитанные формы корпуса и различные резиновые накладки, препятствующие выскальзыванию инструмента из рук. Если говорить о массе инструмента, то стоить отметить, что самой лёгкой – 1.2 кг является модель Metabo SE 4000. За ней с весом 1.3 кг следует Makita 6821. Самой тяжелой является модель Hitachi W6VA4 – 1.4 кг. Как видно разница в весе между самой лёгкой и самой тяжелой моделью составляет всего 200г, что не может достаточно существенно сказываться на комфортности эксплуатации данного инструмента;
· Технические особенности инструмента.
Все три модели оснащены специальными системами-ограничителями, которые позволяют завинчивать шурупы на определённую глубину.
Модель Hitachi W6VA4 оснащена двигателем со специальной системой охлаждения, которая защищает его от перегрузок. Корпус изготовлен из специального армированного материала, который позволяет сохранить работоспособность инструмента даже после очень сильных ударов;
Модель Metabo SE 4000 оснащается надёжным двигателем Marathon, который совместно с хорошей системой вентиляции гарантирует надёжную продолжительную работу. оснащается запатентованной системой быстрой смены бит. Он имеет автоматическую электронную систему регулировки частоты вращения двигателя. Специальная конструкция корпуса надёжно защищает инструмент от механических повреждений;
Сетевой шуруповёрт Makita 6821 имеет мощный, оборотистый двигатель с надёжной системой вентиляции. Корпус инструмента изготовлен из прочного армированного пластика, который позволяет сохранить работоспособность инструмента даже после сильного падения. Модель оснащена системой плавного спуска;
Так как модель Hitachi W6VA4 обладает самыми высокими техническими характеристиками, то она рекомендуется для проведения работ, в местах, где требуется вкручивание или выкручивание «тугих» крепёжных элементов. Модель Metabo SE 4000, обладая компактностью и небольшим весом, но одновременно относительно небольшими техническими показателями, рекомендуется для использования при работах, которые отличаются интенсивностью и продолжительностью и не имеют высоких требований к мощностным показателям инструмента. Модель Makita 6821 имеет средние требования и показатели.
Так как модель Hitachi W6VA4 рекомендуется для проведения работ, в местах, где требуется вкручивание или выкручивание «тугих» крепёжных элементов. Модель Metabo SE 4000 рекомендуется для использования при работах, которые отличаются интенсивностью и продолжительностью и не имеют высоких требований к мощностным показателям инструмента. Модель Makita 6821 – это отличный выбор по соотношению «цена-технические возможности».
Коментарі
Дописати коментар