Принцип работы перфоратора пистолетного типа с фотоописанием

Необходимость покупки перфоратора возникает всегда, как только планируется выполнить самостоятельный ремонт в доме или квартире. После выбора подходящей модели электроинструмента перед владельцем возникает необходимость научиться пользоваться инструментом. Для этого надо выяснить принцип работы перфоратора, а также узнать особенности его применения.

Перфоратор прямой что это и из чего он состоит

Конструктивно рассматриваемый инструмент бывает двух типов — пистолетный или прямой и бочковый. Различаются они не только внешне, но и конструктивно. Разберемся подробно с тем, что собой представляет пистолетный и бочковый перфоратор, как они работают, а также особенности их правильного применения.

Внешне инструмент имеет пластиковый корпус, на котором расположены органы управления. К таковым органам относятся (для прямого и пистолетного типа перфораторов):

• Курок для включения инструмента и регулирования скорости вращения исполнительного органа — патрона
• Фиксатор выключателя — позволяет предотвратить самостоятельное включение инструмента, а также позволяет исключить необходимость удерживать курок, что удобно при выполнении продолжительных работ
• Переключатель реверса — позволяет переключать направление вращения патрона в двух направлениях
• Регулятор для переключения режимов работы инструмента
• Регулятор скорости вращения патрона — имеются не на всех моделях перфораторов
• Дополнительная рукоятка для удобства выполнения работ
• Исполнительный орган — патрон, внутри которого закрепляются насадки в зависимости от поставленных задач

Внутри электроинструмент состоит из следующих элементов:

1. Электродвигатель — это “сердце” инструмента, которое обеспечивает приведение в действие патрона
2. Редукторный узел — вращательная энергия передается на редуктор, который позволяет регулировать скорость, а также создает ударное действие. Редуктор состоит из шестерней, а также специального механизма, за счет которого создаются ударные действия
3. Предохранительная муфта — это вспомогательная деталь, которая предотвращает выход из строя инструмента при заклинивании насадки в обрабатываемой поверхности. Если бур заклинит, то электродвигатель может сгореть
4. Антивибрационная система — это устройство, которое снижает вибрации. Такая система актуальна, так как при продолжительных работах перфоратором, возникает не только усталость, но еще и дрожание рук. В бочковых перфораторах эта система также более совершенна по сравнению с пистолетными типами

Это основные внутренние механизмы электроинструмента, с которыми необходимо ознакомится подробнее, чтобы разобраться с принципом действия перфоратора. Итак, чтобы выяснить, как работает перфоратор, необходимо разобраться с устройством внутренних механизмов.

Что внутри перфоратора

Конструктивно перфоратор состоит из двух основных частей — электрической и механической. В зависимости от расположения электродвигателя, перфораторы бывают прямого или пистолетного типа, а также бочковые. В пистолетных перфораторах электромотор расположен в горизонтальном, а в бочковых — в вертикальном виде.

На перфораторах, а также болгарках, дрелях и прочих электроинструментах, применяются коллекторные электродвигатели. Состоят они из двух основных составляющих — статор и ротор. Статор — это неподвижная часть, которая состоит из медной обмотки и стальных пластин. Обмотки статора создают постоянное электромагнитное поле, за счет которого в действие приводится ротор.

Ротор или якорь — это подвижная часть электродвигателя, которая также состоит из медной обмотки, намотанной на стальном сердечнике. Ротор вращается внутри статора. Обмотки ротора подключены к коллекторным пластинам, на которые также подается ток через графитовые щетки. В электродвигателе создается поле скольжения, которое способствует приведение в действие ротора. На валу ротора закреплена шестерня, которая приводит в действие редуктор.

О предохранительных муфтах

Такие устройства (предохранительные муфты) обязательно имеются на всех перфораторах бытового, полупрофессионального и профессионального типа.  Применяются они для того, чтобы остановить вращение патрона при заклинивании насадки. Если муфта неисправна, то при заклинивании могут возникнуть следующие последствия:

• Заклинившая насадка способствует увеличению тока, протекающего в обмотках ротора и статора, что способствует оплавлению изоляции и выходу из строя электромотора
• Сильно мощный перфоратор может вырвать из рук при заклинивании насадки, что чревато получением серьезных травм

Муфты предохранительные бывают двух типов:

1. Фрикционная муфта — это самая распространенная модификация защитного механизма, которая реализуется за счет применения зубчатого механизма. Диски с зубьями плотно прижимаются друг к другу, осуществляя передачу усилия вращения. При заклинивании бура, происходит проскальзывание дисков, что исключает возникновение перегрузки электропривода
2. Кулачковые или пружинно-кулачковые муфты — состоят из двух половинок со скошенными выступами, которые зацепляются с пазами ответной части. Эти половинки называются полумуфтами, которые соединены при помощи пружин соответствующей жесткости. Как только возникает большое усилие, превышающее давление пружины, происходит расцепление полумуфт. При расцеплении полумуфт формируется соответствующий треск, как на шуруповертах. Так происходит работа трещотки на рассматриваемом электроинструменте. Есть у таких муфт один существенный недостаток — это завальцовывание выступов, поэтому со временем эксплуатации инструмента, возникает треск даже тогда, когда буры не заклинивают. Ниже на фото показана суть проблемы завальцовывания, которую можно устранить даже без замены шестерни с завальцованными зубьями (для этого необходимо устранить места завальцовываний)
   
3. Роликовые устройства — это еще один вид предохранительных муфт. Они также установлены в конструкции передаточной шестерни, и при заклинивании насадки, передаточная шестерня, которая приводит в действие патрон, начинает проворачиваться. Роликовыми их называют по причине использования блокирующей шпонки в виде ролика. За счет этой шпонки, установленной в пазу растровой втулки, происходит зацепление шестерни, а также передача вращательного усилия. Когда увеличивается нагрузка (при заклинивании насадки), под действием усилия пружины шестерня смещается по оси ствола, тем самым входит в зацепление с блокирующими зубьями (блокадой), расположенными на корпусе перфоратора (на внутренней части). После того, как бур снова свободно перемещается, усилие пружины снижается, и шестерня возвращается на свое исходное положение

Ниже на фото представлены детали перфоратора, а также редуктор с установленной роликовой муфтой. Чтобы выяснить, какая муфта установлена на перфораторе, его понадобится разобрать. Кроме того, есть также магнитные муфты, но на перфораторах малой и средней мощности они не применяются.

Про ударные механизмы

В конструкции рассматриваемых электроинструментов применяются ударные механизмы двух типов:

• Электромеханические
• Электропневматические

Большой популярностью пользуются именно электропневматические устройства, а электромеханические уже не применяются. В их основе лежит пьяный подшипник, который приводит в действие поршень. Поршень перемещается в растровой втулке, где создается давление сжатого воздуха. Этот воздух воздействует на ударный боек, который перемещается от поршня к пятке установленной насадки в патроне перфоратора.

Патроны на перфораторах

Конструктивно на перфораторах применяется два основных вида патронов — SDS-plus и SDS-max. Есть и другие виды, но наиболее популярными и эффективными считаются именно эти два типа исполнительных органов. SDS-plus применяется на агрегатах бытового и полупрофессионального типа, а SDS-max на перфораторах профессионального назначения. 

В материале следует отметить только то, что фиксируются насадки в таких патронах не жестко, как на цанговых. Установленная в патрон насадка имеет свободный ход, который играет важную роль для ударного механизма. Именно за счет этого хода и совершаются ударные воздействия по обрабатываемой поверхности.

Фиксация насадок обеспечивается за счет шлицов, количество которых два в патронах СДС-плюс, и три в устройствах СДС-макс. Эти шлицы являются направляющими, а также позволяют бурам вращаться вместе с патроном. Кроме шлицов, в конструкции устройств имеются шарики (в патронах SDS-plus) и ролики (SDS-max). Они входят в зацепление с пазами в конструкции хвостовиков насадок. Именно за счет шариков и роликов обеспечивается подвижная фиксация насадок.

Итак, разобравшись с устройством электроинструмента, пора перейти к вопросу о том, как работает перфоратор. Принцип его работы прост, однако разобраться с ним без разборки электроинструмента невозможно. Для этого понадобится разобрать инструмент и изучить составные детали. Чтобы не пришлось разбирать перфоратор, выясним как он работает при помощи фото описания.

Как работает перфоратор прямого типа

Принцип работы перфоратора основывается на превращении электрической энергии в механическую. Электромотор приводится в действие за счет подачи тока из бытовой сети 220В. В двигателе вращается ротор, который приводит в действие редуктор. Редуктор передает усилие на патрон электроинструмента, в котором фиксируется соответствующая насадка. Это краткое описание принципа работы перфоратора. При ремонте или замене деталей рассматриваемого электроинструмента, не помещает разобраться с подробностями принципа работы устройства:

1. Для начала необходимо закрепить в патроне инструмента рабочую насадку, что выполняется достаточно просто. Одной рукой нужно прижать пластиковую муфту патрона к корпусу, а затем вставить бур внутрь устройства. Предварительно не забывайте смазывать хвостовики насадок перед тем, как установить их в патрон электроинструмента
   
2. Вилка соответственно вставляется в розетку, что необходимо для работы электромотора
3. При нажатии кнопки пуск подается электрический ток на статор электромотора, за счет которого создается электромагнитное поле. На ротор ток подается через графитовые щетки и коллектор. При поступлении тока на ротор, происходит его перемещение под воздействием образовывающегося магнитного поля. Два магнитных поля с разными полюсами отталкиваются друг от друга, что мы видим при работе коллекторного электромотора
   
4. Вал статора отцентрирован и расположен на подшипниках, которые обеспечивают его вращение. Причем вращение вала достигает скорости 27 000 оборотов в минуту
5. На конце вала ротора расположена косозубая шестерня малого размера, которая входит в зацепление с передаточным механизмом промвала — шестерней большого диаметра. За счет этого происходит понижение скорости вращения и увеличение момента. Обычно все инструменты имеют постоянное передаточное число, а регулирование скорости осуществляется при помощи электроники
   
6. Промвал — это вал, на котором расположены шестерни и пьяный подшипник. Шестерня, соединенная с валом электромотора, приводит в движение промвал перфоратора
7. На промвалу крепится пьяный подшипник, а также шестерня малого диаметра, которая входит в зацепление с шестерней большого диаметра, расположенной на оси растровой втулки
8. Ударная опция реализуется за счет перекосного вращения пьяного подшипника. Выступ от пьяного подшипника (перпендикулярная ось) соединяется с поршнем или гильзой продолговатой формы. Эта гильза находится внутри растровой втулки, где происходит ее возвратно-поступательное или колебательное перемещение
   
9. Внутри растровой втулки или ствола перемещается гильза с ударным бойком. В гильзе, где перемещается боек, находится воздушное пространство, за счет которого происходит воздействие на деталь. Поршень нагнетает давление воздуха, тем самым воздействуя на подвижный боек. Под воздействием давления сжатого воздуха происходит перемещение бойка, воздействующего ударной частью по ударному болту или ударнику. Ударник служит для того, чтобы передавать полученное ударное усилие от бойка на пятку установленной насадки в патроне перфоратора. Ход самого бойка составляет около 3-4 мм. На бойке находится уплотнительная резинка, которая со временем вырабатывается, что проявляется в виде снижения ударной функции (снижается сила удара). Чтобы вернуть прежнюю ударную силу инструмента, необходимо заменить резинку на бойке
10. Шестерня от промвала передает усилие на шестеренку, закрепленную на растровой втулке, и расположенной перпендикулярно промвалу. Шестеренка, которая крепится на растровой втулке и передает усилие вращения на патрон, предназначена для снижения частоты движения патрона

В итоге происходит работа перфоратора в режиме сверление с ударом. Кроме режима сверления с ударом, пистолетные агрегаты способны также сверлить без удара или работать в режиме отбойника. Для этого в конструкции электроинструмента имеется переключатель, который отключает вращение пьяного подшипника или шестерни на промвалу, в зависимости от включаемого режима. Кстати, отключение функции сверления происходит за счет заклинивания шестерни, расположенной на растровой втулке.

Электроинструмент может применяться не только для обработки бетона и прочих прочных конструкций, но еще и для обработки металла, дерева, пластика и стекла. Зная, как работает прямой перфоратор, не составит труда найти причину его неисправности, а также устранить ее. Зачастую при выходе из строя деталей перфоратора, необходима их замена. Причем в зависимости от масштаба поломок, может понадобиться замена либо всего механизма — редуктора, либо же отдельных деталей — пьяного подшипника, бойка, шестерней.

Ударный механизм на перфораторе работает исключительно под нагрузкой, поэтому на холостом ходу, когда установленная насадка не прижата к обрабатываемой поверхности, инструмент не будет создавать ударное воздействие. Достигается это за счет того, что ударный боек перемещается внутри растровой втулки, однако за счет отсутствия компрессии (давления) происходит перемещение этого вхолостую. Как только в патрон устанавливается насадка и прижимается к обрабатываемой поверхности, то в области расположения конца хвостовика происходит перекрытие канала, за счет чего создается компрессия. При наличии компрессии увеличивается сила рабочего хода бойка, воздействующего на пятку установленной насадки. Эта сила называется ударной, и измеряется в Джоулях. В пистолетных перфораторах величина силы удара достигает 2-3 Джоулей, а в бочковых профессиональных моделях до 20 Джоулей.

Выше описан принцип работы перфораторов марки DeWalt пистолетного типа. По аналогичному принципу работают все пистолетные перфораторы марок Интерскол, Энергомаш, Bosch, Stern, Makita, Hilti и другие.

Как работать перфоратором или увеличиваем жизнь инструмента

Разобравшись с принципом работы перфоратора, не составит большого труда, научится правильно им пользоваться. Чтобы увеличить эксплуатационные сроки рассматриваемого инструмента, рекомендуется выполнять следующие действия:

1. Всегда перед работой проверить исправность работы инструмента. Если возникают посторонние звуки или перебои в работе, то эксплуатировать неисправный инструмент запрещено. Это не только опасно для жизни, но еще и может привести к выходу из строя всего механизма инструмента
2. Обязательно смазывать хвостовики насадок, которые устанавливаются в патрон перфоратора
3. Держать инструмент строго под прямым углом к обрабатываемой поверхности при бурении бетона
4. Работать исключительно в защитной амуниции
5. Не браться голыми руками за насадку после окончания работ, так как буры нагреваются до температуры 80-90 градусов и более
6. После окончания работ нужно сложить инструмент в защитный чемодан
7. Работы выполнять исключительно исправными насадками, то есть они должны быть заточенными, а также не иметь дефектов, которые в процессе работы могут привести к тому, что бур или пика переломается на две части

Не стоит забывать о периодической диагностике редукторного узла, который нуждается в регулярной замене смазки. Только при правильном подходе к применению электроинструмента можно говорить о том, что он прослужит не только указанный гарантийный термин, но и в пять раз больше этого срока.