Предохранительная муфта перфоратора что это

Как устроен и работает перфоратор

В наборе домашнего мастера почти всегда можно встретить перфоратор. Сменные насадки делают этот инструмент универсальным и незаменимым. Рассмотрим подробнее, из каких узлов он состоит, и как им правильно работать.

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:

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:

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

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

Что может делать инструмент

Выделяют следующие основные режимы работы перфоратора:

• удар с вращением – позволяет просверлить бетонную стену;
• удар без вращения – чтобы долбить бетон;
• вращение без удара – с насадкой под сверла позволяет сверлить как дрелью.

Те, кто часто работает с перфоратором, знают, что кроме сверления и долбления стен, таким инструментом можно штробить стены под проводку. Сделать штробу в бетоне при помощи этого инструмента довольно просто. Сначала по размеченным линиям сверлят ряд отверстий. Затем пикой или лопаткой разбивают перемычки между отверстиями. Такое использование перфоратора нетипично, но позволяет отказаться от покупки дополнительных инструментов.

Штробление перфоратором позволяет получить не такой идеальный результат, как после штробореза, но все дефекты скрывает последующая штукатурка.

Безопасность эксплуатации

Перфоратор – электромеханический инструмент, поэтому пользоваться им нужно, соблюдая меры безопасности.

1. Перед началом работы нужно убедиться в целостности электрического шнура. Поврежденная вилка или изоляция на шнуре могут привести к поражению электрическим током. Трещины на корпусе также могут послужить источником опасности.
2. Сменные насадки должны надежно крепиться, в противном случае во время работы они могут выскочить из патрона и нанести травму.
3. Сверлить материал нужно, не прикасаясь к вращающейся части инструмента: острые кромки легко повреждают руки и другие части тела.
4. Насадки при вращении сильно нагреваются, поэтому после окончания работы нельзя прикасаться к ним голыми руками во избежание ожогов.

Правильно работать электроинструментом — значит сохранить здоровье. Обязательно следуйте правилам безопасности и одевайте средства индивидуальной защиты: перчатки, маску или очки, специальную рабочую одежду.

Устройство перфоратора

Расположение двигателя

Горизонтальная схема размещения применяется, как правило, в легких перфораторах, вертикальная — в средних и тяжелых. Однако бывают и исключения. Тяжелый перфоратор Metabo KHE 96 при весе почти 12 кг имеет горизонтальное расположение двигателя.

Инструмент с горизонтальной компоновкой более компактен и удобен для работы в узких местах. Однако эта конструкция характеризуется повышенной ударной нагрузкой на двигатель и несколько худшими условиями его охлаждения.

Вертикальная компоновка обеспечивает лучшие условия работы двигателя (снижение ударной вибрации и эффективное охлаждение), а также более широкую амплитуду движения поршня и бойка благодаря возможности использовать вместо качающегося подшипника кривошипно-шатунный механизм с увеличенным ходом поршня.

Перфораторы с вертикальным расположением двигателя способны переносить более интенсивную работу, чем модели с горизонтальной компоновкой.

Ударный механизм

Различают два основных варианта исполнения ударного электропневматического механизма — с использованием качающегося («пьяного») подшипника или кривошипно-шатунного механизма. Первый вариант применяется для легких и, частично, средних перфораторов, второй — для средних и тяжелых.

На рисунке ниже представлена схема перфоратора легкого типа. Его ударный механизм состоит из качающегося подшипника, поршня, тарана и бойка.

При работе перфоратора, вращение от электродвигателя передается на внутреннюю втулку качающегося подшипника. При этом его наружная втулка вместе с перпендикулярной осью, соединенной с поршнем, совершает колебательные движения. Между поршнем и тараном находится воздушное пространство, которое, благодаря поочередно создающемуся в нем повышенному давлению и разрежению, заставляет таран повторять колебательные движения поршня, нанося удары по бойку. Последний в свою очередь ударяет по инструменту, находящемуся в патроне. Таким образом, энергия электродвигателя трансформируется в ударную энергию инструмента.

Пневматический ударный механизм оснащен функцией самоотключения при холостом ходе. В то время, когда инструмент (сверло, бур, коронка) не прижат к обрабатываемой поверхности, таран сдвигается вперед, открывая в корпусе отверстие для входа и выхода воздуха. В результате этого компрессия и разрежение в рабочей воздушной полости не создаются, ударный механизм отключается, и перфоратор работает без ударов. При нажатии инструментом на обрабатываемую поверхность, отверстие перекрывается тараном, в воздушной полости возникает компрессия, и ударный механизм начинает функционировать.

В средних и тяжелых перфораторах, имеющих вертикальную компоновку двигателя, поршень приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом. Повышенная амплитуда движения поршней способствует более высокой мощности удара, которая у тяжелых перфораторов может достигать 20 Дж. Работа ударного механизма происходит аналогично тому, как было описано выше.

В конце статьи есть видео демонстрирующее работу ударного механизма.

На рисунке ниже показано устройство перфоратора отечественного производства Прогресс ПЭ-40/1050, мощностью 1050 Вт с вертикальным расположением двигателя и кривошипно-шатунным приводом ударного механизма. Вращение от двигателя через червячный вал передается на косозубую шестерню, на валу которой находится кривошип, приводящий в движение поршень.

Антивибрационная система

В конце статьи есть видео демонстрирующее работу активной антивибрационной системы.

Кроме этого, за гашение вибрации может отвечать еще и рукоятка: снизу ее крепят к корпусу с помощью шарнира, а сверху через пружинный механизм. Под пассивной антивибрационной системой подразумевают обычные резиновые накладки на корпусе, которые также защищают и от проскальзывания руки. Однако надо признать, что толк от накладок не слишком велик.

Электрическая схема перфоратора

В общем, электрическая схема перфоратора может существенно отличаться у разных моделей, а в самом простом своем варианте она аналогична электрической схеме электродрели, которая подробно описывается в статье Устройство дрели.

Корпус

Предохранительная муфта

В качестве предохранительных в перфораторах используются два типа муфт: фрикционные и пружинно-кулачковые. Первые состоят из дисков, в нормальном состоянии прижатых друг к другу и передающих вращательный момент. При заклинивании инструмента диски проскальзывают друг относительно друга, отсоединяя вал двигателя от патрона с насадкой. Фрикционная муфта используется, например, в моделях компании Metabo.

Многие фирмы используют предохранительные муфты пружинно-кулачкового типа. Они состоят из двух полумуфт, имеющих на торцах радиально расположенные выступы и впадины (зубья), которые при нормальном режиме совмещены. Прижим полумуфт друг к другу обеспечивается пружиной. Принцип действия пружинно-кулачковой муфты основан на проскальзывании полумуфт друг относительно друга в том случае, если момент сопротивления начинает превышать прижимающую силу пружины. При этом раздается характерный треск, сигнализирующий о том, что насадку заклинило.

Считается, что пружинно-кулачковая муфта надежнее фрикционной, однако и у нее есть серьезный недостаток. Он заключается в том, что в процессе работы кончики зубьев завальцовываются, что приводит к срабатыванию муфты даже в том случае, когда насадку не заклинило, а лишь возникло большое сопротивление. Некоторые умельцы справляются с этой проблемой тем, что подкладывают под пружину шайбу толщиной 3-5 мм, увеличивающую силу сжатия пружины и, следовательно, момент срабатывания муфты. Однако излишняя «жесткость» муфты тоже нежелательна, поскольку делает слишком сильным рывок инструмента при заклинивании насадки, который может привести к травмированию рук людей, работающих с перфоратором.

Редуктор перфоратора

Для смазки редуктора применяется консистентная смазка, заправляемая в редуктор при первоначальной сборке и во время технического обслуживания или ремонта — в те моменты, когда осуществляется разборка перфоратора.

Видео демонстрирующее устройство перфоратора:

Разбираемся в устройстве и принципе работы перфоратора

Во время строительных или отделочных работ не обойтись без применения специальных инструментов. Одним из самых востребованных и универсальных является перфоратор. Поэтому любому человеку, который пользуется данным устройством, необходимо знать его конструкцию и принцип работы.

Как работает инструмент?

На рынке можно найти огромное количество перфораторов с разнообразной конструкцией. Но независимо от множества модификаций устройства, состоят все они приблизительно из одинаковых составляющих.

Электрический привод

В качестве двигателя в перфораторе предусмотрен электрический привод. Обычно используются приводы коллекторного типа. В лёгких моделях, которые покупают для работы в бытовых условиях, двигатель находится в горизонтальном положении. В средних и тяжёлых он закреплён вертикально.

Горизонтальное расположение

Устройства с горизонтальным приводом считаются более компактными и удобными при работе в труднодоступных местах.

Но есть у такой конструкции и свои недостатки.

Например, из-за особенностей расположения привод плохо охлаждается, к тому же на его силовой компонент действуют высокие нагрузки.

А вот устройства с вертикальным расположением привода охлаждаются намного лучше. К тому же их конструкция предполагает пониженный уровень ударной вибрации. Также благодаря вертикальному размещению позволяет придать поршню широкую амплитуду движения, что увеличивает и амплитуду бойка. Это достоинство объясняется тем, что при вертикальном расположении применяется кривошипно-шатунных механизм. А вот в устройствах с горизонтальным двигателем используется подшипник качения. Благодаря этому перфораторы с вертикальными двигателями имеют возможность работать намного дольше.

Конструкция ударного механизма

Ударный механизм позволяет перфоратору выполнять его основную функцию (сверление). В инструменте используется два основных типа:

Первый тип механизма используется в большинстве современных моделей инструмента. Его главное достоинство — высокая энергия удара при низкой мощности силовой конструкции. Электропневматический механизм бывает двух типов. В первом применяют подшипник качения (для лёгких моделей), а во втором — кривошипно-шатунный механизм для тяжёлых и средних моделей.

Схема ударного механизма

Среди элементов ударного механизма можно выделить подшипник качения, таран, поршень и боёк.

Во время начала работы сила удара от электрического мотора поступает на внутреннюю обойму подшипника.

Наружная обойма при этом начинает производить колебательные движения. Внутренний объём воздуха между тараном и поршнем находится попеременно в условиях высокого и низкого давления. В это время таран повторяет движения за поршнем и бьёт боёк, который, в свою очередь, ударяет по насадке в патроне.

Пневматический механизм работы позволяет устройству отключаться во время холостого хода. Это стало возможным благодаря смещению тарана вперёд, если отсутствует контакт поверхности и долота. Во время перемещения тарана открывается отверстие для соединения воздуха из поршневой камеры со внешней средой.

Кривошипно-шатунный механизм в перфораторах работает с высокой амплитудой, что позволяет значительно увеличить мощность удара (до 20 кДж). Сам механизм функционирует практически по той же схеме, что и предыдущий. Импульс кручения передаётся от червячного вала к шестерне, а затем кривошип отправляет его к ударному механизму.

Антивибрационная система

Компании постоянно занимаются разработкой новых систем, которые позволят усовершенствовать механизм и уменьшить количество вибраций, получаемых инструментом. Все существующие технологии можно условно разделить на два вида:

Активную систему виброзащиты устанавливают только на перфораторы с большой мощностью. В них используется механизм из противовеса и пружинного устройства. Полностью погасить все образующиеся вибрации такая технология не может, но она значительно понижает их уровень. Также для выполнения этой задачи ей помогает рукоятка устройства, которая крепится на корпус перфоратора при помощи шарнира и пружин.

В пассивной системе гашения вибраций используются резиновые накладки на корпусе. Также они предотвращают скольжение рук при работе с перфоратором. Такая система является менее эффективной.

Электрическая схема и корпус

Для регулирования скорости вращения насадок на перфораторе используется несколько методов. Чаще всего для этого мастер должен изменять силу нажатия на пусковую кнопку. В некоторых моделях для этого используется ручка регулятора, которую необходимо крутить. Электрические схемы разных моделей значительно отличаются друг от друга. Чаще всего они очень похожи на устройство электрической дрели.

Корпус перфоратора изготавливается из металла. Обычно для его производства используют сплав алюминия или магния. В лёгких перфораторах корпус выполнен из ударопрочного пластика. Отдельные модели могут быть сделаны одновременно из металла и пластика. Металл в таком устройстве необходим ещё и для быстрого охлаждения системы.

Для эффективного охлаждения всей системы применяется воздух. Он доставляется к ударному механизму при помощи вентилятора, расположенного рядом с электрическим двигателем. Такая конструкция позволяет избежать перегрева устройства. Мощный воздушный поток позволяет поддерживать необходимую температуру всего перфоратора и избежать травм при работе с ним. В некоторых моделях участки, которые нагреваются сильнее всего, защищают накладками из пластмассы. В других устройствах для этого с одного бока корпус делается из металла, а с другой — из прочной пластмассы.

Предохранительная муфта

Для предохранения устройства от поломки в момент заклинивания патрона в перфораторах применяют специальные муфты. Она также помогает избежать травм при использовании и устранить опасность перегрузки всей системы. Если бур вдруг останавливается, муфта оберегает якорь электродвигателя от остановки. Она позволяет патрону перфоратора отсоединиться от вала и не даёт ему перегореть.

Наибольшее распространение для перфоратора получили два типа муфт:

Первый тип выполнен из группы соединённых друг с другом дисков. Во время остановки патрона они проскальзывают, что помогает патрону отделиться от другого патрона. Второй механизм обладает двумя полумуфтами с особыми ямками и возвышенностями на торцах. Присоединяются друг к другу они при помощи пружины. Способ работы такой же, как и в предыдущем варианте. Если механизм проскальзывания сработал, то перфоратор издаёт сильный треск зубьев.

Установлено, что пружинно-кулачковая система более безопасна для использования в перфораторах. Но она имеет и один существенный минус. В процессе работы концы выступов на полумуфтах могут завальцеваться, что приводит к непроизвольному включению механизма без необходимости.

Редуктор

Редуктор используется для отправки импульса кручения к патрону перфоратора. Также он помогает действовать ударному механизму. В корпус редуктора входит несколько видов шестерёнок. Они имеют постоянное передаточное число. Некоторые виды инструментов включают редукторы с двумя скоростями. Для надёжности применяют консистентную смазку, которую заливают в процессе сборки устройства или при его ремонте. Количество оборотов перфоратора выставляют при использовании электронного регулятора.

Патрон

В большинстве перфораторов производители используют патроны трёх видов. Они имеют следующую конструкцию:

Кулачковый патрон ещё называют ключевым. При его использовании насадки зажимаются с использованием ключа, позволяющего сжимать и разжимать кулачки. В быстрозажимном патроне насадки фиксируются только пи помощи рук. Такая конструкция бывает одномуфтовой или двухмуфтовой. Их используют на перфораторах с автоматической блокировкой вала. Самой распространённой считается система SDS, её включают в конструкцию 90% современных инструментов.

Режимы работы

Для работы перфоратора в его конструкции предусмотрено три режима. Каждый из них необходим для выполнения собственной функции.

Сверление

Для выполнения задач в этом режиме переключатель устройства устанавливают в положение «сверло». Надавливать на него сильно не нужно, достаточной будет сила нажатия в 5 кг. Если перфоратор используется для сверления отверстий, нельзя включать на нём реверс или ударный режим, иначе это приведёт к поломке. Для предотвращения возникновения такой ситуации в инструменте предусмотрена кнопка «блокировка удара».

Сверление с ударом

Для работы в этом режиме переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток со сверлом. Затем инструмент подносят к рабочей поверхности. Необходимо следить за тем, чтобы не было перекоса бура или его скольжения по материалу. Давить на устройство при этом нужно очень легко.

Режим удара

Для работы с этим режимом переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток. При штроблении инструмент крепко держат двумя руками без сильного давления.

Работа с перфоратором не так сложна, как кажется на первый взгляд. При его использовании необходимо лишь чётко следовать инструкции, обратив внимание на индивидуальных конструктивных нюансах устройства. Чтобы не получить травмы и не поломать инструмент, следует заранее изучить принцип его работы и быть осторожным.

Как устроен и работает перфоратор

В наборе домашнего мастера почти всегда можно встретить перфоратор. Сменные насадки делают этот инструмент универсальным и незаменимым. Рассмотрим подробнее, из каких узлов он состоит, и как им правильно работать.

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:

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:

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

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

Что может делать инструмент

Выделяют следующие основные режимы работы перфоратора:

• удар с вращением – позволяет просверлить бетонную стену;
• удар без вращения – чтобы долбить бетон;
• вращение без удара – с насадкой под сверла позволяет сверлить как дрелью.

Те, кто часто работает с перфоратором, знают, что кроме сверления и долбления стен, таким инструментом можно штробить стены под проводку. Сделать штробу в бетоне при помощи этого инструмента довольно просто. Сначала по размеченным линиям сверлят ряд отверстий. Затем пикой или лопаткой разбивают перемычки между отверстиями. Такое использование перфоратора нетипично, но позволяет отказаться от покупки дополнительных инструментов.

Штробление перфоратором позволяет получить не такой идеальный результат, как после штробореза, но все дефекты скрывает последующая штукатурка.

Безопасность эксплуатации

Перфоратор – электромеханический инструмент, поэтому пользоваться им нужно, соблюдая меры безопасности.

1. Перед началом работы нужно убедиться в целостности электрического шнура. Поврежденная вилка или изоляция на шнуре могут привести к поражению электрическим током. Трещины на корпусе также могут послужить источником опасности.
2. Сменные насадки должны надежно крепиться, в противном случае во время работы они могут выскочить из патрона и нанести травму.
3. Сверлить материал нужно, не прикасаясь к вращающейся части инструмента: острые кромки легко повреждают руки и другие части тела.
4. Насадки при вращении сильно нагреваются, поэтому после окончания работы нельзя прикасаться к ним голыми руками во избежание ожогов.

Правильно работать электроинструментом — значит сохранить здоровье. Обязательно следуйте правилам безопасности и одевайте средства индивидуальной защиты: перчатки, маску или очки, специальную рабочую одежду.

Разбираемся в устройстве и принципе работы перфоратора

Во время строительных или отделочных работ не обойтись без применения специальных инструментов. Одним из самых востребованных и универсальных является перфоратор. Поэтому любому человеку, который пользуется данным устройством, необходимо знать его конструкцию и принцип работы.

Как работает инструмент?

На рынке можно найти огромное количество перфораторов с разнообразной конструкцией. Но независимо от множества модификаций устройства, состоят все они приблизительно из одинаковых составляющих.

Электрический привод

В качестве двигателя в перфораторе предусмотрен электрический привод. Обычно используются приводы коллекторного типа. В лёгких моделях, которые покупают для работы в бытовых условиях, двигатель находится в горизонтальном положении. В средних и тяжёлых он закреплён вертикально.

Горизонтальное расположение

Устройства с горизонтальным приводом считаются более компактными и удобными при работе в труднодоступных местах.

Но есть у такой конструкции и свои недостатки.

Например, из-за особенностей расположения привод плохо охлаждается, к тому же на его силовой компонент действуют высокие нагрузки.

А вот устройства с вертикальным расположением привода охлаждаются намного лучше. К тому же их конструкция предполагает пониженный уровень ударной вибрации. Также благодаря вертикальному размещению позволяет придать поршню широкую амплитуду движения, что увеличивает и амплитуду бойка. Это достоинство объясняется тем, что при вертикальном расположении применяется кривошипно-шатунных механизм. А вот в устройствах с горизонтальным двигателем используется подшипник качения. Благодаря этому перфораторы с вертикальными двигателями имеют возможность работать намного дольше.

Конструкция ударного механизма

Ударный механизм позволяет перфоратору выполнять его основную функцию (сверление). В инструменте используется два основных типа:

Первый тип механизма используется в большинстве современных моделей инструмента. Его главное достоинство — высокая энергия удара при низкой мощности силовой конструкции. Электропневматический механизм бывает двух типов. В первом применяют подшипник качения (для лёгких моделей), а во втором — кривошипно-шатунный механизм для тяжёлых и средних моделей.

Схема ударного механизма

Среди элементов ударного механизма можно выделить подшипник качения, таран, поршень и боёк.

Во время начала работы сила удара от электрического мотора поступает на внутреннюю обойму подшипника.

Наружная обойма при этом начинает производить колебательные движения. Внутренний объём воздуха между тараном и поршнем находится попеременно в условиях высокого и низкого давления. В это время таран повторяет движения за поршнем и бьёт боёк, который, в свою очередь, ударяет по насадке в патроне.

Пневматический механизм работы позволяет устройству отключаться во время холостого хода. Это стало возможным благодаря смещению тарана вперёд, если отсутствует контакт поверхности и долота. Во время перемещения тарана открывается отверстие для соединения воздуха из поршневой камеры со внешней средой.

Кривошипно-шатунный механизм в перфораторах работает с высокой амплитудой, что позволяет значительно увеличить мощность удара (до 20 кДж). Сам механизм функционирует практически по той же схеме, что и предыдущий. Импульс кручения передаётся от червячного вала к шестерне, а затем кривошип отправляет его к ударному механизму.

Антивибрационная система

Компании постоянно занимаются разработкой новых систем, которые позволят усовершенствовать механизм и уменьшить количество вибраций, получаемых инструментом. Все существующие технологии можно условно разделить на два вида:

Активную систему виброзащиты устанавливают только на перфораторы с большой мощностью. В них используется механизм из противовеса и пружинного устройства. Полностью погасить все образующиеся вибрации такая технология не может, но она значительно понижает их уровень. Также для выполнения этой задачи ей помогает рукоятка устройства, которая крепится на корпус перфоратора при помощи шарнира и пружин.

В пассивной системе гашения вибраций используются резиновые накладки на корпусе. Также они предотвращают скольжение рук при работе с перфоратором. Такая система является менее эффективной.

Электрическая схема и корпус

Для регулирования скорости вращения насадок на перфораторе используется несколько методов. Чаще всего для этого мастер должен изменять силу нажатия на пусковую кнопку. В некоторых моделях для этого используется ручка регулятора, которую необходимо крутить. Электрические схемы разных моделей значительно отличаются друг от друга. Чаще всего они очень похожи на устройство электрической дрели.

Корпус перфоратора изготавливается из металла. Обычно для его производства используют сплав алюминия или магния. В лёгких перфораторах корпус выполнен из ударопрочного пластика. Отдельные модели могут быть сделаны одновременно из металла и пластика. Металл в таком устройстве необходим ещё и для быстрого охлаждения системы.

Для эффективного охлаждения всей системы применяется воздух. Он доставляется к ударному механизму при помощи вентилятора, расположенного рядом с электрическим двигателем. Такая конструкция позволяет избежать перегрева устройства. Мощный воздушный поток позволяет поддерживать необходимую температуру всего перфоратора и избежать травм при работе с ним. В некоторых моделях участки, которые нагреваются сильнее всего, защищают накладками из пластмассы. В других устройствах для этого с одного бока корпус делается из металла, а с другой — из прочной пластмассы.

Предохранительная муфта

Для предохранения устройства от поломки в момент заклинивания патрона в перфораторах применяют специальные муфты. Она также помогает избежать травм при использовании и устранить опасность перегрузки всей системы. Если бур вдруг останавливается, муфта оберегает якорь электродвигателя от остановки. Она позволяет патрону перфоратора отсоединиться от вала и не даёт ему перегореть.

Наибольшее распространение для перфоратора получили два типа муфт:

Первый тип выполнен из группы соединённых друг с другом дисков. Во время остановки патрона они проскальзывают, что помогает патрону отделиться от другого патрона. Второй механизм обладает двумя полумуфтами с особыми ямками и возвышенностями на торцах. Присоединяются друг к другу они при помощи пружины. Способ работы такой же, как и в предыдущем варианте. Если механизм проскальзывания сработал, то перфоратор издаёт сильный треск зубьев.

Установлено, что пружинно-кулачковая система более безопасна для использования в перфораторах. Но она имеет и один существенный минус. В процессе работы концы выступов на полумуфтах могут завальцеваться, что приводит к непроизвольному включению механизма без необходимости.

Редуктор

Редуктор используется для отправки импульса кручения к патрону перфоратора. Также он помогает действовать ударному механизму. В корпус редуктора входит несколько видов шестерёнок. Они имеют постоянное передаточное число. Некоторые виды инструментов включают редукторы с двумя скоростями. Для надёжности применяют консистентную смазку, которую заливают в процессе сборки устройства или при его ремонте. Количество оборотов перфоратора выставляют при использовании электронного регулятора.

Патрон

В большинстве перфораторов производители используют патроны трёх видов. Они имеют следующую конструкцию:

Кулачковый патрон ещё называют ключевым. При его использовании насадки зажимаются с использованием ключа, позволяющего сжимать и разжимать кулачки. В быстрозажимном патроне насадки фиксируются только пи помощи рук. Такая конструкция бывает одномуфтовой или двухмуфтовой. Их используют на перфораторах с автоматической блокировкой вала. Самой распространённой считается система SDS, её включают в конструкцию 90% современных инструментов.

Режимы работы

Для работы перфоратора в его конструкции предусмотрено три режима. Каждый из них необходим для выполнения собственной функции.

Сверление

Для выполнения задач в этом режиме переключатель устройства устанавливают в положение «сверло». Надавливать на него сильно не нужно, достаточной будет сила нажатия в 5 кг. Если перфоратор используется для сверления отверстий, нельзя включать на нём реверс или ударный режим, иначе это приведёт к поломке. Для предотвращения возникновения такой ситуации в инструменте предусмотрена кнопка «блокировка удара».

Сверление с ударом

Для работы в этом режиме переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток со сверлом. Затем инструмент подносят к рабочей поверхности. Необходимо следить за тем, чтобы не было перекоса бура или его скольжения по материалу. Давить на устройство при этом нужно очень легко.

Режим удара

Для работы с этим режимом переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток. При штроблении инструмент крепко держат двумя руками без сильного давления.

Работа с перфоратором не так сложна, как кажется на первый взгляд. При его использовании необходимо лишь чётко следовать инструкции, обратив внимание на индивидуальных конструктивных нюансах устройства. Чтобы не получить травмы и не поломать инструмент, следует заранее изучить принцип его работы и быть осторожным.

Устройство и принцип работы перфоратора, виды инструмента

В наше время многие люди занимаются ремонтом помещений, многие на этом зарабатывают, другие — для себя делают ремонт в квартире или частном доме. Часто в таком случае встаёт вопрос о просверливании аккуратных отверстий в стене, или о долблении стены. Все эти задачи может выполнить строительный инструмент, который называется электропневматический перфоратор. Эксплуатация этого устройства позволит существенно сэкономить силы человека.

Устройство перфоратора

Огромное число производителей перфораторов оснащают свои модели разными конструкциями с различными конструктивными особенностями. Но несмотря на все эти отличия, устройство перфоратора практически не изменяется и является для всех одинаково. Так как все модели содержат одни и те же узлы и модули, которые позволяют им успешно справляться с поставленной задачей. Обычно в зависимости от моделей и производителя, перфораторы могут отличаться друг от друга лишь расположением модулей в корпусе перфоратора.

Основные узлы:

• Ударный механизм.
• Электромотор.
• Корпус.
• Электросхема.
• Муфта предохранительная.
• Редуктор.
• Патрон.
• Ствол.
• Система антивибрационная.

Системы в перфораторах

Кроме основных узлов, в зависимости от модели инструмент может снабжаться разными системами. Системы разработаны для расширения возможностей инструмента, обеспечения удобства при использовании. Систем существует несколько.

• Система, фиксирующая рабочий элемент.
• Антивибрационная.
• Механизм, который устанавливает определённую глубину сверления.
• Отвод пыли от области работы.
• Изменение режимов работы.

В разных моделях различное исполнение расположения электромотора. Существует два вида расположения двигателя.

• Вертикального расположения.
• Горизонтального положения.

Мотор перфоратора

Конструкция инструмента имеет встроенный электрический мотор, который осуществляет привод инструмента, обеспечивает его работу. На заводах в перфораторы устанавливают коллекторные моторы.

В тех случаях, когда перфоратор используется от случая к случаю, можно использовать инструмент с горизонтальным положением двигателя. Это лёгкие модели перфораторов. Средние же и тяжёлые модели делаются в большинстве случаев с вертикально расположенным двигателем. Существуют исключения в инструменте тяжёлого типа. Существует одна из моделей фирмы Метабо, она относится к тяжёлым, её масса составляет двенадцать килограмм, и в то же время двигатель в ней расположен горизонтально.

При горизонтальном расположении двигателя инструмент принято считать компактнее и удобнее при случаях, когда нужно сделать работу в узких проходах, стеснённых расположениях.

Недостатки моделей с горизонтальным положением двигателя:

При всех преимуществах моделей инструмента с горизонтальным положением двигателя, всё же имеются и недостатки, основных недостатков два.

1. Наличие повышенной нагрузки на силовой узел.
2. Слабое охлаждение электрического двигателя ввиду условий, созданных конструкцией.

Преимущества инструмента с вертикальным двигателем:

1. Такого типа аппарат имеет особенности конструкции обеспечивающие более щадящую нагрузку на электрический двигатель.
2. Уровень вибрации от ударов снижен.
3. Реализация такой конструкции позволяет электродвигателю охлаждаться более качественно.
4. При вертикальном расположении электродвигателя возможно создание условий для широкой амплитуды хода поршня, это, в свою очередь, увеличивает амплитуду движения бойка. Таким образом, такой аппарат будет иметь лучшие силовые характеристики при меньшем износе деталей и меньшем нагревании мотора.

Инструмент с вертикальным положением двигателя (также называется бочковый), имеет кривошипно-шатунный механизм, а с горизонтальным — подшипник качения. Инструмент, который имеет вертикально расположенный двигатель, способен работать продолжительно, а с горизонтальным положением может работать временно, если им попытаться работать продолжительно, он перегреется и может выйти из строя.

Устройство ударного механизма перфоратора и его ремонт

Ударный механизм — это одна из основных частей перфоратора. Этот механизм реализует в перфораторе его основную функцию. Ударный механизм может изготавливаться по-разному. Он имеет два типа исполнения.

1. Электромеханический тип исполнения.
2. Электропневматический тип исполнения.

Ремонт механизма нужно производить в специальных мастерских по гарантии. В случае если срок гарантии окончился, нужно доставить инструмент в специализированную мастерскую, где у профессионала-мастера можно спросить, почему перестал долбить инструмент, мастер проверит, всё расскажет, быстро и эффективно произведёт ремонт. Во время ремонта инструмент будет смазан перфораторной смазкой, что позволит составным частям прослужить дольше. При должном уходе частить в ремонтную мастерскую не придётся. Самостоятельно проводить ремонт не стоит, если нет опыта, так как есть вероятность приведения инструмента в негодность.

Электропневматический тип

Электропневматический тип механизма реализован в большинстве современных моделей перфораторов. Такой тип обеспечивает инструменту высокую энергию удара, при этом мощность электромотора требуется относительно небольшая. Электропневматический узел имеет два вида исполнения. В одном из них работа реализована при помощи подшипника качения, его ещё называют «пьяный подшипник перфоратора», а во втором при помощи кривошипно-шатунного механизма. Применяются они соответственно на лёгком, и на среднем и тяжёлом классах.

Перфоратор, относящийся к лёгкому классу, имеет подшипник качения, поршень, таран, боёк. Когда мотор начинает вращение, оно передаётся на внутреннюю обойму в подшипнике, а наружная обойма — это деталь, являющаяся одновременно и поршнем, который совершает колебания.

Система предотвращения вибраций

Для снижения вибрации инструмента фирмами разрабатываются системы. Их имеется два вида.

Антивибрационную систему активного типа устанавливают на модели высокой мощности. Чтобы снизить вибрацию, создано несложное устройство. Оно состоит из противовеса и пружины, это устройство берёт на себя нагрузки вибрации, при этом избавляя или сводя к минимуму их воздействие на человека. Полностью убрать вибрации невозможно, но существенных результатов удалось добиться, и работать инструментом человек теперь может вполне комфортно, без вреда для здоровья.

Пассивная система снижения вибрации реализована на рукоятке инструмента. Это резиновые накладки, которые на заводе наклеиваются на рукоятку и не дают выскальзывать инструменту из рук, также спасая отчасти и от вибрации, но антивибрационный эффект слаб.

Схема электрическая

Схема электрическая в перфораторах разработана для регулировки оборотов электромотора инструмента. Обороты можно регулировать разными способами. Одним из способов регулировки оборотов является кнопка пуска. В ней расположена электрическая схема, и при плавном нажатии на кнопку происходит добавление оборотов мотора. Есть и другой вариант регулировки оборотов. В этом случае в корпус инструмента встроено колесико регулировки, внутри которого расположена электрическая схема. Его нужно установить в нужное положение, затем нажать на пусковую кнопку на рукоятке, будет происходить вращение заданной частоты.

Корпус

Для инструмента средней и большой мощности производится из металла. Металл используется лёгкий, но прочный. Это сплавы магния или алюминия. Корпус инструмента малой мощности может изготавливаться из ударопрочного пластика. Существуют также модели, корпус которых комбинированный, он состоит частично из пластика, частично из металла. Металлические корпуса считаются более качественными, так как металл имеет более высокие качества по прочности, металл эффективно отводит тепло, что необходимо для нормальной работы инструмента.

Охлаждение

Для охлаждения инструмента металлического корпуса недостаточно, металл эффективно отдаёт тепло в атмосферу, но при интенсивной работе аппарата этого недостаточно, и мотор может перегреться и выйти со строя. Для предотвращения такой проблемы в корпусе имеются пазы для захвата воздуха, прохождения его через электромотор, и другие пазы для выдувания воздуха. Движение же воздуха создаётся колесом с лопастями, которое установлено на роторе мотора. Когда мотор вращается, происходит продувание мотора воздухом, тем самым поддерживается оптимальная для работы температура, исчезает возможность перегрева узлов инструмента.

Муфта предохранительная

Разработана муфта предохранительная для того, чтобы человек, работая инструментом, не получил травмы. Риск получить травму имеется при следующей ситуации.

Работник сверлит отверстие сверлом, одновременно происходит вращение сверла и долбление. В какой-то момент есть вероятность того, что сверло может заклинить в бетоне, а рабочий не успел отпустить кнопку пуска, и отпустить её быстро нет возможности, так как заклинивание сверла всегда происходит неожиданно. И даже если человек довольно быстро отпустит кнопку, то по инерции одну или две секунды будет происходить вращение, а потому как сверло заклинило, то вращаться будет перфоратор, который может выкрутить руки человеку или ударить его.

Муфта предохранительная не позволит этому произойти. Она рассчитана на определённое усилие, как только усилие сопротивления вращению достигнет установленного номинала, то муфта сработает, будет разъединяться привод сверла, будут слышны щелчки, и инструмент в руках не будет вращаться, хоть и будет заклинено сверло. В этом случае нужно включить обратное вращение и пытаться вынуть сверло из бетона или другой рабочей поверхности.

Муфты имеют два вида.

Отличаются они устройством, но функция у них одинакова — прекратить вращение патрона инструмента. Фрикционные муфты состоят из дисков. Диски прижаты друг к другу. Когда сверло начинает заклинивать в рабочем отверстии, при достижении определённой силы сопротивления вращению, происходит скольжение дисков одного относительно другого, и вращение на сверло не передаётся, что предохраняет человека от травм, а мотор от перегорания.

Муфта пружинно-кулачковая состоит из двух частей, они имеют впадины и выступы, и когда срабатывает муфта, впадины больше не в силах цепляться за выступы, и прекращается передача вращения на патрон, при этом будет слышен треск впадин об выступы.

Конструкция редуктора перфоратора

Редуктор разработан для того, чтобы передать вращение мотора на патрон. Кроме этого, патрон приводит в работу ударный механизм. Передача вращения осуществляется шестернями. Редукторы нужно периодически смазывать. В основном это делается при замене щёток электромотора, заодно, когда разобран инструмент, смазывают шестерни редуктора специальной смазкой.

Патрон

Существует три типа патронов.

1. С быстрозажимной конструкцией.
2. С кулачковой конструкцией.
3. SDS.

Последним вариантом исполнения патрона обеспечены почти все производимые перфораторы. Кулачковый патрон сделан таким образом, что в него не зажать сверло без патронного ключа. Вращая ключом патрон, происходит зажимание сверла кулачками. Такие патроны скорее устанавливаются в электродрелях, чем в перфораторах.

Быстрозажимной патрон устроен как кулачковый, но не требует ключа. Зажимать сверло можно, взяв патрон двумя руками, вращая патрон руками в противоположные стороны каждую руку. Такие патроны скорее устанавливаются на дрели и шуруповёрты, чем на перфораторы.

SDS-патрон применяется практически на всех перфораторах. Пользоваться им просто и удобно. Сверло или насадка просто вставляется в отверстие, а вынимается, потянув за патрон в сторону корпуса инструмента, сверло освобождается и его можно вынимать из патрона.

Принцип работы перфоратора

Поршень и таран между собой имеют воздушное пространство, которое при работе инструмента сжимается и разжимается с высокой частотой. В результате того, что давление меняется, таран копирует движения поршня, при этом совершает удары по бойку, боёк, в свою очередь, совершает удары по сверлу или долоту, которые установлены в данный момент в патроне. Вариант в котором пневматический привод, отключается автоматически, если не работать инструментом. Это реализовано конструктивно.

В инструменте при смещении тарана, когда на долото не осуществляется давление, происходит отключение подачи воздуха. При прижимании долота к обрабатываемой поверхности таран смещается, открывается воздух, инструмент начинает работать.

Инструмент, относящийся к тяжёлому или среднему в основном имеет вертикальное положение мотора, поршень приходит в движение кривошипно-шатунным механизмом. За счёт высокой амплитуды движения происходит увеличение силы удара по долоту, эта сила в таких аппаратах доходит до 20 кДж.

Есть много фирм по производству качественного инструмента, это Bosch, Makita, Metabo, Интерскол и другие.