Перфораторы с вертикальным расположением двигателя способны переносить более интенсивную работу, чем модели с горизонтальной компоновкой.
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.
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.
- 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.
- В кулачковой муфте обе ее половины имеют скошенные выступы, входящие в пазы ответной части. Соединяются полумуфты пружиной определенной жесткости. Если усилие на ударном механизме превышает давление пружины, выступы выходят из пазов, расцепляя муфту. Во время этого раздается характерное трещание, за что кулачковую муфту часто называют трещоткой.
Ударный механизм
Ударный механизм в конструкциях перфораторов встречается двух типов:
- электромеханический;
- электропневматический.
Наибольшее распространение получил электропневматический вариант. «Пьяный» (качающийся) подшипник и поршень в совокупности составляют ударный механизм перфоратора.
При вращении основного вала качающийся подшипник совершает поступательные движения, передавая усилие на таран пневматического цилиндра. Воздух в цилиндре толкает поршень с бойком. Рабочая часть патрона подвергается ударам бойка, зажатый в патрон бур бьет по обрабатываемому материалу.
Патрон
Патрон для перфоратора устроен таким образом, чтобы у пользователя была возможность быстро сменить насадку, не делая длительных перерывов в работе. Речь идет о патронах двух основных типов:
Хвостовик инструментов для патрона SDS-plus зажимается двумя стопорными шариками.
В патроны SDS-max зажимают инструменты с другими хвостовиками, обеспечивающими более надежное крепление.
Электрический привод перфоратора
В роли двигателя в конструкции инструмента выступает электрический привод. В перфораторах применяют электроприводы коллекторного типа.
Этапы смазки перфоратора.
Легкие перфораторы, используемые в подсобном хозяйстве, имеют горизонтальное размещение электродвигателя. В отличие от них модели среднего и тяжелого класса, используемые в профессиональной деятельности, обычно собираются с вертикальным размещением силового привода. Однако из правила имеются исключения. Так, например, перфоратор производства фирмы Metabo модель Metabo KHE 96 массой 12 кг, относящийся к классу тяжелых, имеет горизонтальную систему размещения электропривода.
Инструмент, имеющий горизонтальную схему монтажа силового привода, является компактным и удобным для применения в труднодоступных и узких местах. У этой схемы компоновки перфоратора имеется несколько недостатков, среди которых основными являются наличие высокой нагрузки на силовой компонент и плохие условия охлаждения электропривода.
Перфоратор с вертикальной схемой монтажа электросилового компонента предоставляет более комфортные условия его использования. Дело в том, что вертикальное размещение электродвигателя позволяет снизить уровень ударной вибрации и обеспечивает более качественное охлаждение электродвигателя. Кроме того, вертикальная компоновка позволяет придать поршню широкую амплитуду движения, что увеличивает амплитуду движения бойка. Это преимущество достигается тем, что в конструкции с вертикальной схемой компоновки электродвигателя применен кривошипно-шатунный механизм вместо подшипника качения, установленного в инструменте с горизонтальной схемой монтажа электромотора.
Перфораторы с вертикальной схемой способны выдерживать продолжительный режим работы, что недоступно инструменту с электродвигателем, установленным в горизонтальном положении.
Ударный механизм и принцип его работы
Важнейшим узлом, на который нужно обращать свое внимание при выборе, является ударный механизм. От этого узла зависят такие факторы:
- универсальность работ: чем мощнее ударный механизм, тем шире спектр задач, которые способен выполнить инструмент в целом;
- производительность;
- скорость и качество выполняемых работ.
Механизм делится на два типа – электропневматический и электромеханический. Зачастую большинство перфораторов дополнены в комплекте вариантом на пневматике. Технология основана на получении энергии для удара в большей мере от отдачи зубила, чем от электромотора, а это довольно экономично. Электропневматический механизм исполнен в двух вариантах:
- на кривошипно-шатунном механизме;
- с использованием технологии «пьяного» подшипника.
В более тяжелых перфораторах используется кривошипно-шатунный механизм. «Пьяный» подшипник можно встретить в небольших по мощности инструментах.
Конструкция ударного механизма
Ударный механизм перфоратора — важный узел инструмента, который отвечает за обеспечение выполнения основной функции.
Принцип работы ударного механизма перфоратора.
Существует два типа исполнения этого механизма:
- электромеханический;
- электропневматический.
Электропневматический тип конструкции ударного механизма применен в большей части современных перфораторов. Достоинством этой конструкции является получение большой энергии удара при небольшой мощности силовой установки инструмента.
Читайте также: 11 лучших источников бесперебойного питания (ИБП)
Существует два варианта конструкции ударного электропневматического узла. В одном из них используется подшипник качения, а работа второго основана на действии кривошипно-шатунного механизма. Первый вариант конструкции применяется на перфораторах легкого, а второй — на инструментах среднего и тяжелого класса.
Конструкция ударного механизма перфоратора легкого класса состоит из подшипника качения, поршня, тарана и бойка. При запуске вращение от силового электромотора передается на внутреннюю обойму подшипника. Наружная обойма подшипника с поршнем составляет единое целое и производит колебательное движение.
Три универсальных режима работы перфоратора.
Воздушное пространство цилиндра между поршнем и тараном испытывает попеременно снижение и повышение давления. Таран вследствие изменения давления повторяет движения поршня и ударяет по поверхности бойка, движения последнего воздействуют на долото в патроне.
Пневматический вариант механизма обеспечивает автоматическое отключение на холостом ходу. Эта функция выполняется благодаря смещению тарана вперед при отсутствии контакта долота с поверхностью. При смещении тарана происходит открытие отверстия для перемещения воздуха между внешней средой и поршневой камерой.
В инструментах, принадлежащих к среднему и тяжелому типу, которые имеют вертикальное размещение электродвигателя, поршень приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом. Высокая амплитуда работы этого устройства способствует увеличению мощности удара, способной достигать значения в 20 кДж. Принцип функционирования механизма схож с ранее представленным типом. Вращение посредством червячного вала передается на шестерню. На валу последним закрепляется кривошип, передающий импульс на ударный механизм.
Инженеры ещё в начале 30-х годов прошлого века представили работникам горнодобывающей промышленности перфоратор. Инструмент совмещал в себе отбойный молоток – из него взят ударный момент и дрель – вращение рабочего инструмента. Основные узлы, из которых состоит перфоратор:
- электрический двигатель – превращает электрическую энергию в механическую;
- электронная начинка – управляет электромотором;
- переключатель рабочих режимов;
- патрон – удерживает насадку или рабочий инструмент;
- редуктор – отбирает у двигателя часть мощности, необходимой для вращения патрона;
- ручки – служат для удержания перфоратора, гашения вибраций;
- предохранительная муфта – исключит повреждение механики и травмирование оператора при заклинивании насадки.
3D-модель перфоратора
Не обязательные компоненты: фиксатор выключателя в положении «Включено», поворотный щёткодержатель для реверсивного вращения мотора, Vario-lock – изменение положения зубила, ограничитель глубины и прочие.
Принцип работы любого перфоратора заключается в превращении электрической энергии, генерируемой электродвигателем, в механическую и её передаче к рабочему инструменту – долоту, сверлу, пике, зубилу. Передаётся она в зависимости от рабочего режима через:
- редуктор – сверление;
- кривошипно-шатунный механизм или качающийся подшипник – удары;
- оба узла в режиме сверления с ударами.
Устройство перфоратора
