На что влияет крутящий момент в шуруповерте

Ознакамливаясь с характеристиками любого шуруповерта, вы обязательно натолкнетесь на такой параметр, как крутящий момент, который измеряется в ньютон-метрах (Нм). Не все помнят из школьного курса физики, что это означает. И в этой статье я попробую разъяснить, что такое крутящий момент шуруповерта.

Если говорить простым языком, то крутящий момент шуруповерта означает максимальную силу, которую он может передать на заворачиваемый шуруп или саморез. Понятно, что чем выше крутящий момент, тем и эта сила будет больше.

На что это всё влияет? На то, насколько, например, большой саморез или шуруп по длине и диаметру вы сможете закрутить в тот или иной материал. Ну и кроме того, если взять два шуруповерта с разным крутящим моментом и выполнять ими одну и ту же работу, то механизм того шуруповерта, у которого крутящий момент больше, износится меньше. Поэтому можно сказать, что величина крутящего момента также влияет на срок службы инструмента.

Что такое ньютон?

Если писать «Ньютон» с большой буквы, то это фамилия ученого, в честь которого названа единица измерения, с помощью которой измеряют силу.

Ну а когда речь идет о единице измерения, то «ньютон» пишется со строчной буквы, а обозначается как «Н».

Как единица измерения, если говорить научно, 1 Н — это сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы.

Если несколько проще, то можно сказать так: чтобы тело массой 1 кг двигалось и с каждой секундой увеличивало свою скорость на 1 м/с, то к нему нужно приложить силу, равную 1 Н.

Все равно не понятно? Тогда возьмите в руку предмет с массой 100 г. Вот та сила тяжести, которая притягивает этот предмет к земле и будет примерно равна одному ньютону. Почему примерно? Потому что сила притяжения на разных точках Земли несколько отличается и эталоном одного ньютона будет сила тяжести тела массой 102 г, находящегося на уровне моря на поверхности Земли на широте 40 градусов.

А что такое ньютон-метр?

Опять же, если воспользоваться цитатой из Википедии, то «один ньютон-метр равен моменту силы, создаваемому силой, равной 1 Н, относительно точки, расположенной на расстоянии 1 м от линии действия силы».

Касаемо шуруповерта объясню это следующим образом. У патрона шуруповерта есть ось, вокруг которой он вращается. Возьмем шуруповерт и расположим его осью вращения горизонтально. Затем возьмем металлический пруток Г-образной формы, у которого одна из сторон имеет длину 1 м, а вторая (неважно какой длины) будет зажата в патроне. Так вот, если ту сторону прутка, которая равна 1м, расположить горизонтально и на ее противоположный от шуруповерта конец подвесить груз массой 100 г, то мы получим крутящий момент, воздействующий на патрон, примерно равный одному ньютон-метру. А если подвесить, например, груз в 4 кг, то получим 40 Нм.

Поэтому если у шуруповерта заявлено, например, что его максимальный крутящий момент равен 40 Нм, то это означает, что двигатель шуруповерта через редуктор передает на патрон такую силу, как если бы мы действительно собрали указанную выше конструкцию и подвесили груз в 4 кг. Массу самого прутка не будем учитывать.

Вот что такое крутящий момент шуруповерта.

Ну и в завершение нужно сказать, что максимальный крутящий момент достигается при полном нажатии на кнопку пуска. Кроме того на двухскоростных шуруповертах на разных скоростях момент тоже будет разный — на первой больше, на второй меньше.

Также у шуруповертов есть специальный регулятор, имеющий шкалу с метками от 1 до 15, 20 или другого числа (как решит производитель) и последней меткой в виде сверла (в этом положении можно и нужно сверлить), который ограничивает крутящий момент. То есть, если установить регулятор на одну из числовых меток, то при достижении определенного значения момента шуруповерт дальше не крутит, а прощелкивает. Но если регулятор поставить в положение «сверло», то шуруповерт прощелкивать не станет, а будет до последнего пытаться закрутить то, что он крутит. При этом указанные выше цифры не означают собственно сам момент, а просто показывают, насколько больше или меньше вы его делаете (просто, чтобы быстрее ориентироваться при работе)

Надеюсь у меня получилось объяснить суть крутящего момента шуруповерта. На этом откланиваюсь — до новых встреч!

Содержание:

Ввинтить шуруп – одна из тех задач, которые возникают вроде ниоткуда, но с завидным постоянством. Поправить перекосившуюся дверце шкафа, повесить зеркало в прихожей, прикрепить полочку в ванной – мелкие бытовые проблемы, решать которые нужно ежедневно. Закрутить болт, шуруп или саморез с помощью отвертки – можно, но не всегда получается. Кто пробовал, знает: дело неблагодарное, длительное, а результат часто нулевой. А нужно быстро и эффективно.

Купить электрический шуруповерт для повседневных бытовых работ по дому – лучший выход. Не говоря уже о том, что он – незаменим в работе профессионалов. Он используется на стройках, при ремонтах и в мебельных мастерских. С помощью шуруповерта производят монтаж гипсокартонных конструкций, установку окон и дверей, крепление плинтусов и сборку мебели.

Выбрать шуруповерт, ориентируясь исключительно на его стоимость – грубейшая ошибка. Они отличаются по мощности и различным функциям. Чтобы не ошибиться при выборе, следует внимательно изучить его технические характеристики перед покупкой. Главные из них – скорость вращения, крутящий момент и тип батареи (в аккумуляторном инструменте). Но прочитать цифровые данные – полдела, нужно еще уметь ориентироваться, какие показатели нужны именно для вас и для планируемых работ.

1. Не нужно переоценивать: покупка бытового шуруповерта для профессиональных работ

Шуруповерт может работать от сети или же от встроенного аккумулятора. От типа питания зависит не только мобильность инструмента, но и его мощность. Маленький и удобный аккумуляторный инструмент – лучший помощник для домашнего мастера. У него есть все необходимые функции, а весит он совсем немного, и руки не утомляются. Но главный минус аккумуляторного шуруповерта – маломощность – сыграет злую шутку с теми, кто планирует использовать его как профессиональный инструмент. То есть, много и часто. Для профи – нужна совсем другая мощность. Цена профессионального выше. Чаще всего он привязан к розетке, но хорошо переносит интенсивные нагрузки.

2. Неправильный подбор аккумулятора

Аккумулятор – самая дорогая часть инструмента. Более половины цены вы платите именно за батарею. Чтобы не бегать каждые 20-30 минут с аккумуляторным шуруповертом к розетке для подзарядки, почитайте паспорт батареи. Рекомендуем внимательно отнестись к таким параметрам.

• Напряжение (определяет мощность)
• Емкость (влияет на длительность работы)
• Эффекты памяти и саморазряда (намного лучше, когда их нет)

3. Покупка малоемких аккумуляторов на продолжительные работы

Емкость батареи напрямую влияет на продолжительность работы. Чем выше емкость – тем больше времени сможет работать без подзарядки. Емкость измеряется в ампер-часах и зависит от того, какой элемент установлен внутри батареи. Самая меньшая емкость у кадмиевых аккумуляторов, а самая большая – у литий-ионных. Поэтому для продолжительных работ выбирайте шуруповерт на литиевой основе. Он стоит в 2-3 раза дороже, но дает гарантию работы на несколько часов.

4. Длительное время заряда аккумулятора

Время подзарядки у разных моделей разное. Профессиональному инструменту нужно около часа. Любительскому – 5-7 часов. Купить шуруповерт, который больше времени заряжается, чем работает – простительная ошибка для домашнего мастера. Такой инструмент используется нечасто. И его длительная подзарядка не приносит неудобств. Для «профи» – длительное время заряда сводит на нет всю его работу. Время зарядки зависит от характеристик аккумулятора и зарядного устройства.

5. Покупка односкоростного шуруповерта для сверления и завинчивания

Шуруповерт – универсальный инструмент. Обычно, кроме «закрутить-выкрутить», он способен еще и сверлить. Но не все модели имеют такую функцию. Часто покупатель предполагает, что при покупке односкоростного инструмента он будет выполнять задачи по завинчиванию и сверлению. Это распространенная ошибка. Чтобы работать в режиме ввинчивания и в режиме сверления, он должен быть оснащен регулятором скорости. Сверление выполняется на иной скорости, чем закручивание. Работа с разными материалами подразумевает разные обороты.

6. Покупка аккумуляторного шуруповерта для очень редких работ

Если беретесь за шуруповерт раз ли два в год, то лучше купить электрический инструмент, работающий от розетки. Ведь каждая аккумуляторная батарея имеет свой срок хранения. Ее нужно заряжать и разряжать, если не постоянно, то часто. Иначе она сильно теряет емкость. При превышении срока хранения электролит расслаивается, металлические пластины внутри покрываются солью.

7. Неправильный подбор типа аккумулятора

Ошибившись с выбором батареи и не зная особенностей ее эксплуатации, вы со временем поймете, что она вам совсем не подходит. Поэтому учтите, что в шуруповертах применяются батареи трех разновидностей:

• никель-кадмиевые (Ni-Cd). Недорогие. Но малоемкие и токсичные. Страдают саморазрядом и «эффектом памяти». Нельзя долго хранить без зарядки. А самый большой минус – не можно заряжать не полностью посаженый аккумулятор. То есть, исключается возможность дозаряда во время перекура.
• никель-металл-гидридные (Ni-MH). Изначально разработаны на замену никель-кадмиевым аккумуляторам, но в силу тех же недостатков не смогли занять достойное место в ассортименте батарей для электроинструмента. Более мощные, при тех же габаритах, по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами. Цикл заряда варируется в диапазоне 200-300 подзарядок. Разработчики устранили проблему эффекта памяти, поэтому их можно дозаряжать. Единственный минус – высокая степень саморазряда, сравнительно с другими типа аккумуляторов.
• литий-ионнные (Li-Ion). Самые популярные. Большая емкость и мощность. Не теряют емкости на морозе. Количество полноценных подзарядок – 3000. Можно заряжать в любое время, не дожидаясь полной разрядки. Эффекта памяти нет. Саморазряда тоже. Но цена их намного выше.

8. Самый мощный не всегда самый лучший

Мощный шуруповерт нужен для длительных работ с нагрузкой по максимуму. Если таких не планируется, не стоит выбирать большую мощность. У мощного есть свои недостатки:

• Он тяжелый. Неудобно работать на весу, устают руки.
• Большие габариты. Вы не сможете работать в труднодоступных местах.

Для домашних работ лучше взять шуруповерт менее мощный, компактный, но с хорошим крутящим моментом.

9. Покупка ударного шуруповерта вместо перфоратора

Если в нем есть ударный режим, то это отнюдь не означает, что он сможет долбить стену или камень. Шуруповерт – не перфоратор. Режим биения используется для более эффективного завинчивания болтов и шурупов.

10. Неправильный подбор патрона

Патроны бывают двух типов:

• Быстрозажимные (quick патрон). Не требуют никаких инструментов для зажима.
• Ключевые. Для их зажима нужен специальный ключ зубчатого типа.

Быстрозажимный – гораздо проще и удобнее. Если предстоит работа с частой сменой расходника (например, сверло, бита), то рекомендуется брать шуруповерт с быстросьемным патроном. Ключевой патрон сильно замедляет работу.

11. Один аккумулятор хорошо, а два лучше

Если в комплекте есть еще одна батарея – это огромный плюс для вашего шуруповерта. Запасной аккумулятор дает дополнительные возможности. Во время работы на одной батарее, вторую можно заряжать, а потом – наоборот. Получается беспрерывная работа. Но для домашних дел вполне хватит и одного аккумулятора, не стоит переплачивать за расширенную комплектацию. А вот для профессиональных работ – это отличный вариант, в отдельных случаях можно запастись еще одной батареей впрок.

12. Неправильный выбор упаковки

Самый дешевый вариант упаковки – картон. Но он прослужит недолго. Упаковка порвется. Потом негде будет хранить шуруповерт. Для любителя, купившего инструмент для квартиры или дома, это не составит проблемы. А вот профессиональному мастеру нужен кейс. Следует выбрать его в пластиковом чемоданчике. Он удобен для хранения и транспортировки. Существуют и продуманные модульные кейсы. Они крепятся между собой, можно транспортировать на тачке. Это оптимальные пластиковые чемоданы для профессионалов типа L-boxx или MetaLoc . Кейсы с такой системой часто используют популярные производители инструментов: Metabo, Bosch.

13. Выбор в пользу контрабанды

Приобрести шуруповерт от непонятного производителя – остаться с поломанным инструментом один на один. Без гарантии, без сервиса, без запчастей. Никогда не соблазняйтесь слишком дешевой ценой электроинструментов из серии «китай-под китай». Учтите, что «серый товар» не имеет официальной гарантии, а надежные торговые марки дают и гарантию, и обслуживание в сервисных центрах.

Очень часто на форумах люди задаются вопросом, какой мощности им следует выбрать шуруповерт, чтобы спокойно заворачивать саморезы или шурупы такого-то диаметра и длинны? Или, другими словами, какой у шуруповерта должен быть крутящий момент в Н·м для тех или иных задач?

Ответы на эти вопросы люди получают разные. Чаще всего звучат предложения от «всезнающих спецов» купить дорогие полупрофессиональные 18-вольтовые модели. Мол, им точно все по плечу. Но стоит ли переплачивать вдвое, если вдруг окажется, что младшие модели на 10-14 вольт также хороши? А если есть разница, то какова?

Постараемся кратко рассказать о теории и перейти к практике.

Теория

В нашей статье по «выбору лучшего шуруповерта» мы уже касались этой темы, но сейчас расскажем чуть подробнее, но так, чтобы ни у кого не закипела голова от формул.

Основным показателем мощности шуруповерта является вращающий момент (крутящий момент), который измеряется в Н·м. Образно говоря, 10 Н·м будет эквивалентен вращающей силе, создаваемой гирей в один килограмм, закрепленной на рычаге в один метр, другой конец которого жестко прикреплен к вращаемому валу.

Для полупрофессиональных моделей шуруповертов, а также предназначенных для домашних мастеров, типичное значение крутящего момента составляет от 10 до 60 Н·м. Если брать «среднюю температуру по больнице», то можно аккуратно предположить, что некий средний шуруповерт имеет характеристику крутящего момента в 25 Н·м.

Однако тут не все так просто, поскольку на практике выдаваемое значение крутящего момента у электромоторов не постоянно и зависит, в первую очередь, от оборотов – чем выше обороты, тем ниже момент на валу. В идеале график линейный с небольшим наклоном – самый низкий момент будет на максимальных оборотах, самый высокий – при неподвижном вале. Но в последнем случае возникнет ситуация, фактически, короткого замыкания обмоток электромотора. За сколько секунд сгорит мотор, зависит от того, из чего сделаны его обмотки. Но будьте уверены, дым и запах гари будут вам обеспечены.

Чтобы не доводить до «греха», дорогие модели имеют систему автоматического отключения при перегрузке, когда соотношение количества оборотов в секунду по отношению к потребляемому току вдруг превысит опасный порог. Однако у нас тут вопрос совсем в другом – какова грань, за которую переходить нельзя, т.е каковы минимальные обороты двигателя, а, следовательно, крутящий момент, при котором он будет работать без перегрева и дальнейшего ущерба для самого себя?

Иными словами, мы уже оперируем двумя значениями крутящего момента. Как вы думаете, какой из них указывается производителем в технических характеристиках шуруповерта? Нет, не угадали. У каждого производителя своя методика измерения и свое понятие об этой характеристике. Деталей никто не раскрывает, и общего стандарта не существует. Потому очень часто можно наблюдать ситуацию, когда более слабый по характеристикам шуруповерт оказывается заметно мощнее более сильного.

Выходом из этой ситуации могут быть только практические испытания в одинаковых условиях.

Сколько Н·м нужно чтобы завернуть шуруп

Прежде чем дать точный ответ, необходимо уточнить, какой шуруп/саморез и куда. В последнем случае имеет значение плотность и твердость материала. Табличка ниже даст вам представление о некоторой ориентировочной средней плотности и твердости отдельных пород древесины при влажности 12-15%. На самом деле, плотность одной и той же породы древесины может меняться в относительно широких пределах, потому обычно принимают к сведению некие типичные значения:

Порода дерева	Плотность, г/см 3	Твердость по шкале Янка
Пихта сибирская	0,39	420
Ель	0,45	660
Осина	0,51	420
Сосна	0,52	380-1240
Липа	0,53	400
Береза	0,65	1260
Бук	0,66	1300
Лиственница	0,66	1200
Дуб	0,69	1360
Тис	0,75	1200
Ясень	0,75	1320
Слива	0,8

1200

Яблоня0,9

1200

Самшит0,962100

Это означает, что для работы с березой, например, понадобится усилие примерно вдвое выше, чем при работе с елью. Однако связь тут не совсем прямая. Более смолистая древесина будет легче подвергаться обработке.

Теперь перейдем к шурупам. Для нас имеет значение диаметр, длинна, форма и характер резьбы. Например, для тонких саморезов при закручивании в средние по твердости породы дерева (сосна) мы имеем следующую картину:

Размеры шурупа, мм	Максимальный крутящий момент, Н·м
4х50	3,56
4х90	4,92
5х50	5,36
5х90	7,24

Глянув в таблицу, можно подумать, что для саморезов 5х90 подойдет любой из шуруповертов, имеющихся в продаже. Но это не совсем так, о чем в практической части материала.

1. мы не знаем, с какого «потолка» взяты цифры характеристик крутящих моментов шуруповертов, указанных производителем;
2. также Капитан Очевидность подсказывает, что используемый материал оказывает заметное влияние на весь процесс, равно как и параметры шурупов.

Практика

Для практических упражнений мы взяли три разных шуруповерта и два разных типа шурупов/саморезов и будем закручивать их в сухой сосновый брус, попутно фиксируя успешность операции и затраченное время.

Вот названия моделей шуруповертов и их и краткие технические характеристики:

DeFort DCD-12-6	Bosch PSR 960	Hitachi DS 14DCL
крутящий момент, Н·м	10	12	31
частота вращения, об/мин	0-500	0-550	0-450 0-1250
аккумулятор	Ni-Cd, 12 В, 1,2 А·ч	Ni-Cd, 9,6 В, 1,2 А·ч	Li-ion, 14,4 В, 1,5А·ч

Два «старичка» (Bosch и DeFort) тут оказались неслучайно. Эти маломощные модели сразу дадут понять, насколько вся вышеизложенная теория была верна, и достаточно ли абсолютно любого шуруповерта, чтобы успешно работать с саморезами 5х90 мм и подобными. А середнячок Hitachi просто дополнит нам картину и выполнит роль некого современного инструмента.

В отношении шурупов мы мелочиться не стали и взяли для пробы тонкий черный 4,8 х 127 мм и, для полноты ощущений, мощный белый 6 х 150 мм. Чтобы закрутить последний в сосновый брус, предположительно, необходим максимальный момент около 11 Н·м.

Итак, в качестве итогов предлагаем вам посмотреть короткий видеоролик, на котором мы запечатлели весь процесс.

Тонкий саморез (4,8 х 127 мм) оказался посильной задачей для всех шуруповертов без исключения, хотя было видно, что Bosch он дался не так легко. Затраченное шуруповертами время составило: 5,3 секунды для DeFort, 7 секунд Bosch и 2,9 секунд Hitachi. Мы не ставили задачу точного сравнения времени и повторяемости, нам был важен только конечный результат. Потому мы сделали лишь по одному дублю для каждой из моделей.

Белый «крепыш» оказался по зубам уже не всем. Как и в предыдущем случае, DeFort начал очень бодро, но последний сантиметр ему так и не покорился.

Bosch, хотя и решил поставленную задачу, но запах подгоревших обмоток дал однозначно понять, что такие нагрузки этому инструменту категорически противопоказаны.

Ну а для мощного Hitachi оба самореза – как игрушки. Вот что показал секундомер: 13,3 секунд у DeFort (не довернул 1 см), 20,7 секунд Bosch и 4,3 секунды Hitachi. Вдобавок отметим, что работал Hitachi во время теста на второй скорости, где момент как минимум на треть ниже максимального заявленного в характеристиках.

Есть у нас к практической части еще одно важное замечание: в нашем тесте участвовали шуруповерты старых моделей (Hitachi не в счет), у которых нет системы защиты от перегрузки. Большинство современных моделей такую систему имеют, потому не дадут так издеваться над инструментом, как это можно наблюдать на видеоролике с шуруповертом Bosch. Это также означает, что система защиты не даст завернуть такой шуруп до конца с первого раза. Вам придется еще несколько раз включать инструмент до момента очередного срабатывания защиты (обычно это 1-2 секунды), пока шуруп не будет закручен. Но чтобы так не издеваться над инструментом, разумеется, надо покупать шуруповерт с определенным запасом мощности!

Выводы

Что касается оптимальной мощности (крутящего момента) для работы с шурупами 6 х 150 мм, то, по нашему мнению, она находится в районе 20-30 Н·м. Также можно однозначно сказать, что домашнему мастеру, который шурупов 6 х 150 в глаза никогда не видел, нет никакого смысла тратить деньги на «монстров» с моментом в 40 и более Н·м. Ну разве что только вас привлечет в них большая емкость аккумулятора в ватт-часах (за счет более высокого вольтажа и большего количества «банок») или какие-либо другие особенности.