Устройство шуруповерта, при всем многообразии предлагаемых инструментов, достаточно универсально. Практически все марки работают по одному принципу, а их отличие заключается в компоновке некоторых деталей, внешнем дизайне, удобстве обслуживания и наличии дополнительных функций. В наше время шуруповерт стал незаменимым домашним инструментом, а для того чтобы правильно эксплуатировать, следует знать его устройство.
Шуруповерт нужен в домашнем хозяйстве, для того чтобы починить или быстро собрать мебель.
Особенности инструмента
Шуруповерт представляет собой ручной электрический инструмент для установки или снятия крепежных элементов путем их вращения. Он может использоваться как электродрель для сверления отверстий, но в кратковременном режиме и без больших нагрузок. Ограничение применения не по прямому назначению вызвано наличием механизма торможения вращательного движения при превышении нагрузки и меньшей скоростью вращения патрона по сравнению с электродрелью.
Рисунок 1. Схема шуруповерта.
Основными параметрами устройства являются крутящий момент и скорость вращения. Крутящий момент определяет, какое усилие прилагается к заворачиваемому шурупу. В бытовых инструментах крутящий момент составляет 10-16 Н м. Профессиональные модели могут иметь крутящий момент до 130 Н м. Скорость вращения находится в пределах 400-550 об/мин (домашний инструмент) и до 1300 об/мин (дрель-шуруповерт).
По способу электрического питания, шуруповерты подразделяются на 2 типа: сетевые (220 В) и аккумуляторные. Конструктивно инструмент можно подразделить на следующие части: корпус, крепежный узел (патрон), механическая часть на базе редуктора, электрическая часть на основе электродвигателя, а также система защиты и регулировок. На рис.1 показана схема устройства шуруповерта. Рис.1. Схема шуруповерта
Корпус шуруповерта
Современные бытовые устройства имеют, как правило, пластмассовый корпус, что позволяет облегчить конструкцию и снизить стоимость. В редких случаях можно найти корпус из металлических сплавов, отличающийся повышенной прочностью. Для удобства разборки корпус составлен из двух половинок, а для удобства эксплуатации выполняется, обычно, в виде пистолета с удобной ручкой, на которой крепится пусковая кнопка.
Патрон инструмента
Разновидности патронов для шуруповерта.
При работе с инструментом используются насадки для шурупов или сверла. Стандартный хвостовик насадок выполняется в виде шестигранника. Для крепления насадок и передачи им вращательного движения предназначен патрон. Он устанавливается на резьбовой конец шпинделя и фиксируется от расслабления с помощью винта.
Наиболее распространен трехкулачковый, самоцентрирующийся, самозажимной патрон. Внутри него выполнено шестигранное углубление для установки хвостовика насадки. Ее крепление осуществляется между кулачками путем вращения муфты. В конструкцию муфты входит фиксатор, позволяющий зажимать насадку без прокручивания шпинделя.
Электрическая часть
Основу электрической части инструмента составляет малогабаритный электродвигатель коллекторного типа. В сетевых устройствах применяется двухфазный электродвигатель переменного тока на напряжение 220 В с запуском через пусковой конденсатор. В инструменте аккумуляторного типа используется электродвигатель постоянного тока.
Питание электродвигателя осуществляется из сети или от аккумуляторной батареи. При сетевом варианте инструмент снабжен шнуром с вилкой, которая напрямую включается в сетевую розетку. Питание постоянным током осуществляется от аккумулятора, представляющего собой набор элементов, размещенных в одном корпусе. Выходное напряжение аккумулятора определяет мощность устройства. Чаще всего, в шуруповертах используются литий-ионные (напряжение 3,6 В) и никель-металлогидридные, никель-кадмиевые (1,2 В) элементы. Выходное напряжение разных аккумуляторов может находиться в пределах 3,5-36 В, но наиболее применимый диапазон 9,5-14,4 В. Важным показателем аккумуляторного источника питания является емкость, которая ответственна за продолжительность эксплуатации. Эта характеристика обычно находится в пределах 1,2-3,5 А ч.
Электрическая цепь
Включение инструмента производится путем нажатия кнопки шуруповерта, расположенной на его ручке. Этот кнопочный выключатель совмещен с регулятором напряжения — при разном усилии нажатия на электродвигатель подается разная величина напряжения, что обеспечивается широко-импульсным регулятором. В зоне установки кнопки размещается также и рычаг направления вращения. Такой переключатель позволяет менять полярность подаваемого сигнала, что обеспечивает реверс вращения. Пуск электродвигателя производится через достаточно мощный транзистор, процесс открывания которого управляется ШИМ генератором.
Подача электрического сигнала непосредственно на ротор двигателя осуществляется через коллектор. Для обеспечения электрического контакта применяются графитные щетки определенного размера.
Механическая часть
Таблица основных характеристик шуруповертов.
Основу механической части составляет редуктор шуруповерта планетарного типа, который обеспечивает передачу крутящего момента от вала двигателя на выходной шпиндель со снижением скорости вращения. Важнейшими элементами являются кольцевая шестерня, водило и сателлиты.
Основные элементы размещаются внутри корпуса редуктора шуруповерта и поочередно совмещаются друг с другом, начиная с солнечной шестерни ротора через сальник. Конструкция включает следующие элементы: винт, фланец , шайбу, сателлиты, шестерню, шпиндель, втулку с зубьями. Для установки механизма торможения и патрона служат шарики и втулка. В зависимости от количества шестеренок-сателлитов снижение скорости может быть одно, двух и более ступенчатым.
Редуктор приводится в действие от солнечной шестерни ротора. Вращение передается на кольцевую шестерню в виде цилиндра с зубьями, имеющими необходимый шаг. Они вводятся в зацепление с сателлитами на штифтах водило, между которыми размещается солнечная шестерня. Снижение скорости вращение обеспечивается обкаткой шестеренок-сателлитов по кольцевой шестерне.
Муфта для регулирования вращения
Схема зарядного устройства для шуруповерта.
Муфта для регулирования крутящего момента обеспечивает прекращение вращения при окончании вкручивания шурупа, так как оно сопровождается увеличением сопротивления вращению. Такой механизм необходим для исключения срыва резьбовой части шурупа и поломки самого инструмента от перегрузки. Конструкция включает следующие элементы: стопор, шайбу, пружину, втулку резьбовую им регулирующую.
Механизм совмещен с элементами патрона. При появлении чрезмерного усилия пружина передает нагрузку на пальцы (шарики), которые, в свою очередь, воздействуют на гильзу патрона.
Происходит проскальзывание трещотки и прекращение передачи вращательного усилия на патрон. Усилие, при котором прекращается вращение патрона, можно устанавливать с помощью регулятора.
В разных конструкциях предусматривается регулирование величины максимального момента в пределах 8-25 положений.
При использовании шуруповерта в качестве дрели, необходима установка наибольшей величины допустимой нагрузки.
В некоторых конструкциях инструмента предусматриваются дополнительные регулировки для удобства эксплуатации. Так может устанавливаться регулятор пределов скорости вращения, чтобы не создавать излишнее вращение при нажатии кнопки. Импульсный преобразователь позволяет устанавливать такие диапазоны: 0-450 об/мин (работа с шурупами), 0-1250 об/мин (режим дрели). Может предусматриваться 3 или 4 разных диапазона.
Достаточно часто используется принудительное торможение шпинделя для ограничения вылета шпинделя при нажатии кнопки. Торможение обеспечивается замыканием обмотки двигателя на резистор небольшой величины.
Устройство шуруповерта практически всех известных марок имеет много общего. Универсальные принципы конструирования используют многие разработчики, что помогает легко разобраться со строением инструмента, а при необходимости провести его сборку и разборку.
Кто-нибудь,подскажите ,где можно посмотреть кинематическую схему редуктора аккамуляторки от Интерскола ДА-14,4ЭР.
Редуктор идет как одна деталь и меняется целиком.
Тогда,может быть скажете, в какой последовательности устанавливаются указанные детали в корпус редуктора? см.фото.
Ух ты, да там 5 шестерен в одной из ступеней, ранее разбирал зеленый бош, макиту, енхель, топекс, но такого не видывал!
3-я деталь по-моему судя по диаметру идет первой со стороны ведущей шестерни движка, вторая ближе к 1-ой, а вот колечко с 4-мя выступами?
Такого не видел ранее!
Во всяком случае, если деталь 1 не разбиралась или собрана правильно, то думаю по диаметрам одиночных шестерен с обратной стороны деталей 2 и 3 Вы точно сможете вычислить которая из них подходит для установки в деталь 1, а деталь 4 верхняя, наверное. И вероятно симметричная, то есть можно попробовать так и сяк ее поставить.
Да там в детали 1 и просматриваются прорези под 4 выступа детали 4. ФОто с большей диафрагмой и следовательно глубиной резкости было бы лучше, а то не все детали из-за разной высоты оказались в фокусе.
Чаще всего редуктор выходит из строя при длительной работе под большой нагрузкой. Самая частая поломка – это искривление основного вала с патроном. При такой неисправности прибор начинает сильно вибрировать руках.
Ещё одна поломка – это износ подшипника вала с патроном или опорной втулки. Если деформирован только подшипник или втулка, а вал остался в прежнем состоянии, то ремонт редуктора шуруповерта своими руками заключается только в замене изношенного элемента.
Если при включении шуруповерта мотор запускается на секунду, а затем резко останавливается, значит проблема кроется в редукторе. В такой ситуации чаще всего из строя выходит штифт, из-за которого сателлит не может передать обороты на основной вал. В таком случае поможет установка нового водила. Если водило тоже повреждено, то нужно менять целый редуктор. Зубцы шестерней тоже влияют на работу редуктора. Если прибор будет долгое время работать с изношенным шестернями, то это может привести в негодность большинство деталей, которые относятся к устройству редуктора шуруповерта.
Схема редуктора шуруповерта
Принцип работы двухступенчатого редуктора шуруповерта
- Солнечная шестерня мотора вращает сателлиты. Вращение происходит по круговой траектории кольцевой шестерни. Отсюда становится понятно, что водило вращается медленнее, чем сам мотор.
- Далее первое водило отдает крутящий момент на вторую троицу сателлитов. Передача происходит через солнечную шестерню. Вторая троица тоже вращается по круговой траектории, как результат – второе водило получает ещё меньше оборотов. Оно соединяется с основным валом патрона.
Это схема двухступенчатого редуктора. Устройство редуктора шуруповерта одинаково, отличается лишь количество сателлитов. К примеру, для 3-ступенчатого редуктора добавляется ещё один механизм.
Как отремонтировать редуктор самостоятельно
Редуктор – это такой механизм, который практически не подлежит починке. Речь идет о ремонте редуктора шуруповерта своими руками. К примеру, провода можно спаять, а кнопку прикрепить. Здесь же выход из ситуации – это замена неисправных частей. Также, если переключение оборотов происходит с опозданием или в некоторых случаях не переключается, можно попробовать смазать шестерни в редукторе. При разборе можно наткнуться и на мусор, который мешает нормальной работе планетарного механизма.
Смазать шестерни можно и таким подручным материалом, как тосол. Ну лучше делать это «оригинальной» смазкой. Её можно найти в магазине или сервисном центре фирмы, к которой принадлежит устройство. Цена на тюбик обычно не большая, а его должно ходить на несколько ТО шуруповерта или другой техники.
Схема редуктора шуруповерта
Разборка редуктора шуруповерта:
- Необходимо вытащить патрон. Делать это удобнее всего шестигранным ключом на 10 миллиметров.
- В патрон необходимо зажать короткий конец ключа, а затем выполнить кратковременный запуск инструментом с такой целью, чтобы ключ на полной скорости электромотора ударился о поверхность стола.
- Но такой метод подойдет для шуруповерта, где редуктор хоть как-то запускается. При неисправном механизме нужно зажать шпиндель в тисках. В таком положении можно разобрать редуктор.
Теперь можно выполнять запланированные операции – смазывать детали или выполнять замену, при условии, что в наличии есть новые элементы для шуруповерта.
Не рекомендуется брать шестерни или муфты от других моделей, так как скорее всего будет несоответствие, хотя визуально оно может быть и не видно. Не рекомендуется работать с шуруповертом длительно на высоких оборотах, так как это скорее всего приведет к поломке.