Содержание
Что лучше: ударная дрель или перфоратор?
Этим вопросом часто задаются неискушенные обыватели, приобретающие инструмент для дома. У профессионалов подобных сомнений в принципе не возникает, поскольку они уж точно знают, что за внешней схожестью скрывается великая разница, предопределяющая возможности этих двух инструментов.
Дрель изначально предназначается для сверления отверстий в материалах невысокой плотности — в древесине, пластике, мягких металлах. Дополнение ударной функцией значительно расширило возможности этого инструмента, позволив ко всему прочему легко засверливаться в кирпичную кладку и конструкции из низкомарочных бетонов. При этом, как и безударные дрели, при наличии надлежащей оснастки они способны работать с крепежом. При всей своей универсальности дрели обладают довольно скромными габаритами и стоят не в пример дешевле перфораторов. Таким образом, к основным причинам популярности ударных дрелей у отечественного потребителя можно отнести их многофункциональность, компактность и ценовую доступность.
Соответственно, перфораторы тяжелее и дороже. Если сравнивать инструменты с идентичной мощностью, то весовой и ценовой перевес перфораторов будут очевидны. Например, тысячеваттная двухскоростная дрель Макита НР 2071 весит 2.4 кг и стоит около 5000 руб. С ее помощью можно высверлить в древесине отверстия диаметром до 40 мм, в стали – до 16 мм, а подключив функцию удара, «забуриться» в бетон сверлом 20 мм.
За аналогичный по мощности перфоратор Макита HR 4010 C придется выложить в три раза больше и весит он 6.3 кг. По функциональности перфоратор существенно уступает дрели, поскольку только долбит или сверлит с ударом, а эти два режима неприемлемы для устройства отверстий в древесине и металлах. Зато по части сверления бетона обозначенный перфоратор вне конкуренции, так как «потянет» не только бур большого диаметра (до 40 мм), но и сверлильную коронку (до 105 мм). К тому же этот инструмент запросто заменит отбойный молоток и существенно облегчит работу по устройству ниш и проемов, прокладке коммуникаций, скалыванию старой керамической плитки и т.п. Разумеется, такой перфоратор предназначен исключительно для профессионалов и вряд ли пригодится в быту.
Впрочем, и среди перфораторов встречаются «легковесы»: например, Макита HR 1830 весит всего 1.7 кг, а по цене уступает ударной дрели Makita HP 2071. Оба этих инструмента работают в режиме сверления и сверления с ударом. Причем с помощью дрели можно устроить технические отверстия гораздо большего диаметра и в бетоне (без учета твердости), и в древесине, и в стали.
Возникает закономерный вопрос: в чем тогда разница? Прежде всего, разница в энергопотреблении: для сравниваемого перфоратора потребляемая мощность составляет 440 Вт, а для дрели – 1010 Вт. А это соответствующая нагрузка на сеть и затраты на оплату электроэнергии с одной стороны и показатель производительности — с другой.
Но главное отличие состоит в предназначении, в частности в основном объекте приложения усилий. Для дрели сверление бетона – идет как дополнительная опция, причем в режиме сверления с ударом инструмент работает на «саморазрушение» (об этом ниже). А перфоратор, с легкостью крушащий монолит, не обеспечит высокой точности сверления отверстий в стали, древесине и пластике. Причиной тому конструктивные особенности ударных механизмов дрелей и перфораторов и используемых патронов для фиксации оснастки.
В ударных дрелях удар образуется посредством механики. Там все предельно просто. Два зубчатых храповика в режиме сверления без удара вращаются сцепленные зубьями, как единое целое. При включении функции удара внутренний храповик (расположенный ближе к двигателю) подается назад, а внешний начинает «пересчитывать» его зубцы своими. В результате энергии удара как таковой не образуется: сила удара предопределяется высотой зубьев и давлением, оказываемым на инструмент со стороны пользователя, а частота ударов – количеством зубьев и скоростью вращения.
Отсюда проистекает и упомянутое выше «саморазрушение». Каким бы прочным и износостойким ни был материал, используемый для изготовления храповиков, рано или поздно зубья «слижутся» и ударный механизм окончательно выйдет из строя.
Природа удара в перфораторах носит абсолютно иной характер. Кривошипный механизм преобразует вращение от двигателя в возвратно-поступательные движения, сообщаемые поршню. Тот в свою очередь приводит в действие боек, но не напрямую, а через воздушную прослойку, которая уменьшает нагрузку на поршень, способствуя тем самым долговечности инструмента в целом, и снижает отдачу. Такой ударный механизм раза в три эффективнее и, разумеется, надежнее дрелевой «трещотки». В представленном модельном ряду перфораторов Макита энергия удара колеблется от 1.3 до 19.7 Дж (модели HR 1830 и HR 5210C, соответственно).
Из вышесказанного уже можно сделать некоторые выводы. Например, о том, что если предстоят интенсивные работы по сверлению бетона, то ударная дрель довольно скоро «умрет», а «тяжелый» и вовсе не одолеет. И это правда. Но не стоит очаровываться также на предмет универсальности трехрежимных перфораторов, которые заявлены производителями, как мастера на все руки. Как правило, это инструменты легкого (до 4-х кг) и среднего (5-8 кг) класса. Такие перфораторы, да и «тяжелые» тоже, оснащены быстрозажимными патронами SDS-plus и SDS-max, предназначенными исключительно для специальных насадок – буров, лопаток и пр. – хвостовики которых имеют вполне определенную форму (наличие пазов и их количество). Расходники для перфораторов гораздо дороже обычных сверл, а использование последних не представляется возможным из-за специфики патронов. Для расширения возможностей перфораторов производители довольно часто комплектуют свои модели дополнительно кулачковыми патронами, которые крепятся в стандартных держателях типа SDS посредством специальных переходников. Инструмент при этом становится более громоздким, а биение патрона ощутимо увеличивается, что не идет на пользу качеству. Альтернативой для более точного сверления являются сменные патроны. В этом случае основной SDS патрон подлежит легкому демонтажу, а на его место благодаря адаптированному наконечнику устанавливается обычный кулачковый — для цилиндрических сверл. Пример – перфоратор Makita HR 2811 FT со съемным патроном SDS-plus. Стоит отметить, что подобная компоновка пока встречается не так часто и существенно отражается на цене инструмента.
Итак, отвечая на первый вопрос, мы уже отметили его некорректность. И дрели и перфораторы одинаково хороши, но только в той области, для которой предназначены. Ударная дрель оптимальна для сверления отверстий в древесине, металлах, пластике, кирпиче и легком бетоне. Помимо этого она может использоваться для работы с крепежом, а на низких оборотах в качестве миксера. Перфоратор предпочтительнее там, где часто придется сверлить и долбить бетон (и железобетон) разной степени плотности, но он не обеспечит прецизионной точности сверления в металлах и древесине. Перфораторы, равнозначные по мощности с ударными дрелями, значительно превосходят их по весу и стоимости. При работе с бетоном перфораторы гораздо надежнее, практичнее и долговечнее ударных дрелей. Универсальность ударных дрелей придется весьма кстати в бытовых условиях, а перфораторы более «профессиональны». Но если вы живете в строении из стекла и бетона, то в дополнение к ударной дрели нелишним будет иметь под рукой пусть не самый дорогой и мощный, но перфоратор.
Устройство дрели
Наверное, нет такого человека, который бы не слышал о существовании электродрели. Многие даже пользовались ею, но вот устройство дрели и принцип работы знают не многие. Исключить этот пробел поможет данная статья.
Устройство дрели (простейшая китайская электродрель): 1 — регулятор оборотов, 2 — реверс, 3 — щеткодержатель со щеткой, 4 — статор двигателя, 5 — крыльчатка для охлаждения электродвигателя, 6 — редуктор.
Электродвигатель. Коллекторный электродвигатель дрели содержит три основных элемента — статор, якорь и угольные щетки. Статор выполнен из электротехнической стали высокой магнитной проницаемости. Имеет цилиндрическую форму и пазы для укладки статорных обмоток. Статорных обмоток две и расположены они друг напротив друга. Статор жестко крепиться в корпусе дрели.
Устройство дрели: 1 — статор, 2 — обмотка статора (вторая обмотка под ротором), 3 — ротор, 4 — пластины коллектора ротора, 5 — щеткодержатель со щеткой, 6 — реверс, 7 — регулятор оборотов.
Ротор представляет собой вал, на который прессуется сердечник из электротехнической стали. По всей длине сердечника протачиваются канавки, через равное расстояние, для укладки якорных обмоток. Обмотки наматываются цельным проводом с отводами для крепления к коллекторным пластинам. Таким образом, образовывается якорь, разделённый на сегменты. Коллектор находится на хвостовике вала и жестко укреплен на нем. Ротор во время работы вращается внутри статора на подшипниках, которые расположены в начале и конце вала.
По пластинам во время работы двигаются подпружиненные щетки. Кстати, когда проводится ремонт дрели, следует особое внимание уделить именно им. Щетки прессуются из графита, имеют вид параллелепипеда с вмонтированными гибкими электродами.
Новые щетки
Регулятор оборотов. Обороты дрели регулирует симисторный регулятор, расположенный в кнопке включения. Надо отметить простую схему регулировки и малое количество деталей. Собран этот регулятор в корпусе кнопки на подложке из текстолита по микроплёночной технологии. Сама плата имеет миниатюрные размеры, что позволило поместить её в корпусе курка. Ключевой момент — это то, что в регуляторе дрели (в симисторе) происходит разрыв и замыкание цепи за миллисекунды. И регулятор никак не изменяет напряжение, которое приходит из розетки (однако меняется среднеквадратичное значение напряжения, которое показывают все вольтметры измеряющее переменное напряжение). Точнее, происходит импульсно-фазовое управление. Если кнопка нажата слегка, то время когда цепь замкнута самое маленькое. По мере нажатия, время, когда цепь замкнута, увеличивается. Когда кнопка нажата до предела, время, когда цепь замкнута, максимально или цепь вообще не размыкается.
Более научно это выглядит следующим образом. Принцип работы регулятора основан на изменении момента (фазы) включения симистора (замыкания цепи) относительно перехода сетевого напряжения через ноль (начала положительной или отрицательной полуволны питающего напряжения).
Диаграммы напряжения: в сети (на входе регулятора), на управляющем электроде симистора, на нагрузке (на выходе регулятора).
Чтобы легче было разобраться в работе регулятора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке. После включения дрели в сеть на вход регулятора поступает переменное напряжение (верхняя диаграмма). Одновременно на управляющий электрод симистора подается напряжение синусоидальной формы (средняя диаграмма). В момент, когда его величина превысит напряжение включения симистора, симистор откроется (цепь замкнется) и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь форму как на нижней диаграмме.
Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. Амплитуда управляющего напряжения управляется переменным резистором соединенным с курком дрели. Из диаграммы видно, что если не сдвигать по фазе управляющее напряжение, диапазон регулирования будет от 50 до 100%. Поэтому, чтобы диапазон расширить, управляющее напряжение сдвигают по фазе, и тогда в процессы нажатия на курок напряжение на выходе регулятора будет изменяться так, как показано на рисунке ниже.
Показано как будет меняться напряжение на выходе регулятора, если нажимать курок дрели.
Схема подключения проводов, и в частности схема подключения кнопки дрели, в разных моделях может отличаться. Самая простая схема, и лучше всего демонстрирующая принцип работы, следующая. Один повод из шнура питания подключается к регулятору оборотов.
Электрическая схема дрели. «рег. обор.» — регулятор оборотов электродрели, «1-я ст.обм.» — первая статорная обмотка, «2-я ст.обм.» — вторая статорная обмотка, «1-я щет.» — первая щетка, «2-я щет.» — вторая щетка.
Чтобы не путаться, важно понять, что регулятор оборотов и устройство управления реверсом — это две разные детали, которые часто имеют разные корпуса.
Регулятор оборотов и реверс находятся в отдельных корпусах. На фото видно, что к регулятору оборотов подключено только два провода.
Единственный провод выходящий из регулятора оборотов подключается к началу первой обмотки статора. Если бы не было устройства реверса, конец первой обмотки соединялся бы с одной из щеток ротора, а вторая щетка ротора соединялась бы с началом второй обмотки статора. Конец второй обмотки статора ведет ко второму проводу шнура питания. Вот и вся схема.
Изменение направления вращения ротора происходит, когда конец первой обмотки статора подключается не к первой, а ко второй щетке, при этом первая щетка подключается к началу второй обмотки статора.
Схема реверса дрели
В устройстве реверса такое переключение и происходит, поэтому щетки ротора соединяются с обмотками статора через него. На этом устройстве может быть схема, показывающая, какие провода соединяются внутри.
Схема на реверсе электродрели (на фото реверс отсоединен от регулятора оборотов)
Схема подключения реверса электродрели
Черные провода ведут к щеткам ротора (5-й контакт пусть будет первая щетка, а 6-й контакт пусть будет вторая щетка), серые — к концу первой обмотки статора (пусть будет 4-й контакт) и началу второй (пусть будет 7-й контакт). При положении переключателя изображенном на фото, замкнуты конец первой обмотки статора с первой щеткой ротора (4-й с 5-м), и начало второй обмотки статора со второй щеткой ротора (7-й с 6-м). При переключении реверса во второе положение, соединяются 4-й с 6-м, и 7-й с 5-м.
Конструкция регулятора оборотов электродрели предусматривает подключение конденсатора и подключение к регулятору обоих проводов идущих от розетки. Схема на рисунке ниже, для лучшего понимания, чуть упрощена: нет устройства реверса, ещё не показаны обмотки статора, к которым и подключаются провода от регулятора (см. схемы выше).
Схема подключения кнопки (регулятора оборотов) дрели.
В случае описываемой электродрели, используется только два нижних контакта: крайний левый и крайний правый. Конденсатора нет, а второй провод сетевого шнура подключается прямо к статорной обмотке.
Подключение кнопки электродрели
Редуктор. Редуктор дрели предназначен для уменьшения оборотов сверла и увеличения крутящего момента. Чаще встречается шестеренчатый редуктор с одной передачей. Встречаются дрели и с несколькими передачами, например двумя, при этом сам механизм чем-то напоминает коробку передач автомобиля.
Ударное действие дрели. Некоторые дрели имеют ударный режим, для долбления отверстий в бетонных стенах. Для этого сбоку большой шестеренки ставится волнистая «шайба», и такая же «шайба» напротив.
Большая шестеренка с волнистостью сбоку
При сверлении с включенным режимом удара, когда сверло упирается, например, в бетонную стену, волнистые «шайбы» соприкасаются и за счет своей волнистости имитируют удары. «Шайбы» со временем стираются, и требую замены.
Волнистые поверхность не соприкасаются благодаря пружине
Соприкасающиеся волнистые поверхности. Пружина растянута. При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами. Литература
Чем отличается ударная дрель от перфоратора?
17 января 2016 Ручной бензоинструмент, электро-пневмоинструмент
У всех, кто сталкивается с ремонтом квартиры, в какой-то момент встаёт вопрос, какой выбрать инструмент для работы — дрель или перфоратор? Каждое из этих устройств имеет своё предназначение и особенности эксплуатации, хотя по внешнему виду они мало отличаются друг от друга, и непосвящённый человек может допустить их неправильное применение, приводящее к ускоренному выходу из строя.
Дрель предназначена для сверления отверстий в не очень твёрдых материалах, таких как дерево, пластик, некалёное железо и т.д. В качестве рабочей насадки дрель имеет сверло с заточенным концом и острыми, режущими материалами, кромками. Для просверливания дырок в кирпиче и бетоне она дополнена вспомогательным режимом ударного вращения, когда в качестве рабочей насадки используется сверло с твёрдым победитовым наконечником, которым оно дробит бетонный щебень во время поступательных быстрых движений, совмещённых с вращением. Конструкция дрели рассчитана на непродолжительный период ударного режима работы.
Перфоратор специально предназначен для пробивания отверстий в железобетонных изделиях и ударное сверление — его основной режим работы. Все детали конструкции инструмента рассчитаны на длительную работу под ударным давлением. В качестве рабочей насадки перфоратор использует бур, представляющий собой стержень из твёрдого сплава со сверхпрочным наконечником, предназначенным для дробления камней, и спиралевидной боковой поверхностью, предназначенной для выемки из отверстия разрушенных частиц бетона.
Отличия ударного механизма
В перфораторе передача вращательного движения ротора электрического двигателя в поступательное движение бура производится с помощью механического или пневматического ударного механизма. Второй тип более эффективен по результативности работы, поэтому он применяется практически во всех популярных моделях инструмента.
Кривошипно-шатунный узел или шаровой качающий подшипник преобразует вращение ротора двигателя в быстрое поступательно-возвратное перемещение поршня в герметическом цилиндре. Массивный таран повторяет движения поршня за счёт компрессии в воздушном пространстве между ними и ударяет обратной стороной по бойку, соединённому с вращающимся шпинделем, на котором расположен патрон с закрепленным буром.
Обратная отдача энергии удара получается незначительной за счёт большой массы инструмента и небольшого прижимного усилия, прилагаемого работником, а также наличия продольного свободного хода бура в патроне. Для крепления буров применяются специальные патроны системы SDS. Кроме того, перфоратор оснащён различными механизмами, обеспечивающими безопасность и удобство эксплуатации.
Фрикционная или пружинно-кулачковая муфта обеспечивает остановку патрона при заклинивании бура, защищая работника от резкой отдачи и предохраняя двигатель от перегрузок. Различные системы гашения вибрации позволяют значительно снизить её уровень, делая эксплуатацию перфоратора не только комфортной, но и безопасной для здоровья. Для этого применяются как пружинные амортизаторы, так и резиновые прокладки – гасители.
Ударный механизм дрели более простой. Он имеет два храповика, из которых один неподвижен, а второй вращается вместе со шпинделем. В режиме простого сверления храповики разделены стопором и не взаимодействуют. Стопор снимается в режиме ударной работы и при давлении на дрель храповики зацепляются клиновидными зубьями. В результате шпиндель с патроном получают дополнительное линейное перемещение в несколько миллиметров за счёт проскальзывания клиновидных зубьев храповиков.
Такой принцип получения ударного вращения сверла требует приложения больших усилий со стороны работника, характеризуется большой отдачей, что приводит к быстрому утомлению. При этом длительное использование такого режима приводит к выработке зубьев храповиков и эффективность работы значительно снижается. Таким образом, дрель не следует использовать постоянно в ударном режиме.
Видео: В чём разница между перфоратором и дрелью
Отличия в оснастке
Дрели используют в качестве оснастки свёрла обычные или с победитовым или алмазным наконечником. Для получения отверстий с большим диаметром могут применяться коронки. Перфораторы оснащаются бурами. Зажимные патроны этих инструментов отличаются кардинально. Если для зажима оснастки в дрелях применяются самоцентрирующиеся трёхкулачковые патроны (одно- или двухмуфтовые), то в перфораторах нашли применение быстрозажимные патроны типа SDS модификаций plus, max или top, зависящие от размеров оснастки.
Хвостовая часть буров отличается от свёрл тем, что имеет продольные закрытые и открытые пазы, обеспечивающие надёжную фиксацию оснастки в патроне с возможностью продольного свободного хода. Для установки простого сверла в перфоратор требуется заменить патрон или использовать специальный переходник, позволяющий закрепить трёхкулачковый патрон в зажим SDS. При этом получается сложная конструкция крепления сверла, которая не обеспечивает хорошую жёсткость и центровку оснастки.
Трёхкулачковые патроны дрелей имеют максимальный диаметр крепления 12мм, а патроны SDS- plus обеспечивают захват буров диаметром до 16мм, SDS-max – до 40мм. Максимальная длина удерживаемых свёрл в патронах для дрели не превышает 400мм, в то время как патроны перфораторов могут удерживать буры длиной до 1000мм. Более разнообразная номенклатура оснастки перфоратора позволяет расширить функциональность инструмента.
Отличия по режимам работы
Дрель обладает двумя режимами работы – безударным и ударным сверлением, причём первый из них является основным. Он прекрасно справляется с металлом, деревом, керамикой, пластиком. В режиме ударной работы может сверлить кирпич, неармированный бетон, керамзит, пескоблок, пенобетон. Скорость вращения сверла может регулироваться нажатием пусковой кнопки, что способствует получению точных отверстий и применению инструмента в качестве шуруповёрта. Режим реверса позволяет облегчить выемку сверла из глубокого отверстия. Сверлить дрелью твёрдый бетон марки выше 300 или армированный бетон не рекомендуется.
Перфоратор имеет 3 режима работы – долбление, сверление и ударное сверление. Каждый из них в равной степени может применяться при использовании инструмента по назначению. Это позволяет эффективно использовать перфоратор при пробивке проломов в стене, штроблении, удалении старой бетонной стяжки или кафельных плит, снятии асфальтового покрытия. Он даёт возможность быстро просверлить отверстия и ниши в железобетонных плитах под трубы, распредкоробки и другие коммуникации.
