Как устроен механизм перфоратора и принцип его работы

  • 02-03-2015
  • 20
  • 928

Часто в работе при строительстве или ремонте используется такой инструмент, как перфоратор. Поэтому знание о том, как устроен перфоратор и на чем основывается принцип его работы, требуется каждому человеку, использующему это устройство. Разнообразие моделей и модификаций этого инструмента обуславливает большое количество отличий в его конструкции, однако общая схема строения перфоратора сохраняется у любой модели.

Схема устройства перфоратора

Схема устройства перфоратора.

Конструктивные особенности перфораторов обуславливают различие по мощностям и функциональным возможностям устройства. Все инструменты этого типа имеют в своей конструкции следующие узлы:

  • электродвигатель;
  • редуктор;
  • ударный механизм;
  • патрон.
Марки перфораторов

Марки перфораторов.

Дополнительно перфораторы могут оснащаться определенными системами, способными расширить возможности или сделать применение перфоратора комфортным. Такими системами являются:

  • антивибрационная система;
  • система фиксации рабочего элемента;
  • механизм фиксации глубины сверления;
  • система отвода пыли из рабочей области;
  • механизм изменения режимов функционирования инструмента.

Конструкция перфоратора может отличаться расположением электрических двигателей. Инструмент бывает двух типов: с вертикальным и горизонтальным размещением электропривода.

Электрический привод перфоратора

В роли двигателя в конструкции инструмента выступает электрический привод. В перфораторах применяют электроприводы коллекторного типа.

Этапы смазки перфоратора

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.

Вернуться к оглавлению

Конструкция ударного механизма

Ударный механизм перфоратора — важный узел инструмента, который отвечает за обеспечение выполнения основной функции.

Принцип работы ударного механизма перфоратора

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.

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

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.

Вернуться к оглавлению

Антивибрационная система, используемая в инструменте

Схема основных деталей перфоратора

Схема основных деталей перфоратора, которые часто ломаются.

Фирмы постоянно разрабатывают новые и усовершенствуют уже имеющиеся системы, направленные на снижение вибраций, возникающих в инструменте. Все разнообразие систем предохранения от вибрации можно разделить на два вида:

  • активные;
  • пассивные.

Активная антивибрационная система монтируется только на инструмент, имеющий высокую мощность. Для снижения уровня вибрации применяется несложное устройство, которое состоит из противовеса с пружинным устройством, принимающим все вибрационные нагрузки. Эта система не может полностью компенсировать все вибрации, возникающие в инструменте, она способствует только значительному снижению ее уровня. Помимо этого гашению вибрации способствует рукоятка инструмента, прикрепляемая к корпусу посредством шарнирного соединения и пружинного механизма.

Роль пассивной системы снижения уровня вибраций, возникающих в работе, выполняют резиновые накладки, смонтированные на корпусе, помимо этого, такие накладки предотвращают скольжение рук. Пассивная система является малоэффективной.

Вернуться к оглавлению

Электрическая схема и корпус инструмента

Схема снятия рычага

Схема снятия рычага.

Существует большое количество способов регулировки скорости вращения электросиловой установки инструмента. Отрегулировать скорость вращения можно путем изменения силы нажатия на пусковую кнопку. Помимо этого, скорость вращения на некоторых моделях устройств устанавливается перед использованием путем вращения ручки регулятора.

Электрические схемы различных моделей перфораторов могут иметь существенные отличия между собой. Самая простая электросхема перфоратора напоминает схему электрической дрели.

Корпус для монтажа механизма изготавливается из металла. Как правило, для его изготовления используются сплавы алюминия или магния. Для легких типов инструмента корпусы изготавливаются из ударопрочного пластика. Иногда можно встретить модели, в которых при изготовлении корпуса используются одновременно металл и ударопрочный пластик. Металл значительно прочнее пластика и способствует более эффективному отведению тепла, чем обеспечивается более быстрое охлаждение механизмов.

Для обеспечения механизмов устройства эффективным охлаждением используется воздух, захватываемый установленным на электродвигателе колесом вентилятора, который направляется к ударному механизму и тем самым осуществляет его охлаждение. Это не позволяет инструменту перегреваться при длительной работе. Поток воздуха поддерживает оптимальную температуру всех механизмов и металлического корпуса, что предотвращает получение травм, помимо этого, в целях предохранения от ожогов в особо опасных местах на корпусе крепятся различные накладки, изготовленные из пластмассы. Встречаются модели, у которых одна сторона корпуса изготавливается из металла, а вторая из ударопрочной пластмассы.

Вернуться к оглавлению

Предохранительная муфта в конструкции инструмента

Разборка редуктора перфоратора

Разборка редуктора перфоратора: 1 – кольцо специальное, 2 – втулка освобождающая, 3 – кольцо, 4 – шарик, 5 – пружина 8 – кожух, 22 – пружина замыкающая, 28а – переключатель, 29 – кольцо, 30 – пружина,31 – фиксатор.

Перфораторы снабжаются специальными муфтами, выполняющими предохранительную роль в случае остановки патрона при заклинивании. Заклинивание грозит выходом из рабочего состояния перфоратора или получением травмы человеком. Во избежание возникновения такой ситуации инструмент и оснащается специальной предохранительной муфтой. Кроме того, муфта является защитным механизмом, предотвращающим двигатель от перегрузок.

В случае остановки бура за счет наличия муфты не происходит остановка якоря электродвигателя. Муфта обеспечивает отсоединение патрона перфоратора от вала электродвигателя, не давая ему перегореть.

В перфораторах применяются два вида муфт:

  • фрикционные;
  • пружинно-кулачковые.

Первый тип муфт состоит из дисков, которые в нормальном положении прижаты друг к другу. При остановке патрона происходит скольжение дисков относительно друг друга, что ведет к отсоединению электродвигателя от патрона. Этот тип муфт применяется в конструкции инструмента, изготавливаемого фирмой Metabo.

Пружинно-кулачковый механизм включает в себя две полумуфты, которые на торцах имеют специальные выступы и впадины. Прижим полумуфт осуществляется за счет пружины. Принцип работы основан на принципе проскальзывания полумуфт относительно друг друга в случае заклинивания инструмента. При срабатывании механизма этого типа муфт слышен характерный треск зубьев.

Принято считать, что пружинно-кулачковая система является более надежной, нежели фрикционная. У последней имеется недостаток — при работе концы выступов на полумуфтах завальцовываются, что ведет к срабатыванию муфты при отсутствии заклинивания патрона.

Вернуться к оглавлению

Конструкция редуктора перфоратора

Редуктор необходим для передачи вращения на патрон перфоратора. Помимо этого, редуктор обеспечивает функционирование ударного механизма. В его состав входят различные типы шестерен. Редукторы обладают постоянным передаточным числом.

Регулировка оборотов патрона перфоратора осуществляется при помощи специального электронного регулятора. Стоит отметить, что на сегодняшний день разработаны и выпускаются модели, имеющие двухскоростные редукторы. Для смазывания шестерен механизма применяется консистентная смазка, которая заправляется при сборке или в процессе ремонта.

Вернуться к оглавлению

Патрон перфоратора

Схема устройства составляющих перфоратора

Схема устройства составляющих перфоратора.

Сегодня в конструкции перфораторов используют три типа патронов. Патрон перфоратора может иметь следующие конструкции:

  • кулачковую;
  • быстрозажимную;
  • системы SDS.

Последней разновидностью патронов оснащается до 90% всех выпускаемых перфораторов на рынке строительного инструмента. Кулачковый патрон — это ключевой патрон перфоратора, в нем насадка зажимается при помощи специального ключа, который разводит и сводит кулачки.

Быстрозажимной патрон характеризуется тем, что зажим насадки производится исключительно при помощи силы рук. Этот тип патронов имеет два подтипа — одномуфтовый и двухмуфтовый. Такие патроны применяются на перфораторах, имеющих автоматическую блокировку вала.

Патрон системы SDS является быстрозажимным и работает по принципу «вставил, провернул — закреплено».


Автор статьи

Статьи по теме