Устройство и принцип работы перфоратора – почему ствол чаще всего выходит из строя

Устройство и принцип работы перфоратора – почему ствол чаще всего выходит из строя

Устройство, предназначенное для дробления твердых поверхностей, использующее энергию от полученной после удара отдачи, называется перфоратором. Этот прибор не делает идеально ровные отверстия и не режет ровно твердую структуру, в отличие от дрели, хотя внешне эти приборы похожи, из-за чего их часто путают. В действии это приспособление напоминает таран, который работает с большой скоростью. Часть этого устройства, которая дробит поверхность и вращается в процессе работы, выполнена в форме зубила. Перфоратор обладает высоким крутящим моментом, и наличие предохранительной муфты в этом инструменте просто необходимо.

Принцип функционирования инструмента основан на электромагнитном или пневматическом механизме, которые создают импульс, отправляя его в сторону обрабатываемой поверхности. Стоит отметить, что в большинстве современных перфораторов используется пневматический механизм.

Своим строением данный инструмент напоминает дрель и функционирует вследствие получения ответного удара от всасывающего воздух устройства. Оно было создано для эффективной работы в горнодобывающей отрасли. Появившись впервые в 1851 году, оно стало незаменимым помощником для колки, дробления горных пород и твердых почв. Использование инструмента рационально в пробивании отверстий в бетонных поверхностях, но только если ударное воздействие на рабочую поверхность предусмотрено заранее. Работа с кирпичными стенами может не всегда быть экономически оправданной, особенно когда нужно сделать отверстие под дюбель.

Из чего состоит перфоратор

Существуют перфораторы двух видов:

  1. Пистолетный или прямой.

Важно! Пистолетный и прямой имеют одинаковые строение и область назначения, но различаются расположением рукоятки.

  1. Бочковый.

Оба вида различаются не столько внешне, сколько по конструкции, а, соответственно, имеют разную область применения.

Пистолетный и прямой перфоратор

Рассмотрим подробнее строение первого вида. Он имеет корпус, выполненный из пластика, на котором расположена панель управления:

  • Кнопка включения и одновременно регулятор мощности.
  • Фиксатор. Предотвращает самостоятельное включение устройства по неосторожности хозяина, а также закрепляет работу устройства в выбранном режиме, что позволяет не удерживать кнопку включения на протяжении всей работы.
  • Переключатель вращения патрона (меняет направление).
  • Переключатель для смены режимов работы.
  • Переключатель скорости вращения.
  • Вторая рукоятка, позволяющая надежнее удерживать электроустройство в руках.
  • Патрон — исполнительный орган, также важен для смены насадок.

Такой перфоратор больше подойдет для бытовых работ или полупрофессиональных, где достаточно той мощности, которую он имеет. Такой вид относится к категории легких и используется больше, как дрель.

Бочковый перфоратор

Бочковый же вид отличается качеством вышеперечисленных деталей, а также их расположением. Конструкция кардинально отличается из-за расположения мотора. Это влечет за собой некоторые изменения.

Такое устройство лучше использовать в профессиональной деятельности. Оно имеет огромную мощность, скорость вращения и ударную силу. Такая техника относится к категории тяжелой.

Виды перфораторов:

По назначению:

  • бытовые;
  • полупрофессиональные;
  • профессиональные.

По расположению двигателя:

  • горизонтальное расположение;
  • вертикальное расположение.

По типу привода:

  • электрические, работающие от сети или от аккумулятора;
  • пневматические;
  • бензиновые.

Что может делать инструмент

Выделяют следующие основные режимы работы перфоратора:

  • удар с вращением – позволяет просверлить бетонную стену;
  • удар без вращения – чтобы долбить бетон;
  • вращение без удара – с насадкой под сверла позволяет сверлить как дрелью.

Те, кто часто работает с перфоратором, знают, что кроме сверления и долбления стен, таким инструментом можно штробить стены под проводку. Сделать штробу в бетоне при помощи этого инструмента довольно просто. Сначала по размеченным линиям сверлят ряд отверстий. Затем пикой или лопаткой разбивают перемычки между отверстиями. Такое использование перфоратора нетипично, но позволяет отказаться от покупки дополнительных инструментов.

Штробление перфоратором позволяет получить не такой идеальный результат, как после штробореза, но все дефекты скрывает последующая штукатурка.

Предохранительная муфта

В случае, когда заклинивает патрон перфоратора, срабатывают предохранительные муфты, которые установлены, чтобы снизить вероятность получения травмы при выполнении поставленной задачи. Дополнительной функцией этого механизма является защита мотора от перегрузок во время работы. Работа устройства основана на том, чтобы отсоединить патрон от приводного вала, чтобы не допустить его перегорания.

Чаще всего используются пружинно-кулачковые или фрикционные механизмы. Отличие заключается в том, что в первом случае работа инструмента основывается на принципе проскальзывания двух муфт относительно друг друга. Во втором — диски в нормальном положении прижаты друг к другу. Скольжение происходит только в том случае, если патрон прекращает функционирование.

Как работает инструмент?

На рынке можно найти огромное количество перфораторов с разнообразной конструкцией. Но независимо от множества модификаций устройства, состоят все они приблизительно из одинаковых составляющих.

Электрический привод

В качестве двигателя в перфораторе предусмотрен электрический привод. Обычно используются приводы коллекторного типа. В лёгких моделях, которые покупают для работы в бытовых условиях, двигатель находится в горизонтальном положении. В средних и тяжёлых он закреплён вертикально.

Горизонтальное расположение

Устройства с горизонтальным приводом считаются более компактными и удобными при работе в труднодоступных местах.

Но есть у такой конструкции и свои недостатки.

Например, из-за особенностей расположения привод плохо охлаждается, к тому же на его силовой компонент действуют высокие нагрузки.

А вот устройства с вертикальным расположением привода охлаждаются намного лучше. К тому же их конструкция предполагает пониженный уровень ударной вибрации. Также благодаря вертикальному размещению позволяет придать поршню широкую амплитуду движения, что увеличивает и амплитуду бойка. Это достоинство объясняется тем, что при вертикальном расположении применяется кривошипно-шатунных механизм. А вот в устройствах с горизонтальным двигателем используется подшипник качения. Благодаря этому перфораторы с вертикальными двигателями имеют возможность работать намного дольше.

Конструкция ударного механизма

Ударный механизм позволяет перфоратору выполнять его основную функцию (сверление). В инструменте используется два основных типа:

  • Электромеханический;
  • Электропневматический.

Первый тип механизма используется в большинстве современных моделей инструмента. Его главное достоинство — высокая энергия удара при низкой мощности силовой конструкции. Электропневматический механизм бывает двух типов. В первом применяют подшипник качения (для лёгких моделей), а во втором — кривошипно-шатунный механизм для тяжёлых и средних моделей.

Схема ударного механизма

Среди элементов ударного механизма можно выделить подшипник качения, таран, поршень и боёк.

Во время начала работы сила удара от электрического мотора поступает на внутреннюю обойму подшипника.

Наружная обойма при этом начинает производить колебательные движения. Внутренний объём воздуха между тараном и поршнем находится попеременно в условиях высокого и низкого давления. В это время таран повторяет движения за поршнем и бьёт боёк, который, в свою очередь, ударяет по насадке в патроне.

Пневматический механизм работы позволяет устройству отключаться во время холостого хода. Это стало возможным благодаря смещению тарана вперёд, если отсутствует контакт поверхности и долота. Во время перемещения тарана открывается отверстие для соединения воздуха из поршневой камеры со внешней средой.

Кривошипно-шатунный механизм в перфораторах работает с высокой амплитудой, что позволяет значительно увеличить мощность удара (до 20 кДж). Сам механизм функционирует практически по той же схеме, что и предыдущий. Импульс кручения передаётся от червячного вала к шестерне, а затем кривошип отправляет его к ударному механизму.

Читайте также  Фуговальный станок назначение

Антивибрационная система

Компании постоянно занимаются разработкой новых систем, которые позволят усовершенствовать механизм и уменьшить количество вибраций, получаемых инструментом. Все существующие технологии можно условно разделить на два вида:

  • Активные;
  • Пассивные.

Активную систему виброзащиты устанавливают только на перфораторы с большой мощностью. В них используется механизм из противовеса и пружинного устройства. Полностью погасить все образующиеся вибрации такая технология не может, но она значительно понижает их уровень. Также для выполнения этой задачи ей помогает рукоятка устройства, которая крепится на корпус перфоратора при помощи шарнира и пружин.

В пассивной системе гашения вибраций используются резиновые накладки на корпусе. Также они предотвращают скольжение рук при работе с перфоратором. Такая система является менее эффективной.

Электрическая схема и корпус

Для регулирования скорости вращения насадок на перфораторе используется несколько методов. Чаще всего для этого мастер должен изменять силу нажатия на пусковую кнопку. В некоторых моделях для этого используется ручка регулятора, которую необходимо крутить. Электрические схемы разных моделей значительно отличаются друг от друга. Чаще всего они очень похожи на устройство электрической дрели.

Корпус перфоратора изготавливается из металла. Обычно для его производства используют сплав алюминия или магния. В лёгких перфораторах корпус выполнен из ударопрочного пластика. Отдельные модели могут быть сделаны одновременно из металла и пластика. Металл в таком устройстве необходим ещё и для быстрого охлаждения системы.

Для эффективного охлаждения всей системы применяется воздух. Он доставляется к ударному механизму при помощи вентилятора, расположенного рядом с электрическим двигателем. Такая конструкция позволяет избежать перегрева устройства. Мощный воздушный поток позволяет поддерживать необходимую температуру всего перфоратора и избежать травм при работе с ним. В некоторых моделях участки, которые нагреваются сильнее всего, защищают накладками из пластмассы. В других устройствах для этого с одного бока корпус делается из металла, а с другой — из прочной пластмассы.

Предохранительная муфта

Для предохранения устройства от поломки в момент заклинивания патрона в перфораторах применяют специальные муфты. Она также помогает избежать травм при использовании и устранить опасность перегрузки всей системы. Если бур вдруг останавливается, муфта оберегает якорь электродвигателя от остановки. Она позволяет патрону перфоратора отсоединиться от вала и не даёт ему перегореть.

Наибольшее распространение для перфоратора получили два типа муфт:

  • Фрикционная;
  • Пружинно-кулачковая.

Первый тип выполнен из группы соединённых друг с другом дисков. Во время остановки патрона они проскальзывают, что помогает патрону отделиться от другого патрона. Второй механизм обладает двумя полумуфтами с особыми ямками и возвышенностями на торцах. Присоединяются друг к другу они при помощи пружины. Способ работы такой же, как и в предыдущем варианте. Если механизм проскальзывания сработал, то перфоратор издаёт сильный треск зубьев.

Установлено, что пружинно-кулачковая система более безопасна для использования в перфораторах. Но она имеет и один существенный минус. В процессе работы концы выступов на полумуфтах могут завальцеваться, что приводит к непроизвольному включению механизма без необходимости.

Редуктор

Редуктор используется для отправки импульса кручения к патрону перфоратора. Также он помогает действовать ударному механизму. В корпус редуктора входит несколько видов шестерёнок. Они имеют постоянное передаточное число. Некоторые виды инструментов включают редукторы с двумя скоростями. Для надёжности применяют консистентную смазку, которую заливают в процессе сборки устройства или при его ремонте. Количество оборотов перфоратора выставляют при использовании электронного регулятора.

Патрон

В большинстве перфораторов производители используют патроны трёх видов. Они имеют следующую конструкцию:

  1. Кулачковая;
  2. Быстрозажимная;
  3. Система SDS.

Кулачковый патрон ещё называют ключевым. При его использовании насадки зажимаются с использованием ключа, позволяющего сжимать и разжимать кулачки. В быстрозажимном патроне насадки фиксируются только пи помощи рук. Такая конструкция бывает одномуфтовой или двухмуфтовой. Их используют на перфораторах с автоматической блокировкой вала. Самой распространённой считается система SDS, её включают в конструкцию 90% современных инструментов.

• пика;
• зубило;
• коронка;
• бур.

Дрели отличаются от перфоратора по техническим характеристикам и формой инструмента. Сверло для перфоратора в хвостовой части имеет отличие от стандартной формы. Принцип работы патрона другой. Сверло способно двигаться в одном направлении на необходимое расстояние. Благодаря этому повышается скорость выполнения работы при помощи перфоратора. Вибрация компенсируется при таком принципе движения сверла. Это не разрушает инструмент и не вредит строителю.

Устройство

Основное различие перфоратора и дрели заключается в устройстве ударного механизма.

Ударный механизм перфоратора содержит массивный боек, периодически ударяющий в торец патрона. Поэтому при работе перфоратором прилагать больших усилий не нужно. Наоборот, при слабом прижиме перфоратора увеличивается ход патрона и сверление идет легче. Сам боек может приводиться в движение двумя способами: пневматическим и с помощью качающего подшипника.

Пневматический механизм обеспечивает большую амплитуду движения бойка, поэтому бьет он с низкой частотой, но высокой скоростью — самые мощные и производительные перфораторы оснащены именно таким механизмом.

Перфораторы с пневматическим механизмом сравнительно тяжелее и дороже. Чаще всего двигатель в них расположен вертикально.

Качающий подшипник используется в компактных перфораторах — бытовых и маломощных профессиональных. Устройство такого перфоратора проще, он дешевле и легче.

Однако качающий подшипник не может обеспечить большую амплитуду движений бойка, поэтому энергия удара в таких перфораторах ниже. Зато они могут долбить с намного большей частотой, слегка компенсируя этим снижение мощности. Недостаток этого механизма еще и в том, что его не следует подвергать большим нагрузкам — в этом случае качающий подшипник может сломаться.

Ударный механизм дрели представляет собой пару храповых шестерен. Одна из них может смещаться по оси вперед-назад и на ней установлен патрон со сверлом (буром). Вторая шестерня жестко закреплена на валу электродвигателя. При вращении вала жестко закрепленная шестерня заставляет подвижную двигаться вперед-назад с некоторой амплитудой.

В дрели ударный импульс патрону сообщает сам инструмент. Поэтому, чем сильнее прижимается дрель к бетону, тем мощнее удар и выше производительность. Казалось бы, масса дрели намного больше, чем масса бойка в перфораторе — почему же последний намного лучше сверлит бетон? Во-первых — амплитуда движения патрона в дрели невелика, и даже навалившись всем телом, «разогнать» сверло до большой скорости не получится. Во-вторых, энергия удара расходуется на преодоление сил трения в храповых шестернях, что ведет к их износу при частой работе в режиме долбления.

Поэтому часто использовать ударный режим не стоит. Но если перфоратора нет и нужно сделать пару-тройку отверстий в кирпичной стене, то наличие такого режима в дрели значительно облегчит работу.

Как выполнить ремонт перфоратора Макита?

Чтобы определить причину поломки, нужно произвести разборку патрона. Разбирать нужно следующим образом:

  1. Прежде всего демонтируется рычаг.
  2. Далее разбирается патрон. Для этого нужно взять отвертку и убрать прокладку из резины. Затем демонтируется стопорное кольцо.
  3. После этого снимаются все остальные элементы.

Проблемы с патроном могут быть следующими:

  1. Износилась прокладка. Если это произошло, нужно прочистить инструмент от пыли и заменить пыльник.
  2. Деформация крышки. В таком случае производится замена элемента.
  3. Стопорное кольцо расслабилось. Элемент следует слегка затянуть, если есть возможность. Если нет, то деталь надо заменить.
  4. Если износился шарик, то нужно установить новую деталь, смазать ее и закрепить в отверстии направляющей шайбы.
  5. Если износилась направляющая шарика, то следует определить уровень износа. Если он небольшой, то достаточно смазать деталь. При большом износе элемент нужно заменить.
  6. Коническая пружина является самым стойким элементом, однако время от времени он тоже может изнашиваться. Деталь надо располагать меньшей вершиной к редуктору.
Читайте также  Ролики для зиг машины схемы чертежи

Сборка патрона происходит в обратном порядке. В завершение нужно смазать конец бура.

Разборка и ремонт переключателя

Также может сломаться переключатель. Для его ремонта нужно разобрать деталь. Делается это таким образом:

  1. Основная задача – вытянуть из рукоятки защелку. Для этого понадобится вставить отвертку в паз сбоку рукоятки, осторожно зацепить сначала за одно крыло защелки, после чего за другое. Далее защелка вытягивается из рукоятки. Следует позаботиться о том, чтобы из рукоятки не выскочил фиксатор. Это может произойти в случае, если будет отжата пружина.
  2. Далее рукоятку надо отвести влево так, чтобы выступы на ней и корпусе редуктора совпали. Переключатель освободится, после чего его можно будет снять.
  3. После этого надо будет вынуть фиксатор вместе с пружинкой.
  4. Далее удаляется уплотнитель из резины, который находится на рукоятке переключателя.
  5. Выполняется чистка всех элементов конструкции.

Чтобы диагностировать поломку, нужно выполнить такие действия:

  1. Наиболее распространенной проблемой является неисправность колец переключателя, так как в процессе работы они постоянно соприкасаются с прокручивающимися элементами. Переключатель надо менять, однако если работы нельзя прерывать, то можно просто развернуть изношенную деталь на 180°. Стоит помнить о том, что это временная мера.
  2. Если в негодность пришли посадочные места, то нужно заменить переключатель.
  3. Если деформируется уплотнительная прокладка из резины и из редуктора будет вытекать смазка, то элементы надо заменить.
  4. Если сломается отросток элемента для фиксации, который удерживает деталь в корпусе редуктора, то самопроизвольно время от времени будут переключаться режимы. Данную деталь можно не менять в случае, если проблема не мешает работать.

Профилактика является единственным методом, который позволит избежать большинства проблем в процессе работы инструмента. Большинство неисправностей перфоратора можно ликвидировать самостоятельно, однако если проблема не относится к тем, которые были описаны выше, то рекомендуется доверить проведение ремонтных работ специалистам.