Каково устройство шуруповерта?

Оглавление:

Особенности инструмента
Корпус шуруповерта
Патрон инструмента
Электрическая часть
Электрическая цепь
Механическая часть
Муфта для регулирования вращения

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.

Виды насадок для шуруповерта.

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.

Дополнительные регулировки.

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.