Как устроен шуруповерт — его составные части и конструкция в разрезе

Общий вид шуруповерта

Шуруповерты бывают аккумуляторные и сетевые. Различие между ними заключается в источнике питания. По форме инструмент похож на пистолет. Устройство шуруповерта, и общий вид изображены на фото.

Шуруповерт конструктивно схож с электродрелью и состоит из следующих узлов:

• корпуса, плавно переходящего в рукоятку и ножку опору, к которой крепится аккумуляторная батарея и имеется полость – блок для хранения бит.
• Кнопок управления;
• Аккумуляторной батареи или шнура питания.

Электронная регулировка частоты вращения шуруповерта

Регулировать скорость вращения насадки шуруповерта возможно механически или автоматически. Автоматическая регулировка оборотов происходит при помощи процессора. Задать нужные параметры работы можно при помощи тумблера выбора скорости. Он расположен сверху корпуса. Во многих моделях регулировка оборотов реализована через кнопку пуска. Чем сильнее давление пальца на нее, тем выше будут обороты.

Прочитав эту статью, вы получили информацию о том, как собрать регулятор оборотов шуруповерта своими руками, ознакомились с конструкцией регулятора усилия, разобрались с функцией электронной регулировки инструмента. Надеемся, статья была вам полезной.

Корпус шуруповерта

Электроинструмент «упакован» в корпус из пластика, материала, обладающего следующими достоинствами:

1. пластик служит естественным изолятором от электричества, он не проводит электроэнергию. Следовательно, безопасен.
2. Он легче металла, и таким образом снижается вес инструмента.
3. И наконец, в производстве, пластику проще придать необходимую форму, чем металлу.

Корпус условно делится на три части. В верхней части располагаются все вращающиеся механизмы. Рукоять, оснащенная мягкими накладками. За нее мастер держит инструмент в процессе работы. Накладки снижают амортизацию, благодаря чему работать становится комфортнее и легче. Нижняя часть, опора, внутри которой находится отсек для хранения бит.

История появления устройства

Шуруповёрт представляет собой электроинструмент. Основное его назначение, следующее из названия, закручивать или откручивать крепёжный элемент. После того как в 1868 году была изобретена электродрель, развитие электроинструмента получила широкое распространение. Основополагающие компании DeWalt, Bosch, Black&Decker, Makita и Hitachi развивали индустрию, создавая новые устройства.
Появление в 1934 году винта с крестовым разъёмом повлекло спрос на электрический инструмент для его закручивания. Особенно востребованным он оказался в машиностроении. Первого такого рода приспособление называлось гайковёрт. С появлением аккумуляторов устройство получило мобильность, и в обиход вошло название шуруповёрт. Его массовое производство началось в начале 80-х годов.

Современные устройства постоянно совершенствуются, но в большей мере это относится к способу автономности и управления. Конструкция же устройства остаётся неизменной.

Это интересно: Сверла по бетону для дрели: виды и модели

Курковый выключатель и светодиодная подсветка

Курковый выключатель располагается между верхней частью корпуса и рукоятью. Она устроена под указательным пальцем мастера, и ею удобно запускать инструмент в работу. Кнопка-курок замыкает электрическую сеть шуруповерта и запускает электрические механизмы.

На фото устройство кнопки курка.

В некоторых моделях шуруповертов встроена светодиодная подсветка, освещающая рабочую зону. Это предусмотрительно и удобно, так как в слабо освещаемых зонах бывает трудно разглядеть прорезь шурупа. В модели, изображенной на картинке подсветка находится в нижней части корпуса над курком, в некоторых западноеврпопейских моделях она располагается на ножке над аккумуляторной батареей.

Электропитание инструмента

Подача питающего постоянного напряжения на электромотор шуруповерта осуществляется от сети 220 вольт или при помощи аккумуляторной батареи. Она производится в малогабаритном и компактном исполнении. Это необходимо для снижения веса ручного инструмента и обеспечения удобства выполнения работ. Питающее устройство состоит из нескольких гальванических элементов.

Аккумуляторные батареи объединены в один корпус и представляют собой единое целое. Питающее напряжение, в зависимости от сферы применения шуруповерта, может быть разным. Для бытового оборудования оно составляет 9 вольт, а для профессиональных моделей может достигать 18 вольт. Мощность электроинструмента прямо пропорциональна величине подающегося напряжения.

Воспользовавшись информацией об устройстве механизмов инструмента, человек сможет сам выполнить ремонт шуруповерта, экономя время и деньги.

Блок регулирования оборотов и переключатель скоростей

Блок регулирования частоты вращения и реверса (направления вращения) связан с ШИМ-контролером, с многоканальным однополюсным транзистором и с переменным резистором, которые скрыты в блоке выключателя.

Для смены направления вращения используется перекидной контакт, с которым соединен переключатель реверса, помещенный над курком в нижней части шуруповерта. Он соединяется с перекидным контактом, изменяющим полярность подводимого к электродвигателю напряжения. Благодаря этому изменяется направление вращения, что позволяет вкручивать и выкручивать шурупы, саморезы, винты.

Еще одна кнопка – переключатель скоростей редуктора которой изменяется скорость вращения патрона. Это происходит за счет того, что при повороте кнопки скоростей из одного режима в другой в движение приходит скоба (коромысло), перемещающая шестерню редуктора с одного уровня на другой.

Транзисторы STP60NF06. Ремонт шуруповёрта

В какой-то момент шуруповёрт при холодном запуске (после хранения) стал игнорировать силу нажатия на кнопку, включая сразу максимальную скорость. Покопавшись в сети, решил для начала почистить внутренности кнопки, так как была вероятность, что проблема в скопившихся металлических опилках на скользящих контактах. Так ли это, я так и не понял, потому что в процессе сборки перепутал полярность диода-вкладыша, что привело к выгоранию транзистора. Поэтому пришлось заказывать новый.
Чтобы понять, что я сделал неправильно, нашёл схему кнопки на таком же чипе, как у меня (GS069). Она немного отличается, у меня вместо резистивной дорожки (потенциометра) на плате разведены дорожки для резистивных делителей, но в остальном схема такая же. Вовремя заметил, что оба диода на схеме показаны с перепутанной полярностью, иначе сжёг бы ещё один транзистор. Упомянутый диод-вкладыш не имеет никакой маркировки и выглядит как небольшая железная шайбочка с изоляцией по периметру, при следующем разборе кнопки сфотографирую и покажу здесь. Полярность определяется мультиметром в режиме прозвонки.

Видел в местном магазине готовые сборки с транзистором и кнопкой, стоят от 400 р. Возможно, следовало заменить сразу всю сборку, учитывая заметный износ контактов, но решил экономить, за деньги лучше брать нормальный инструмент. Либо за тысячу-полторы можно брать на сезон просто ещё один китайский шуруповёрт с новыми шестернями, двигателем, кнопкой. Пересадить на него хорошую батарею и спокойно жужжать дальше.

На время доставки нового транзистора поставил менее мощный IRFZ24N (17 А против 60 А и 55 Вт против старых 110 Вт), ничего другого у себя не нашёл. Транзистор того же типа, за совместимость не боялся. Во всех режимах с включенной ограничительной муфтой шуруповёрт не развивает достаточно мощности, чтобы не хватало даже такого относительно слабого транзистора. Мосфеты неплохо параллелятся, для надёжности здесь можно было собрать бутерброд из пары-тройки IRFZ24N.

Временно решил не использовать инструмент в тяжёлых ситуациях, когда требуется убирать ограничения, но планы нарушились, когда срочно пришлось выкручивать здоровенный шуруп. На максимальном ограничении постоянно срабатывала защита (трещётка), шуруп не поддавался. Рискнул, установив режим сверла (без ограничений), и спокойно сделал дело. Но теперь кнопка снова перестала реагировать на постепенное нажатие, сразу включая двигатель на максимум.

Разобрав шуруповёрт, обнаружил, что транзистор-замена сгорел, все выводы его закоротились. Не знаю, могут ли такие транзисторы выгорать постепенно. Если да, то, вероятно, и предыдущая проблема с плавным пуском могла быть из-за транзистора. Возможно, установка более мощной батареи как-то повлияла на срок жизни транзистора. Новые транзисторы всё ещё были в пути, вставил пока второй запасной IRFZ24N. Надо было сразу поставить пару в параллель, возможно и вытянули бы большую нагрузку, но непонятно было, как их оба поставить на штатный радиатор. В общем, поленился и поплатился.

Вернёмся к заказу. На 100% уверен, что заказанные транзисторы — не оригиналы, ибо это AliExpress, а там оригиналы ищут только… да никто не ищет, настолько всё очевидно. С другой стороны, я почти уверен, что и старый транзистор был поддельным. Инструмент китайский, вероятность попадания в него импортных деталей при наличии дешёвых своих очень маловероятно.

С установкой никаких сложностей не возникает. Есть смысл укоротить ножки, чтобы они не мешались. Провода припаиваются к ножкам транзистора с минимальными наплывами, чтобы потом можно было закрыть место пайки пластиковым изолятором. Под транзистор можно положить термопасту. Изначально её не было, поверхность под транзистором неровная, но и транзистор в работе почти не греется. Ножки лудятся хорошо, никаких проблем при пайке не возникло, разве что ножки мягковаты, и нужно обращаться с ними аккуратно, у старого транзистора ножки тоже мягкие.

Собирать тестовый стенд, измерять характеристики транзисторов не стал, да и погонять их на предельных параметрах мне просто нечем, разве что самим шуруповёртом, чем я и занялся. По прошлому опыту я уже знал, что сильно нагрузить инструмент надо ещё постараться, поэтому сразу взял 6-мм шуруп под головку PZ3 и попытался вкрутить его в деревянный брусок. Первые 5 см прошли на последнем делении предохранителя, после чего врубилась трещотка. Поставил на «сверло» (режим без ограничений) и догнал шуруп до упора.

И здесь началось интересное. Из-под вентиляционной решётки пошёл белый дымок с заметным запахом. Палёные транзисторы пахнут по-другому, скорее всего завоняла обмотка двигателя. Быстренько разобрал шуруповёрт и облапал всё внутри. Больше всего нагрелись кнопка и двигатель, транзистор же чуть тёплый и целый. Запах — из двигателя. Дым идёт из этого шуруповёрта не в первый раз, бывал он и на старом аккумуляторе, пока он был свежим, при большой и долгой нагрузке, то есть такое поведение инструмента как бы нормальное :-), и новый транзистор тут не виноват.

Транзистор явно справился с максимально развиваемой мощностью инструмента, и никаких претензий пока к нему нет. Дополню потом эту запись, впереди летний сезон, будет на чём проверить.

В магазинах можно найти по строке «stp60nf06». Можно также поискать более мощные транзисторы, спрос и предложение могут сыграть в их пользу. Лоты меньше 5 штук мне показались излишне дорогими (за штуку), пять штук обошлись в 130 рублей (26 р./шт.). В ближайшем местном магазине радиодеталей мог бы взять поштучно за 30-35 р./шт., но с транспортом или доставкой вышло бы ещё +300 р., как минимум. Очень вероятно, что они там даже оригинальные, но на практике оказалось, что хватает и имитации.

Дополнение от 19 мая 2016 г.

Так совпало, что при первом реальном использовании шуруповёрта после замены транзистора он внезапно сильно задребезжал и перестал крутить патрон. Оказалось, что двигатель открутился от блока редуктора. Если у вас шуруповёрт начал издавать дребезжащие звуки, возможно у вас та же проблема — ослабление крепёжных винтов, которая в итоге приведёт к их полному откручиванию. Проверить просто — двигатель и блок редуктора должны быть скреплены жёстко, без люфта.

Никакого отношения к замене транзистора, кроме совпадения по времени здесь нет

Зажимной патрон с механизмом блокировки

Планетарный редуктор передает крутящий момент валу, на который прикручен самоцентрирующийся патрон с вставляемыми в него насадками, или битами. Быстрозажимной патрон обеспечивает фиксирование насадок отверток и сверла, состоит из обоймы, внутри которой расположены зажимная втулка с подвижными губками.

Вал, к которому прикручен патрон, оснащен механизмом блокировки, который состоит из наружного и внутреннего корпуса и роликов, установленных между корпусами и препятствующих вращению.

Регулятор оборотов: нюансы

Возможности бытовых шуруповертов.

Регулятор оборотов также делается по весьма простой схеме. Здесь задействованы широтно-импульсный контроллер и ключ, который выполнен на базе полевого транзистора. Что касается управления, то здесь используется переменный резистор. Его сопротивление, а соответственно и скорость вращения, напрямую зависят от силы нажима на кнопку включения. Ее еще иногда называют курком. Реверс при этом влияет только на направление напряжения, прикладываемого к двигателю. Здесь для этих целей применяются специальные перекидные контакты. Весь процесс автоматизирован, поэтому человеку вручную ничего делать не приходится.

Это интересно: Как проверить аккумулятор шуруповерта мультиметром и тестером

Аккумуляторная батарея с фиксирующей кнопкой

Поскольку шуруповерт бывает беспроводным и проводным, то система электропитания в них отличается. В беспроводной шуруповерт встроена аккумуляторная батарея, представляющая собой устройство с встроенными внешними контактами для передачи электроэнергии. Главным элементом батареи служат ее блоки питания, соединенные последовательно. Иначе их называют банками образец на фото.

В ней также предусмотрен терморегулятор, защищающий аккумуляторную батарею от перегрева при зарядке. Аккумуляторная батарея – устройство съемное, поскольку по мере выработки ресурса она подлежит замене. К шуруповерту аккумулятор крепится фиксирующей кнопкой, которая в одних моделях находится сбоку, а в других – спереди. От ручки отходят контактные пластины, соединяющиеся с батареей и обеспечивающие электропитание.

Принципиальная Электрическая Схема Шуруповерта

Теперь придется воспользоваться паяльником и отпаять два элемента друг от друга, как показано на рисунке. Устройство шуруповерта: 1 — регулятор оборотов с реверсом, 2 — электродвигатель, 3 — редуктор.

Резистор Rx задаёт наибольший ток.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента temperature , напряжение на его выводах voltage и относительное давление relative pressure. Она умеет отслеживать параметры батареи и при необходимости снижать ток автоматически. ДЕЛАЕМ ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ с авто выключением при полном заряде

Подача электрического сигнала непосредственно на ротор двигателя осуществляется через коллектор. Далее нужно аккуратно собрать кнопку шуруповерта, установить на место и протестировать. Когда случилась поломка, я находился по своим делам в Оренбурге и поэтому обратился в сервисный центр по ремонту там.

Сменный аккумулятор.

Довольно миниатюрный размер этого узла инструмента достигается при помощи микропленочной технологии.

Производим визуальный осмотр состояния кнопки на предмет наличия грязи и повреждений. ремонт шуруповёрта, замена кнопки включения своими руками

Двигатель

Теперь заглянем внутрь корпуса шуруповерта. На фото шуруповерт в разрезе, а точнее, со снятой крышкой.

Электродвигатель постоянного тока превращает электрический ток в механическую энергию, заставляя механизмы вращаться. Так выглядит электродвигатель в некоторых электроинструментах.

Электродвигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор – это металлический корпус цилиндрической формы, на стенках которого вкруговую встроены постоянные магниты.

Внутри корпуса располагается вращающийся ротор. Он состоит из вала, на котором крепятся сердечник, представляющий собой соединение пластин из высокотехнологической стали, в пазы которого уложены витки обмотки из специальной медной проволоки. При поступлении электрической энергии ротор под действием этих магнитов начинает вращаться и через запрессованную на вале шестерню передает вращение планетарному редуктору.

Замыкание сети на двигателе происходит через щеточный механизм, состоящий из двух, расположенных друг против друга графитовых щеток. В процессе работы графитовые щетки постепенно стираются, но прижимные пружины обеспечивают их контакт с коллектором.

Щетки являются расходными деталями и, если двигатель не запускается, в первую очередь проверяют именно их. Крыльчатка служит для отведения горячего воздуха и охлаждения двигателя. В корпусе, напротив крыльчатки предусмотрена радиаторная решетка.

Принцип работы и основные узлы

Перед тем как приступить к ремонту шуруповёрта своими руками, необходимо понимать принцип его работы и из каких частей он состоит. Основное отличие шуруповёрта от другого электроинструмента — это использование механизма, останавливающего вращение рабочей части устройства. Происходит это при достижении максимально настроенного для инструмента сопротивления. Эта величина непостоянная и может подстраиваться. Существуют две разновидности прибора:

• работающие от сети 220 вольт;
• использующие аккумуляторную батарею.

Независимо от разновидности устройства, принцип действия у них одинаков и построен на передаче вращательного момента. Он определяет, какой крепёжный инструмент сможет закрутить шуруповёрт. Для увеличения вращающего момента в приборах применяют редукторы с большим передаточным соотношением, но скорость вращения снижается. У шуруповёртов, работающих от сети переменного тока, значение вращающего момента соотносится с потребляемой мощностью инструмента. Основные части, лежащие в основе устройства шуруповёрта, будь то Макита, Хитачи или Зубр, следующие:

• электродвигатель;
• нажимная кнопка;
• регулятор оборотов с реверсом;
• зажимной патрон;
• электронный блок;
• редуктор.

Электродвигатель вращает с установленной скоростью шпиндель, используя для этого планетарный редуктор. Крутящий момент регулируется муфтой, а на шпиндель надет зажимной патрон или шестигранный держатель. В этот патрон устанавливается сменное приспособление под названием «бита». Управляется шуруповёрт электронной схемой и переключением реверса.

Реверс происходит за счёт смены полярности питания. В качестве двигателя используется однофазный коллекторный электродвигатель непрерывного тока. Такой двигатель предназначен для подключения к сети переменного тока. Обмотка возбуждения соединена последовательно с якорной обмоткой и делится на две части. Одна включается до якоря, а другая после него.

В инструменте применяется редуктор планетарного типа. В состав редуктора входят солнечная и кольцевая шестерёнки, сателлиты, водило. Вал электродвигателя вращает солнечную шестерню, которая передаёт вращающий момент сателлитам, а те уже напрямую воздействуют на водило.

Редуктор выпускается одно- и двухступенчатого вида. Во втором случае используется двойное водило, связанное с валом. Конструкция из двух водил и сателлитов располагается в середине кольцевой шестерёнки. Фиксируется она через специальные пазы на корпусе. По всему периметру выступы кольцевой шестерни упираются в подпружиненные шарики через кольцо. Механизм регулирования нагрузки воздействует на кольцо через управляемую пружину, усилие которой изменяется перестановкой регулятора.

Управление оборотами выполняется с использованием импульсной схемы, собранной на микросхеме с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Контроллер управляет полевым транзистором, работающим в режиме ключа. Частота импульсов меняется с помощью переменного резистора. Величина сопротивления резистора зависит от усилия, которое прикладывается к кнопке.

Муфта шуруповёрта представляет собой трещотку. Если нагрузка на патрон превышает допустимое значение, то срабатывает регулятор нагрузки. Усилие пружины становится недостаточным для удержания кольцевой шестерёнки, и она сходит с шариков. Электродвигатель начинает вращать шестерню вхолостую. При переключении в режим электродрели эта шестерня отключается и в работе не участвует.

В качестве источника питания чаще всего используется аккумуляторная батарея с напряжением 12 В или 18 В. Оно характеризует мощность устройства.

Аккумулятор состоит из нескольких элементов, устанавливаемых в одном корпусе и подключённых последовательно. Корпус имеет специальную защёлку, позволяющую быстро извлекать батарею.

Планетарный редуктор

На вал ротора также запрессована ведущая солнечная шестерня. На корпусе двигателя смонтирована скоба в форме коромысла, с помощью которой переключаются ступени редуктора.

Редуктор шуруповерта

Дифференциальный редуктор может быть заключен в пластиковый корпус. Схема расположения шестерен в планетарном редукторе зависит от количества переключаемых скоростей и в разных моделях может отличаться. В двухскоростном электроинструменте редуктор имеет три ступени. Первая ступень содержит:

• солнечную шестерню;
• неподвижную коронную шестерню;
• сателлиты, небольшие шестерни, вращающиеся внутри коронной шестерни.
• водило зубчатое.

Вторая ступень, служит для перехода с первой ступени на третью при переключении скоростей. Она состоит из планетарной зубчатки, которая при помощи скобы перемещается на первый и второй ряд шестеренок, за счет чего изменяется скорость вращения патрона. В ней также встроены сателлиты и водило. В третьей ступени соединены коронная зубчатка с выступами на торце, 5 сателлитов, водило с крестообразным захватом.

Муфта момента затяжки (усилия прилагаемого шуруповертом при выполнении работы), она же регулятор крутящего момента, состоит из цилиндров и шариков, корпуса, шайбы, пружины.

Муфта блокирует работу шуруповерта в случае повышения нагрузки на механизм вращения, и тем самым защищает с одной стороны шурупы от срыва, а двигатель и планетарный механизм – от лишних перегрузок и преждевременного выхода из строя.

Если перевести шуруповерт в режим сверления, пружина затягивается и максимально прижимает шайбу так, что коронная шестерня третьей ступени блокируется, и ее вращение исключается. Благодаря этому блокировка работы патрона не происходит. В этом видео показана как устроена работа шуруповерта.

Патрон

При эксплуатации инструмента применяются различные насадки для шурупов и сверл. Их наконечник в стандартном исполнении выполняется в виде шестигранника. Для закрепления таких насадок и для передачи им вращения присутствует патрон. Данный элемент устанавливается на шпиндель. Патрон фиксируют при помощи специального винта, который предотвращает его расслабление в процессе вращения.

Схема патрона шуруповерта

Самым распространенным вариантом данного узла называют трехкулачковый, самоцентрирующийся и самозажимной. Внутри патрона находится углубление с шестигранным профилем. Крепление насадок осуществляется путем вращением муфты, что позволяет зафиксировать их между кулачками. В составе муфты присутствует и фиксатор. С его помощью можно зажимать насадки, что предотвращает вращение шпинделя.

Видео по теме: Шуруповерт — взгляд изнутри

Публикации по теме

Самостоятельная переделка аккумуляторного шуруповерта в сетевой

Алгоритм восстановления аккумулятора шуруповерта

Принципы монтажа и устройства ендовой кровли

Особенности проводных и беспроводных шуруповертов

В проводных шуруповертах источником питания служит электросеть с напряжением 220В и к ручке электроинструмента вмонтирован шнур электропитания. Для работы с проводным электроинструментом необходима наличие электросети, это служит недостатком таких инструментов. Однако, постоянный источник питания и напряжения 220 V не ограничивают подобные электроинструменты в мощности. Не секрет, что аккумуляторные батареи в этом отношении ограничены. Они также ограничены временем работы, по истечении которого батарею необходимо заряжать.

Беспроводной шуруповерт с аккумуляторной батареей по достоинству оценили автомобилисты, которым приходится ремонтироваться в условиях отсутствия постоянной сети питания, где-нибудь на трассе, и строители, поскольку удаленные стройплощадки не всегда своевременно и стабильно обеспечиваются электроэнергией.

Электропитание и его характеристики

Питание двигателя шуруповерта может быть сетевым или аккумуляторным. Модели, оснащенные проводом для подключения к сети с переменным током, имеют ограничения в эксплуатации, менее компактны. Однако они имеют повышенную мощность и надежность в работе.

Шуруповерты с постоянным источником тока имеют в комплектации 1 и более аккумуляторов. Его мощность может варьироваться от 9 до 36 ватт. Для решения бытовых задач оптимальной мощностью считается диапазон 12-15 Вт. Используются следующие виды аккумуляторных батарей:

• литий-ионные (Li-Ion);
• никель-кадмиевые (Ni-Cd);
• никель-металлогидридные (Ni-MH).

Они отличаются напряжением и сроком эксплуатации. Рекомендуется приобретать шуруповерты с Li-Ion АКБ напряжением 3,6 В. Они надежны и долговечны в работе. Помимо этого следует учитывать емкость источника питания, которая напрямую влияет на продолжительность эксплуатации. Она варьируется от 1,2 до 3,5 Ah.

Справка! Желательно приобретать модель, оснащенную 2 и более АКБ, что позволяет избежать перерыва в работе. В технической документации всегда указана продолжительность зарядки, чем она меньше, тем удобнее инструмент.

При выборе шуруповерта учитывайте цель работы. Профессиональные инструменты отличаются повышенной мощностью двигателя, 2-3 фазами работы редуктора. Корпус должен быть удобен для руки, комфортен для продолжительного использования. Рекомендуется наличие регулировки скорости вращения шпинделя, минимальный диапазон – 0-1250 об/мин. Обязательно наличие надежного и емкого источника питания, для удобства желательно приобретать модели с 2 и более аккумуляторами литий-ионного типа.

Как работает механизм трещотки на шуруповерте

В конструкции инструмента кроме редукторного механизма применяется также такое устройство, как регулятор силы момента с предохранительной муфтой. Эти два устройства являются взаимосвязанными, но имеют схожую конструкцию. Для начала выясним, зачем нужна трещотка и механизм регулировки силы момента, который отсутствует на дрелях и шуруповертах.

Шуруповерт предназначен для выполнения работ по завинчиванию саморезов и прочих крепежный изделий. При завинчивании саморезов в древесину требуется прилагать разное усилие, что зависит от длины крепежного изделия, а также типа древесины (твердости).

Для этого требуется прилагать усилие с разной степенью силы. В конструкции имеется механизм, который и называется трещоткой. Принцип работы этого механизма похож на моментный ключ. По достижению соответствующего усилия, которое устанавливается вручную, происходит проворачивание рукоятки относительно головки ключа. Рассмотрим, что собой представляет данный механизм на шуруповерте:

• Одна большая пружина или комплект пружин, за счет которых регулируется усилие прижима
• Штуцера или кулачки, которые служат для соединения с передаточным механизмом. В качестве штуцеров также применяются шарики с подшипников. На примере фото, которое расположено ниже, выступы размещены на пластине

• Канавки или пазы, посредством которых происходит соединение штуцера, с воздействующей на него пружиной
  Читайте также:  Расчетные площади поперечных сечений и масса арматуры, сортамент горячекатаной стержневой арматуры периодического профиля и обыкновенной арматурной проволоки

Для удобства восприятия, на наружной части устройства имеются обозначения в виде цифр от 1 до 24 и более. Чем больше цифр на корпусе регулятора усилия, тем выше настроечный диапазон. Чем сильнее пружины воздействуют на штуцера, тем больше усилие прижима. Переключение регулятора в режим большого значения позволяет завинчивать длинные саморезы в твердые породы древесины.

Регулятор силы прижима одновременно выполняет защитную функцию, за счет которой исключается вероятность заклинивания статора. Если заклинивает насадка, закрепленная в патроне инструмента, то в регуляторе происходит проскальзывание штуцеров по канавкам. Ротор при этом преодолевает усилие, однако не заклинивает. Отсутствие такого механизма привело бы к перегоранию обмоток ротора, за счет увеличения тока.

С целью защиты двигателя инструмента от его сгорания, в конструкции также применяется предохранительная муфта фрикционного типа. Ниже она представлена на фото, и срабатывает при заклинивании насадки. К примеру, выставлено максимальное усилие на регуляторе, в таком случае, если заклинит сверло, то с высокой долей вероятностью произойдет вырывание прибора из рук. Чтобы этого не случилось, используется защитная муфта, которая исключает вырывание инструмента из рук, а также предотвращает сгорание обмотки на роторе.

При заклинивании насадки в патроне происходит остановка ротора двигателя. Чтобы препятствовать такому заклиниванию, для этого в конструкции и применяется предохранительная муфта. Работает она только в одном режиме, когда исполнительный орган вращается в направлении направо. При вращении патрона налево муфта не срабатывает, что видно по фото выше. Обычно дополнительные предохранительные муфты используются на мощных шуруповертах от 14В. Ниже на фото разновидность регулятора усилия прижима шуруповерта, принцип работы которой аналогичен описанию.

Это интересно!
Не на всех шуруповертах присутствуют предохранительные муфты, как как их роль играют регуляторы усилия.

Как устроен шуруповерт или конструкция прибора

Рассматриваемый вид инструмента работает по принципу превращения электрической энергии в механическую, тем самым совершая полезную работу. Исходя из этого, шуруповерты классифицируются на сетевые и аккумуляторные. Популярностью пользуются аккумуляторные модели за счет их портативности, однако сетевые также имеют преимущество — это высокая мощность по сравнению с аккумуляторными. Сетевые шуруповерты еще называют дрелями, так как ими можно не только завинчивать крепежные изделия, но и сверлить дерево и металл.

Это интересно!
Близким родственником аккумуляторных шуруповертов являются гайковерты, которые имеют не только одинаковое устройство, но и принцип работы.

Внешнее устройство сетевых и аккумуляторных моделей практически идентичное, за исключением незначительного отличия. Это отличие заключается в присутствии батареи на портативных инструментах, а также наличие провода для подключения в розетку на приборах сетевого типа. Внутреннее устройство имеет больше отличий, однако, принцип работы шуруповертов сетевого и аккумуляторного типа одинаковый. Главными конструктивными элементами рассматриваемых устройств являются:

1. Корпус из ударопрочного пластика
2. Патрон (обычно быстрозажимного типа)
3. Кнопка, выключатель или курок для запуска инструмента
4. Переключатель режимов направления движения исполнительного органа — реверс
5. Регулятор скорости в виде переключателя
6. Регулятор силы момента — более известен, как трещотка

Чтобы понимать устройство, ниже представлено фото с описанием каждого элемента. Работа прибора основывается на следующих деталях, которые находятся внутри корпуса:

• Электромотор коллекторного или бесколлекторного типа
• Шестеренчатый механизм в виде планетарного редуктора
• Предохранительная муфта с регулятором усилия — исключает заклинивание и перегрев мотора, предотвращая тем самым выход его из строя

В зависимости от модели инструмента, они также дополнительно могут оснащаться подсветкой, индикацией заряда батареи или LED-дисплеем. В конструкции корпуса могут быть пазы для размещения сменных бит, что облегчает эксплуатацию прибора.

Это интересно!
В сетевых шуруповертах применяются коллекторные двигатели переменного тока 220В, а в аккумуляторных используются, как коллекторные, так и бесколлекторные моторы постоянного тока. Сразу надо отметить, что бесколлекторные модели встречаются реже, так как их стоимость в 2 раза выше моделей с графитовыми или медными щетками.

Никель – металл – гидридные аккумуляторы

Никель-металл-гидридные АКБ – попытка избавиться от недостатков никель- кадмиевых аккумуляторов:

• обладают меньшей массой и меньшими габаритами;
• низкая токсичность;
• низкий “эффект памяти“;
• хорошие показатели ёмкости;
• устойчивы к механическим повреждениям;
• увеличено количество циклов зарядки – разрядки.

Однако

• их нельзя использовать при отрицательных температурах;
• быстро разряжаются;
• срок службы меньше, чем никель- кадмиевых;
• высокая стоимость;
• значительное время заряжания;
• отрицательно реагируют на глубокую разрядку.

Следует признать, что попытка избавится от недостатков никель – кадмиевых аккумуляторных батарей оказалась не очень удачной.

Другие способы модернизации

Радиолюбители предлагают много вариантов модернизации инструмента. Одни из них очень просты и сводятся к применению готовых блоков питания, а другие требуют знаний в области электротехники и придают устройству универсальность. Классификация способов:

1. Адаптер питания для ноутбука.
2. Подключение компьютерного импульсного БП (блок питания).
3. Применение автомобильный аккумулятор на 12 В.
4. Сборка самодельного источника питания.

Использование зарядника для ноутбука является оптимальным решением проблемы. Кроме того, необходимо знать параметры шуруповерта и зарядника (есть на 12 В и 19 В), а также учесть габариты последнего (для монтажа в аккумуляторный отсек). Нужно припаять выход адаптера питания ноута, к клеммам которого подсоединяется батарея.

При использовании импульсного БП (мощность от 350 Вт и выше) для персоналки (форм-фактор АТ) необходимо найти напряжение питания 12 В на разъемах, питающих винчестер или привод для чтения компакт-дисков. Вывести провода, а остальные аккуратно обрезать и заизолировать. Можно собрать корпус для БП, что позволит получить ток до 16 А. Кроме того, необходимо снять защиту от запуска. Для этого нужно соединить зеленый провод с черным из этого разъема. Эти два способа являются очень простыми и не требуют дополнительного описания.

Автомобильный аккумулятор является оптимальным источником электрической энергии. При модернизации модели ничего не изменилось, кроме подключения другой батареи. Существенным недостатком является его масса. Кроме того, нужно собрать зарядное устройство или приобрести в специализированном магазине.

Сборка своего БП является оптимальным решением для тех, кто поддерживает качество. Предыдущие варианты хороши, но не позволяют добиться гибкости применения. Например, они применимы только для шуруповертов с напряжением 12, а не 18 В. Есть зарядные устройства, рассчитанные на напряжение 19 В. Получение 18 В достигается путем последовательного соединения аккумуляторных батарей, например, 12 и 6 В. Следует учесть, что по характеристикам батареи должны отличаться только в плане напряжения. Именно поэтому часто и возникает необходимость собрать источник питания самостоятельно.

Варианты изготовления блока питания

Можно воспользоваться штатным зарядным устройством для этой цели. Вот как из аккумуляторного шуруповерта сделать сетевой: нужно выполнить следующее:

• С корпуса зарядного устройства надо снять крышку.
• В нём нужно проделать отверстие для подсоединяемого двужильного провода.
• На плате можно увидеть клеммы, к которым раньше подключался аккумулятор для подзарядки. К ним нужно подсоединить жилы приготовленного провода чтобы переделать шуруповерт для такой работы. При этом нужно учесть полярность клемм. Для её определения надо просмотреть надписи на плате или на корпусе устройства.
• Нужно открыть корпус аккумулятора шуруповерта и извлечь из него все гальванические элементы.
• В нём делают отверстия для провода.
• Провода, которые были припаяны к клеммам зарядного устройства подключаются с соблюдением полярности к выходным контактам аккумулятора.
• После того, как корпус будет собран, инструмент можно использовать.

Хотя рекомендуется проводить подключение питания с учётом полярности, тем не менее, если подключить контакты в другом порядке, то это будет означать, что вот как можно переделать аккумуляторный шуруповерт на сетевой — направление вращения изменится на противоположное. В большинстве шуруповертов предусмотрена возможность его переключения, что даёт возможность не зависеть от соблюдения полярности при переключении.

Лабораторный БП

Использование зарядки от ноутбука

Зарядное устройство от ноутбука можно заменить для данного инструмента, сделав лишь незначительные изменения. Он на входе получает напряжение переменного тока от сети 220в, а на выходе выдаёт постоянный ток 12в.

Однако, всё же необходимо будет провести доработку проводов:

1. Штекер, который применяется для ноутбука, не подойдёт для шуруповерта. Поэтому необходимо будет обрезать провод, выходящий из зарядки, и зачистить его.
2. Если необходимо, к нему нужно присоединить кабель нужной длины.
3. Корпус инструмента нужно разобрать.
4. Кабель подсоединяется к тем клеммам, откуда подаётся электропитание на шуруповерт. В корпусе инструмента нужно сделать отверстие для него.
5. Инструмент, после того, как его соберут, будет готов к работе.

Важно. После того, как переделка будет окончена, нужно будет подключить источник питания к сети и убедиться, что инструмент находится в рабочем состоянии.

Схема питания зарядки от ноутбука

Блок питания от компьютера как основа

Можно сделать электропитание инструмента таким, чтобы он использовал блок питания компьютера. Вот как ещё сделать блок питания для шуруповерта: для переделки таким способом необходимо сделать следующее:

• Надо найти или приобрести блок питания, мощность которого будет не меньше 300 Вт.
• Корпус шуруповерта нужно разобрать и найти место подсоединения проводов для электропитания двигателя. К ним подсоединяют жилы приготовленного заранее провода.
• В корпусе надо проделать отверстие для вывода проводов.
• Для подсоединения к блоку питания потребуются специальные разъёмы. Один из них припаивается к проводам, идущим от шуруповерта, другой уже установлен на проводе, который соединён с компьютерным блоком питания. Это нужно для того, чтобы запитать шуруповерт от сети
• Теперь надо собрать корпус шуруповерта.

Теперь осталось проверить, как работает инструмент. Для этого нужно подключить блок питания к розетке 220в, и включить в него шуруповерт.

Питание из зарядного устройства автомобиля

Можно переделать этот инструмент так, чтобы получать питание от автомобильного аккумулятора. В этом случае автономность увеличивается, так как можно будет пользоваться шуруповертом в непосредственной близости от автомобиля.

Для того, чтобы переделать вольтовое напряжение на 220 В нужно:

1. Разобрать корпус инструмента. При этом можно увидеть контакты, к которым должно подключаться питание.
2. Надо подготовить провода, которые применяются для того, чтобы зарядить автомобильные аккумуляторы. На них имеются зажимы «крокодил». Другие концы нужно аккуратно зачистить ножом.
3. Провода прикрепляют к контактам для питания шуруповерта. Их можно прикрепить стяжками или припаять. Последний вариант будет более надёжным.
4. В корпусе инструмента нужно сделать отверстие для проводов.
5. Теперь корпус шуруповёрта нужно собрать.

Для выполнения работы нужно будет провода с помощью зажимов подсоединить к автомобильному аккумулятору.

Питание из зарядного устройства

Самодельный блок питания

Сделав блок питания для шуруповерта своими руками согласно одной из схем, его нужно вставить корпус и соединить проводами с мотором инструмента.

Сетевой блок встроенный в АКБ

Один из вариантов переделки шуруповерта в сетевой состоит в том, что блок питания, который преобразует переменный ток 220в в постоянный 12в, можно поместить непосредственно в корпус аккумулятора. Для этого надо выполнить следующие действия:

• Необходимо разобрать корпус элемента питания.
• Из него вынимается содержимое.
• Предварительно необходимо приобрести блок питания, который имеет необходимые для работы шуруповерта характеристики.
• Из покупного устройство необходимо извлечь системную плату и установить её в корпус, где ранее был аккумулятор шуруповёрта.
• Выходные провода присоединяются к контактам аккумулятора.
• Для входных проводов, по которым будет поступать напряжение 220в, нужно проделать отверстие в корпусе.
• Теперь шуруповерт надо собрать.

После сделанных изменений этим инструментом можно пользоваться там, где имеются электрические розетки.

Сетевой блок