Новости Инструменты Все для сада Тесты Мастер-классы Обзоры Мероприятия О журнале
Грызем бетон

Грызем бетон

Перфоратор – незаменимый инструмент как для профессионалов, так и для любителей, выполняющих строительные или ремонтные работы своими руками. Рассмотрим особенности конструкции перфоратора, а также вопросы выбора и эксплуатации этого инструмента.

Главная задача перфоратора – направленное разрушение твердых строительных материалов: кирпича и бетона различных марок, природного камня и др. Вид разрушения зависит от решаемой задачи. Это могут быть глухие и сквозные отверстия разной формы и глубины, штроба прямоугольного или полукруглого профиля, скалывание слоя керамической плитки или цементной стяжки и пр. Шнековый бур перфоратора внешне напоминает спираль­ное сверло обычной дрели, но в отличие от сверла бур не срезает своей рабочей частью стружку при вращении, а дробит материал посредством частых и мощных осевых ударов (поэтому и частота вращения шпинделя перфоратора по сравнению с дрелью невелика). Образующийся шлам отводят спиральные канавки на теле бура. Для продолжительного бурения множества неглубоких отверстий они могут иметь малый угол наклона, а для интенсивной работы и значительной скорости бурения – большой.

У перфораторов есть три основных режима работы: вращение с ударом, удар без вращения, вращение без удара. Последний используется только на части моделей (в основном малой и средней производительности). Уникальным инструментом по сравнению с классово близкой ударной дрелью перфоратор делает режим удара без вращения. В этом режиме он может до некоторой степени заменить отбойный молоток, штроборез, зубило, долото и даже стамеску.

01.jpg

Все перфораторы условно делятся на три класса:

легкие (двигатель 500–800 Вт; масса от 1,8 до 3 кг; энергия удара до 3 Дж);

средние (двигатель 800–1200 Вт; масса от 3 до 8 кг; энергия удара до 8 Дж);

тяжелые (двигатель 1200–1600 Вт; масса более 8 кг; энергия удара свыше 8 Дж).

При этом измеряемая в джоулях энергия удара не связана с потребляемой мощностью однозначно, она во многом зависит от конструкции конкретного инструмента. Перфораторы легкого класса иногда назы­вают «дюбельниками» – они хорошо под­ходят для бурения множества неглубоких отверстий малого диаметра под дюбели. Под эту задачу у них самая высокая ско­рость вращения и частота ударов. Такие перфораторы занимают львиную долю рынка, привлекая непрофессионалов невысокой ценой. Для работы с армированным бетоном требуется инструмент минимум среднего класса: «легкий» перфоратор обламывает зубья бура при его попадании на прут арматуры, то есть губит оснастку. Перфоратор среднего класса совладает и с полыми коронками для проходки гнезд в бетоне под розетки и выключатели. Штробление тоже не вызовет проблем. Что же касается инструмента тяжелого класса, то для него почти нет преград. При соот­ветствующей оснастке такие перфораторы справляются с бетоном высоких марок и твердым камнем, им подвластны отверстия до 50 мм обычным буром и до 120 мм полой коронкой. При необходимости они могут выполнить функции отбойного молотка.

По сравнению с ударной дрелью сопоставимой мощности перфоратор обеспечивает производительность при работе по бетону в 15–20 раз больше. Это обусловлено разными принципами разрушения материала: резанием и дроблением.

Конструкция

Современные перфораторы построены на двух схемах приводного механизма: осевой удар создается либо качающим подшипником (часто его ошибочно назы­вают качающимся), либо кривошипно-шатунным механизмом. В обоих случаях привод толкает поршень, сжимая воздух в короткой трубке; под действием волны сжатия приходит в движение находящийся на другом конце трубки плунжер, в итоге бьющий по бойку. Боек с большой силой ударяет по торцу находящегося в патроне хвостовика оснастки, передавая ему значительную часть энергии приводного механизма. Качающий подшипник исполь­зуется в перфораторах легкого и среднего класса с продольной (она же линейная или дрелевидная) компоновкой двигателя и редуктора, кривошипно-шатунная передача применяется в тяжелых инструментах с по­перечной (она же угловая или L-образная) компоновкой, когда двигатель расположен вертикально.

Рассмотрим подробнее схемы формиро­вания удара при продольной и поперечной компоновке перфораторов. Качающий (или «пьяный») подшипник – внешнее кольцо с расположенным в его плоскости поводком, ось которого проходит через центр вращения агрегата. Конец поводка шарнирно скреплен с поршнем, поэтому он может качаться лишь в плоскости, проходящей через ось приводного вала. На этом валу имеется сферический прилив с кольцевой проточкой, плоскость которой наклонена относительно нормали к оси вала. Внешнее кольцо связано с этой проточкой через шарики, поэтому при вращении вала оно вынужденно совершает колебания, придавая возвратно-поступательное движение связанному с ним поршню. Амплитуда перемещений поршня пропорциональна углу наклона плоскости подшипника и расстоянию от оси вала до конца поводка. Частота колебаний поршня пропорциональна оборотам вала. Слабое место такой конструкции – значительная ударная нагрузка на двигатель и ускоренный износ подшипника. Поэтому продольная схема с качающим подшипником используется в легких и средних перфораторах, где энергия удара не столь велика. Но нет правил без исключений: одна из недавних моделей известного бренда имеет линейную компо­новку при массе около 12 кг.

К ударным нагрузкам более устойчив кривошипно-шатунный механизм. На его основе проще реализовать более мощный удар, увеличивая ход поршня. Диск, вращающий шатун, расположен соосно с двигателем, поэтому последний не подвержен осевым ударным нагрузкам. Во избежание лишней тряски и шума, на холостом ходу ударный механизм автоматически отключается. Пока оснастка не прижата с некоторым усилием к обрабатываемой поверхности, плунжер смещается вперед и открывает для воздуха отверстие в трубке, вырав­нивая давление в рабочей полости с атмосферным. При нажатии на инструмент оснастка давит на боек, тот – на плунжер, плунжер смещается назад и перекрывает отверстие, так что при ходе поршня вперед в рабочей полости создается компрессия и срабатывает ударный механизм.

У большинства моделей перфораторов редуктор одноступенчатый, хотя встреча­ются и двухскоростные изделия. Скорость вращения шпинделя и частота ударов плавно меняются электронными блока­ми. В зависимости от конструкции может поддерживаться постоянная скорость при изменении нагрузки, а также осуществляться плавный пуск и в ряде слу­чаев щеточный реверс (механический не используется, это слишком дорого). Для удобства работы некоторые виды оснастки можно фиксировать в буксе под углом, в одном из 12 заданных положений.

02.jpg 03.jpg 06.jpg

05.jpg


Различия между моделями

Две базовые кинематические схемы пер­фораторов не дают большого простора для развития инженерной мысли. И все же между перфораторами разных производителей (и даже в линейке одного бренда) есть немало отличий в конструкции отдельных узлов и приспособлений, улуч­шающих рабочие характеристики инструмента, повышающих безопасность труда и облегчающих техническое обслуживание. Важный элемент перфоратора – система экстренной остановки вращения при заклинивании оснастки в отверстии. Без нее внезапная остановка бура приводит к вращению корпуса инструмента, чреватому травмой. Защита реализуется двумя основными способами: предохранительной муфтой на шпинделе или электронным тормозом двигателя. Встречается и комбинация таких устройств.

Предохранительные муфты предельного момента (они же муфты расцепления) бывают двух основных видов: фрикционная и пружинно-кулачковая. В первом случае вращение передается через два прижатых друг к другу диска, сцепленных силой трения. При превышении заданного усилия диски начинают проскальзывать, и вращающий момент перестает передаваться на патрон. Более надежна пружинно-кулачковая конструкция, основанная на двух сжатых пружиной дисках с выступами и выемками по периметру. Резкое увеличение крутящего момента приводит к их размыканию, сопровождающемуся громким треском. Некоторые производи­тели используют также шариковую (или роликовую) муфту, обладающую лучшими характеристиками: здесь роль зубцов играют шарики, при определенной нагрузке выходящие из своих гнезд, и размыкающие, передающие вращение диски.

Перфоратор – инструмент, сильно вибрирующий. Для уменьшения вибрации есть два пути: пассивная и активная защита оператора. Пассивная – это резиновые накладки на рукоятках и упругие уплотнения между корпусом и рукояткой (они могут вставляться в нижней, верхней или в обеих точках крепления рукоятки). Способ малоэффективный, но дешевый. Активное виброгашение дает больший эффект. Его технических решений немало, но все они основаны на колебаниях подпружиненного груза в противофазе с корпусом. Груз обычно один, но используют и более продуктивную схему с четырьмя собранными попарно противовесами. Груз может размещаться на корпусе или на стволе перфоратора. Интересна антивибрационная система, использующая качающий подшипник. Один штифт приводит в движение поршень, а второй, противоположный, связан с двумя симметричными противовесами – так что поршень и противовесы движутся во встречных направлениях. Продуманная система защиты от пыли намного продлевает жизнь перфоратора, и потому производители постоянно прорабатывают этот вопрос. Они находят разные решения, от простых до весьма изысканных. Так, на моделях от DeWALT на плунжер ударного механизма нанесена кольцевая канавка для отвода воздуха. Вследствие этого он вращается и более равномерно изнашивается, а еще набирает дополнительную (пусть и небольшую) кинетическую энергию. В редукторах неко­торых перфораторов вертикальной компоновки используется не только шестеренчатая передача, но и цепная. Это позволяет сделать агрегат компактнее и дешевле. Высокая цена профессиональных перфораторов повлекла за собой стремление защитить инструмент от кражи. Так, Metabo предлагает электронную систему защиты Code: блокировку устройства специальным беспроводным ключом, без которого эксплуатация инструмента невозможна.

04.jpg

tabl.jpg

Выбор

При выборе любого электроинструмента надо исходить из задач, стоящих перед пользователем, и в первую очередь учитывать ожидаемую частоту применения и объем планируемых работ. Для ремонта своей квартиры хватит бюджетного перфоратора легкого класса, а бригаде строителей потребуется тяжелый производительный агрегат (и в дополнение к нему, возможно, выносливый инструмент среднего класса – например, для крепления дюбелей). Не следует гнаться за мощностью двигателя – этот параметр далеко не самый главный. Гораздо важнее энергия удара. Бурить железобетон лучше инструментом, выдающим на конце бура как минимум 5 Дж: если использовать для этого машину с меньшей энергией удара, то для преодоления встречающейся на пути арматуры придется тратить много сил и времени. Добавим, что для работы с большой энергией удара в ограниченном пространстве предпочтительнее машина с поперечной компоновкой.

Выбирая перфоратор, следует обращать внимание на максимальный и оптимальный диаметры его сверления

Также при выборе перфоратора нужно обратить внимание на такие полезные функции, как защита от повторного включения, плавный пуск, поддержание оборотов под нагрузкой (константная электроника), реверс (помогающий вынуть застрявший бур). Нередко облегчают работу фиксируемый поворот основной и вспо­могательной рукояток и фиксация кнопки пуска. Индикатор износа щеток позволяет вовремя заметить их критическое состояние и заменить, уберегая двигатель от поломки.

Аккумуляторным перфораторам присущи очевидные ограничения и недостатки: они дороже сетевых аналогов, энергия удара не превышает 3 Дж, время работы от одной зарядки невелико, срок службы АКБ довольно ограничен, Li-Ion аккумуляторы боятся отрицательных температур.

Но есть и преимущество: с ними можно подобраться туда, где нет электропроводки, или пользоваться сетевым напряжением нельзя по технике безопасности. Например, в подтопленном подвале или на подвеске промышленного альпиниста в ходе различных фасадных работ. Из года в год увеличивается емкость аккумуляторов для высокопроизводительного инструмента (сегодня существуют модели емкостью до 9 А•ч), что позволяет долго работать на одной зарядке беспроводным перфоратором даже с немалой энергией удара. Отметим, что ряд компаний выпускает унифицированные аккумуляторы (и зарядные устройства к ним) под различный электроинструмент. А значит, приобретать комплект инструментов одного бренда становится все более выгодно.

При выборе перфоратора помните о том, что энергия удара важнее мощности двигателя


КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Дмитрий Сидоров
Независимый эксперт по электроинструменту:

«Потребителей аккумуляторных перфораторов пока немного, их может стать и еще меньше в связи со свертыванием финансирования программы утепления панельных домов старых серий. Но в любом случае фасадные работы неизбежно останутся, да и подтопленных помещений в городах хватает, так что беспроводные инструменты с новыми емкими аккумуляторами своего покупателя найдут. Эмпирически установ­лено, что под полной нагрузкой мощный инструмент за 3 минуты потребляет 1 А•ч, поэтому новейшая батарея на 9 А•ч может обеспечить почти полчаса непрерывной работы – а это уже существенно. Добавлю, что важно правильно эксплуатировать элек­троинструмент. Так, самостоятельно заби­вая в редуктор литол, пользователи забыва­ют об уплотнителях, которые при повторной сборке начинают подтекать и способствуют выходу инструмента из строя. Между тем производители стараются уравнять срок службы щеток с периодичностью смазки редуктора, чтобы все регламентные работы проводились в сервисе, включая замену уплотнителей».


Оснастка

От оснастки во многом зависят производительность труда, стоимость работ и срок службы инструмента. Некачественный бур может за несколько минут загубить патрон. Похожая неприятность возникнет, если не смазывать хвостовик, перед тем как вставлять его на место (а как минимум – не очищать от пыли и шлама). Бур или коронка большего, чем предусмотрено производителем перфоратора, диаметра быстро выведут из строя ударный механизм, двигатель или одновременно и то и другое. Поэтому уберечь дорогой инструмент можно правильным выбором оснастки и режима работы.

Было изобретено 5 основных типов букс для быстрого крепления оснастки, но массово используются лишь два из них: SDS+ (он же SDS-plus, или «плюсовский») и SDS-max (он же «максовский»). Эти стандарты были разработаны компанией Bosch. Диаметр хвостовика у SDS-plus 10 мм, в патрон он погружается на 40 мм и имеет четыре продольные выемки для направляющих и фиксации шариковыми замками. Это самый распространенный формат, используемый на всех перфораторах легкого класса и на некоторых – сред него. Диаметр буров такого стандарта от 4 до 30 мм. УSDS-max диаметр хвостовика 18 мм, в буксу он входит на 90 мм, а продольных выемок для направления и фиксации у него пять. Диаметр буров – от 12 до 80 мм, это второй по массовости тип, применяемый в инструментах тяжелого класса и в отдельных моделях среднего. Существуют переходники с SDS-plus на SDS-max, но рекомендуют не злоупотреблять ими. На ряде моделей перфораторов, имеющих режим сверления без удара, предусмотрено крепление не SDS-буксы, а трехкулачкового патрона под цилиндрический хвостовик – быстрозажимного или зубчато-венцового.


КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Александр Арепьев
Бренд-менеджер по профессиональному электроинструменту компании «Роберт Бош»:

«Патроны формата SDS были разработаны фирмой Bosch для быстрой смены буров в перфораторах. Наиболее распространены стандарты SDS-plus и SDS-max. Разработанный для 4-килограммовых перфораторов промежуточный стандарт SDS‑top занимал нишу между SDS-plus и SDS-max. Увы, рынок его не оценил, и сейчас он снят с производства. Формат SDS-quick заточен под легкий аккумуляторный перфоратор для домашнего использования, рассчитанный на достаточно популярные буры диаметром до 10 мм. К тому же в патрон SDS-quick можно зажимать оснастку и с шестигранным хвостовиком. Отмечу, что наиболее перспективны перфораторы, имеющие бесколлекторные пылезащищенные двигатели постоянного тока. Такие двигатели хорошо совместимы с аккумуляторными моделями. Массогабаритные характеристики бесколлекторного двигателя для сетевых инструментов пока еще слишком велики, чтобы запускать их в серию. Основные причины неисправностей перфоратора – несвоевременное техобслуживание и несоблюдение правил эксплуатации (перегрузка, замешивание бетона и т.п.). Чтите инструкции, и будет вам счастье с экономией».


Что может поломаться?

По опыту сервисных служб, слабым звеном любого перфоратора являются ствол, боек и плунжер – они подвергаются максимальным нагрузкам и ломаются чаще. Соблюдение правил эксплуатации продлевает их жизнь, но при интенсивной эксплуата­ции инструмента визит в сервис почти неми­нуем. Кроме того, трехрежимные перфораторы в режиме удара без вращения быстро разбивают узел предустановки оснастки под углом. Отсюда вывод: таким режимом не следует злоупотреблять. Для интенсивной долбежки лучше воспользоваться отбойным молотком. Попытка сменить режим до остановки вала чревата поломкой механизма, так что не повторяйте чужих ошибок. Продолжительная перегрузка способна спалить обмотки ротора и статора двигателя (кстати, они не ремонтируются по гарантии). Тут потребуется его замена, перемотка обойдется дороже. Типичная неисправность – перелом сетевого кабеля вблизи места его крепления к корпусу. Зачистить, скрутить и заизолировать провода можно, но это плохая идея. Шнур лучше менять целиком, во избежание электротравмы. Добавим, что электронная плата и кнопка включения очень живучи и почти не ломаются.

Бывает, что ремонт экономически не оправдан и проще выкинуть неисправный инструмент, заменив его на новый. Это относится, естественно, к самому дешевому инструменту и «ноу-нейм» продукции.


КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Андрей Гненный
Технический специалист компании Stanley Black & Decker:

«Защита перфоратора от пыли – важнейшее условие его долговечности. Существуют различные решения такой защиты. В частности, наша новая технология предполагает, что всасывающие отверстия контура охлаждения редуктора и двигателя располагаются подальше от рабочей зоны. Поток воздуха внутри корпуса движется по «лабиринту», так что твердые частицы тормозятся на изгибах и выбрасываются наружу. Двигатель помещается внутрь вращающегося сетчатого барабана, отражающего крупные частицы шлама. Коллекторный узел сдвинут назад, подальше от зоны прохождения охлаждающего воздушного потока. На ряде аккумуляторных перфораторов размещается система принудительного пылеудаления из рабочей зоны (по сути, встроенный пылесос). Боек устроен так, что на его обратном ходе клапан перекрывает всасывание загрязненного воздуха в ствол. Важный момент: такой пылезащищенный патрон позволяет не смазывать хвостовики оснастки, а лишь протирать их перед установкой».



Правила работы

Глубокие отверстия в стене, а тем более в полу нужно проходить в несколько приемов, вытаскивая бур для очистки отверстия от шлама и охлаждения рабочей поверхности оснастки. Отклонение бура от нормали к обрабатываемой поверхности ведет к быстрому разбиванию патрона. Чтобы не платить за его замену – соблюдайте перпендикулярность. Для продления жизни инструмента его следует время от времени остужать. Особенно не любят перфораторы длительной работы в режиме удара без вращения, при этом инструмент не просто перегревается – в нем нарушается процесс смазки. Но и после сверления коронкой 10–15 минут на остывание сберегут ресурс. При интенсивном использовании перфоратора (например, на стройке) нежелательно постоянно давать ему предельную паспортную нагрузку. Если инструмент рассчитан на бурение отверстий диаметром до 24 мм, то в постоянном режиме его лучше «гонять» с 16-мм буром и не больше. Отверстие большого диаметра лучше сначала проделать буром меньшего диаметра, а потом расшить нужным буром. При бурении рыхлых или пористых материалов удар лучше отключать, иначе возможно осыпание краев отверстия. Коронкой работают в безударном режиме, иначе быстро выйдет из строя ствол. При сверлении бетона неплохо использовать охлаждающую жидкость. Надетая на бур пробка от сливного бачка (или половинка пластиковой бутылки) в некоторой степени защищает механизм от пыли (особенно при бурении потолка). Заточенной под стамеску лопаткой можно работать по дереву. Чистой поверхности не добиться, но для грубой выборки подойдет.

08.jpg 11.jpg 14.jpg

Нужно ли с усилием давить на перфоратор во время работы?

Излишнее давление на оснастку резко уменьшает срок жизни инструмен­та, притом время бурения растет. Это происходит потому, что плунжер не успевает разогнаться и набрать нужную кинетическую энергию, а повышенное сопротивление вращению перегревает обмотки двигателя и ударный механизм. Избыточный нажим сокращает свободный ход бойка и не дает ему набрать максимум кинетической энергии. Более того, двигатель перегружается и начи­нает потреблять излишний ток, хотя скорость вращения при этом падает. Так что пользователям, привыкшим работать с ударными дрелями, придется избавляться от привычки нажимать сильнее (у дрели удар происходит вследствие механического зацепления двух зубчатых дисков – «трещоток» и энергия пропорциональна давлению на рукоятку инструмента).

Техобслуживание перфоратора

Своевременная замена щеток сильно продлит жизнь двигателя – а стоимость его замены порой сопоставима с ценой всего инструмента. Надо периодически посматривать на коллектор – не искрит ли? Ряд производителей ставит на инструмент электронные индикаторы износа щеток, тогда достаточно поглядывать на светодиод. Своевременное техобслуживание уменьшает риск поломок. Каждый раз после работы следует очищать корпус от загрязнений и, по возможности, продувать сжатым воздухом для удаления попавшей внутрь пыли. Хвостовики оснастки перед фиксацией в буксе рекомендуется смазывать, причем специализированной смазкой. Хотя для перфораторов некоторых брендов реко­мендуется не смазывать хвостовик, а просто очищать от загрязнений, – это связано с особой конструкцией ударного механизма.

Текст: Леонид Пеленицын


Возврат к списку



 
16.11.2017 Завершила работу Московская международная выставка MITEX 2017 С 7 по 10 ноября 2017 г. в ЦВК «Экспоцентр» прошла 10-я Московская международная выставка инструментов, оборудования и технологий MITEX 2017 – единственная в России и СНГ и крупнейшая в странах Центральной и Восточной Европы.
08.11.2017 Продолжает свою работу выставка инструментов, оборудования и технологий MITEX-2017 400 компаний из 18 стран представили на своих экспозициях как новинки отрасли, так и проверенный годами инструмент. С первых часов своей работы выставка стартовала в рабочем режиме. Сегодня среди посетителей были гости из разных регионов России от Калининграда до Сахалина.
03.11.2017 В Москве пройдет международная выставка инструментов, оборудования и технологий С 7 по 10 ноября 2017 г. в ЦВК «Экспоцентр» (Павильон № 2) пройдет 10-я Московская международная выставка инструментов, оборудования и технологий MITEX 2017 – единственная в России и СНГ и крупнейшая в странах Центральной и Восточной Европы.