Новости Инструменты Все для сада Тесты Мастер-классы Обзоры Мероприятия О журнале
Универсальный солдат. Конструктивные особенности, выбор и эксплуатация сетевой дрели

Универсальный солдат. Конструктивные особенности, выбор и эксплуатация сетевой дрели

Первая ручная электрическая дрель появилась в 1895 году, классический вид с пистолетной рукояткой и курковой клавишей пуска она обрела в 1917 году, а способность сверлить с ударом – в 1935 году. За прошедшие с той поры десятилетия внешне почти ничего не изменилось, но начинка претерпела некоторую эволюцию, вобрав в себя массу конструкторских ухищрений. Что собой представляет современная сетевая дрель?

Основная функция любой дрели – делать отверстия круглого сечения в различных материалах. Вместе с тем она способна выполнять множество других задач. Она может в той или иной степени заменить шуруповерт, миксер (с насадкой для замешивания цементного раствора, шпатлевки, краски, обойного и плиточного клея – но только на малых оборотах!), шлифмашину (в том числе угловую), легкий перфоратор (но не по армированному или высокопрочному бетону), точило, фрезер (с борфрезами небольшого диаметра из быстрорежущей стали), полировальную машину, привод различных инструментов (в сочетании с насадками – вырубными ножницами по металлу, лобзиковой, токарной насадкой, насадкой для сверления под углом и проч.).

Все сетевые дрели условно делятся на три класса:

• легкие (250 – 500 Вт; масса от 0,9 до 2,3 кг);

• средние (600 – 1100 Вт; масса от 2,3 до 3,5 кг);

• тяжелые (1200 – 2500 Вт; масса более 4 кг).

Существуют и виды:

• безударная

• ударная

• дрель-шуроповерт

• угловая (фикс 90° и поворотная головка)

• миксер

Устройство

Практически во всех сетевых дрелях используются коллекторные двигатели. С виду они одинаковы – статор, якорь, подшипники, цилиндр коллектора с токопроводящими полосками, прижатые к нему пружинами угольные щетки-контакты. Но при ближайшем рассмотрении видны некоторые конструктивные отличия: подшипники якоря могут быть шариковыми и игольчатыми, радиальными и радиально-упорными, с открытой обоймой и пылезащищенными. Обмотки ротора и статора могут быть дополнительно залиты компаундом, защищающим их от абразивного воздействия пыли и предохраняющим от межвитковых замыканий при попадании острой металлической стружки. Чтобы защитить двигатель от перегрева, в него иногда монтируют термочувствительные элементы, подающие аварийный сигнал электронной схеме управления. На валу обычно закреплена крыльчатка, выполняющая роль вентилятора охлаждения, и там же могут находиться небольшие магнитные элементы системы измерения скорости вращения.

Следующий базовый элемент дрели – редуктор. Его задача – снизить обороты до нужных величин с одновременным увеличением крутящего момента на валу шпинделя. У высокоскоростных (2500–3000 об/мин) дрелей редуктор обычно одноступенчатый, у низкоскоростных (550–1000 об/мин) – двухступенчатый.

Наиболее распространены двухскоростные редукторы, но у мощных низкооборотных инструментов они обычно односкоростные. Очень редко встречаются редукторы трехступенчатые (например, у мощной DeWalt D21583K) или четырехступенчатые (например, у Makita 6300-4). У серьезного инструмента корпус редуктора выполняется из алюминиевого или магниевого сплава, у бюджетного – из армированного пластика. Металлический редуктор лучше рассеивает тепло, то есть меньше перегревается при интенсивной продолжительной работе. В большинстве моделей редукторов применяются шариковые подшипники, значительно реже – игольчатые. Шестерни, как правило, цилиндрические, на продвинутых моделях используется планетарная передача с высоким КПД. Смазка деталей редуктора обычно консистентная, но в случае некоторых особо мощных моделей применяется масляная ванна (в частности, у Bosch GDB 180 WE).

На многих дрелях скорость вращения шпинделя плавно меняется электронным блоком. В зависимости от конструкции может поддерживаться постоянная скорость при изменении нагрузки в определенном диапазоне (так называемая константная электроника), а также осуществляться плавный пуск и реверс (поворотом блока щеткодержателей вокруг оси коллектора или путем перекоммутации проводов питания обмоток двигателя). Заметим, что при изменении вращения с прямого на обратное переключением проводов износ щеток ускоряется на порядок; чтобы продлить их жизнь, мощность двигателя в этом режиме ограничивают. Щеточный реверс лишен данного недостатка, он продлевает ресурс двигателя, позволяя ему работать без перегрузок.

Двигатель, редуктор и вся остальная начинка крепятся внутри корпуса дрели. Как правило, для облегчения конструкции корпус изготавливают из армированного стеклонаполненного полиамида. Некоторые дрели советских времен имели корпус из алюминиевого сплава.

Сегодня металлической обычно бывает «зажимная шейка» (цилиндрическая часть корпуса сразу за патроном, позволяющая фиксировать дрель зажимом). Практически у всех моделей она одного диаметра – 43 мм. Такая унификация позволяет пользоваться типовыми сверлильными стойками и рядом других приспособлений.

Многие модели имеют функцию сверления с ударом, когда сверло под давлением на обрабатываемую поверхность получает серию высокочастотных (40 000 и более в минуту) ударов в осевом направлении. Рассмотрим чуть подробнее схему формирования удара. На валу шпинделя размещена состоящая из двух зубчатых дисков храповая муфта, в просторечии именуемая трещеткой. Один диск фиксирован относительно корпуса, другой подвижен и подпружинен. При включении ударного режима диски соединяются, и при определенном усилии нажатия на инструмент в осевом направлении зубья подвижного диска проскальзывают относительно неподвижной детали, формируя короткие осевые удары. Чем больше зубьев у дисков храповой муфты, тем выше частота ударов при равной скорости вращения шпинделя. Высота этих зубьев определяет амплитуду осевых колебаний: чем она значительнее, тем больше энергия удара. Впрочем, эта энергия в большей степени зависит от силы нажатия на инструмент (для работы по камню усилие должно быть не менее 15 кгс).

Ряд моделей оснащен механизмом блокировки шпинделя при выключенном двигателе, что облегчает смену оснастки. Управляться с патроном в этом случае можно одной рукой, не выпуская рукоятку инструмента. Клипса для крепления на пояс характерна для компактных и легких дрелей, используемых для тех или иных монтажных операций. Она удобна при работе на стремянке или строительных лесах.

01.jpg


Какую дрель выбрать: сетевую или аккумуляторную?

В последнее время набирают популярность аккумуляторные инструменты, в том числе и дрели. У них есть свои преимущества, но они не лишены и недостатков. Отсутствие постоянной привязки к электросети – это несомненный плюс, улучшающий мобильность. Однако время работы на аккумуляторе ограничено, как и число циклов «заряд-разряд», – это минус. Кроме того, стоимость современных литий-ионных аккумуляторных батарей пока сравнительно высока, она может составлять значительную долю цены всего инструмента. В силу этих причин классическая сетевая дрель обладает лучшим сочетанием стоимости и эффективности и потому еще долго не сойдет с дистанции, особенно в сегменте эпизодических работ. К тому же среди тяжелых низкооборотных инструментов высокой (более 1000 Вт) мощности она попросту вне конкуренции.

Различия между моделями

Классическая компоновка и устройство электродрели достаточно просты и повторяются практически во всем спектре этого класса инструмента. Но производители конкурируют между собой, поэтому у каждого есть свои фирменные особенности, да и внутри линеек каждого бренда имеются особенные конструктивные решения. Так, важный элемент дрели – система экстренной остановки вращения при заклинивании оснастки в отверстии. Без нее внезапная остановка сверла приводит к вращению корпуса инструмента, чреватому травмой (это особенно важно для мощного инструмента). Такая защита реализуется расцепляющей муфтой на шпинделе. Ударная дрель – инструмент шумный и сильно вибрирующий. Чтобы уменьшить вибрацию, многие бренды оснащают дрель пассивной защитой оператора – резиновыми накладками на рукоятках и упругими уплотнениями между корпусом и рукояткой (их вставляют в нижнюю, верхнюю или в обеих точках крепления). Продуманная система защиты от пыли намного продлевает жизнь дрели, и этот вопрос постоянно прорабатывается всеми производителями. Решения находятся разные, от простейших до весьма изысканных, включая приставки для отсоса пыли и стружки из зоны сверления.

Защита двигателя от перегрева способна существенно увеличить его ресурс, но эта функция имеется у контроллеров не всех моделей даже именитых брендов. Редкая (хотя и очень логичная) опция – невозможность включить режим сверления с ударом на пониженной передаче. Фиксация кнопки пуска очень удобна при продолжительных операциях и при использовании дрели в качестве привода какой-либо приставки. Дополнительная рукоятка с креплением вблизи патрона позволяет лучше удерживать и направлять инструмент. Она съемная, обычно ее можно вращать вокруг продольной оси дрели, и в ней присутствует крепление для стержня ограничителя глубины сверления. Для облегчения правильной ориентации инструмента по вертикали и горизонтали на корпус некоторых моделей устанавливают пузырьковый уровень (встречаются даже два, например, у Bosch GDB 180 WE). На ряде дрелей предусмотрен индикатор износа щеток, который позволяет вовремя заметить их критическое состояние и заменить, уберегая двигатель от поломки.

Шнур питания крепится к рукоятке инструмента, и хорошо, если производитель озаботился шарнирным сочленением – тогда шнур прослужит дольше. Распространенная длина сетевого кабеля 2–3 м, но выпускаются модели и со значительно более длинными шнурами, в том числе съемными (что удобно при транспортировке инструмента). Если работы на свежем воздухе при отрицательных температурах в планах не фигурируют, то можно выбирать дрель с любой оплеткой кабеля, но для работы на морозе лучше использовать модели с резиновой оплеткой – она не подвержена растрескиванию. Подсветка зоны сверления характерна для большинства аккумуляторных дрелей, но иногда встречается и у сетевых.

02.jpg

Выбор

При выборе любого электроинструмента надо исходить из стоящих перед ним задач, учитывая предполагаемую частоту использования и объем планируемых работ. Для эпизодического сверления нескольких отверстий в стенах родной квартиры хватит бюджетной дрели легкого класса, в то время как бригаде строителей или ремонтников потребуется тяжелый производительный агрегат. При необходимости можно использовать дрель для закручивания шурупов или саморезов. Однако если нужно завинчивать большое число крепежных элементов, то лучше взять не дрель, а шуруповерт с ограничителем крутящего момента. Дрель не оснащена механизмом регулировки момента (обычно это муфта ограничения усилия), и потому есть риск перетянуть ею крепеж при завинчивании. Отметим, что многие дрели снабжены функцией реверса: он нужен в основном как дополнение к функции шуруповерта, а также как возможный способ освободить закушенное в листовом металле или на попавшемся в толще деревянного бруса сучке сверло. Что бы ни говорили продавцы в магазине и «советчики» в Интернете, дрель не может заменить перфоратор! У перфоратора принципиально иной механизм как формирования удара, так и разрушения обрабатываемого материала. Поэтому рассказы о сверлении ударной дрелью бетонных плит в большом количестве относятся к категории мифов. Для регулярного выполнения отверстий в бетоне этот инструмент не годится. К слову, энергия удара дрели редко достигает 0,1 Дж (при соответствующем давлении на инструмент), а у небольшого перфоратора она начинается с 1 Дж – почувствуйте разницу. Дрель с функцией удара нужна только для работы с кирпичом и эпизодической установки пары дюбелей в бетон невысоких марок. Для обработки дерева и металла эта опция совсем лишняя. К тому же осевой люфт патрона у безударной дрели практически отсутствует, а значит, точность сверления на малых диаметрах выше.

Отверстие в брусе под нагели способна эффективно пробурить только мощная низкооборотная дрель в тандеме с соответствующим сверлом. Со сверлами диаметром 1–3 мм она не справится – патрон их просто не зажмет, а даже если это удастся сделать, то из-за неизбежных колебаний тяжелого инструмента сверло быстро погнется.

Резюмируем: подавляющее большинство потребностей домашнего мастера покрывается двухскоростной ударной дрелью средней (около 600 Вт) мощности, а надобности строительной или ремонтной бригады единственным инструментом не охватить, здесь нужно несколько дополняющих друг друга разных моделей.

Оснастка

От нее во многом зависит производительность труда, стоимость работ, срок службы инструмента. Основа оснастки – механизмы крепления сверл, насадок и приспособлений, то есть патроны. Они бывают преимущественно трехкулачковыми, под цилиндрический хвостовик (но зажмут и шестигранный), а также быстрозажимного или зубчато-венцового типа. Большинство кулачковых патронов приспособлено под диапазоны диаметров цилиндрических хвостовиков 0,8–10 мм и 1,5–13 мм, реже встречаются варианты на 3–16 мм и совсем редко – на 0,5–6,5 мм. Патронами под больший диаметр комплектуются более мощные инструменты. Конструктивно быстрозажимные патроны (БЗП) бывают одно- и двухмуфтовые – первые можно затягивать и отпускать одной рукой (при наличии блокировки шпинделя), вторые требуют использования обеих рук, что менее удобно (да и затяжка получается слабее). Что же касается зубчато-венцовых патронов, то на дешевых изделиях зубья венца могут «слизываться» или отлетать. Если это случилось, то патрон лучше всего просто заменить качественным. Ключ имеет обыкновение теряться, поэтому его лучше примотать изолентой к сетевому шнуру, примерно в полуметре от корпуса.

Самая распространенная оснастка – режущий инструмент множества разновидностей. Это наиболее востребованные классические спиральные сверла по металлу, дереву и камню, менее распространенные шнековые, перовые, корончатые и сверла Форстнера по дереву, совсем редкие трубчатые алмазные сверла по стеклу и керамике, фрезеровальные сверла, ступенчатые сверла для листового материала, зенкера, борфрезы и шарошки. Следующая группа – разнообразные насадки и приставки. Стойка для сверления превращает дрель в сверлильный станок. Для сверления не только на верстаке можно воспользоваться направляющей приставкой (напоминает станину ручного фрезера, ее еще называют сверлильной стойкой). Кстати, цифенбор в связке с такой приставкой идеально прорезает отверстия под точечные светильники. Она же позволяет точно выполнять радиальные отверстия в деталях круглого сечения. Сприставками для заточки дисковых твердосплавных пил и спиральных сверл можно сэкономить на мастере-заточнике. Токарная (по дереву) приставка позволяет точить небольшие детали вроде балясин.

Насадка-заклепочник для алюминиевых и стальных заклепок малого диаметра (до 4,8 мм) поможет быстро монтировать объемные конструкции. Насадка в виде вырубных ножниц справится с листовым металлом толщиной до 2 мм, она способна делать прямой и фигурный рез. Резиновые диски под абразивные листы с «липучкой» диаметром 115 и 125 мм могут заменить шлифмашинку; эти же функции выполняют радиальные и торцевые абразивные лепестковые круги. Для зачистки сварных соединений и удаления ржавчины служат щетки и чашки из стальной проволоки. Войлочный круг на оправке пригодится для полировки металла с использованием абразивной пасты. Перемешать краску в банке поможет венчик. Совсем уж экзотично выглядит насадка – насос для воды.

Обратите внимание: дрель рассчитана в основном на осевую нагрузку, поэтому длительное использование в качестве шлифовалки или точила может изрядно сократить ресурс инструмента, если только он не укомплектован радиально-упорными подшипниками – но это бывает лишь у очень дорогих моделей.

04.jpg 05.jpg 06.jpg 07.jpg

09.jpg 10.jpg 11.jpg


Что может сломаться?

По опыту сервисных служб, слабым звеном любой сетевой дрели является двигатель – он ломается чаще. Продолжительная перегрузка способна спалить обмотки ротора и статора (кстати, это не ремонтируется по гарантии). Тут потребуется его замена, перемотка обойдется дороже. А вообще нелишне периодически поглядывать на щетки под нагрузкой – не искрят ли сверх меры? Это может быть признаком не только износа щеток/коллектора, но и перегрузки двигателя. Попытка переключить скорость до остановки вала чревата поломкой механизма, так что не повторяйте чужих ошибок. Синхронизатор передач редуктора встречается крайне редко, поэтому такая неисправность – вторая по частоте появления.

Менее часты поломки подшипников шпиндельного вала, причем задний выходит из строя чаще. Лишь на очень немногих моделях ставится упорный подшипник, лучше переносящий значительные осевые нагрузки. При серьезной радиальной нагрузке (например, при работе щеткой) вылетит скорее передний подшипник вала. Кнопка включения ломается редко, к неисправности обычно приводит ее запыление. В качестве профилактики нелишне время от времени продувать этот узел сжатым воздухом, а за неимением компрессора просто чистить пылесосом. 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. Бывает, что ремонт экономически не оправдан и проще выкинуть неисправный инструмент, купив новый. Это относится, естественно, к брендам дешевого сегмента и к noname-продукции.

Важные нюансы

При обработке металлов, особенно чугуна и твердых сортов стали, желательно охлаждать сверло – его перегрев ведет к стремительной потере прочности. Подвести распылитель охлаждающей жидкости, как на станке, невозможно, поэтому сверло надо время от времени вынимать и погружать в воду (не лучший вариант) или машинное масло. Хорошие результаты получаются при смачивании сверла автомобильной смазкой WD‑40. У термопластичных полимеров относительно низкая температура плавления, поэтому слишком энергичная их подача может расплавить обрабатываемый материал, сверло завязнет и пойдет на выброс.

Отверстие большого диаметра лучше пройти сначала меньшим, а потом расшить нужным сверлом. Коронкой работают в безударном режиме, иначе инструмент быстро выйдет из строя. Не стоит включать удар и при работе с керамической плиткой – возможно ее растрескивание. Учтите, что биметаллическим коронкам противопоказано превышение, а твердосплавным – занижение оборотов относительно оптимальной величины. Желательно, чтобы отклонение составляло не более 20–25%. Если при сверлении в бетоне попался камень – следует вручную (например, с помощью кувалды) раздробить его отбойником или сверлом по бетону, а затем продолжить сверление. При выполнении глухих вертикальных отверстий в дереве вынимать сверло лучше всего, не останавливая вращения и не пользуясь реверсом. В противном случае в отверстии останется много стружки. При попадании на сучок в глубине бруса возможно заклинивание сверла. Для ограничения глубины сверления глухих отверстий (при отсутствии параллельного упора) можно прикрепить к сверлу скотч, склеив свободные кончики наподобие флажка. При касании поверхности он сметет опилки, сигнализируя о достижении заданной глубины. Есть для этого и специальные пластиковые кольца-ограничители, крепящиеся на сверло стопорным винтом.


КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Андрей Гненный
технический специалист компании Stanley Black & Decker:

«В условиях затяжного кризиса в России все больше падает спрос на высококачественный электроинструмент. Основной его потребитель – сфера строительства и ремонта, которая у нас в стране быстро теряет темп и связанные с ним доходы. Как результат – квалифицированные рабочие замещаются менее опытными, и многие прорабы не рискуют давать им профессиональный инструмент, закупая дешевые аналоги. Это обусловливает основную тенденцию развития сегмента сетевых дрелей – сужение вариантов использования каждой конкретной модели инструмента и расширение предлагаемого потребителям ассортимента не столь универсальных, но зато менее дорогих изделий. Добавлю, что лучший способ борьбы с типовыми поломками сетевых дрелей – выпуск узкоспециализированной техники. Почему? Да потому что характерные неисправности почти всегда связаны с нетиповым использованием инструмента, не предусмотренным производителем.

Пользователи нередко задают вопрос: не снижает ли частое применение дрели в ударном режиме срок наработки на отказ? Ответ прост – все зависит от соблюдения условий эксплуатации, установленных изготовителем инструмента. Если не пытаться буравить коронкой отверстия для подрозетников в прочном бетоне, то и подшипники вала прослужат дольше, и патрон не разлетится, и соседи через пару часов бесплодных усилий не придут знакомиться поближе».


КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Сергей Немков
руководитель учебно-аналитического центра компании «ИНТЕРСКОЛ»:

«В сегменте сетевых дрелей наблюдается снижение доли ударных моделей – это связано преимущественно с бурным развитием перфораторов. При этом растет число небольших сетевых безударных дрелей-шуруповертов с моментной муфтой и планетарным редуктором. Отмечу, что такой редуктор надежнее передает крутящий момент (одновременно в зацеплении больше зубьев, чем у пары цилиндрических шестерен), но дороже и сложнее в обслуживании, в обычных дрелях его практически не используют.

Любой инструмент состоит из узлов и деталей, имеющих свои сроки наработки на отказ, поэтому для снижения общей стоимости изделия конструкторы стараются выбирать компоненты с примерно равным сроком службы. В дрелях обычно сначала выходит из строя коллекторно-щеточный узел, затем корпусные детали, дольше держится редуктор. Поэтому, как правило, нет смысла его удорожать, применяя, скажем, радиально-упорные или игольчатые подшипники. Последние позволяют уменьшить габариты узла, их используют тогда, когда это действительно важно. А хорошо выдерживающие осевые нагрузки упорные подшипники оправданны, пожалуй, лишь у мощных ударных дрелей – если они эксплуатируются преимущественно в режиме удара.

Говоря о такой полезной для дрели-шуруповерта функции, как реверс, надо отме­тить большую надежность схемы с механическим поворотом щеточного узла. Впрочем, время работы в таком режиме относительно общей продолжительности жизни машины невелико, поэтому разница с перекоммутацией проводов питания не так уж существенна. Смена направления вращения путем переключения шестерен в редукторе практически не используется, поскольку это слишком усложняет конструкцию и, соответственно, стоимость инструмента».

Редакция благодарит компании «ИНТЕРСКОЛ» и Stanley Black & Decker за помощь в подготовке материала

Текст: Леонида Пеленицына


Возврат к списку



 
19.09.2017 Husqvarna запустила роботизированного садовника в Ботаническом саду МГУ «Аптекарский огород» Компания Husqvarna, впервые в России, запустила уникальный проект по сотрудничеству со старейшим ботаническим садом России «Аптекарский огород», в рамках которого газонокосилка-робот Husqvarna Automower® 310 целый месяц будет заботиться о лужайке возле старейшего дуба в саду, Большого дуба Гофмана.
18.09.2017 Революция в бурении армированного бетона Hilti представляет буры TE-YX третьего поколения
18.09.2017 Работа в лучшем свете Hilti представляет аккумуляторные фонари SL 2-A12 и SL 2-A22