Удар удару рознь
Собственно, этот факт и послужил основанием для написания данной статьи, в которой будет рассмотрена разница между существующими типами оборудования, использующего в своей работе осевой (то есть наносящийся вдоль рабочего инструмента) удар. Эта техника применяется для работы с камнем, кирпичом, бетоном и керамикой. При этом представительная (основная) технологическая операция, по которой оценивается эффективность дрели, – это сверление отверстий в металле, пластмассе и древесине, а основное предназначение перфоратора – бурение камня, бетона, кирпича.
История появления
Откуда и зачем появился термин «ударная дрель»? Наличие осевого (то есть направленного вдоль оси рабочего инструмента) удара является дополнительной функцией, призванной повысить функциональность рассматриваемого инструмента и улучшить его потребительские характеристики. Проще говоря, это попытка проникновения обыкновенных дрелей (ручных сверлильных машин) в область укрощения камня. Насколько она оказалась удачной? Те, кто пробовал делать ремонт, используя только ударную дрель, могут рассказать много интересного про эффективность данного устройства.
А возможен ли обратный вариант? Удастся ли оборудованию из области работ по бетону, где выживают только тяжелые, сложные и, соответственно, дорогие машины (бурильные молотки, перфораторы), вторгнуться в сферу, где уже более столетия (электродрель появилась в 1895 году) правят бал традиционные дрели?
Первые перфораторы – поршневые машины, использовавшие энергию сжатого воздуха, были разработаны в 1851 году специально для горнодобывающей промышленности.
К 1932 году появился первый электрический перфоратор, а сфера его применения расширилась – в нее вошли различные строительные работы. Перфораторы отлично бурят камень, прекрасно подходят для сверления, а также решения монтажных задач. Однако до последнего времени цена и вес этого устройства оставались слишком большими, чтобы люди могли приобрести его в качестве основного бытового строительного инструмента.
Примерно в середине прошлого века началось массовое строительство типового жилья из камня, кирпича, бетона и т.д. Потребность в недорогом и легком оборудовании, которое можно было бы использовать для сверления перечисленных материалов, послужила причиной появления в 1955 году ударных дрелей, нашедших широкое применение в быту благодаря своей простоте и существенно более низкой (по сравнению с перфораторами) цене. Они бурят камень эффективнее, чем безударные модели, но все равно не в силах составить полноценную конкуренцию перфораторам.
Особенности конструкции
Различия между дрелью и перфоратором весьма существенны и заложены в сам принцип действия и конструкцию инструмента. У обычной ударной дрели удар производится за счет механического зацепления двух плоских шестерен – «трещоток», преобразующих часть вращательного движения вала и силу, с которой оператор давит на устройство, в удары, разрушающие камень и одновременно саму дрель. Причем чем сильнее пользователь давит на дрель, тем выше скорость прохождения бетона и короче жизнь самого инструмента.
У перфораторов совершенно иной принцип действия, другие природа, сила удара и ресурс. Устройства имеют встроенный пневматический или электромагнитный ударный механизм (справедливости ради надо упомянуть также и гидравлический принцип формирования удара). Чаще всего встречаются модели с электроприводом (попадаются аналоги с пневмо-, гидро- или бензоприводом, но значительно реже), который обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня, приводящего в действие боёк. Последний наносит удары по хвостовику рабочего инструмента. Воздушная прослойка между поршнем и бойком электропневматического перфоратора создает демпфирующий эффект, благодаря которому резко уменьшаются ударные нагрузки на поршень и сам механизм перфоратора, за счет чего увеличивается продолжительность жизни инструмента. Причем энергия удара перфоратора не зависит от силы нажатия на инструмент (в разумных пределах, разумеется): пневматический (компрессионно-вакуумный) механизм перфоратора сам производит удар. Демпфирующий эффект позволяет также существенно снизить уровень вибронагрузки на инструмент и оператора – в отличие от ударной дрели, где ударный механизм жестко связан с корпусом конструкции. Количество ударов у дрели в среднем составляет 30–40 тыс. в минуту, у перфоратора – до 7,5 тыс., однако при этом сила удара у него на пару порядков выше и достигает единиц или даже десятков джоулей (Дж). При сопоставимой потребляемой мощности перфоратор бурит бетон в 15–20 раз быстрее и эффективнее, чем ударная дрель. У нее, как уже говорилось, энергия удара напрямую зависит от силы нажатия, прикладываемой оператором при сверлении бетона.
У перфоратора же, наоборот, при избыточном усилии со стороны пользователя снижается производительность, так как уменьшается свободный ход бойка, необходимый ему для разгона и набора максимальной кинетической энергии.
Люди, хотя бы раз в жизни работавшие с перфоратором и ударной дрелью, прекрасно понимают значение подобных различий для пользователя. К примеру, сверление сотни отверстий самых ходовых размеров (диаметром 6–8 мм при глубине 40–60 мм) в несущей бетонной стене за несколько часов – не проблема для человека, использующего перфоратор. Зато при работе любой, даже самой лучшей ударной дрелью руки мастера начнут испытывать усталость уже после пятого отверстия.
В защиту дрели Есть ли недостатки у перфоратора по сравнению с обычной ударной дрелью? Да, один все-таки существует и, опять же, является следствием особенностей конструкции. Дело в том, что рабочий инструмент (бур) перфоратора должен иметь значительный свободный ход, что предусматривается системами крепления SDS-plus и SDS-max. То есть достичь той осевой стабильности, которая свойственна обычной дрели, в данном случае невозможно. Впрочем, справедливости ради следует отметить, что из-за наличия узла со свободным ходом – «трещотки» – ударные дрели также имеют определенный, хотя и меньший, осевой люфт. Но хорошо заметный на холостом ходу, он становится практически незаметным, когда бур упирается в обрабатываемый материал – отверстие, в котором находится наконечник насадки, играет роль дополнительной опоры.
На самом деле говорить о том, что ударная дрель в настоящее время является исключительно бытовым устройством и должна со временем исчезнуть из линеек профессионального инструмента, нельзя. Она до сих пор находит себе место в модельных рядах профессионального оборудования ведущих мировых производителей и рекомендуется к использованию для сверления отверстий в твердых, но хрупких материалах, таких как керамическая плитка или керамический кирпич. Одним словом, ударная дрель приходит на помощь мастеру в тех случаях, когда слишком большая энергия единичного удара с высокой вероятностью вызовет разрушение материала вокруг отверстия.
КСТАТИ
Начиная предметное обсуждение какого-либо вопроса, необходимо убедиться, что все понимают его суть. Поэтому предлагаю уточнить терминологию, обратившись к Большой советской энциклопедии. Итак, процитируем:
• Дрель (от нем. Drillbohrer) – ручная машина для сверления отверстий в металле, древесине и других материалах. Может иметь электрический или пневматический привод.
• Сверлильные машины предназначаются для образования отверстий. Различают сверлильные машины одно-, двух-, многоскоростные, с плавной регулировкой частоты вращения рабочего органа, реверсивные и нереверсивные. В эту группу входят также машины ударно-вращательного действия, у которых на шпиндель при его вращении передаются осевые удары, увеличивающие рабочее усилие и, следовательно, производительность, особенно при обработке бетона, кирпича и прочих подобных материалов.
• Молотки и другие сверлильные машины ударного действия. В строительстве, горной и других отраслях промышленности для разрушения бетона, горных пород и т.п. используют отбойные молотки. Для образования размерных отверстий в горных породах, бетоне, кирпиче и других подобных материалах применяют перфораторы, рабочий инструмент которых не только совершает удар, но и вращается.
Таким образом, и ударные дрели, и перфораторы относятся к ручным машинам ударно-вращательного действия.