Из чего состоит дрель
Перейти к содержимому

Из чего состоит дрель

  • автор:

Дрель: что такое, принцип работы, устройство и виды

Дрель: что такое, принцип работы. Виды дрелей, устройство и принцип работы

Дрель — это инструмент, используемый для сверления отверстий в различных материалах, таких как сталь, дерево, пластик или камень с помощью сверл. В большинстве случаев дрель сможет завинчивать и отвинчивать шурупы, болты или гайки, помимо сверления, если оснастить ее специальной оснасткой (битами, торцевыми головками). Также с помощью дрели может производиться нарезание резьбы с применением метчиков, можно выполнять другие виды работ, когда необходимо обеспечить вращение рабочего инструмента.

Дрель может быть с батарейным питанием или проводным, то есть подключенным к источнику питания проводом или же работать от автономного источника питания. Также находят применение и ручные дрели, в которых для вращения патрона используется сила человека.

Как устроена и как работает электродрель?

Электрическая дрель со шнуром или без шнура состоит из блока двигателя, который приводит в действие патрон, в который в свою очередь закрепляются различные типы бит или сверл в зависимости от характера материалов, которые необходимо просверлить. Как правило, электрическая дрель состоит из:

  • двигателя;
  • кнопки пуск;
  • механического редуктора;
  • патрона.

Дрель: что такое, принцип работы. Виды дрелей, устройство и принцип работы

Принцип действия дрели прост: питание от сетевого шнура или аккумулятора поступает через кнопку «пуск» на двигатель, который приводит во вращение редуктор, к которому прикреплен патрон.

В большинстве случаев используется коллекторный двигатель, который имеет обмотку ротора и статора, соединенные между собой посредством щеток и коллектора. Пусковая кнопка оснащается тиристорным регулятором, для обеспечения регулирования оборотов двигателя, также кнопка может обеспечивать «реверс» вращения двигателя и блокироваться во включенном состоянии.

Ударные дрели имеют некоторое усовершенствование редуктора, которое обеспечивает помимо вращательного движения патрона еще и удар, что может быть необходимо при работе с бетоном, камнем для облегчения работы. Также для облегчения работы применяются различные дополнительные аксессуары, такие как ограничитель глубины сверления, подсветка, уровень.

Виды электродрелей

Дрель: что такое, принцип работы. Виды дрелей, устройство и принцип работы

На современном рынке можно встретить множество различных электродрелей, способных облегчить выполнение работ по дому и профессионалам, оказывающим ремонтные или другие услуги.

Электрические дрели по типам делятся на:

  • безударные — традиционные модели, используемые для сверления тонких стен и перегородок. Могут применяться во время работы с пластиком, металлом и древесиной. Позволяют быстро получить отверстие желаемого размера. Бытовые и полупрофессиональные чаще всего делают из АБС-пластика, для профессиональных принято использовать ударопрочный металл;
  • ударные — отличаются наличием двух режимов. Они позволяют выполнять стандартное сверление и сверление с ударом. Удар требуется в ситуациях, когда приходится работать с твердыми материалами, такими как бетон, кирпич и тому подобными. Плюс они подходят для работы с теми же материалами, что и безударные.
  • дрели-шуруповерты — они не только сверлят, но и помогают закручивать саморезы и шурупы в различные типы материалов: дерево, гипсокартон и прочие. За счет наличия реверса можно не только закручивать, но и раскручивать шурупы. Подобные модели могут быть аккумуляторными, что делает их более мобильными, однако, менее мощными;
  • дрели-миксеры имеют две скорости, позволяющие использовать их не только для сверления отверстий, но замешивания сухих смесей, используемых во время строительных и ремонтных работ. Благодаря сменной насадке устройство можно использовать как миксер или традиционную электродрель;
  • алмазные дрели используются для алмазного сверления. Они отличаются своей мощностью и позволяют сверлить отверстия в сверхпрочных материалах: железобетоне, камне и прочих. В некоторых моделях присутствует функция водяного охлаждения. Относятся к профессиональным инструментам. В быту в них нет необходимости.

Выбирая дрель, стоит обратить внимание на то, что они могут быть кабельными и аккумуляторными. Аккумуляторные модели мобильны, но имеют меньшую мощность. Они отлично подходят для домашнего использования.

Дрель: что это, принцип работы, устройство и виды

Дрель: что это, принцип работы, устройство и виды

Дрель (перейти к товарам) — это инструмент (перейти к товарам), который предназначен для сверления отверстий в металле, дереве, пластике и других материалах. Он может работать за счёт ручной силы или приводиться к движение при помощи электричества: как от сети, так и от аккумуляторной батареи.

Первые ручные дрели датируются временами до нашей эры: они представляли из себя оснащённое ручкой сверло, которое рабочий крутил самостоятельно.

Первые электрические дрели появились практически сразу после изобретения электродвигателя. В 1880-х годах они уже были достаточно распространены на верфях и заводах. Внешне они немного напоминали современные пистолетообразные электродрели, но были более громоздкими и неудобными.

Как устроена и как работает электродрель?

Устройство и конструкция практически всех дрелей одинаковая, значение имеют мощность и качество компонентов. Элементами электроинструмента (перейти к товарам) в стандартном своём виде являются:

  • коллекторный двигатель, состоящий из статора, ротора и графитовых щёток;
  • симисторный регулятор, спусковой крючок, запускающий дрель;
  • редуктор, предназначенный для увеличения и уменьшения оборотов сверла;
  • патрон, затягивающийся вручную или с помощью специального ключа.

В конструкции могут присутствовать кабель питания или аккумулятор в зависимости от типа электродрели. Ударные модели оснащаются неподвижными храповиками, которые взаимодействуют друг с другом и инициируют возвратно-поступательное движение, приводящее к появлению ударного усилия.

Принцип действия дрели достаточно прост. Рабочий нажимает на пусковую кнопку, которая «пускает» электрический ток к щёткам двигателя. Они раскручивают ротор до требуемых оборотов, через шпиндель роторные вращения передаются на редуктор, который и обеспечивает вращение патрона. В патроне находится сверло — и оно приходит в движение.

Несколько отличается механизм только в ударных моделях, предназначенных для сверления особо прочных материалов, в том числе для проделывания отверстий в искусственном и натуральном камне. Дополнительно некоторые дрели оснащаются механизмом реверса, который позволяет быстро раскрутить закрученное. Некоторые модели имеют ограничители глубины сверления, подсветку рабочего пространства и фиксацию кнопки пуска, однако это всё детали, которые не слишком влияют на основной функционал инструмента, хоть и облегчают работу с ним.

Виды электродрелей

Сейчас на рынке представлен целый ряд различных электродрелей, облегчающих ремонтные и отделочные работы как для профессионалов, так и для тех, кто занимается улучшением жилья своими руками.

Основные типы электрических дрелей включают в себя:

  • безударные модели (перейти к товарам) — стандартные инструменты, которые подойдут для сверления отверстий в сравнительно тонких и неплотных материалах. Подойдут для работы с пластиком, древесиной и металлом, обеспечивают быстрое и чистое сверление. Бытовые и полупрофессиональные обычно изготавливаются из АБС-пластика, профессиональные — из ударопрочного металла;
  • ударные (перейти к товарам) имеют два режима работы: сверление и сверление с ударом. Удар нужен для того, чтобы проделывать отверстия в особо прочных материалах: бетоне, кирпиче (перейти к товарам), камне. Они подойдут и для работы с теми же материалами, с которыми применяются безударные: два режима вполне это позволяют;
  • дрель-шуруповёрт не только сверлит, но и закручивает саморезы и шурупы в дерево, стену, гипсокартон (перейти к товарам) и т. д. Выпускаются с ревёрсом, позволяющим не только закручивать, но и раскручивать шурупы. Могут оснащаться аккумулятором — это делает их мобильнее, но чуть менее мощнее;
  • дрели-миксеры с двумя скоростями используются не только для сверления, но и для замешивания сухих строительных смесей (перейти к товарам), краски (перейти к товарам), для колерования. Насадку можно менять на сверло и использовать миксер в качестве стандартной электродрели;
  • алмазные дрели — или инструменты алмазного сверления — мощные электродрели, предназначенные для работы со сверхпрочными материалами, в числе которых железобетон, камень, кирпич. Оснащаются специальными алмазными коронками, некоторые модели — водяным охлаждением. Незаменимы в профессиональной строительной деятельности, но в быту обычно бывают избыточны.

Дрели могут быть аккумуляторными. Такие модели обычно менее мощны, чем кабельные, но идеально подойдут для использования дома, а также для ситуаций, когда рабочему нужна максимальная мобильность.

Статьи по теме

Электроинструменты: что это, как выбрать

Электроинструменты: что это, как выбрать

​Электроинструменты созданы для того, чтобы упрощать строительные и отделочные работы, ремонт и реконструкцию. Это целый класс бытовых и профессиональных инструментов, объединяет которые, по сути, только наличие электродвигателя, который может работать от электропитания или от аккумуляторной батареи. Последние маневреннее, первые, как правило, мощнее.

Устройство дрели

Наверное, нет такого человека, который бы не слышал о существовании электродрели. Многие даже пользовались ею, но вот устройство дрели и принцип работы знают не многие. Исключить этот пробел поможет данная статья.

Устройство дрели (простейшая китайская электродрель)

Устройство дрели (простейшая китайская электродрель): 1 — регулятор оборотов, 2 — реверс, 3 — щеткодержатель со щеткой, 4 — статор двигателя, 5 — крыльчатка для охлаждения электродвигателя, 6 — редуктор.

Электродвигатель. Коллекторный электродвигатель дрели содержит три основных элемента — статор, якорь и угольные щетки. Статор выполнен из электротехнической стали высокой магнитной проницаемости. Имеет цилиндрическую форму и пазы для укладки статорных обмоток. Статорных обмоток две и расположены они друг напротив друга. Статор жестко крепиться в корпусе дрели.

Устройство дрели

Устройство дрели: 1 — статор, 2 — обмотка статора (вторая обмотка под ротором), 3 — ротор, 4 — пластины коллектора ротора, 5 — щеткодержатель со щеткой, 6 — реверс, 7 — регулятор оборотов.

Ротор представляет собой вал, на который прессуется сердечник из электротехнической стали. По всей длине сердечника протачиваются канавки, через равное расстояние, для укладки якорных обмоток. Обмотки наматываются цельным проводом с отводами для крепления к коллекторным пластинам. Таким образом, образовывается якорь, разделённый на сегменты. Коллектор находится на хвостовике вала и жестко укреплен на нем. Ротор во время работы вращается внутри статора на подшипниках, которые расположены в начале и конце вала.

По пластинам во время работы двигаются подпружиненные щетки. Кстати, когда проводится ремонт дрели, следует особое внимание уделить именно им. Щетки прессуются из графита, имеют вид параллелепипеда с вмонтированными гибкими электродами.

Новые щетки

Новые щетки

Регулятор оборотов. Обороты дрели регулирует симисторный регулятор, расположенный в кнопке включения. Надо отметить простую схему регулировки и малое количество деталей. Собран этот регулятор в корпусе кнопки на подложке из текстолита по микроплёночной технологии. Сама плата имеет миниатюрные размеры, что позволило поместить её в корпусе курка. Ключевой момент — это то, что в регуляторе дрели (в симисторе) происходит разрыв и замыкание цепи за миллисекунды. И регулятор никак не изменяет напряжение, которое приходит из розетки ( однако меняется среднеквадратичное значение напряжения, которое показывают все вольтметры измеряющее переменное напряжение ). Точнее, происходит импульсно-фазовое управление. Если кнопка нажата слегка, то время когда цепь замкнута самое маленькое. По мере нажатия, время, когда цепь замкнута, увеличивается. Когда кнопка нажата до предела, время, когда цепь замкнута, максимально или цепь вообще не размыкается.

Более научно это выглядит следующим образом. Принцип работы регулятора основан на изменении момента (фазы) включения симистора (замыкания цепи) относительно перехода сетевого напряжения через ноль (начала положительной или отрицательной полуволны питающего напряжения).

Диаграммы напряжения

Диаграммы напряжения: в сети (на входе регулятора), на управляющем электроде симистора, на нагрузке (на выходе регулятора).

Чтобы легче было разобраться в работе регулятора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке. После включения дрели в сеть на вход регулятора поступает переменное напряжение (верхняя диаграмма). Одновременно на управляющий электрод симистора подается напряжение синусоидальной формы (средняя диаграмма). В момент, когда его величина превысит напряжение включения симистора, симистор откроется (цепь замкнется) и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь форму как на нижней диаграмме.

Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. Амплитуда управляющего напряжения управляется переменным резистором соединенным с курком дрели. Из диаграммы видно, что если не сдвигать по фазе управляющее напряжение, диапазон регулирования будет от 50 до 100%. Поэтому, чтобы диапазон расширить, управляющее напряжение сдвигают по фазе, и тогда в процессы нажатия на курок напряжение на выходе регулятора будет изменяться так, как показано на рисунке ниже.

Как будет меняться напряжение на выходе регулятора, если нажимать курок дрели

Показано как будет меняться напряжение на выходе регулятора, если нажимать курок дрели.

Схема подключения проводов, и в частности схема подключения кнопки дрели, в разных моделях может отличаться. Самая простая схема, и лучше всего демонстрирующая принцип работы, следующая. Один повод из шнура питания подключается к регулятору оборотов.

Электрическая схема дрели

Электрическая схема дрели. «рег. обор.» — регулятор оборотов электродрели, «1-я ст.обм.» — первая статорная обмотка, «2-я ст.обм.» — вторая статорная обмотка, «1-я щет.» — первая щетка, «2-я щет.» — вторая щетка.

Чтобы не путаться, важно понять, что регулятор оборотов и устройство управления реверсом — это две разные детали, которые часто имеют разные корпуса.

Регулятор оборотов и реверс находятся в отдельных корпусах

Регулятор оборотов и реверс находятся в отдельных корпусах. На фото видно, что к регулятору оборотов подключено только два провода.

Единственный провод выходящий из регулятора оборотов подключается к началу первой обмотки статора. Если бы не было устройства реверса, конец первой обмотки соединялся бы с одной из щеток ротора, а вторая щетка ротора соединялась бы с началом второй обмотки статора. Конец второй обмотки статора ведет ко второму проводу шнура питания. Вот и вся схема.

Изменение направления вращения ротора происходит, когда конец первой обмотки статора подключается не к первой, а ко второй щетке, при этом первая щетка подключается к началу второй обмотки статора.

Схема реверса дрели

Схема реверса дрели

В устройстве реверса такое переключение и происходит, поэтому щетки ротора соединяются с обмотками статора через него. На этом устройстве может быть схема, показывающая, какие провода соединяются внутри.

Схема на реверсе электродрели

Схема на реверсе электродрели (на фото реверс отсоединен от регулятора оборотов)

Схема подключения реверса электродрели

Схема подключения реверса электродрели

Черные провода ведут к щеткам ротора (5-й контакт пусть будет первая щетка, а 6-й контакт пусть будет вторая щетка), серые — к концу первой обмотки статора (пусть будет 4-й контакт) и началу второй (пусть будет 7-й контакт). При положении переключателя изображенном на фото, замкнуты конец первой обмотки статора с первой щеткой ротора (4-й с 5-м), и начало второй обмотки статора со второй щеткой ротора (7-й с 6-м). При переключении реверса во второе положение, соединяются 4-й с 6-м, и 7-й с 5-м.

Конструкция регулятора оборотов электродрели предусматривает подключение конденсатора и подключение к регулятору обоих проводов идущих от розетки. Схема на рисунке ниже, для лучшего понимания, чуть упрощена: нет устройства реверса, ещё не показаны обмотки статора, к которым и подключаются провода от регулятора (см. схемы выше).

Схема подключения кнопки (регулятора оборотов) дрели

Схема подключения кнопки (регулятора оборотов) дрели.

В случае описываемой электродрели, используется только два нижних контакта: крайний левый и крайний правый. Конденсатора нет, а второй провод сетевого шнура подключается прямо к статорной обмотке.

Подключение кнопки электродрели

Подключение кнопки электродрели

Редуктор. Редуктор дрели предназначен для уменьшения оборотов сверла и увеличения крутящего момента. Чаще встречается шестеренчатый редуктор с одной передачей. Встречаются дрели и с несколькими передачами, например двумя, при этом сам механизм чем-то напоминает коробку передач автомобиля.

Ударное действие дрели. Некоторые дрели имеют ударный режим, для долбления отверстий в бетонных стенах. Для этого сбоку большой шестеренки ставится волнистая «шайба», и такая же «шайба» напротив.

Большая шестеренка с волнистостью сбоку

Большая шестеренка с волнистостью сбоку

При сверлении с включенным режимом удара, когда сверло упирается, например, в бетонную стену, волнистые «шайбы» соприкасаются и за счет своей волнистости имитируют удары. «Шайбы» со временем стираются, и требую замены.

Волнистые поверхность не соприкасаются благодаря пружине

Волнистые поверхность не соприкасаются благодаря пружине

Соприкасающиеся волнистые поверхности. Пружина растянута.

Соприкасающиеся волнистые поверхности. Пружина растянута.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Устройство дрели

Дрель – это наиболее востребованный электроинструмент, который предназначен для сверления отверстий, в зависимости от своей модификации может иметь функцию удара.

  • регулятор оборотов;
  • реверс;
  • щеткодержатель со щеткой;
  • стартор двигателя;
  • крыльчатка для охлаждения двигателя;
  • редуктор.

Сердцем дрели являются электродвигатель, состоящий из трех основных элементов: стартор, якорь и угольные щетки.

Статор двигателя имеет цилиндрическую форму и пазы для укладки обмоток, он изготавливается из стали высокой магнитной проницаемости. Статорных обмоток две и располагаются они друг напротив друга.

Еще одним элементом электродвигателя дрели является ротор. Он представляет собой вал, на который прессуется стальной сердечник. По всей длине сердечника имеются канавки, расположенные через равное расстояние, предназначаются они для укладки якорной обмотки. Обмотки ротора имеют отводы, предназначенные для крепления к коллекторным пластинам. Во время работы дрели ротор вращается внутри статора на подшипниках.

По пластинам коллектора ротора в процессе работы двигаются угольные щетки.

Регулятор оборотов дрели представляет собой симисторный регулятор, который встраивается в курок, в зависимости от степени нажима осуществляет регулировку и поддержание заданных оборотов.

Редуктор – это элемент внутреннего устройства дрели, который предназначен для уменьшения оборотов сверла и при этом увеличения крутящего момента. В зависимости от модели электродрели в конструкции может быть использован шестеренчатый редуктор с одной передачей, а также встречаются модели с двумя передачами, где конструкция редуктора немного сложнее.

Ударные дрели в своем устройстве для создания эффекта долбления сбоку от большой шестеренки имеют волнистую шайбу, а также шайбу напротив. Когда сверло упирается в стену под нагрузкой, эти волнистые шайбы соприкасаются между собой и имитируют удары.

Выше мы рассмотрели устройство простой модели электрической дрели. Поэтому ваша модель может отличаться по исполнению и наличию дополнительных элементов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *