Як працює акумуляторний і мережевий шуруповерт

Багато хто сприймає шуруповерт як маленьку акумуляторну дриль. Але при виконанні ряду завдань працювати шуруповертом зручніше. Він плавно стартує і миттєво зупиняє обертання, діапазон можливих швидкостей обертання нижче, ніж у дрилі. Більшість моделей дійсно є акумуляторними, але це не ключова особливість. Будь-шуруповерт має механізм, що обмежує крутний момент. За рахунок чого так працює шуруповерт, можна зрозуміти з його конструктивних особливостей.

Шурупокрути бувають акумуляторні і мережеві, малої або великої потужності, оснащені додатковими функціями або без них.

електрична частина

Електронна і механічна начинка укладена в корпус пістолетного типу. Привід робочого органу через механізм обмеження крутного моменту і редуктор здійснюється від електродвигуна постійного струму. Такий двигун має статор з постійними магнітами і ротор з мідними обмотками. Харчування на обмотки подається через колекторний вузол. Ротор вільно обертається в підшипниках ковзання.

Акумуляторний шуруповерт зручно використовувати при роботі у важко доступних місцях, так як з ним можна підійти до об'єкту з будь-якого боку.

Харчування двигуна здійснюється від декількох акумуляторних елементів, об'єднаних в 1 корпусі. Залежно від необхідного крутного моменту, що видається шуруповертом, вихідна напруга блоку акумуляторів для різних моделей варіюється в діапазоні 9-18 В.

Швидкість обертання ротора електродвигуна залежить від напруги приходить на щітки колекторного вузла. За безступінчата зміна напруги, що подається відповідає широтно-імпульсний модулятор.

Принцип його роботи заснований на тому, що постійна напруга, яке видається акумулятором, перетворюється в систему імпульсів високої частоти з деяким нетривалим періодом. Протягом періоду вхідна напруга пропускається через модулятор тільки частина часу, а потім до кінця періоду воно блокується. Співвідношення часу присутності напруги на виході електронного компонента і часу його відсутності формує деякий середнє значення. Тобто при вхідному напрузі 12 В і співвідношенні періоду імпульсу до його тривалості, що дорівнює 2, вихідна напруга для двигуна становитиме 6 В. Зважаючи на високу частоти імпульсів скачки напруги непомітні.

У багатьох шуруповертов регулюються швидкість, реверс, перемикання свердління і дрилі.

Формування співвідношення відбувається в залежності від положення курка інструменту. Чим сильніше ви на нього натискаєте, тим довше імпульс. Відповідно піднімається і середня напруга на обмотках ротора. Зростає крутний момент, а з ним і швидкість обертання. Реверс реалізується простим зміною полярності на щітках колектора. Для цього кожен шуруповерт має окремий перемикач.

Плавний запуск двигуна реалізується за допомогою додаткового блоку транзисторів. Навіть якщо різко втиснути курок, шуруповерт без ривка плавно набирає обертів. Миттєва зупинка виконується за рахунок замикання обмоток ротора накоротко або на невеликий опір. Обидві функції дозволяють краще зберігати контроль над приладом.

механічна частина

Невеликий, легкий шуруповерт зручний тим, що рука не втомлюється його тримати.

Обертання від електродвигуна на муфту обмеження крутного моменту передається через планетарний редуктор. В такому редукторі високе передавальне відношення поєднується з компактністю і відсутністю радіальних навантажень на вхідний і вихідний вал.

На вхідному валу від електродвигуна насаджується центральна сонячна шестерня. На корпусі редуктора жорстко закріплюється зовнішня коронна шестерня з внутрішніми зубами. Між сонячної і коронної шестернями обертаються шестерні-сателіти. Сателіти насаджені на вали водила. Центральний вал водила є вихідним валом редуктора.

Для закручування метизів шуруповертом потрібні зовсім невеликі обороти, тому вони комплектуються дво- і триступінчастими редукторами. На вихідний вал водила 1-ої ступені насаджується сонячна шестерня 2-го ступеня і так далі. Універсальний інструмент, який може використовуватися не тільки для операцій закручування і відкручування, а й для свердління отворів невеликого діаметра, часто має можливість блокування 1 ступені для розширення діапазону оборотів.

Шуруповерт не може таким називатися без механізму обмеження крутного моменту.

Його ще називають тріскачкою. Виконання такого вузла у різних виробників може відрізнятися, але загальний принцип завжди один. Крутний момент передається через 2 диска. На торцевій поверхні ведучого диска є зубчасті радіальні виступи або пази. На відомому є підпружинені пальці зі сферичними торцями або кульки. Контактують поверхні відполіровані і загартовані.

Мережевий шуруповерт дозволяє не залежати від заряду батареї, проте не зручні при використанні в важкодоступних місцях.

Ступінь затягування пружини коригує максимальний передається вузлом момент. При його перевищенні пружина стискається, а кульки або пальці проскакують щодо виступів або пазів, патрон зупиняється. Для візуалізації процесу коригування на корпусі тріскачки є шкала. Число можливих положень у різних моделей і виробників варіюється від 6 до 24. Цифри не означають якогось конкретного крутного моменту, шкала умовна.

Тримач насадки для загвинчування може мати 1 з 2-х виконань. Для вузькоспеціалізованого інструменту використовується намагнічене шестигранний гніздо, що робить дуже зручною зміну фігурних біт.

В універсальних моделях, які можуть виконувати функцію свердління, як і для дрилі, використовується патрон. У нього можна затиснути і биту, і свердло невеликого діаметру.

Електродвигун та інших деталей пристрою в процесі роботи нагріваються. Для їх охолодження на вал електродвигуна насаджується крильчатка. При обертанні вала крильчатка через отвори в корпусі прокачує повітря.

Для зниження стомлюваності при роботі з шуруповертом, конструктори прагнуть розподілити його масу по корпусу так, щоб центр мас припадав в район долоні. Саме тому важкі акумулятори завжди розміщуються в торці рукоятки.

Винятки та особливості

Часто в комплект шуруповерта входить дві батареї, поки одна в роботі, друга на зарядці.

Коли роботи виконуються в безпосередній близькості від джерела живлення і не пов'язані з необхідністю проникнення в важкодоступні місця, зручніше використовувати мережеві шуруповерти. Вони дозволяють не залежати від зарядки акумулятора. Такі моделі особливо підходять для домашнього майстра, коли інструмент використовується епізодично.

У мережевих шуруповертах використовуються потужні електродвигуни змінного струму, а замість широтно-імпульсного регулятора обертів застосовується сімісторний. У сімісторов частина синусоїди обрізається, і середнє значення напруги зменшується.

У продажу зустрічаються блоки живлення для акумуляторних шуруповертів, які встановлюються на місце батареї. Для збільшення мобільності деякі моделі комплектуються 2-мя акумуляторами. Поки 1 в роботі, 2-ий заряджається.

Зрідка зустрічаються моделі, де замість планетарного редуктора застосовується класичний з рознесеними валами. Це характерно для універсальних моделей, більше підходять для свердління. Для шуруповерта з власником біти використання швидкозатискного патрона теж реально. Для цього використовуються патрони-насадки з хвостовиком, як у біти. Крім того, є насадки, що змінюють кут закручування або зміщують вісь обертання.