Принцип работы и основные узлы шуруповерта
Агрегаты делятся на электрические, работающие от сети, и аккумуляторные, источником питания которых выступает АКБ разного вольтажа, емкости. Независимо от типа, модели имеют практически идентичную конструкцию. Чтобы понять, как разобрать шуруповерт, нужно ознакомиться с его функциональными узлами:
- электродвигатель (щеточный или бесщеточный);
- редуктор;
- электронный блок;
- зажимной патрон;
- пусковая кнопка;
- регулятор усилий;
- реверс.
Все элементы надежно закреплены в корпусе пистолетной формы, изготовленном из прочного материала, с прорезиненной рукояткой. Кнопка «Пуск» и другие переключатели расположены на его внешней части. В основании предусмотрен разъем для фиксации аккумуляторной батареи, которая представляет собой набор последовательно соединенных питающих элементов. Сетевые модели оснащены кабелем для подключения к розетке.
Мотор, представляющий собой цилиндр, является главным и самым дорогим элементом конструкции. В агрегатах с щеточным узлом якорь расположен на специальных латунных опорах, а в его пазах находятся обмотки двигателя. На них подается напряжение через пластины коллектора. Ток, протекая по проводнику, вызывает образование электромагнитного поля.
Устройство шуруповерта
Вращение вала обеспечивает крутящий момент, возникновению которого способствует магнитное поле статорных обмоток и якоря. Назначение коллекторного узла последнего заключается в сохранении заданной последовательности подачи напряжения на проводники. Щетки прижимаются к якорю подпружиненными пластинами. При возникновении проблем нужно знать, как разобрать двигатель шуруповерта, чтобы самостоятельно устранить неисправность.
Инновационные технологии позволили значительно улучшить характеристики двигателя путем исключения из его конструкции коллектора и щеток. Электронный усилитель заменили механическими контактами.
Сначала якорь с постоянным магнитом поворачивается в направлении силовых линий магнитного поля, а при подаче напряжения на следующую пару – продолжает вращение. При этом магниты начинают взаимодействовать с вновь образующимся магнитным полем. Данные реакции непрерывны, пока на обмотки подается напряжение.
Редукторы в шуруповертах используют в основном планетарного типа. К основным составляющим относят:
- сателлиты;
- водило;
- кольцевую шестерня;
- солнечная шестерня (крепится на вал мотора).
Назначение редуктора заключается в передаче крутящего момента двигателя на патрон инструмента. Элемент соединен с валом, на котором крепится держатель оснастки. Многие модели оснащены двухскоростным редуктором, позволяющим настраивать шуруповерт на выполнение конкретной задачи. Принцип действия: вал якоря приводит в движение солнечную шестерню – совместно с кольцевой она вращает сателлиты, передающие импульс водилу.
Разобранный редуктор
Патрон предназначен для фиксации бит и сверл. Крепится к выходному валу редуктора с помощью резьбы, винта или конуса Морзе. Наличие 3 прижимных кулачков позволяет надежно фиксировать деталь. По типу конструкции различают ключевой, быстрозажимной, самозажимной или шестигранный патрон.
Пусковой выключатель обеспечивает запуск шуруповерта. При нажатии на кнопку цепь питания в моторе замыкается, что способствует возникновению максимальной мощности. Также ее назначение заключается в регулировке частоты оборотов шпинделя – чем сильнее нажать на курок, тем выше скорость вращения патрона.
Регулятор силы прижима с предохранительной муфтой. Большинство моделей оснащены кольцом с 16-18-ступенчатой градацией, что позволяет максимально точно настроить степень затяжки при работе с материалами разной плотности.
Функция реверс позволяет изменять направление оборотов шпинделя, что обеспечивает возможность извлечения ранее вкрученных саморезов. Переключение обычно происходит путем смены полярности питающего двигатель напряжения.
Что представляет собой Ni-MH аккумулятор
Металлогидридные модели аккумуляторные батареи обладают специфическими особенностями и свойствами. У них своя конструкция, в которой присутствуют важные характеристики. Как и все разновидности аккумуляторов они имеют свои положительные и отрицательные особенности, черты и свойства. В основе своей они имеют малые отличия от своих предков, никель-кадмиевых аккумуляторных источников питания.
Чувствуете разницу?
И так знаю Теперь да
Устройство изделий и принцип работы никель-металлогидридных аккумуляторов
Если разобраться в составе металлогидридных источников питания, то это поможет понять их принцип работы:
Компоненты Ni-Mh:
- минусовой электрод имеет в составе металлогидрид;
- плюсовой электрод основан из никиля, а точнее, из его оксида;
- электролитический раствор основан из гидрооксида металла калия;
- в основу анода ложится фольговая разработка;
- при разработке катода применяются никилиевые порошки.
Характеристики Ni-MH аккумуляторов
Ni-MH аккумуляторы характеристики. Все виды являются перезаряжаемыми аккумуляторами. Имеют разные габариты, вес, свой набор электрических характеристик, энергетическую ёмкость.
Электрические характеристики
Никель-металлогидридные батареи способны выдавать напряжение от 1,2 до 1,5 Вольт. Если соединять аккумуляторы последовательным методом, то можно добиться параметра напряжения в 15 Вольт. Средняя энергоплотность находится в диапазоне от 60 до 120 Вт-ч/кг. Параметр сопротивления составляет от 200 до 300 мОм. Данные модели имеют хорошую защиту от перезаряда. Это означает, что при долгом нахождении нахождении на зарядке, устройство не будет перегреваться и потреблять лишнюю энергию. Саморазрядка у данных АКБ присутствует и она является даже выше чем у никель-кадмиевых видов. Саморазрядка — это процесс при котором происходит потеря энергии, в режиме ожидания. Это приводит к уменьшению срока эксплуатации аккумуляторной батареи. За год батарейка может терять до 30 процентов электроэнергии. Номинальное напряжение составляет 1,5 Вольт. Приемлемая нагрузка тока составляет 0,5 С.
Ёмкость аккумулятора
Металлогидридные разновидности изделий имеют маленькое число циклических повторений подзарядки в диапазоне от 350-550. После этого происходит потеря ёмкости в 20 процентов. Более новые гибридные модели имеют большую энергетическую ёмкость, она может доходить до 3000 циклов. Если говорить про никель-кадмиевые источники питания их количество циклов не превышает 1600 штук.
Типоразмеры
Основной тип у металлогидридных источников питания цилиндрические. Они полностью копируют обычные одноразовые батарейки, некоторые отличия могут быть в весе или незначительном размере. Также на них имеется своя маркировка.
Достоинства и недостатки
Каждый вид любого источника питания имеет свои особенности и недостатки. Металлогидридные аккумуляторные батареи не стали исключением.
Преимущества никель-металлогидридных моделей:
- практически нет эффекта памяти. Это означает, что батарейки не запоминают прошедшие циклы зарядки и их ёмкость не меняются до окончания циклов. Не потребуется проводить полные зарядку и разрядку как в прошлых разновидностях аккумуляторов. Отсутствие этого эффекта обусловлено тем, что в отрицательных электродах присутствует специальное вещество, блокирующее процесс;
- наличие безопасности для всего окружающего мира за счёт отсутствия опасных химических продуктов и кадмия;
- увеличение энергетической ёмкости. Если кадмиевые и металлогидридные аккумуляторные батареи будут одного размера, то вторые смогут проработать в 1,5 или даже в 2 раза дольше.
Недостатки никель-металлогидридных моделей:
- невысокий срок эксплуатации. Некоторые модели после 300 циклов уже могут потерять порядка 20 процентов от былой энергетической ёмкости;
- металлогидридные батарейки могут воспламениться или даже взорваться если будут иметь постоянное снабжение электроэнергией;
- высокая саморазрядка. По этому параметру металлогидридные батарейки ненамного уступают кадмиевым.
Как отремонтировать редуктор самостоятельно
Редуктор – это такой механизм, который практически не подлежит починке. Речь идет о ремонте редуктора шуруповерта своими руками. К примеру, провода можно спаять, а кнопку прикрепить. Здесь же выход из ситуации – это замена неисправных частей. Также, если переключение оборотов происходит с опозданием или в некоторых случаях не переключается, можно попробовать смазать шестерни в редукторе. При разборе можно наткнуться и на мусор, который мешает нормальной работе планетарного механизма.
Смазать шестерни можно и таким подручным материалом, как тосол. Ну лучше делать это «оригинальной» смазкой. Её можно найти в магазине или сервисном центре фирмы, к которой принадлежит устройство. Цена на тюбик обычно не большая, а его должно ходить на несколько ТО шуруповерта или другой техники.
Схема редуктора шуруповерта
Разборка редуктора шуруповерта:
- Необходимо вытащить патрон. Делать это удобнее всего шестигранным ключом на 10 миллиметров.
- В патрон необходимо зажать короткий конец ключа, а затем выполнить кратковременный запуск инструментом с такой целью, чтобы ключ на полной скорости электромотора ударился о поверхность стола.
- Но такой метод подойдет для шуруповерта, где редуктор хоть как-то запускается. При неисправном механизме нужно зажать шпиндель в тисках. В таком положении можно разобрать редуктор.
https://youtube.com/watch?v=J4qZQxDYUWo
Теперь можно выполнять запланированные операции – смазывать детали или выполнять замену, при условии, что в наличии есть новые элементы для шуруповерта.
Не рекомендуется брать шестерни или муфты от других моделей, так как скорее всего будет несоответствие, хотя визуально оно может быть и не видно. Не рекомендуется работать с шуруповертом длительно на высоких оборотах, так как это скорее всего приведет к поломке.
Частые неисправности
Редуктор шуруповерта
Слабым местом шуруповерта является редуктор.
Чтобы обеспечить максимальную компактность инструмента, конструкция содержит двухступенчатый планетарный редуктор, в котором вал двигателя и рабочего органа (патрона) оказываются соосными.
Чаще всего сворачиваются малые шестерни (сателлиты) в первой ступени редуктора. На них приходится не самое большое усилие в механизме, и поэтому производители часто делают их из прочных пластиков в дешевом бытовом инструменте. Нередко изнашивается муфта ограничителя, когда злоупотребляют работой трещотки. Износ подшипника вала редуктора приводит к радиальному биению.
Электрические неисправности чаще всего возникают при износе щеток, особенно у строителей, которые не берегут шуруповерт от попадания каменной пыли внутрь. Она очень быстро стирает щетки и портит коллектор мотора. В самом моторе возможны замыкания между витками, которые резко снижают эффективность двигателя и быстро выводят его из строя.
Кнопка-регулятор скорости и переключатель реверса также боятся пыли и грубого воздействия: ударов, сильного нажатия и т.д. В результате быстро выходят из строя.
Батареи часто “подводят” пользователей инструмента, вернее будет сказать, что пользователи сами нарушают их эксплуатационный режим. Особенно коварной оказывается диаметральная разница между литий-ионными и никель-кадмиевыми батареями: первые нужно как можно чаще подзаряжать, а вторые, наоборот, разряжать полностью перед очередной зарядкой. Не вникающие в эти тонкости потребители, небрежно изучающие инструкции, учатся на своих ошибках. Рассмотрим подробнее, почему не работает шуруповерт, и как устранить эту причину.
Частые неисправности
Выяснив причину поломки, надо точно знать, как в домашних условиях отремонтировать шуруповерт своими руками. Для этого стоит прислушаться к советам мастеров.
Электродвигатель
Проблемы с мотором возникают по причине стирания щеток. Их не ремонтируют, ставят новые. При обнаружении обрыва в обмотке, придется покупать новый двигатель.
Повреждения электрической части
Если неисправны электрические элементы, то шуруповерт не включается, его нельзя переключить в режим реверса или отрегулировать обороты.
О неисправности элементов в моторе говорит падение напряжения на клеммах инструмента при исправном аккумуляторе. Если напряжение в норме, проверяют кнопку. Тестер переключают на прозвон, щупы устанавливают параллельно кнопке. Если при ее нажатии нет писка, чистят контакты.
Если при переключении реверса, нет сопротивления, повреждена проводка. Не работает регулировка оборотов двигателя – поломалась кнопка или управляющий транзистор.
Разборка и ремонт редуктора
Узел разбирают на отдельные детали, далее:
- проверяют их целостность;
- продувают;
- смазывают;
- собирают обратно.
Для того чтобы снять редуктор разбирают корпус. Вынимают кнопки запуска и переключателя, отсоединяют болты крепления. Вынимают шестерни в редукторе и шайбу переключателя скоростей. Осматривают его и зубья, которые находятся на корпусе. Если они стерты, переключатель скоростей будет работать неправильно. Чтобы их восстановить, маленькие болты вставляют в район пластмассовых.
Не все производители выпускают отдельные детали редуктора, поэтому при повреждении часто приходится ставить новый. Все его детали подвергаются силе трения, это приводит к постепенному износу и стачиванию, в результате они плохо сцепляются. Этого может не случиться, если детали периодически хорошо смазывать, но смазки не должно быть в избытке.
На редуктор плохо влияет оседающая пыль, которая потом при работе нагревается. Особую опасность она представляет для пластиковых шестеренок. В результате нагревания, шестеренки от пыли деформируются и ломаются.
При окислении контактов кнопка перестает работать
Проблемы с кнопкой
При окислении контактов кнопка перестает работать. Для того чтобы почистить, красный нажимной механизм снимают вращательным движением. Крышку демонтируют, выталкивая защелки с помощью ножа. Находящиеся сбоку 2 металлических элемента отсоединяют, используя паяльник. Снимают крышку, вынимают механизм. Окисленные или потертые места протирают ватой, которую смачивают в спирте. Прилипшую грязь убирают ножом.
Замена щеток
Щетки электродвигателя – это контакты, через них ток подается в обмотки ротора. Шуруповерт перестает работать по причине их чрезмерного износа. Тогда корпус разбирают, вытаскивают изношенный комплект. Он восстановлению не подлежит. Ставят новый и собирают корпус.
Зарядный блок
Из-за постоянного перекоса провода приходит в негодность зарядный блок, случается обрыв. Провода паяют и изолируют.
Быстрозажимной патрон
Быстрозажимной патрон более универсален и прост в работе, его недостаток – небольшой срок службы. Если он перестает держать сверло или биту, починить невозможно. Надо снять и заменить на новый. Это одна из самых частых неисправностей шуруповерта.
Если патрон заклинен, не получается вытащить сверло, значит заклинены зажимные кулачки. Это может произойти из-за того, что поломались внутренние детали патрона или отсутствует смазка. Неисправность редуктора приводит к прокручиванию патрона
Если в нем закусило биту, берут 2 разводных ключа, одним удерживают основание патрона, другим осторожно вращают его верхнюю часть
Частая причина поломки шуруповерта — это неполадки с быстрозажимным патроном
Как можно отремонтировать аккумулятор у шуруповерта? Проще всего его оживить, поменять одну из банок. С помощью тестера находят дефектную батарею со слабым напряжением. Ее отпаивают и заменяют новой. Работу надо выполнять, используя мощный паяльник, чтобы не перегрелась банка.
Чаще всего неисправные детали не ремонтируются. Для того, чтобы не тратить зря силы на такое дело, как ремонт шуруповерта, лучше купить аналогичные или новые оригинальные запчасти. Это относится к поврежденным элементам патрона, искривленному валу редуктора, двигателю при обрыве обмотки якоря, неразборной кнопки питания и т.д. Специалисты не рекомендуют самому браться за ремонт зарядного устройства, не имея соответствующих знаний и опыта.
Перепаковка аккумуляторов шуруповерта
Если один или несколько (или все) элементов восстановить не удастся, придется прибегнуть к перепаковке АКБ. Эта процедура представляет собой замену неисправных банок. В некоторых случаях рационально полностью собрать батарею из элементов другого типа.
При частичной замене все виды аккумуляторов боятся перегрева, который может возникнуть во время пайки (особенно, неумелой). Но для Li-Ion элементов перегрев может оказаться критичным – внутри корпусов, кроме химических реагентов, находятся предохранительные устройства (клапан для стравливания излишнего давления и т.д.), выполненные большей частью, из пластика. Если под действием повышенной температуры произойдет их повреждение, дальнейшая эксплуатация будет опасной. Поэтому для замены надо брать аккумуляторы с уже установленными соединительными шинками.
Li-Ion аккумулятор с соединительными шинками.
Еще лучше приобрести готовые сборки АКБ. В этом случае процесс пайки полностью исключен.
Готовая сборка аккумуляторов 18650.
Полная или частичная замена элементов питания
Отбракованные элементы надо удалить из батареи, перерезав соединительные шинки. Вместо них надо приобрести новые банки. Если замена частичная, то покупаются элементы того же типа и той же емкости, в противном случае возникнут проблемы с зарядкой – вновь установленные элементы всегда будут либо недозаряженными, либо перезаряженными по сравнению с остальными банками.
В случае полной замены можно модернизировать АКБ – установить элементы другого типа или повышенной емкости (из-за совершенствования технологий может оказаться так, что это не приведет к увеличению габаритов). Если принято решение об установке банок другого типа, рациональнее применить литий-ионные аккумуляторы.
Переделка под литий-ионные источники питания
Если принято решение о полной замене АКБ, рационально рассмотреть вариант применения литий-ионных аккумуляторов вместо устаревших NiCd или NiMH. Батарею можно составить из широко распространенных Li-Ion элементов типоразмера 18650. Они выполняются в виде цилиндров высотой 65 мм и диаметром 18 мм (банки, оснащенные платой защиты, имеют несколько большую длину). Это решение оптимально для шуруповертов, которые часто используются и работают в условиях положительных температур.
Номинальное напряжение одного литиевого элемента – 3,7 вольт. Количество банок в батарее определяется рабочим напряжением шуруповерта. Так, для 12-вольтового инструмента потребуется 3 литий-ионных аккумулятора. Если взять большее количество банок, то увеличится напряжение. Это приведет к повышению крутящего момента и к снижению ресурса электромеханической части.
Можно попробовать установить элементы в штатный корпус АКБ, предварительно удалив старые аккумуляторы и лишние элементы крепления.
Удаление элементов крепления из корпуса штатной батареи с помощью фрезы.
Если это невозможно – можно сделать новый корпус. Обязательна установка платы балансира – она не даст отдельным ячейкам перезарядиться. При подборе корпуса надо предусмотреть место для этого устройства.
Плата балансировки на 4 ячейки.
Чтобы полностью использовать возможности электроинструмента, надо составить батарею из высокотоковых литий-ионных аккумуляторов, способных отдавать ток не менее 10 А. У обычных ячеек защита от сверхтока срабатывает уже при 5..6 А. Это позволяет эксплуатировать шуруповерт лишь при средних нагрузках.
Пошаговая инструкция по переделке в отдельной статье: Как перевести шуруповерт на литиевые аккумуляторы
Для закрепления информации рекомендуем ознакомится с методами из видео.
Следует понимать, что даже если батарею удалось оживить, ее ресурс будет ограниченным и проработает она недолго. Поэтому восстановление неисправных аккумуляторов шуруповерта надо считать временной мерой (кроме случая полной замены банок АКБ), и после даже удачной процедуры лучше приобрести новую батарею.
Механические неисправности
К поломкам механической части относятся следующие:
- в процессе эксплуатации шуруповерт издает посторонний шум, которого не было раньше;
- инструмент сильно вибрирует;
- устройство запускается, но через некоторое время его начинает заклинивать.
Причинами шума при эксплуатации шуруповерта может быть деформация якорного подшипника или втулок. Для решения этой проблемы следует разобрать двигатель и проверить уровень износа и целостность этих деталей. При вращении якоря не должно быть никаких перекосов и трений. Если есть необходимость, то эти детали можно купить в специальном магазине и поменять собственноручно. Что касается редуктора шуруповерта, что в большинстве ситуаций требуется полная замена сломанных элементов этого узла.
Все действия, о которых рассказано выше, требуют последовательности и аккуратности. Воспользовавшись представленной информацией, можно самостоятельно отремонтировать шуруповерт, не прибегая к помощи специалистов.
Одним из самых популярных и востребованных инструментов домашних умельцев является шуруповерт. Благодаря своей мобильности, мощности и универсальности позволяет справляться с любыми задачами по сверлению отверстий и монтажу саморезов и шурупов. Несмотря на свои явные преимущества, при возникновении неисправностей можно произвести ремонт шуруповерта своими руками или передать в специализированные центры. Для большинства пользователей первый вариант (при изучении некоторых нюансов) будет более приемлемым, поскольку позволит уйти от затрат и сэкономить время
Перед началом выявления неисправностей и их устранения необходимо подробно ознакомиться с эксплуатационной документацией, а также обратить внимание на конструктивные особенности конкретной модели устройства
Ремонт шуруповерта «Макита»
Ремонт кнопки шуруповерта «Макита»
Кнопка включения-выключения инструмента является сложным электронным механизмом. Она состоит из нескольких составляющих ее элементов:
- кнопки пуска;
- кнопки реверса;
- кнопки переключения скорости оборотов;
- кнопки плавного пуска двигателя.
При ремонте кнопки сначала необходимо ее разобрать, раскрутив винты крепления корпуса и отсоединив аккумулятор. После этого вы должны проверить соединения и контакты на наличие загрязнений, прочистить их. В случае если зачистка контактов не помогла устранить проблему, кнопку следует заменить в сборе.
Ремонт зарядного устройства шуруповерта «Макита»
При ремонте зарядного устройства необходимо раскрутить винты, скрепляющие крышки корпуса. Внутри находится печатная плата с контактами. Сначала необходимо проверить трансформатор тестером. Для этого надо замерить напряжение на выходе. Потом следует прозвонить кабель, чтобы исключить его перелом. Затем проверяются первичная и вторичная обмотки трансформатора и предохранитель. Собирать его нужно в обратной последовательности.
Ремонт аккумулятора шуруповерта «Макита»
При ремонте аккумулятора крестовой отверткой раскручиваем винты крепления корпуса. Внутри корпуса находится несколько банок. С помощью визуального осмотра необходимо осмотреть их и выявить нарушения геометрии, такие как вздутие, например. Тестируем банки с помощью мультиметра на наличие остаточного заряда. При его отсутствии банка заменяется на новую.
Ремонт редуктора шуруповерта «Макита» (схема)
Для съема редуктора вам необходимо разобрать корпус, открутив крестовой отверткой винты. Вынимаем кнопку пуска, кнопку переключения реверса, отсоединяем болты крепления двигателя к редуктору. Затем нужно вынуть содержимое редуктора (различные шестерни), шайбу переключателя скоростей
При осмотре пустого редуктора отдельное внимание стоит уделить зубьям, расположенным по окружности корпуса редуктора. В случае их истертости, редуктор не сможет выполнять свою функцию: некорректно будет работать переключатель скоростей
Для восстановления зубьев необходимо использовать болты небольшого размера, вставив их на место оригинальных пластиковых. Собирать редуктор надо в обратной последовательности. Схема редуктора представлена на рисунке ниже. На нем представлена общая схема редуктора.
