Шуруповерты и дрели на аккумуляторных батареях (7 Марта 2010) Электрооборудование
Современный строительный электроинструмент, как правило, обладает мобильностью, получая необходимое питание от аккумуляторных батарей. Если всего недавно впервые появились маломощные шуруповерты на аккумуляторах, то сегодня, благодаря развитию технологий беспроводных устройств, никого уже не удивить аккумуляторными дрелями, не говоря уже и о мобильных дисковых пилах. Если в недавнем прошлом строительный инструмент на аккумуляторах использовался только как замена основного в полевых условиях, то в наши дни даже мощный профессиональный инструмент разностороннего профиля, начиная от простой отвертки и заканчивая торцевыми станками с пылесосами, имеет возможность беспроводной работы отличного качества. Аккумуляторные инструменты удивляют широтой своего ассортимента. Попробуем же разобраться в этом разнообразии, начав с наиболее простых дрелей-шуруповертов с аккумуляторами на 12 вольт.
Любительский и профессиональный инструмент
Принципиально любительский инструмент на аккумуляторных батареях отличается от профессионального выходной мощностью и временем работы до разрядки аккумуляторов. И здесь верно как для любительского инструмента, так и для инструмента профессионалов, выбрать модель от зарекомендовавшего себя на строительном рынке производителя, предлагающего продукты со сбалансированным соотношением цены и технических характеристик. Естественно, что высококлассный инструмент, предназначенный не для выполнения редкой работы по дому, будет стоить дороже любительских моделей.
Особенности составляющих цепи питания
В случае инструмента, питающегося от сети, понятие мощности подразумевает выходную мощность устройства, развиваемую электродвигателем. Если же речь идет о мобильном инструменте, то помимо развиваемой мощности, важна еще и мощность аккумуляторных батарей, определяемая количеством входящих в ее состав элементов питания. Зачастую в рамках одной модельной линейки производителя инструменты производятся на базе одной и той же модели электромотора: различие их находится лишь в мощности источников питания. При выборе аккумуляторного электроинструмента рекомендуется следовать простому правилу: чем более высокое напряжение выдает источник питания, тем выше силовые характеристики инструмента. Каждый элемент питания характеризуется таким параметром, как емкость аккумулятора (А*ч): под этой характеристикой понимается время, на протяжении которого элемент питания обеспечивает определенную силу тока. Таким образом, инструменты, относящиеся к одной модельной линейке, могут иметь одинаковую емкость элементов питания, но разное напряжение аккумуляторной батареи. Емкость элемента батареи не определяет объем работы, выполняемой инструментом до подзарядки, поскольку объем работы определяется затрачиваемой на него энергией, равной произведению емкости и напряжения источника. Так что наиболее информативной технической характеристикой инструмента для потребителя будет вовсе не емкость элементов питания. По типу применяемого электролита инструмент можно подразделить, на использующий в качестве источника питания никель-кадмиевые, металлгидридные или литий-ионные аккумуляторы.
Дольше всех на рынке существуют как профессиональные, так и любительские инструменты, имеющие питание от батарей типа Ni-Cd. Наряду с такими недостатками никель-кадмиевых аккумуляторов, как имеющийся у них эффект памяти и низкая экологичность, эти батареи обладают довольно широким рядом достоинств. Так, даже в случае неправильной эксплуатации батареи, ее работоспособность можно восстановить, проведя ряд тренировочных циклов зарядки. Именно поэтому, Ni-Cd-батареи имеют достаточно длительный период эксплуатации. Элементы питания с никель-кадмиевым электролитом легко полностью разряжаются током большой силы. Стоимость аккумуляторов такого типа также не высока. При эксплуатации инструмента на аккумуляторах никель-кадмиевого типа следует придерживаться ряда правил: зарядку аккумуляторов необходимо проводить полностью в течение одного цикла, разрядку батарей не проводят полностью до нуля, и инструмент следует хранить с умеренно разряженными батареями.
Аккумуляторы на базе Ni-MH-электролита по экологичности намного превосходят никель-кадмиевые. К тому же, металлгидридные элементы питания при том же весе и размерах имеют большую емкость и слабовыраженный эффект памяти. При эксплуатации инструмент на Ni-MH-батареях должен храниться с заряженными аккумуляторами, что делает работу с ним значительно комфортнее, хотя для долгого срока службы аккумуляторов при хранении инструмента их периодически раз в несколько месяцев нужно подзаряжать. После долгого периода хранения первую зарядку следует проводить на протяжении суток. В плане недостатков по сравнению с Ni-Cd-батареями, металлгидридные выдерживают почти в два раза меньшее количество циклов зарядки, а их стоимость существенно выше никель-кадмиевых. Но количество циклов перезарядки зависит и от производителя элементов питания: к примеру, Panasonic декларирует для своих металлгидридных аккумуляторов такой же срок эксплуатации, как и для батарей с Ni-Cd-электролитом.
В настоящее время аккумуляторы строительных инструментов с электролитами Ni-MH и Ni-Cd практически полностью вытесняются батареями типа Li-Ion - это утверждение верно как для профессионального инструмента, так и для любительского, предназначенного для использования в быту. Литий-ионные элементы питания отличаются от своих предшественников малым циклом полной зарядки и разряда, хорошей энергоемкостью батареи, отсутствием эффекта памяти. Технология Li-Ion-аккумуляторов постоянно совершенствуется, и в наше время уже устранены такие присущие им недостатки, как недопустимость полного разряда и невозможность проведения разряда элементов питания с помощью высокосильного тока.
Параметры работы инструмента
На рынке уже появились современные модели дрелей на аккумуляторных батареях, имеющие в своем арсенале режим ударного сверления. Современный инструмент, выпускаемый известными производителями, имеет в основе своей конструкции электромоторы без коллекторных щеток, чем обеспечивается высокий коэффициент полезного действия устройства, а также исключаются такие недостатки, как быстрый износ, шумы и резкость при работе. От такого параметра как частота вращения зависит область эффективного применения инструмента. Как правило, в рамках одного ценового сегмента инструмент различных производителей не имеет серьезных различий в технических характеристиках, поскольку основными элементами, определяющими свойства инструмента, являются электромоторы и аккумуляторные батареи. Двигатели и аккумуляторы производителями строительных инструментов обычно закупаются у сторонних поставщиков.
Высокая скорость вращения сверла, столь необходимая при сверлении отверстий с небольшим диаметром, обеспечивается использованием в конструкции редуктора с малым передаточным числом. Но если редуктор имеет только одну передачу, в остальных случаях (к примеру, при использовании инструмента для завинчивания болтов), помимо риска поломки и нагрева сверла, инструмент будет иметь малый КПД, поскольку энергия, выдаваемая аккумуляторами, будет растрачиваться на нагрев окружающего воздуха. Выбирая инструмент, обратите внимание на то, что модели различных производителей могут различаться между собой передаточным числом редуктора и количеством ступеней. Наибольшее распространение имеют модели, имеющие две ступени передачи, предназначенные для работы инструмента в режиме шуруповерта или же дрели. Среди таких моделей стоит выбрать инструмент, имеющий самую низкую скорость вращения при завинчивании и самую высокую при сверлении. Помимо ступеней передачи редуктора скорость вращения патрона еще и регулируется с помощью электроники. Чем сильнее нажат курок дрели-шуруповерта, тем выше частота вращения. Этот принцип устройства дрели значительно облегчает процесс завинчивания шурупов и саморезов. Отметим, что на маркировке инструмента технические характеристики указаны для работы с полным нажатием.
Следующей характеристикой, на которой стоит также остановить свое внимание при выборе аккумуляторной дрели-шуруповерта, является максимально развиваемый крутящий момент. Под этой характеристикой подразумевается вращающее усилие, обеспечиваемое инструментом. Единицей измерения крутящего момента является Н*м, физический смысл которого заключается в силе, оказанной рычагом с длиной в 1 м с подвешенной на конце 102-граммовой гирей и действующей на вал. В общем случае крутящий момент тем выше, чем меньше скорость вращения сверла. Однако, также необходимо учитывать и особенности электродвигателя. Крутящий момент указывается в паспорте инструмента обычно с пояснениями. Так, в паспорте профессионального инструмента, указывая значения регулируемого момента, подразумевают момент в диапазоне регулировки муфты, а, приводя значение для статического момента, имеют в виду его значение при заторможенном электромоторе (жесткий момент означает значение крутящего момента при работе в режиме сверления и при резкой остановке патрона). В инструкции для бытового шуруповерта-дрели вы вряд ли найдете столь подробное описание развиваемого крутящего момента, поэтому и относиться к заявленным в паспорте характеристикам следует скептически, поскольку просто не понятно, какой из возможных моментов имеет в виду производитель, приводя его значение в паспорте инструмента.
Рассмотрим муфту регулировки момента вращения аккумуляторной дрели-шуруповерта, которая обеспечивает регулировку усилия, прилагаемого инструментом к материалу. Именно благодаря нефрикционной муфте регулировки и ограничения, можно избежать таких неприятностей, как срыв головок саморезов, повреждения шлиц и поломка съемных насадок. Муфта регулировки обычно имеет несколько положений, в которых нулевому значению соответствует режим отсутствия связи между двигателем и патроном, и в таком случае вращения не происходит, максимальное же значение означает, что шуруповерт находится в режиме сверления, когда установлена жесткая связь двигателя и патрона (жесткий крутящий момент). Правильно выбранный режим регулировки крутящего момента не позволит битку утопить крепеж в материал или же сорвать шлицы, поскольку в тот момент, как только саморез будет завинчен до конца, муфта начнет проскальзывать с характерным треском. Поскольку регулировка муфты является не фрикционной, а плавной, то на самом деле не важно, сколько степеней регулировки указывает производитель инструмента: более существенно на выборе должен сказаться другой параметр, характеризующий муфту – диапазон регулировки. Чем шире диапазон, тем более универсален инструмент. Наиболее широкий диапазон регулировки, конечно, у профессиональных дрелей-шуруповертов, которые возможно использовать как для завинчивания самых мелки саморезов, так и для вкручивания крупного крепежа. Бытовой инструмент обычно рассчитывается на средний широко используемый крепежный материал. Проверить плавность работы муфты можно еще до покупки: для этого можно попросить продавца чуть зарядить аккумуляторы и, установив регулировку в самое минимальное положение, попробовать остановить патрон рукой. При таком тесте следует учесть, что со временем муфта разрабатывается, и переход в проскальзывание становится более мягким.
Крутящий момент инструмента также определяет и максимальную величину диаметра просверливаемых отверстий при оптимальных затратах времени и энергии. Это означает то, что вы всегда можете попробовать высверлить отверстие и больше того диаметра, который указан в паспорте как максимальный, но неизвестно, сколько при этом вам понадобится времени и сколько раз потребуется перезаряжать аккумуляторные батареи.
Также в паспорте инструмента указывается и его вес, причем с учетом и веса аккумуляторов. Более легковесный инструмент обеспечит вас комфортностью работы при серийном сверлении отверстий и завинчивании крепежного материала. Профессиональный инструмент обычно более тяжелый. Но следует знать, что инструмент на литий-ионных аккумуляторах будет легче, чем с батареями на иных типах электролита.
Базовая комплектация
От комплектации также существенно зависит уровень строительного инструмента. Так, в случае если инструмент для вас не просто дрель-шуруповерт, а еще и средство зарабатывания денег, то для вас будет принципиальным готовность беспроводного инструмента к работе, напрямую зависящая от зарядки батарей питания. Именно поэтому в комплектацию профессионального инструмента включается два аккумулятора.
Скорость готовности инструмента в работе также определяет и производительность устройства зарядки аккумуляторов. В недавнем прошлом полный цикл зарядки аккумуляторов занимал не менее пяти часов. Современный же инструмент способен зарядиться за один час, однако, такое время зарядки опять же свойственно более дорогим профессиональным аккумуляторным дрелям. Недорогие же любительские модели способны зарядиться за 3-5 часов. Быстрая зарядка аккумуляторов обеспечивается подачей токов высокой силы, поэтому в устройстве зарядных устройств, обеспечивающих экспресс-зарядку, имеются мощные и совсем не маленькие по размерам трансформаторы, что помимо стоимости, еще и существенно увеличивает размер футляра для инструментов и аксессуаров. Избежать такого утяжеления комплекта поможет выбор модели электроинструмента, применяющего инверторные технологии зарядки, в свою очередь требующей таких мер, как охлаждение батарей в процессе зарядки встроенными вентиляторами.
Полезные термины
Патрон – это деталь шуруповерта-дрели, обеспечивающая захват инструментом не только съемных шестигранных битков, но и сверел, имеющих круглое сечение хвостовика. В базовую комплектацию аккумуляторной дрели-шуруповерта обычно входит патрон с двумя футами. В таком патроне не требуется использование патронного ключа, сверло просто закрепляется руками, поэтому его еще называют быстрозажимным. Быстрозажимной патрон способен удерживать сверла диаметром от 0,8 до 10 мм, а некоторые модификации обеспечивают крепление и элементов с диаметром от 1,5 до 13 мм.
Процедура замены оснастки еще более упрощается при использовании в конструкции инструмента быстрозажимного патрона с одной муфтой и системы блокировки шпинделя. При такой конструкции дрель-шуруповерт сама удерживает патрон от вращения во время того, как электромотор отключается, применяя систему на базе обгонной муфты. Несмотря на простоту реализации, такой возможностью обладают более дорогостоящие инструменты.
Дополнительная передняя рукоять также встречается у более мощных, а значит и более дорогих – инструментов для профессионалов. Рукоять может крепиться как справа или слева инструмента, что обеспечивает ее простой монтаж, так и на специальном хомуте вокруг корпуса дрели – этот способ открывает дополнительные возможности в настройке.
Для того, чтобы электромотор не продолжал длительно вращаться по инерции, после того как курок инструмента отпустили, применяется устройство, называемое тормозом выбега.
Ударная функция сверления свойственна практически всем дрелям, питающимся от сети, но в плане аккумуляторных инструментов доступна для реализации только в дорогих профессиональных моделях, поскольку требует высоких подводимых мощностей.
Что касается материала корпуса дрели, то более известными являются инструменты с пластиковым основанием как среди бытового инструмента, так и среди профессиональных моделей. Однако, корпуса профессионального инструмента, обладающего особенно высокой мощностью и нуждающегося в дополнительном отводе тепла, в отличие от любительского, встречаются и в металлическом исполнении.
Дополнительная угловая насадка для аккумуляторных шуруповертов поможет вам в случае необходимости завинтить крепеж в условиях стесненного пространства.
