Аккумуляторный инструмент

15 марта 2016
Но все это возможно при наличии мощного и легкого аккумулятора. На практике для питания электроинструментов сегодня используются два типа аккумуляторов - никель-кадмиевые (обозначаются «Ni-Cd») и никель-металлогидридные (обозначаются «Ni-MH»). Более совершенные литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы пока еще не вышли из стадии лабораторных и промышленных испытаний, хотя уже начинают появляться в продаже. Никель-кадмиевые аккумуляторы обладают не очень высокой удельной емкостью, допускают многократную перезарядку (до 1000 циклов), малочувствительны к изменению температуры окружающей среды. Но кроме токсичного кадмия в составе аккумулятора есть еще одна существенная особенность никеля, вызывающая неудобство -явление под названием «эффект памяти». Если поставить на зарядку не полностью разряженный никель-кадмиевый аккумулятор, то он «примет» остаточную емкость за ноль и его реальная емкость уменьшится. С этой «памятью» борются с переменным успехом, но «эффект памяти» в той или иной мере проявляется во всех никелевых аккумуляторах.

Никель-металлогидридные аккумуляторы обладают большей удельной емкостью - она примерно в 1,3 раза выше, чем у никелевых. Металлогидридные аккумуляторы более чувствительны к изменению температуры, выдерживают меньше циклов заряд-разряд и существенно дороже. «Эффект памяти» у никель-металлогидридных аккумуляторов выражен значительно меньше, чем у никель-кадмиевых. Кроме протестов экологов, стремящихся к запрету использования никель-кадмиевых аккумуляторов, причиной замены их металлогидридными являются примерно в три раза меньшие размеры при той же емкости. Но каждый тип аккумуляторов требует особого зарядного устройства, поэтому вместе с заменой аккумулятора придется менять и зарядное устройство.

Емкости в 2-2,5 А-ч оказалось вполне достаточно для привода энергоемких электроинструментов, и в настоящее время в аккумуляторном варианте выпускаются не только мощные фонари и отвертки, но и дрели/шуруповерты, дрели с ударом и даже перфораторы, электролобзики, электрорубанки, дисковые, сабельные, цепные и торцовочные пилы - т. е. практически все типы электроинструментов, которые выпускаются в сетевом варианте и пользуются большим спросом. Напряжение аккумуляторных батарей, используемых в мобильных электроинструментах, бывает от 3,6 до 24 Вольт (различное число последовательно включенных элементов с напряжением 1,2 вольта). Напряжение напрямую связано с мощностью инструмента, и чем мощнее инструмент, тем выше бывает напряжение у аккумуляторной батареи. Но на практике диапазон напряжений значительно уже, и наиболее употребительными являются аккумуляторные батареи с напряжением 9,6; 12; 14,4; 18 и 24 вольта, хотя и встречаются на практике аккумуляторы с напряжением 7,2 вольта.

Большое внимание уделяют оформлению контактов для соединения аккумуляторной батареи с токоприемником - эти контакты выполняют профилированными, обеспечивающими надежное электрическое соединение, и нередко защищают специальной смазкой, предохраняющей контакты от окисления и влаги.

Только самый миниатюрный аккумуляторный инструмент выпускается с несменными аккумуляторами, размещаемыми внутри корпуса -обычно это наиболее дешевые шуруповерты и дрели/шуруповерты, напоминающие несколько располневшую отвертку. Но для более мощного инструмента (и для большего времени непрерывной работы) используют сменные съемные аккумуляторы. Многие ведущие компании, производящие электроинструмент, выпускают серии сменных аккумуляторных батарей различного напряжения для использования на своих фирменных аккумуляторных моделях. При этом аккумулятор можно подключить к любому фирменному инструменту, рассчитанному на данное напряжение. Например, дрель/шуруповерт, дрель ударная, лобзик и рубанок питаются от одинаковых батарей с напряжением 14,4 вольта, а перфоратор, сабельная, дисковая и торцовочная пилы - от батарей с напряжением 24 вольта.

Подобная универсальная система аккумуляторного питания может обозначаться пиктограммой, показанной на рисунке Н.9.5а. Эта система «PBS 3000», используемая во всех инструментах с торговыми марками концерна «Atlas Copco Group», охватывает аккумуляторные батареи с напряжением от 7,2 до 24 вольт, полностью взаимозаменяемые на моделях фирменного инструмента и совместимые с одинаковыми зарядными устройствами.

Многочисленные «семейства» аккумуляторного инструмента с большим числом различных моделей выпускают в основном только самые крупные фирмы - такие как «Bosch», «Atlas Copco», «Black&Decker». Но и у других фирм, выпускающих аккумуляторный инструмент, аккумуляторы подходят к различным моделям инструмента, но данной фирмы. И в этих семействах можно встретить и дисковые пилы, и лобзики, и рубанки, и даже перфораторы. Аккумуляторный инструмент выпускается бытовой и профессиональный. Самый простой бытовой аккумуляторный инструмент -аккумуляторная отвертка под названием шуруповерт, в комплекте которой несколько насадок и приспособлений. Подобный достаточно простой и дешевый инструмент удобен тем, что рукоятка выполнена но оси шпинделя (как у отвертки обычной). Кроме реверса, нерегулируемых оборотов и нерегулируемого крутящего момента такой инструмент обычно имеет блокировку, и тогда электроотвертку можно использовать как отвертку простую. Наличие различных наконечников (сменных бит), накидных головок и даже сверл (в древесине можно просверлить отверстие диаметром до 5 мм) делает такой инструмент очень удобным для самых разных работ. Никель-кадмиевый аккумулятор с напряжение обычно всего 3,6 вольта и емкостью 1,2 А-ч обеспечивает непрерывную работу без подзарядки до 3 часов.

Плата на простоту и дешевизну - невозможность смены аккумулятора, длительная зарядка (до 4 часов) и незначительная величина крутящего момента (5 Н-м). Но для удобства потребителей такие простые шуруповерты уже выпускаются со сменными аккумуляторами, с изменяющимся положением рукоятки и много¬ступенчатыми регуляторами величины крутящего момента. Часто головка инструмента с патроном может поворачиваться так, как это удобнее для работы, и это существенно упрощает использование инструмента в стесненных условиях.

Но все же чаще бытовые дрели/шуруповерты производят с рукояткой пистолетного типа, к которой крепится сменный аккумулятор, и тогда они неотличимы от инструмента профессионального. Крепление аккумулятора к рукоятке пистолет¬ного типа может производиться по оси рукоятки, впереди рукоятки или сзади нее. Такое разнообразие способов крепления имеет глубокий смысл - аккумулятор довольно тяжел и существенно смещает центр тяжести. Устанавливая аккумулятор спереди или сзади рукоятки, можно в известной степени сбалансировать инструмент при его различном положении в пространстве. Система, позволяющая закреплять аккумулятор и спереди, и сзади, носит название «Two Way Flex».

Но тяжелый мощный аккумулятор так крепить неудобно, поэтому иногда съемный аккумулятор перфоратора помещают в съемную скобу, размещаемую перед рукояткой. При этом съемный аккумулятор находится практически под центром тяжести двигателя, а заменяя разряженный аккумулятор на заряженный, можно значительно продлить срок непрерывной работы инструмента. В некоторых моделях мощных дрелей и перфораторов тяжелый аккумулятор можно отсоединить от корпуса дрели и повесить на поясе, обеспечивая подачу электроэнергии по гибкому кабелю. Профессиональные модели дрелей/шуруповертов обладают более широкими возможностями по сравнению с бытовыми. Кроме свер¬ления отверстий (древесина, металл, кирпич) в этих моделях обязательно имеется многопозиционная регулировка крутящего момента и даже сверление с ударом.
Несмотря на то что указано время от 1 до 6 часов, на самом деле эта продолжительность довольно сильно зависит от конструкции зарядного устройства. Поэтому в таблице приведена длительность процесса зарядки с обычным (штатным) зарядным устройством, но использование специального устройства импульсной зарядки позволяет сократить продолжительность процесса примерно в десять раз (но скорость зарядки сильно ограничивается нагревом аккумулятора!). Импульсное зарядное устройство намного дороже обычного, и поэтому всегда выгоднее использовать два сменных аккумулятора - один находится в работе, а другой тем временем заряжается.

Практически все имеющиеся в продаже модели бытовых аккумуляторных дрелей/шуруповертов комплектуются никель-кадмиевыми аккумуляторами, и чаще всего в комплекте инструмента (в кейсе) находятся два аккумулятора.
В аккумуляторных дрелях/шуруповертах находят применение наиболее передовые технические разработки фирм-производителей -например, интегрированный металлический блок, новые бесключевые патроны, электродвигатели нового поколения. Интегрированный металлический блок представляет собой высокопрочную опору подшипникового узла, способствующую повышению надежности и долговечности инструмента. Такая технология обозначается буквами «IBM» и пиктограммойю. Электродвигатели серии «LokTor» были разработаны в корпорации «Atlas Copco Group» специально для инструментов с большим крутящим моментом и повышенным ресурсом. Для больших нагрузок на аккумуляторном инструменте используют полностью металлические бесключевые патроны, в которых фиксация сверла или сменных бит производится по щелчку.
Дрели/шуруповерты (или аккумуляторные отвертки) - один из самых распространенных аккумуляторных инструментов. Даже во многих бытовых моделях дрелей/шуруповертов устанавливают двухскоростные редукторы, и нередко с плавной регулировкой оборотов в обоих диапазонах, а профессиональные модели при весьма большой величине крутящего момента снабжаются многоступенчатыми регуляторами момента.

У очень многих моделей аккумуляторных дрелей/шуруповертов предусмотрена блокировка шпинделя для удобства замены рабочего инструмента, а иногда шпиндель блокируется автоматически после выключения питания (система «Auto Lock»). Такая система очень удобна при смене инструмента и полезна при завертывании шурупов - она служит защитой от излишней затяжки и от срыва шлицов. Антивибрационные и антискользящие накладки на рукоятках аккумуляторных дрелей/шуруповертов защищают от вибрации и предотвращают выскальзывание рукоятки из потной или влажной руки, а для дрелей с ударом предусмотрена дополнительная защита, обозначаемая пиктограммой «Soft Grid». По приемам защиты от вибрации аккумуляторный инструмент практически не отличается от моделей инструментов с сетевым питанием, и такой инструмент обозначается пиктограммой, показанной на рисунке И.9.5е. Мощные аккумуляторные шуруповерты с крутящим моментом около 50 Н-м способны ввернуть в дерево шуруп диаметром до 8-10 мм, а при величине крутящего момента в 70 Н-м шуруповерт справляется с 12 миллиметровым шурупом. Конечно, все эти величины сильно зависят от свойства древесины.

Модели инструментов с индексом «Imp» («Impuls») способны работать в особом импульсном режиме - патрон дрели вращается не непрерывно, а импульсами, рывками, что позволяет, с одной стороны, отвернуть прикипевший шуруп или винт, а с другой стороны, такой режим позволяет успешно ввертывать саморезы в такие капризные материалы, как гипсокартон. Иногда такой импульсный режим работы называют режимом тангенциального вращения. У некоторых моделей шуруповертов ось шпинделя расположена под прямым углом к оси рукоятки - такие угловые головки могут быть сменными и постоянными. Причем у некоторых моделей шуруповертов с угловыми головками есть очень интересная особенность -возможность завертывания шурупа в углу практически вплотную к стене. Для этого используются эксцентриковые насадки, и шуруп можно заворачивать в 9 мм от стены или другой преграды. Другие виды аккумуляторных инструментов тоже постепенно внедряются в практику, но такого массового применения, как дрели/ шуруповерты, они достигнут только при резком увеличении емкости аккумуляторов.
Например, аккумуляторные дисковые пилы способны пилить не только мягкую сосну, но и более твердые породы, но длительность непрерывной работы такого инструмента исчисляется от силы десятком минут.

Электролобзики тоже выпускаются в аккумуляторном варианте и уступают сетевым аналогам только по времени непрерывной работы от аккумулятора. Аналогичная ситуация с аккумуляторными электрорубанками и перфораторами - все они тоже по многим параметрам не уступают аналогичному инструменту с сетевым питанием, но не могут работать долго.
Для тех случаев, когда время работы от аккумулятора сильно ограничено, становится очень важен индикатор степени заряда, так как разряд ниже определенного предела становится смертельно опасен для аккумулятора. Но практически такой индикатор устанавливается только на дисковых электропилах и электрорубанках. Для торцовочных и сабельных пил, являющихся весьма энергоемкими и характеризующимися весьма длительным режимом работы, аккумуляторное исполнение встречается довольно редко - аккумуляторы не могут обеспечить необходимый режим работы. Среди всевозможных видов аккумуляторного инструмента не редкость модели, в которых единый привод используется с несколькими рабочими насадками - так называемый универсальный или многофункциональный инструмент со сменными насадками для сверления, для шлифования (дельта-шлифовальная головка) и в виде лобзика. Практика показывает, что такой инструмент полезен при небольших объемах работ.

Можно встретить и еще более универсальный набор, в котором объединены насадки для сверления (до 10 мм в древесине и до 8 мм в стали), набор насадок для шурупо-гайковерта, дисковая шлифовальная насадки (диск диаметром 100 мм, до 5500 об/мин), дельта-шлифовальная насадка (амплитуда 5 мм), сабельная пила (амплитуда 15 мм, частота до 2700 в минуту, глубина пропила до 127 мм) и даже электростаместка (частота до 17 тыс. в минуту). Электростаместка практически встречается только в аккумуляторном исполнении, хотя такой инструмент очень удобен и позволяет долбить даже твердую древесину. Привод электростаместки бывает снабжен довольно мощным аккумулятором - напряжение 18 вольт, емкость 2,0 А-ч.
Если вы задумали приобрести аккумуляторный инструмент - подумайте, насколько он вам необходим, а для работ дома и на садовом участке будет достаточно аккумуляторной отвертки или дрели/шуруповерта.