Принцип работы ударной дрели: Принцип работы ударной дрели – Блог INTERTOOL

Принцип работы ударной дрели – Блог INTERTOOL

25 Июня 2015 г.

Ударная дрель – более универсальный вариант обыкновенной безударной дрели, в функции которой помимо сверления входит также функция сверления с ударом. Такой режим работы станет весьма полезным, если оператору необходимо проделать отверстие в кирпиче или бетоне. Однако следует понимать, что принцип работы ударной дрели является отличным от принципа перфоратора, поэтому приобретать ударную дрель для выполнения работ исключительно с твердыми материалами неверно – ударная дрель не сможет выносить постоянных нагрузок и постепенно превратится в обыкновенную дрель. Кроме того, следует понимать, что эффективность работы с твердыми материалами во многом будет зависеть от усилий оператора (в отличие от перфоратора). Грубо говоря, чем сильнее Вы будете надавливать на дрель во время работы – тем быстрее она будет проделывать отверстие. Ну и самое главное – амплитуда ударного механизма ударной дрели значительно меньше, чем у перфоратора, поэтому эффективность этих инструментов попросту несравнима. Исходя из всего вышесказанного, следует сделать вывод, что ударная дрель обладает функцией удара как дополнительной. Она отлично пригодится для нерегулярной и точечной работы, однако для постоянных ударных работ не предназначена. В этой статье мы рассмотрим конструкцию и принцип работы ударной дрели, изучив которые оператор сможет максимально правильно и эффективно использовать инструмент в работе. Кроме того, нужно заметить, что выбирая такой инструмент как ударная дрель, внимание следует обращать не только на такие показатели как цена и имя бренда, но и на все основные технические характеристики, от которых напрямую зависит, насколько эффективно оператор сможет использовать дрель в той или иной ситуации.  

Конструкция ударной дрели

Для того, чтобы просверлить отверстие не только в древесине и металле, но и в кирпиче и бетоне, помимо вращательных движений необходимы поступательные ударные. Удар предназначен для крошения материала, в то время как сверление извлекает крошки наружу и помогает сверлу вгрызаться в материал. То есть для эффективного сверления твердых материалов необходимо, чтобы вращательные и ударные движения происходили одновременно.

Ударные дрели состоят из нескольких основных узлов: корпус инструмента, электродвигатель, редуктор, подшипники, кнопки включения и регулировки оборотов, патрон.

Вращение дрели обеспечивает электродвигатель, который через шпиндель и редуктор передает вращение на патрон. При включении ударной функции внутри корпуса дрели соединяются два храповика, которые при вращении отталкиваются друг от друга, создавая при этом ударный режим. Эта система удара называется механической. И так как храповики подвержены сильному трению при вращении, они постепенно стираются. При активном использовании ударного режима этот процесс многократно ускорится и в итоге ударная функция сойдет на нет.

Регуляторы работы ударной дрели

Основной функцией ударной дрели все же является сверление, поэтому механизмом управления ударной дрели предусмотрено наличие регулятора скорости вращения. Этот переключатель весьма важен для эффективной работы с разными материалами и расходными материалами. К примеру, для сверления кирпича регулятор рекомендуется устанавливать на большое количество оборотов, для сверления кафеля – наоборот, на маленькое. Такую же аналогию можно провести и с использованием разных насадок. Победитовые сверла для бетона лучше использовать на больших оборотах, корончатые для древесины – на небольших. Одним из самых важных конструкторских особенностей дрели также является тип установленного патрона. Большинство производителей параллельно выпускают инструменты с двумя видами патронов – с ключевыми (кулачковыми) и бесключевыми (быстрозажимными). Главное их отличие состоит в том, что для зажимания ключевого патрона необходимо использовать специальный зажимной ключ. В то время как для зажимания быстрозажимного патрона достаточно затянуть его руками. Как одна, так и другая система имеют свои преимущества и недостатки. Быстрозажимной патрон позволит оператору достаточно быстро менять рабочие насадки, в то время как ключевой патрон позволит закрепить эти насадки значительно надежней.

Реверс также является очень важной системой для эффективной работы ударной дрели. Переключая этот режим, оператор заставляет инструмент вращать рабочие насадки в обратном направлении. Эта функция крайне необходима, когда рабочая насадка заклинивается в материале. Чтобы не повреждать отверстие, вырывая из него сверло вполне достаточно на реверсе вывернуть его в обратную сторону. Кроме того функция реверса отлично подойдет для тех случаев, когда оператор будет использовать дрель в качестве шуруповерта. Она поможет не только закручивать резьбовые крепежные элементы, но и выкручивать их.

Подытоживая, следует отметить, что электрическая ударная дрель является своеобразным гибридом обыкновенной безударной дрели и перфоратора. Такая дрель отлично подойдет домашнему мастеру, который хочет получить многофункциональный инструмент. По своей сути ударную дрель можно использовать и как дрель, и как перфоратор, и как шуруповерт. Используются ударные дрели в основном на бытовом уровне, так как профессионалы для своих целей обыкновенно применяют профильный инструмент.

Купить ударную дрель Вы можете через наш интернет магазин. Кроме того, по всей Украине находятся места точечной продажи инструмента компании INTERTOOL. Однако будьте внимательны при покупке. Опасайтесь недобросовестных продавцов и подделок. INTERTOOL предоставляет гарантию 12 месяцев на весь ассортимент ударных дрелей! 

Виды, особенности устройства и принцип работы

Содержание:

1. 1. Безударные дрели
1. 1.1. Типы патронов
2. 1.2. Область применения
2. 2. Ударные дрели
1. 2.1. Особенности использования
2. 2.2. Область применения
3. 3. Аккумуляторная дрель-шуруповерт
1. 3.1. Виды аккумуляторных дрелей-шуруповертов
2. 3.2. Аккумуляторы
3. 3.3. Область применения
4. 4. Угловые дрели
1. 4.1. Область применения
5. 5. Дрели-миксеры
1. 5.1. Область применения
6. 6. Дрели алмазного сверления
1. 6.1. Область применения

На данный момент мировые бренды предлагают шесть видов дрелей, имеющих общие черты и отличительные особенности: безударные, ударные, аккумуляторные дрели-шуруповерты, миксеры, угловые и дрели алмазного сверления. Выбирая дрель, в первую очередь определитесь с ее классом:

• бытовой,
• полупрофессиональный,
• профессиональный.

После этого переходите к выбору вида инструмента. Кратко рассмотрим каждый вид в отдельности и обозначим общие принципы работы различных по назначению дрелей.

Безударные дрели

Основным механизмом безударной дрели, как и любого электроинструмента, является мотор или электродвигатель. Работающий мотор передает вращение посредством вала на редуктор, который снижает слишком высокую частоту вращения двигателя и увеличивает величину крутящего момента патрона.

Перед редуктором на входном валу устанавливается крыльчатка вентилятора для охлаждения двигателя. Редуктор выходным передаточным валом соединен с патроном дрели, в который устанавливаются сверла и другие расходные материалы. В бытовых и полупрофессиональных дрелях корпус редуктора изготавливается из пластика, в профессиональных моделях используют металлические, чаще всего алюминиевые корпуса. Запуск дрели производится курковым выключателем, он же регулирует частоту вращения. Фиксация сверла в патроне происходит саморегулирующимся трехкулачковым зажимом.

Типы патронов

Существуют ключевые и быстрозажимные патроны. Ключевые затягиваются с помощью ключа, что требует некоторых физических усилий и затрат времени. Быстрозажимные позволяют проводить быструю смену сверл без физических усилий и с минимальными затратами времени.

Различают одно- и двухмуфтовые быстрозажимные патроны. Затягивание одномуфтового патрона производится одной рукой за счет блокировки шпинделя. Такие патроны чаще устанавливают на дорогостоящие профессиональные модели. Двухмуфтовый патрон имеет две свободно вращающиеся муфты и для его затягивания необходима фиксация одной из них и поворотное движение второй.

Зажим патрона имеет минимальный (1-1.5 мм) и максимальный (10, 13, 16 мм) диаметры. Размер максимального диаметра обычно прямо пропорционален классу дрели — чем выше класс, тем больше размер.

Область применения

Безударные дрели применяются там, где необходимо точное и чистое сверление. С ее помощью можно сделать отверстия в пластике, дереве, металле. Не рекомендуются для работы по бетону, камню и кирпичу.

Ударные дрели

Ударные дрели предназначены для работ в очень твердых материалах. Такие дрели позволили многим решить вопрос, как сделать небольшое количество отверстий в бетоне или камне и сэкономить свои финансы, отказавшись от приобретения дорогостоящих перфораторов для домашних нужд. На сегодняшний день это один из самых популярных типов дрелей за счет совмещения функций классической дрели и легкого бытового перфоратора.

Ударная дрель работает в двух режимах:

• сверление,
• сверление с ударом.

Возможность сверления с ударом обусловлена наличием механического ударного устройства. Патрон соединен с редуктором вращающимся валом. На концах вала расположены зубчатые шестеренки. В режиме сверления они сомкнуты друг с другом и вращаются одновременно. Переключение в режим сверления с ударом разводит шестеренки в разные стороны, редукторная шестеренка фиксируется неподвижно, а патронная вращается. При давлении на дрель в процессе сверления, подвижная патронная шестеренка приближается и сцепляется с редукторной, начиная соскальзывать своими зубцами с зубцов неподвижной шестеренки редуктора. Этот процесс и вызывает поступательные (ударные) движения патрона.

Особенности использования

Для ударных дрелей сверление с ударом не является основной функцией. При частом и продолжительном ударном сверлении происходит стачивание зубцов шестеренок, что ведет к исчезновению возможности работы с ударом и появлению продольного люфта шпинделя.

Необходимо понимать, что ударная дрель — это не перфоратор и основное ее предназначение все-таки это классическое сверление, а пробой отверстий в бетоне и кирпичной кладке является только дополнительной опцией, позволяющей выполнить некоторые долбежные работы. Вне зависимости от класса дрели ее ударное использование не должно превышать 20% всего времени сверления, это позволит вам сохранить свою любимицу на долгие годы.

Область применения

Наличие двух режимов сверления делает ударные дрели универсальными. В режиме сверления такой дрелью можно сделать отверстия в дереве, в синтетических пластиковых материалах и металле. Режим сверления с ударом позволяет работать с неармированным бетоном, кирпичной кладкой, искусственным и природным камнем.

Ударные дрели нашли широкое применение при проведении ремонта в доме, в строительстве зданий, сооружений и дорог, при прокладке коммуникаций, в монтажных и пуско-наладочных работах.

Аккумуляторная дрель-шуруповерт

Технический прогресс и растущий спрос на мощный, мобильный и эргономичный инструмент привел к образованию целой ниши в этой области. В настоящее время аккумуляторами снабжаются дрели, перфораторы, пилы, лобзики и много другое. Одним из самых ярких представителей инструмента с автономным питанием является аккумуляторный гибрид – дрель шуруповерт.

Виды аккумуляторных дрелей-шуруповертов

По месту крепления рукоятки различают Т-образные и Г- образные модели. Крепление рукоятки в центре корпуса, ближе к мотору, способствует балансировке инструмента, снижению и равномерному распределению нагрузки на рабочую руку. Также это позволяет увеличить силу давления на патрон или сверло.

Кроме обычных дрелей-шуруповертов бывают ударные дрели-шуруповерты (с функцией ударного сверления) и угловые (для работы в труднодоступных местах).

Как правило, все аккумуляторные дрели-шуруповерты комплектуются редуктором с низким передаточным числом и переключателем скоростей (до 3 скоростей). В таком случае, вы получаете на третьей скорости мощную дрель, а на первой скорости — шуруповерт с большим крутящим моментом. Шпиндель дрели-шуруповерта имеет возможность вращения в правую и левую сторону, что необходимо при вкручивании и выкручивании шурупов и винтов. Одной из главных особенностей всех аккумуляторных дрелей-шуруповертов является наличие автономного источника питания.

Аккумуляторы

Аккумуляторы различаются по химическому составу, мощности, емкости, количеству рабочих циклов и весу.

Ni-Cd. Никель-кадмиевые батареи (токсичны, ярко выражен «эффект памяти», быстро теряют заряд при хранении, хорошая емкость, большой вес, длительная зарядка, возможна зарядка высокими токами, допустима критическая разрядка, низкая ценовая категория).

Ni-MH. Никель-металл-гидридные батареи (нетоксичны, слабо выражен «эффект памяти», умеренно держит заряд, высокая емкость, легче чем Ni-Cd, быстрая зарядка, зарядка высокими токами невозможна, недопустима полная разрядка, средняя ценовая категория).

Li-Ion. Литий-ионные батареи (нетоксичны, отсутствует «эффект памяти», долгое время держат заряд, очень высокая емкость, легче чем Ni-MH, быстрая зарядка, зарядка высокими токами не возможна, недопустима полная разрядка, высокая ценовая категория).

По мощности аккумуляторы бывают 3.6, 7.2, 9.6, 12, 14.4, 18, 24 и 36 Ватт. 36 Вт аккумуляторы сравнимы с инструментами, работающими от сети.

Вес аккумулятора прямо пропорционален его мощности — чем она больше, тем батарея тяжелее.

Область применения

Аккумуляторные дрели-шуруповерты используются во многих направлениях. В качестве дрели они применяются для сверления различных пород дерева, панелей из пластика и гипсокартона, не очень массивных металлоконструкций и профилей. Но все–таки, основным направлением использования такого инструмента является закручивание и выкручивание болтов, винтов, шурупов и саморезов.

Аккумуляторная дрель-шуруповерт просто незаменима при выполнении задач, требующих частого перемещения по рабочей зоне при отсутствии постоянного источника тока.

Угловые дрели

Для работы в ограниченном пространстве необходима угловая дрель. Корпус дрели заужен к рабочему концу для создания возможности доступа к труднодоступным местам. Г–образная форма редуктора позволила расположить патрон под углом 90° к корпусу дрели.

Выпускаются как сетевые, так и аккумуляторные модели с функцией шуруповерта. При выборе угловой дрели обращайте особое внимание на угловой размер. Чем он меньше, тем полезнее может оказаться такая дрель. Уменьшение углового размера достигается укорачиванием патрона и сужением корпуса.

Область применения

Угловые дрели незаменимы при сверлении в узких пристеночных или подпотолочных пространствах, между близко расположенными балками и стропилами, при сверлении со стороны полостей, на боковых или задних поверхностях конструкций. Угловая дрель используется в ремонтно-строительных, монтажных, высотных, пусконаладочных работах.

Дрели-миксеры

Дрели-миксеры применяются для размешивания строительных сыпучих и жидких материалов. Как правило, такие дрели обладают мощным электромотором, усиленным редуктором и высоким крутящим моментом. Желательно наличие двух скоростей для более качественного размешивания материалов отличающихся степенью вязкости.

Дрели-миксеры бывают пистолетного и кругового типа, в зависимости от формы основной рукояти. Устанавливаемые дополнительные рукоятки регулируются в разных положениях и позволяют надежно фиксировать работающую дрель. Каждая миксерная насадка имеет особую форму и предназначена для размешивания определенного материала, это надо обязательно учитывать, чтобы добиться быстрых и качественных результатов.

Область применения

Как миксер, дрель применяется для размешивания краски, колеров и клеев, шпаклевочных материалов, лаков, цементных и штукатурных смесей и многих других строительных жидкостей и растворов. Миксеры находят широкое применение в малярных и отделочных работах, в профессиональном и любительском строительстве и ремонте.

Возможно сверление в дереве и тонком металле, древесно-стружечных, пластиковых панелях и гипсокартоне.

Дрели алмазного сверления

Инструменты этого вида обладают высокой мощностью электродвигателя для возможности сверления отверстий в очень прочных материалах. Используются специальные алмазные коронки. Сверление отверстий диаметром до 60 мм можно проводить без фиксации дрели. Если диаметр больше, то необходимо закреплять дрель на стенде или стойке.

Алмазное сверление возможно с подводкой воды. Водное охлаждение достигается путем подачи воды под давлением к патрону дрели. При сухом сверлении целесообразно использование специальных пылеотводов. В связи с высокими нагрузками такие дрели снабжаются автоматическими системами контроля перегрузки и перегрева.

Область применения

Дрели алмазного сверления позволяют получать отверстия в самых прочных материалах. В армированном бетоне и бетонном монолите, в камне и кирпиче. Такие дрели становятся выбором профессионалов в различных областях: строительство, прокладка трубопроводных и вентиляционных шахт, проводка коммуникаций. Технология алмазного сверления позволяет получать отверстия различного диаметра без дополнительной обработки и без повреждения прилегающей поверхности.

Как работает ударная дрель? Осваиваем профессиональный инструмент

Современный профессиональный инструмент удобен и прост в обращении, поэтому его используют даже те из нас, кто далек от профессии строителя. Так, например, ударная дрель профессионального уровня способна заменить перфоратор, она просверлит не только дерево и пластик, но также легко войдет в кирпич и бетон. Иногда без таких опций не обойтись в быту, поэтому купить ударную дрель рано или поздно все же придется. Обсудим преимущества инструмента и особенности его работы.

Осваиваем новый функционал: принцип работы ударной дрели

Существует огромное количество видов бытового и профессионального электроинструмента, некоторые из них используются чаще, о других большинство неспециалистов вообще не слышали. Даже дрель, которую все мы знаем и используем, представлена в различных вариантах. Сегодня производители предлагают покупателям угловую дрель, дрель-шуруповерт и дрель-миксер, а также дрель, которая совмещает в себе свойства перфоратора и дрели.

Всем известно, что обычная бытовая дрель работает в режиме вращения. Благодаря своей мощности и принципу действия, инструмент может проделать отверстия в:

· Дереве;

· Пластике;

· Металле.

При этом кирпич и бетон ей не поддадутся. Другое дело – профессиональная ударная дрель, которая кроме вращательных движений совершает также движения поступательные. Благодаря такому принципу, бетон и кирпич будут крошиться, а сверло проделает отверстие в поверхности.

Профессиональная дрель ударного типа может работать также в режиме сверления, как и обычная дрель. При подключении ударного режима два храповика вращаются и, сталкиваясь зубцами заставляют шестерню и вал двигаться поступательно. В результате инструмент приобретает ударные свойства и может сверлить более плотные материалы.

Безусловно, в таком режиме работы обычные сверла прослужат не долго. Поэтому требуются специальные победитовые сверла, чрезвычайно прочные и износоустойчивые.

Сферы использования ударной дрели и принципы ее выбора

Ударная дрель – это универсальный инструмент, который может выручить вас в любых ситуациях. С ее помощью можно нарезать резьбу в металлических изделиях, вкрутить или выкрутить шуруп, а также проделать отверстие в материале высокой прочности.

Выбирая дрель ударного типа, обращайте внимание на ее основные характеристики. Дрель должна быть достаточно мощной, нижний предел мощности двигателя – 400 Вт. Модель двухскоростная будет иметь мощность не ниже 700 Вт.

В современных моделях обязательно есть опция реверса, есть пусковая кнопка с возможностью регулировки числа оборотов, у нее также может быть специальный патрон с возможностью быстрой установки сверла.

Мастера, которые разбираются в профессиональном инструменте, предпочитают марки известных мировых производителей, таких как Bosch, Makita, Интерскол, DeWALT и Hitachi. Определившись со спектром задач, которые вы будете решать с помощью ударной дрели, обратитесь к специалисту за помощью в обсуждении ключевых параметров инструмента: мощности, эргономики, защиты от вибрации, способе подзарядки, количестве аккумуляторов и т.д.

В нашем интернет магазине можно приобрести профессиональный и бытовой электроинструмент, в том числе и ударные дрели отличного качества, с гарантией и доставкой. 

механизм работы, разновидности, как выбрать лучшую

Современные потомки древнего коловорота прошли длительную эволюцию и превратились в надежный, многофункциональный электрический инструмент. Помимо сверления отверстий в различных материалах, ударная дрель способна выполнять работу миксера, устанавливая самые малые обороты, можно превратить ее в шуруповерт, а при особой надобности инструмент быстро становится шлифовальной машинкой.

Особенности конструкции

Принцип работы изделия — два расположенных напротив друг друга храповика отталкиваются во время вращения шпинделя двигателя и придают вращающемуся сверлу еще и поступательное движение. Конструкция редуктора электрической ударной дрели состоит из большой шестерни и двух волнистых шайб (храповиков). Когда инструмент включается, то вращение ротора двигателя передается на шпиндель, затем на большую шестеренку, к которой жестко крепится первый храповик. Его волнистая поверхность скользит по аналогичной поверхности второго храповика, закрепленного на корпусе редуктора. В результате их столкновений происходят ударные воздействия на сверло. Ниже приведена схема устройства ударной дрели, где:

• шестерня редуктора;
• два храповика;
• шпиндель;
• подшипник.

Для качественной работы и значительного увеличения срока службы волнистые поверхности смазываются специальной смазкой, типа литол.

На фотографиях отлично видно, из каких элементов состоит ударный механизм дрели. Левое фото: 1 — храповик, 2 — корпус редуктора, 3 — шпиндель; на правом: 1 — второй храповик; 2 — большая шестеренка редуктора.

Многие пользователи приобретают такой инструмент для домашнего применения. Используя победитовые сверла и включая ударный механизм, можно делать отверстия в бетоне или кирпичной кладке, а при ремонте использовать дрель вместо мощного миксера для размешивания обойного клея и смесей для укладки плитки. Особым спросом пользуется аккумуляторная ударная дрель, потому что она работает без проводного соединения, ее лучше использовать как шуруповерт. Даже в отключенном состоянии она готова к работе, если ее аккумулятор заряжен.

Разновидности инструмента

Электрические дрели считаются самым востребованным инструментом, потому что их можно применять для различных целей. Специалисты делят их на две основные группы:

• для использования в быту.
• профессионального назначения.

Первый вариант используется кратковременно во время ремонта или одноразовых работ по обустройству интерьера: закрепления полок и багетов или оборудования кухни навесными шкафчиками. Второй — для ежедневной длительной эксплуатации на строительных участках.

Максимальная мощность профессионального инструмента  — 1550 Вт, для бытового использования популярность имеют дрели с мощностью до 600 Вт. Дрели мощностью до 300 Вт относятся к легкому инструменту и не имеют добавочной второй рукоятки, этим они отличаются от двухскоростной бытовой ударной дрели. Их применяют в труднодоступных местах, куда более мощному инструменту не добраться из-за своих габаритов.

Аккумуляторная ударная дрель имеет небольшой вес, максимальный крутящий момент для мягких металлов до 24 Н^.м, для твердых — до 55 Н^.м,  может сверлить отверстия с диаметром до 13 мм. Такой автономный инструмент относится к классу двухскоростных ударных дрелей.

Все модели современных ударных дрелей имеют регулировку оборотов, поэтому они унифицированы: могут сверлить отверстия на высоких оборотах или закручивать винты и шурупы при самом малом вращении шпинделя. Многие оснащены реверсом для удобного удаления сверла из отверстия после окончания сверления, выкручивания шурупов и винтов в режиме шуруповерта.

Многие задаются вопросом: для чего нужна длинная металлическая деталь, торчащая из специального держателя на съемной добавочной рукояти? Это регулятор глубины сверления. С его помощью можно точно вымерить размер будущего углубления сверла, она играет роль импровизированного ограничителя во время процесса сверления.

Дрель со съемной добавочной рукояткой

Преимущества использования

Работа любой ударной дрели отличается определенными достоинствами от простых аналогов электрического инструмента.

1. Сверление отверстий в особо прочных материалах. Например, для этого используются сверла по бетону, оборудованные специальными победитовыми насадками — такой режущий инструмент применяется для ударной дрели, когда используется вращательные и поступательные движения.
2. Если дрель имеет реверс и регулятор оборотов, то ее используют при отворачивании шурупов, саморезов и винтов при демонтаже различного оборудования.
3. Специальные насадки превращают дрель в шлифовальную машину, а при небольшой доработке и в мини-болгарку.

Технические нюансы выбора

При выборе ударной дрели надо точно знать, для каких конкретно целей вы ее приобретаете. Аккумуляторная ударная дрель считается незаменимым помощником для работы в загородном коттедже: ей не нужно подключение, можно использовать ее в хозяйственных постройках, где нет электрической сети или на приусадебном участке. Когда покупаете изделие со шнуром, то оптимальная длина его должна быть не менее 5 метров — это позволит работать без опасения, что инструмент отключится от сети из-за предельной натяжки шнура.

Реверсивная дрель очень удобна при использовании ее вместо шуруповерта, да и при сверлении бетона, кирпича реверс помогает удалять сверло из отверстия во время перерыва в работе, чтобы остыл режущий инструмент. Стоит обратить внимание на величину крутящего момента: чем он выше, тем легче работать электродвигателю, соответственно, сверление будет быстрым и качественным.

Многие модели имеют в наличии дополнительные функции:

• регулирование оборотов производится нажатием на пусковую кнопку — чем оно сильнее, тем быстрее вращение;
• процессор, который позволяет выбирать оптимальный вариант скорости вращения;
• кнопка фиксируется в определенном положении, чтобы не уставали руки.

Все нюансы надо узнавать при покупке, а не тогда, когда началась активная эксплуатация — это позволит пользователю выбрать именно тот инструмент, который ему так необходим, не переплачивая при этом за излишнюю мощность.

Каждый пользователь должен знать, что для домашнего использования необходимо покупать ударную дрель с металлическим корпусом: такой вариант будет работать значительно дольше, по сравнению с аналогичным инструментом, одетым в пластик.

Чем выше мощность, тем быстрее и проще просверлить отверстие с идеальными кромками в материале любой твердости, но при этом увеличивается масса инструмента и его габариты. Ударная дрель мощностью до 400 Вт имеет массу 1,4 кг, а при мощности в 1000 Вт ее вес увеличивается почти вдвое — такое увеличение массы происходит из-за увеличения габаритов основного редуктора. Некоторые производители оставляют компактность инструмента за счет установки новых мощных электродвигателей, небольших по габаритам, но с высоким крутящим моментом редуктора — при таком раскладе довольно сильно возрастает цена.

В чем отличие бытового и профессионального инструмента

Иногда сделать правильный выбор довольно сложно: на прилавках присутствуют разные модели для дома и профессиональной деятельности.        Ударные дрели для бытового применения имеют более красивый дизайн и различные усовершенствования, которые защищают эргономику инструмента.

Работать с таким инструментом легко и приятно, но многих домашних мастеров в первую очередь интересуют технические характеристики, а не внешний вид.

Главное отличие дрели для дома в том, что она работает от случая к случаю, а не в постоянном режиме. Модели для технического применения отличаются большей мощностью и габаритами, т. к. они рассчитаны на огромные и ежедневные нагрузки. Поэтому они отличаются измененной конструкцией: редуктор заключен в стальной корпус из закаленной стали, применяется более качественное охлаждение внутренних деталей.

Электрический двигатель имеет защиту от пыли, ведь профессиональный инструмент используется в любой обстановке: продуваемые сквозняками внутренние помещения строящихся зданий или пыльные подвалы, где необходимо сделать электрическую проводку и прочие доработки.

Профессиональная ударная дрель — это очень мощный, качественный инструмент с повышенной надежностью всех деталей, она предназначена для долгой эксплуатации в любых, самых неблагоприятных условиях.

Для того чтобы выбрать отличный и надежный инструмент для дома или профессиональной деятельности, надо придерживаться принципа — лучшая ударная дрель имеет самые высокие технические показатели в своем классе. Главное — не забывайте о тщательной проверки ударной дрели перед оплатой, не стоит экономить на качестве, ведь вы приобретете инструмент для длительного использования.

Принцип работы ударной дрели | Новости в строительстве

Принцип работы ударной дрели основан на поступательном движении двух храповиков, которые отталкиваются друг от друга во время вращения шпинделя электродвигателя.

Сегодня практически любой,даже незначительный  ремонт в доме не может обходится без ударной дрели или более совершенной конструкции под названием перфоратор.Основное предназначение электрической дрели это сверление отверстий в различных материалов,кроме каменных и бетонных.Для сверления отверстий в таких материалов как камень и бетон,современные электрические дрели стали оснащать ударным механизмом.

Ударный механизм встроенный в электрическую дрель отличается не совершенностью конструкции и очень низкой производительностью при сверлении в бетоне.Дела обстоят по лучше при сверлении отверстий в кирпичной стене,но при интенсивной и частой работе электрической дрели в таком режиме, очень быстро изнашивается ударный механизм.При изношенном ударном механизме еще сильнее уменьшается производительность сверления в бетоне и кирпиче и кроме этого, происходит большая нагрузка на электродвигатель,от чего он резко нагревается.

Поэтому, профессиональные строители используют перфораторы для сверления отверстий в бетонных и каменных стенах,оснащенные более совершенным ударным механизмом( читай устройство перформатора).Ударные дрели пользуются (на мой взгляд) популярностью среди обыкновенных владельцев домов и квартир,которые ничего общего с профессиональным строительством не имеют.

Но так как цена на хороший перфоратор на много выше чем цена ударной дрели,люди стали охотно покупать такой инструмент.Но повторюсь,ударный механизм ударной дрели для профессионального строителя  представляет малый интерес.Для того, чтобы легче понять принцип работы ударной дрели, предлагаю ознакомиться сперва с устройством ударной дрели.Для восстановления работоспособности изношенного механизма электрической дрели ,требуется ремонт дрели своими руками,

при котором производится полная замена изношенных деталей.

Устройство ударной дрели.

Фото-1.Устройство ударной дрели

Устройство ударной дрели,главным образом состоит из корпуса дрели,электродвигателя,щеткодержателей с щетками,редуктора, подшипников,вентилирующей крыльчатки,прижимного патрона,кнопки включения и выключения электродвигателя со  встроенным регулятором оборотов и реверса.На фото-1 обозначены следующие позиции:

1.-конденсатор, 2-кнопка включения и выключения электродвигателя, 3-регулятор оборотов двигателя,4-переключатель  реверса,5-устройство щеткодержателей с щетками,6-подшипники,7-колектор ротора (якоря),8-обмотка статора электродвигателя,9-крыльчатка встроенного вентилятора,служащая для охлаждения электродвигателя,10-металлический корпус редуктора,11-редуктор,12-возвратная пружина,13-прижимной патрон,14-корпус электрической дрели.

 
Ударный механизм дрели

Фото-2.Конструкция редуктора ударной дрели.

 

Конструкция редуктора ударной дрели главным образом состоит из большой шестеренки и храповиков (волнистых шайб).При нажатии на кнопку включения, электродвигатель начинает вращаться,приводя в движении шпиндель.От шпинделя двигателя вращательные движения передаются далее на большую шестеренку редуктора к которому жестко прикреплен храповик.

Волнистая поверхность храповика большой шестеренки скользит по волнистой поверхности второго храповика,жестко закрепленного в корпус редуктора,совершая тем самым ударные действия.На фото-2,обозначены следующие позиции:

1-Большая шестеренка редуктора,

2-Храповики,

3-Шпиндель электродвигателя,

4-Подшипник.

Фото-3.Устройство корпуса редуктора.

 

Как видно, храповик жестко прикреплен в металлический корпус редуктора.На фото-3, обозначены следующие позиции:

1-Храповик

2-Корпус редуктора

3-Шпиндель двигателя.

 

Фото-4.Устройство большой шестеренки редуктора

 

 

Второй храповик жестко прикреплен к большой шестеренки редуктора.Для увеличения продолжительности жизни храповиков,волнистую поверхность необходимо смазать смазкой,типа литол.На фото-4 обозначены следующие позиции:

1-храповик,2-большая шестеренка.

 

На мой взгляд, ударная дрель это имитация легкого перфоратора,мощностью 700-750 Вт.Почти все перфораторы такой мощности обладают переключателем сверления отверстий без включения ударного механизма.Другими словами,такой перфоратор можно использовать и как простую дрель и как перфоратор,с более совершенным ударным механизмом.Кроме этого, вес такого перфоратора не на много отличается от веса ударной дрели.Может быть,вам лучше обратить свое внимание на покупку такого перфоратора?

 

 

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях! *****

Дрель. Виды и устройство. Применение и работа. Как выбрать

Электрическая дрель является востребованным строительным и монтажным инструментом, который выполняет сверлильные работы. На этом сфера ее использования не заканчивается. Благодаря массе насадок, инструмент может выполнять целый набор функций, начиная от размешивания строительных смесей, полировки и заканчивая заточкой сверл.

Устройство и принцип действия

Дрель представляет собой компактную и легкую конструкцию, основными частями которой являются:

Принцип работы дрели заключается в том, что электрический двигатель передает крутящий момент через редуктор на патрон, который фиксирует сверло. Благодаря применению понижающего обороты механизма, сверло крутится немного медленнее, чем сам двигатель, но при этом обладает увеличенной силой, поэтому не останавливается при сопротивлении.

Разновидности дрелей

Дрель является довольно простым инструментом, который имеет несложную конструкцию. Тем не менее существуют несколько ее разновидностей, которые отличаются по строению редуктора и имеют различные направления использования.

Дрели бывают следующих видов:

• Обычные.
• Ударные.
• Миксерного типа.
• Шуруповертного типа.

Каждый из этих инструментов имеет свои преимущества и недостатки. Все они пригодны для проведения сверлильных работ, но имеют различные дополнительные функции. При выборе инструмента нужно определиться, для каких задач он будет использован, что позволит облегчить дальнейшую эксплуатацию.

Обычная конструкция

Обычная дрель является очень компактной и легкой. Ее можно использовать для сверления древесины, пластика и металла. Она обеспечивает создание аккуратного отверстия. Такой инструмент зачастую имеет возможность регулировки оборотов, что бывает полезно при необходимости сверления специфических материалов, когда нежелательно доводить сверло до перегрева. Практически все модели обычных дрелей оснащены ресивером. При его переключении изменяется направление вращения патрона. Это позволяет выворачивать сверло, если оно застревает.

Ударная конструкция

Ударные дрели имеют слегка измененный редуктор, в который добавлено две шестерни. В результате вращения двигателя обеспечивается не только передача оборотов на патрон, но и его резкое возвратно-поступательное перемещение. Благодаря этому, сверление имеет эффект долота. Он необходим при работе с камнем, бетоном и кирпичом. Ударные модели позволяют сверлить стены, в то время как обычные дрели этого не могут.

При этом ударные дрели имеют два режима работы. В первом происходит простое вращение патрона, как в обычной конструкции, а во втором задействуются дополнительные шестерни, обеспечивающие возвратно-поступательное движение. На первый взгляд ударная конструкция похожа на перфоратор, но это не так. В перфораторе используется пневматический механизм, который более надежен и эффективен, благодаря чему пробивание отверстий происходит быстрее.

Миксерный тип

Миксерная дрель имеет более увеличенный редуктор. Благодаря этому она обладает значительной силой, но выдает низкие обороты. Такой инструмент тяжелее первых двух разновидностей и работает медленней. Несмотря на это, им вполне можно сверлить металл, пластмассу и дерево. Преимущество миксерной конструкции заключается в высокой тягловой силе редуктора. Установив в патрон специальную насадку с лопастями, можно проводить замешивание строительных смесей, таких как бетон, клей или штукатурка.

Шуруповертный тип

Дрель шуруповертного типа может быть использована для сверления как обычная, а также проводить вкручивание и выкручивание шурупов. Она имеет широкий диапазон регулировки скорости вращения. Кроме этого, в ее конструкции предусмотрена специальная трещотка. Ее задача заключается в отключении передачи вращения на патрон при определенном усилии, сила которого выставляется с помощью регулировочной шкалы. Это необходимо для предотвращения срывания резьбы в посадочном отверстии шурупа.

Рекомендации по выбору

При выборе инструмента следует обращать внимание на следующие характеристики:

Мощность электромотора

Что касается мощности электромотора, то для обычной дрели вполне достаточно 500 Вт. Более слабые инструменты пригодны только для работы с деревом. При сверлении металла они не могут противостоять трению и сверло останавливается. Оптимальная мощность для ударного инструмента 700 Вт и выше. Для дрелей миксерного типа нужно выбирать от 800-1000 Вт. Что касается шуруповертов, то лучше всего смотреть на инструменты мощностью от 450 Вт.

Количество оборотов в минуту

Количество оборотов в минуту играет важную роль, поскольку этот показатель указывает на скорость сверление и силу редуктора. Хорошие обычные и ударные дрели имеют показатель вращения от 3000 оборотов в минуту. Для миксеров этот показатель должен быть в районе 600 оборотов. При выборе шуруповерта лучше обращать внимание на инструменты с переключением режимов на сверление и закручивание шурупов. Оптимальная скорость на первом положении переключателя должна быть в пределах 400 оборотов, а на втором 1500 и выше. Если переключение невозможно, то стоит остановиться на 700 оборотах в минуту.

Вес

Вес дрели должен быть комфортным для работы. Если она будет эксплуатироваться постоянно, то лучше более легкая конструкция. Это позволит снизить нагрузку на руки. В случае, когда дрель будет использоваться изредка, можно взять и более тяжелую, но доступную модель. Нормальными считаются инструменты в пределах 1,2-1,7 кг. Для миксеров показатель гораздо выше и составляет 2,7-3 кг.

Наличие дополнительных регулировок

Особое внимание при выборе инструмента нужно обратить на наличие дополнительных регулировок. Желательна возможность изменения скорости оборотов. Для этого в конструкции может быть предусмотрен специальный регулятор, который изменяет параметры электрического питания двигателя. Также бывает переключатель для изменения настроек редуктора. Нередко дрели имеют оба режима регулировки. Еще одним важным моментом является наличие ресивера, для изменения направления вращения электромотора.

Тип патрона

Инструменты могут оснащаться двумя типами патронов – под ключ или быстрозажимным. Первый зажимает сверло с помощью специального ключа. Такая конструкция очень надежная, поскольку обеспечивается уверенная фиксация. Быстрозажимной патрон работает без ключа. Его нужно зажимать и разжимать только с помощью силы рук. При работе с ним можно быстро менять сверла и не нужно искать ключ, но прокручивание сверла при углублении в жесткий материал не редкость.

Источник питания

Также нужно обратить внимание на источник питание дрели. Она может работать от сети или аккумулятора. Сетевые модели стоят дешевле, но для них нужно искать розетку и использовать удлинитель. Аккумуляторные инструменты таких недостатков не имеют, но все же, если их забыть зарядить, то просверлить даже одно отверстие не получится. Нужно отметить, что выбирая автономный инструмент, стоит обратить внимание на тип батареи. Она не должна иметь «эффекта памяти». Это позволит проводить подзарядку даже если батарея еще не села полностью.

Полезные насадки

Применение дрели не ограничивается только сверлением, закручиванием шурупов или замешиванием строительного раствора. Существует масса полезных насадок, которые расширяют ее возможности. Их использование позволяет заменить целый арсенал инструментов. Одним из самых интересных является помпа. С ее помощью можно проводить перекачивание воды. Это очень удобно, особенно если использовать аккумуляторную дрель, что позволяет превращать ее в насос даже там, где нет электричества.

Также весьма интересной насадкой являются ножницы для резки тонкого листового металла. Они обеспечивают аккуратный срез любой формы. При этом отсутствует шум и искры, как при работе угловой шлифовальной машины типа «болгарка». Кроме этого ножницы не перегревают металл, что очень важно, если нужно раскроить сайдинг или металлопрофиль, который покрыт краской. В таком случае защитный полимерный слой не обгорает, благодаря чему края выглядят аккуратно и не ржавеют.

На дрель возможна установка даже насадки для затягивания заклепок. Такое усовершенствование инструмента позволяет повысить эффективность труда, что особенно важно в тех случаях, когда нужно работать быстро и долго. Такая насадка будет незаменимой для закрепления сайдинга или металлопрофиля. Она обеспечивает очень надежное затягивание и аккуратный обрыв ножки заклепки.

На этом перечень насадок не заканчивается. Существует еще масса интересных приспособлений, которые работают совместно с дрелью. К ним можно отнести спрут для снятия рыбной чешуи, бильные пальцы для ощипывания перья птиц и даже конструкцию для заточки сверл.

Похожие темы:

ᐅ Чем отличается ударная дрель от перфоратора — Что лучше выбрать

04 августа 2020

share.in Facebook share.in Telegram share.in Viber share.in Twitter

Содержание:

Перфоратор и ударная дрель — инструменты, которые частично могут заменять друг друга. Оба способны проделывать отверстия, работать с твердыми материалами, использовать в работе удар. По этой причине часто можно услышать вопросы о том, чем вообще отличаются эти инструменты. На протяжении статьи мы разберем, что такое ударная дрель и перфоратор, в чем заключаются особенности их конструкции.

Что такое дрель?

Дрель — это ручной электрический инструмент, который используется для просверливания отверстий в материалах или деталях, закручивания и откручивания крепежей. Принцип ее работы заключается в том, что двигатель преобразует электрическую энергию во вращение, а затем передает его насадке. Если в роли насадки выступает сверло, дрель можно использовать для сверления, если бита — для работы с крепежами. Дрели активно используются во многих сферах, включая строительство, ремонтные работы, производство, сборочные работы, столярное дело и пр. Электрические дрели подразделяются на две подкатегории: ударные и безударные дрели.

Ударная дрель отличается от безударной тем, что имеет дополнительный режим — сверление с ударом. Удар образуется в результате взаимодействия храповиков с валом. Это позволяет дрели справляться с твердыми материалами, например, камнем, кирпичом и бетоном. Полностью заменить перфоратор она не может, так как ей недостает мощности и силы удара.

Что такое перфоратор?

Перфоратор — это тоже электрический инструмент, который отличается от дрели деталями своей конструкции и спецификой использования. Кроме вращение насадки он также придает ей возвратно-поступательное движение. Чтобы создать это движение, в перфораторе предусмотрен специальный узел: качающийся (пьяный) подшипник — у прямых перфораторов, и кривошипно-шатунный механизм — у бочковых. Оба узла преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное и взаимодействуют с поршнем, передающим ударный импульс насадке.

Несмотря на то, что перфоратор похож на дрель, его намного чаще используют при демонтажных работах и, как правило, не применяют для работы с крепежами. Это объясняется большей силой удара у перфоратора, его большим весом, а также отсутствием у дрели режима долбления.

Отличие ударной дрели от перфоратора

У дрели и перфоратора разные механизмы возникновения удара. Сама конструкция этих инструментов предполагает, что при использовании ударного режима с ними нужно обращаться по-разному:

• В случае применения ударной дрели оператору приходится прикладывать дополнительное усилие, нажимать на инструмент. Чем сильнее воздействие на дрель — тем быстрей происходит бурение. Но даже при максимальном усилии, сила удара у дрели будет в несколько раз меньше самого легкого перфоратора.
• При использовании перфоратора усилие нужно прилагать только чтобы уверенно держать инструмент. В среднем, давление не должно превышать 2-3 кг.

Ударная функция — базовая для перфоратора. А вот в дрели, пусть даже ударной, это только дополнительный функционал. С другой стороны, это делает дрель универсальным и многофункциональным инструментом.

Правильный выбор инструмента должен зависеть от того, какую именно работу вы собираетесь делать. Если очень коротко: дрель подходит для мелкого ремонта, столярных работ, работы с крепежами, а перфоратор — для постоянной работы с бетоном, камнем и кирпичом, демонтажа и штробления стен.

Ударная дрель или перфоратор — что выбрать?

В этом разделе мы решили привести примеры эффективного использования перфоратора и ударной дрели, чтобы вам было легче выбрать для себя инструмент.

В каких случаях стоит выбрать ударную дрель?

• Редкое использование инструмента для бурения отверстий небольшого диаметра. Если вам периодически нужно что-нибудь бурить, но не слишком часто, нет смысла покупать перфоратор. Дрели более чем достаточно, чтобы повесить картину, просверлить металл и т.п. При хранении инструмента дрель занимает меньше места, чем перфоратор.
• Работа с древесиной и металлом — дрель справится с этими материалами. Любой инструмент способен просверлить дерево, а при работе со сталью или железом большую роль играет качественное сверло.
• Закручивание и откручивание крепежей. Дрелью намного удобнее работать с шурупами и саморезами, даже если у нее нет ударного режима. Если использовать для этой цели перфоратор, возрастет процент брака — испорченных крепежей, и уменьшится комфорт при работе.
• Предпочтительнее работать с относительно мягкими материалами. Если вам не нужно часто сверлить бетон, камень или кирпичные стены, то вполне можно обойтись без перфоратора.

В каких случаях стоит выбрать перфоратор?

• Работа с твердыми материалами. Перфоратор намного лучше справляется с камнем, бетоном и кирпичом. Его ударный механизм генерирует силу удара, достаточную для бурения и разрушения бетона, а также крупных фрагментов камня, показывая себя в разы эффективнее дрели.
• Сверление больших отверстий. Перфоратор может работать с насадками большого диаметра, чего нельзя сказать о дрели. Например, если дрели редко способны создавать отверстия в бетоне диаметром больше 20 мм, то перфоратор (при использовании коронки) может сверлить отверстия диаметром до 120 мм.
• Демонтаж. Одно из отличий перфоратора от дрели заключается в том, что у него есть режим удара без сверления (долбления). С его помощью можно удалять со стен плитку, штукатурку, штробить стены и т. д. Дрель с такими задачами не справится — она для них не предназначена.

Заключение

Ударная дрель — инструмент, который подойдет для закручивания и откручивания крепежей и созданий небольших/средних отверстий, предпочтительно, в дереве, металле, плитке и пластике. Перфоратор лучше подходит для сложных работ, демонтажа и создания больших отверстий в бетоне. Понимая особенности этих инструментов, вы всегда сможете сделать правильный выбор.

перфораторов. Для чего это используется? Перфоратор против перфоратора

Ударная дрель — очень полезный электроинструмент для сверления твердых и хрупких поверхностей, например, кирпичной кладки. Перфораторы достигают этого за счет сочетания вращательного сверления и ударных толчков для проникновения в твердые материалы.

Есть много проектов по благоустройству дома, которые в конечном итоге требуют просверливания бетона или кирпичной кладки. Например, скажите, что вы хотите что-то повесить перед своим домом.Для этого вам нужно будет найти способ просверлить кирпичную кладку (конечно, при условии, что фасад вашего дома сделан из кирпича). Обычное сверло либо сломается, либо очень быстро выгорит, если вы попытаетесь использовать его на кладке. Итак, что же делать домовладельцу?

Что ж, вы можете использовать сверло по камню на своей аккумуляторной дрели, если это легкая работа. Тем не менее, существуют специальные инструменты, призванные помочь домашним мастерам и профессионалам в кратчайшие сроки справиться с кладкой и бетоном.В этой статье я расскажу об одном таком инструменте — перфораторе. Я расскажу вам все, что вам нужно знать об этом удобном электроинструменте.

Что такое перфоратор и как он работает?

Ударная дрель — это электроинструмент с вращательным движением в сочетании с пульсирующим ударным действием. Вращающееся сверло режет материал как обычное сверло, в то время как быстрые пульсирующие удары в направлении сверления заставляют сверло проникать в материал.

Ударные дрели — это, по сути, тип сверла, предназначенный для сверления небольших отверстий в сложных материалах, которые обычное сверло просто не может пробить.Сюда входят такие вещи, как кладка и бетон. Эксперты обычно описывают дрель неспециалистам, прося их представить себе небольшой, но мощный молоток. Теперь представьте, что этот молоток постоянно отбивает заднюю часть вращающегося сверла вперед. Это дает вам общее представление о том, как работает перфоратор. Маленький молоток забивает сверло, что дает ему способность проходить сквозь более твердые материалы (отсюда и название).

Это также то, что отличает перфоратор от других видов дрелей.С помощью обычной дрели вы увидите, как маленький внутренний двигатель вращает биту с большой скоростью. Благодаря быстрому вращению сверло может проходить сквозь такие материалы, как дерево. Перфоратор не «протыкает» материалы. Вместо этого небольшое движение молотка по существу измельчает все, что находится перед буровым долотом. Но измельчения достаточно, чтобы не повредить весь материал; затронут только тот участок, который вы просматриваете.

Принцип работы

Есть два способа привести в действие перфоратор.Первый метод — перкуссионный. Ударные перфораторы работают за счет взаимодействия ряда шестерен. Два диска с выступами, которые наезжают друг на друга, производят быстрое ударное движение. Совместное действие шестерен вращает буровое долото, в то же время толкая буровое долото вперед.

Другой способ приведения в действие перфоратора — электропневматический привод (сокращенно EP). В основном это используется в перфораторах. Перфораторы EP, как вы, наверное, догадались из двух названий, работают с использованием смеси электричества и сжатого воздуха.Механизм состоит из направляющего цилиндра, приводного поршня или поршня возбудителя и летающего поршня. Электроэнергия используется для вращения кривошипа, который, в свою очередь, приводит в движение приводной поршень. В то время как сжатый воздух создает воздушную подушку под давлением между поршнями, которая затем придает сверлу мощность измельчения.

* Связанная информация: Ударная дрель — это другой электроинструмент. Посмотрите разницу между перфоратором и ударной дрелью / шуруповертом здесь.

Типы перфораторов

Есть два основных вида перфораторов, о которых нужно знать.Первый и более распространенный вид называется обычными перфораторами. Второй вид известен как «перфораторы». Я знаю, что терминология может немного сбивать с толку, поэтому позвольте мне прояснить ее. И обычные перфораторы, и перфораторы относятся к разновидностям «перфораторов». Но перфораторы имеют другое название, потому что они выполняют несколько иную роль, о которой вы узнаете в этом разделе.

Обычные перфораторы

Обычно они называются перфораторами .Подавляющее большинство обычных перфораторов используют систему ударных мощностей, которую я описал в последнем разделе. Это означает, что они могут легко и быстро измельчать твердые материалы, такие как бетон или кирпич, быстро и эффективно.
Обычных перфораторов или ударного отвертки достаточно для выполнения большинства работ по дому и разнорабочих.

Обычные ударные дрели бывают двух подкатегорий: модели с питанием от сети и модели с аккумулятором. У каждого свой набор достоинств и недостатков.

Сетчатые перфораторы

Я почти уверен, что все знают, как работают сетевые электроинструменты.Вы подключаете их и используете. С другой стороны, перфораторы с питанием от сети имеют тенденцию быть более мощными, чем их аккумуляторные аналоги. Причина этого в том, что проводные модели имеют постоянный источник питания, поскольку они подключены к сети. Это позволяет перфораторам с сетевым питанием иметь заметно более высокую частоту вращения (оборотов в минуту) и просто большую общую мощность.

Они также имеют меньший вес и менее дорогие по сравнению с беспроводной версией.

Однако у них есть один заметный недостаток — им не хватает мобильности беспроводных моделей.Вам нужно либо использовать удлинители, либо надеяться, что в районе, где вы работаете, будет много удобно расположенных розеток. На мой взгляд, перфораторы с сетевым питанием — лучший вариант, но я должен признать, что меньшая мобильность может стать довольно неприятной.

Аккумуляторные перфораторы

Аккумуляторная ударная дрель работает за счет внутреннего аккумулятора, который необходимо регулярно заряжать. Как я уже сказал выше, главное преимущество беспроводной модели — портативность.Если вы работаете на большой стройплощадке, дополнительная мобильность аккумуляторного перфоратора будет очень полезна.

Кроме того, я часто замечаю, что шнур является помехой при работе в ограниченном пространстве. Аккумуляторная ударная дрель отличается удобством переноски, а также простотой использования.

Однако за мобильность приходится платить. Тот факт, что он работает от аккумулятора, означает, что аккумуляторный перфоратор просто не может обеспечить такую ​​же мощность, как проводная модель, в течение более длительного периода времени.

Перфораторы

Перфораторы

или Перфораторы — существенно более мощные перфораторы с сетевым питанием. В перфораторах используется ЭП (электропневматическая) система питания, которую я описал в первой части статьи. Это означает, что с точки зрения чистой мощности перфораторы превосходят обычные перфораторы с сетевым питанием.

Еще одно ключевое отличие состоит в том, что перфораторы имеют режим работы только с перфоратором. Обычно эти инструменты имеют 3 режима настройки; только дрель, дрель с ударным действием и только перфоратор.Также можно использовать перфоратор в качестве мини-отбойного молотка.

Обычно, если вы не профессионал; перфоратор вам просто не пригодится. Если вы любитель дома, подумайте о том, чтобы арендовать его, а не покупать, вы сэкономите деньги.

Перфоратор против перфоратора

И перфораторы, и перфораторы работают по одному и тому же принципу. Однако у них есть несколько ключевых отличий.

	Ударная дрель	Перфоратор
Привод	Электро / аккумулятор Мощность	Электропневматический
Мощность	Лучше аккумуляторных дрелей	Намного более мощные, чем перфораторы
Режим	Дрель, Ударная дрель	Дрель, перфоратор, только перфоратор
Размер	Бит больше, чем дрель / шуруповерт	Более громоздкий инструмент
Держатель инструмента	Стандартный трехкулачковый патрон	* Патрон SDS
Использует	Бурение по камню	Сверление кирпичной кладки, Используется как отбойный молоток
Полезно для	Сделай сам, Разнорабочий	Профессиональные строительные работы

* По сравнению с 3-х кулачковыми патронами, щелевые приводные системы или патроны SDS больше подходят для работы с молотком.Большинство перфораторов поставляются с патронами SDS, поэтому их также называют сверлами SDS.

Вот видео, демонстрирующее практическое использование инструментов. Посмотрите на разницу в производительности перфоратора и перфоратора.

Перфоратор использует

Перфоратор имеет очень специфическое применение — сверление кирпичной кладки и бетона. Вы можете использовать обычные упражнения для этой работы, но это займет больше времени и будет менее эффективным. Вы используете перфоратор, когда вам нужно просверлить 40 отверстий в бетоне за один день.Это делает их полезными для самых разных проектов ремонта дома. Распространенное заблуждение состоит в том, что перфораторы предназначены для забивания гвоздей. Перфоратор не предназначен для этого, и если вы используете его таким образом, значит, вы используете инструмент неправильно.

Заключение

Это все, что вам нужно знать о перфораторах. Это полезные инструменты, которые нужно держать в доме. Если вам когда-нибудь понадобится просверлить трудный материал, то перфоратор — ваш лучший вариант.Я определенно рекомендую всем держать его в сарае для инструментов.

На главную »Дрели и шуруповерты

Как работает перфоратор?

Поскольку мы рассматриваем так много конкретных инструментов, мы получаем много вопросов от читателей. Мы подумали, что сейчас самое время ответить на вопрос, как именно работает перфоратор. Надеюсь, эта статья понравится как торговцам, которые ежедневно используют эти инструменты, так и тем, кто просто любит разбираться в технологиях.Со своей стороны, мы любим заглядывать внутрь любого инструмента, чтобы увидеть, как он работает. Инструменты часто намного интереснее внутри, чем снаружи — и это, безусловно, относится к перфораторам.

Конечно, лучшая информация исходит из первоисточника. Итак, в партнерстве с нами, чтобы предоставить внутреннюю информацию, Трей Склар, менеджер бизнес-подразделения Power Tools компании Hilti в Северной Америке.

Как работает перфоратор? Мы спрашиваем Hilti

Pro Tool Reviews (PTR): Насколько мы понимаем, у Hilti довольно серьезное прошлое в отношении перфораторов.Что по этому поводу?

Trey Sklar (Trey): Что ж, помните, что раньше вы просверливали отверстие в бетоне с помощью звездообразной коронки. По сути, это была большая часть, по которой можно было ударить молотком, повернуть и затем снова ударить. В конце концов, получится дыра. Первым электропневматическим перфоратором, появившимся на рынке около 46 лет назад, в 1967 году, был Hilti Torna 765. Большой скачок вперед совершил электропневматический, или EP, принцип работы. Это основа ударного механизма.

Компания Hilti придумала, как заставить его работать, и выпустила перфоратор Torna 765. Вскоре TE 17 стал первым инструментом EP, получившим широкое признание на рынке. Вы можете себе представить, что произошло, когда эти новые электрические перфораторы появились на стройплощадке, где раньше сверление выполнялось очень медленно и вручную. Hilti была эксклюзивным производителем этих EP-инструментов около 10 лет.

Как изменились перфораторы?

PTR: Расскажите о том, как перфораторы изменились от первых продуктов Hilti до наших дней.

Trey: Со временем появились способы уменьшить вес инструмента. Мы узнали, как уменьшить вес определенных механизмов, сделав их из более легких материалов. Это позволило увеличить мощность инструмента за счет перераспределения веса. Например, 65-фунтовый отбойный молоток TE 3000-AVR имеет ударник весом 4,9 фунта. Это примерно вдвое больше бойка того же класса от большинства других производителей. Это стало возможным благодаря технологическим инновациям и корректировке других областей естественной массы инструмента.

Направляющая трубка, по которой поршень движется вперед и назад, также была заменена на некоторые очень современные сплавы. Срок службы намного дольше, чем у оригинальных моделей. Между периодами обслуживания теперь намного больше времени. Hilti также поработала над ударником и соотношением между ним и поршнем, что позволило добиться значительных скачков в производительности. Еще одна деталь — и я потеряю работу!

А как насчет вибрации?

PTR: Я не буду вас цитировать… о, подождите, я только что цитировал! А как насчет вибрации — почему эти штуки не отрывают вам руки?

Trey: Снижение вибрации — естественный результат работы механизма EP.Это также вопрос безопасности, и, как следствие, этой области уделяется много внимания. Hilti выбрала полностью изолированную систему. Задняя рукоятка наших инструментов, оснащенных AVR, может перемещаться как вверх, так и вниз, а также слева направо по нескольким осям от инструмента. Еще одна проблема, связанная с активным управлением крутящим моментом. Hilti использует механизмы, которые добавляют дополнительный уровень защиты оператора от непреднамеренного резкого поворота корпуса инструмента из-за блокировки куска арматуры.

Иногда бывает, что подрядчик может ударить кусок арматуры и застрять. Это может привести к вылету инструмента из рук пользователя или даже к травме. Механизм Hilti включает магнитную муфту для отключения двигателя, когда корпус инструмента поворачивается более чем на 45 градусов менее чем за полсекунды. В инструменте все еще есть фрикционная муфта, но это выходит за рамки этого. Эта особенность увеличивает вес инструмента, поэтому он в основном расположен в более крупных комбинированных перфораторах, таких как TE 30-A36 и выше.

Разница между перфоратором (кулачковым механизмом) и перфоратором (EP)

Кулачковый или ударный удар в перфораторе дает вам легкий удар по бетону. Звук очень громкий, потому что шестерни физически трутся друг о друга. Вы также не получите такой большой силы удара молота. Именно поэтому в перфораторах почти никогда не бывает долот, и они никогда не предназначены для работы с долотами 3/4 дюйма.

Электропневматический (EP) механизм, с другой стороны, использует систему, в которой приводной поршень и летающий поршень никогда не соприкасаются.Между ними есть воздушный карман, поэтому вы получаете гораздо более сильную и эффективную передачу мощности на ударный механизм. Это также значительно снижает износ инструмента.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей статьей о перфораторах и перфораторах.

Как работают аккумуляторные перфораторы по сравнению с проводными

PTR: Каковы принципиальные различия в конструкции и целях между сетевыми и аккумуляторными инструментами Hilti?

Trey: До этого года аккумуляторные инструменты были разработаны для оптимальной производительности с битами 5/8 ″ или меньше.Итак, что вы пытаетесь сделать, так это привнести проводную (или лучшую) производительность в беспроводную модель. Что касается внутреннего механизма, то здесь нет большой разницы или каких-либо действительно существенных изменений. Вы просто хотите достичь того уровня, на котором механизм будет достаточно эффективным, чтобы обеспечить работу на полдня или даже на целый день без подзарядки.

В течение последних нескольких лет мы наблюдали преобразование серийных (повторяющихся) приложений определенных размеров в аккумуляторные инструменты. Они дали огромный прирост производительности.Вы измеряете это, просверливая достаточное количество отверстий за один заряд и просверливая эти отверстия достаточно быстро, чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым к инструменту со шнуром. Сейчас в нашем модельном ряду больше аккумуляторных перфораторов, чем сетевых. Мы не смогли бы этого сделать, если бы эти инструменты не обладали производительностью сетевого инструмента.

Препятствия при проектировании

PTR: Каковы самые большие препятствия при разработке отличного перфоратора? Где вы постоянно пытаетесь стать лучше?

Trey: Создание больших инструментов, ломающих стереотипы.Например, мы попадаем в более крупные категории, такие как TE 30-A36. Это первый в мире аккумуляторный комбинированный перфоратор, способный сверлить отверстия диаметром 3/4 дюйма и более. А новый бесщеточный демонстрационный молот TE 3000-AVR был разработан, чтобы конкурировать с более крупной пневматикой. Обычно подрядчикам приходится решать, использовать ли менее мощный электроинструмент или более мощный отбойный молоток с приводом от компрессора, который имеет сильную вибрацию. Мы сделали TE 3000, чтобы передать мощность 60-фунтового воздушного молота в электрическом инструменте, который мог работать от генератора.

PTR: Как это проверить, чтобы убедиться, что у вас получилось?

Trey: Из-за силы удара мы остановились на железнодорожных путях промышленного размера. Это кусок стали, примерно в два раза превышающий ширину обычных железнодорожных путей. Затем мы в основном забиваем инструмент до смерти на нем под разными углами, используя буровую установку, чтобы запустить инструмент до тех пор, пока он не умрет. Удары долота по железнодорожному полотну более оскорбительны, чем даже бетон 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Буровая установка действительно классная.Он использует роботизированную руку, работающую с инструментом 24 часа в сутки с помощью долота, пока он не умрет. Вы не поверите, но через какое-то время сталь действительно поддается.

Принцип работы перфоратора

Большой или маленький, все перфораторы более или менее одинаковы по принципу действия.

1. Нажмите на спусковой крючок или нажмите кнопку включения / выключения, и будет отправлен сигнал для активации двигателя.
2. Двигатель вращается, приводя шестерни, вращая долото и перемещая поршень.
3. По мере того, как приводной поршень движется вперед, воздушный карман между ним и поршнем свободного хода уменьшается в размерах. Это создает карман для сжатого воздуха, который, в свою очередь, толкает поршень свободного хода. Два поршня не вступают в физический контакт.
4. Когда второй поршень, или поршень свободного полета, движется вперед, он контактирует с бойком.
5. Ударник, в свою очередь, контактирует с концом сверла или долота, обеспечивая ударное действие.

Частота цикла поршня (удары) намного выше, чем частота вращения.Это означает, что ударное воздействие происходит многократно за каждый оборот сверла.

Комната для улучшения?

PTR: Мы достигли вершины в возможностях перфораторов? Есть ли возможности для улучшения?

Trey: Есть несколько возможностей для значительного увеличения скорости сверления для инструментов SDS-Max. Мы также можем получать все больше и больше отверстий за одну зарядку на аккумуляторных инструментах SDS +. Снижение веса также будет важным фактором.И одна вещь, на которой мы действительно склонны сосредотачиваться, — это брать вещи обыденные и революционизировать их. Конечно, мы начали это с TE 17. Тем не менее, TE 3000-AVR и наши новые полые сверла — еще один отличный пример того, что эта инновация все еще пользуется успехом. Сетевые дрели были практически заменены аккумуляторными моделями. Думаю, мы также увидим, что аккумуляторные перфораторы будут доминировать при сверлении отверстий малого диаметра. Эти проводные продукты исчезнут для такого рода работы.

Вкратце, как работает перфоратор

Спасибо Трею Склару из Hilti за то, что он поговорил с нами и позволил нам разобраться в том, как работают перфораторы. Я согласен с тем, что мы находимся в процессе перехода к аккумуляторным батареям для сверления отверстий меньшего диаметра. Мы внимательно следим за тем, что Hilti и другие делают с более крупными продуктами.

Если вы менеджер по продукту и хотите поделиться интересной историей о том, как работает тот или иной инструмент или технология, отправьте нам сообщение по адресу [электронная почта защищена]. Мы рассмотрим возможность использования этого в следующей статье и связаться с вы, чтобы получить больше информации.

Как работают электродрели | HowStuffWorks

Электродрель необычайно проста в использовании, поэтому логично, что это удивительно простой станок. Как правило, нажатие на спусковой крючок включает электродвигатель, который затем вращает сверло или насадку для отвертки. Однако достижения в области проектирования буровых установок и управления означают, что это еще не все.

Первое, что вам нужно знать о дрелях, — это то, как они работают. Текущие модели бывают как проводными, так и беспроводными; Кабельные дрели измеряются в амперах, а аккумуляторные дрели измеряются в вольтах.Чем выше сила тока или напряжение у дрели, тем больше у нее мощности. Большая мощность создает более крутящего момента , или силы вращения, на сверле или насадке для шуруповерта.

Спусковой переключатель , расположенный в том же месте, где вы могли бы ожидать спусковой крючок пистолета, приводит в движение сверло. Сегодняшние сверла обычно имеют спусковой механизм с регулируемой скоростью, а это означает, что чем сильнее вы нажимаете, тем быстрее электродвигатель вращает приводной вал. Более дешевые модели работают на одной максимальной скорости, но более дорогие модели предлагают от двух до четырех максимальной скорости , обычно в диапазоне от 200 до 2000 об / мин.С триггером переменной скорости и несколькими настройками скорости вы можете управлять сеялкой от нуля до максимальной скорости для каждой настройки.

От электродвигателя приводной вал передает вращение через муфту , которая регулирует крутящий момент сверла. Многие дрели имеют регулируемую муфту, а некоторые имеют до 24 настроек. Чем выше настройка сцепления, тем выше крутящий момент, который выдает дрель. Когда дрель достигает предустановленной настройки муфты, муфта отключает приводной вал, позволяя вращать двигатель, но не сверло или отвертку.Это приводит к щелчку.

Последней важной частью сверла является патрон , механизм, в который вы закрепляете сверло или насадку для отвертки. До 80-х годов прошлого века патроны были шпоночными, что означало, что для их затяжки требовался специальный инструмент. Сегодня почти все дрели работают без ключа. Зубчатая передача, однажды затянутая ключом, оснащена захватом, позволяющим пользователю закрепить биту вручную.

Прочтите, чтобы узнать, как правильно выбрать сверло или насадку для шуруповерта, и узнать о способах, которыми вы, возможно, не думали использовать электродрели.

Роторная дрель против ударной дрели

Если вы хотите просверлить отверстия в различных материалах, таких как бетон, дерево, кладка и т. Д., То первое, что вам приходит в голову, — это перфоратор или перфоратор. Мы должны решить, какой тип сверла больше подходит для нашей работы. Затем, на более позднем этапе, вы сможете более уверенно выяснить и приобрести дрель. Обычно мы оказываемся перед дилеммой, что, поскольку названия сверл похожи, они могут иметь одинаковые функциональные возможности.Но это не совсем так. Это два разных инструмента, используемых для разных приложений.

Роторная дрель — это тип электроинструмента, который используется для выполнения таких задач, как долбление, забивание и сверление твердых материалов, таких как бетон, кирпичные стены и т. Д. В нем используется поршневой механизм вместо специальной муфты. Он также предпочтителен для сверления больших отверстий на более высокой скорости. Это надежный и долговечный инструмент, обладающий высокой мощностью, передовыми технологиями, безопасностью и комфортом.Он маленький и компактный, поэтому его можно использовать даже в перегруженных местах.

Ударная дрель Станок предназначен для ударного сверления в бетоне, дереве, металле или каменной кладке. Используется на стройплощадках или электриком при ремонтных работах. Он в основном используется для забивания материалов и обеспечения быстрого сверления, экономя ваше время и усилия. Пользователь также может отрегулировать настройку сверления в соответствии с типом материала. По конструкции он громкий и тяжелый. Он имеет двухрежимную опцию, реверсивный переключатель с регулируемой скоростью, эргономичную ручку, шариковую и подшипниковую конструкцию и т. Д.Аккумуляторная ударная дрель — одна из его разновидностей. Он подходит для сверления легкого металла, дерева, бетона и т. Д. Кроме того, он поставляется со стальными стамесками с высокой ударной нагрузкой.

Когда покупать перфоратор? Это оборудование, включающее муфту, используемую для эффективного вращения бурового долота. Он проходит небольшое расстояние в процессе входа и выхода во время быстрого функционирования. Это правильный выбор для легких кладочных работ.

Ударная дрель

Когда покупать роторную дрель? Это улучшенная версия перфоратора.Он имеет очень прочную систему давления воздуха, состоящую из поршневого узла. Благодаря универсальности его можно использовать как для дома, так и для сложных проектов.

Роторная дрель

Роторная дрель или ударная дрель, что лучше? Существенная разница в принципах работы между этими сверлами:

В случае перфоратора ударные удары проходят в направлении просверливаемого отверстия.Тогда как в случае перфоратора ударное действие происходит в направлении шаблона вращения.

Если вы хотите сверлить отверстий большего размера , диаметр которых превышает один дюйм, то рекомендуется использовать перфоратор . Если вас беспокоит скорость , скорость и вы хотите выполнить задачу сверления за очень короткий промежуток времени, тогда вам следует выбрать перфоратор . Обычные столярные работы и мелкий домашний ремонт можно быстро выполнить с помощью перфоратора.

Заключение — У обеих дрелей есть свои плюсы и минусы. Таким образом, задача пользователя состоит в том, чтобы проанализировать потребности проекта и, таким образом, выбрать наиболее подходящий тип сверления. Это поможет им в достижении оптимальных результатов за счет высокой производительности выбранного сверла. Итак, начните свою исследовательскую работу прямо сейчас, проверив все доступные сверла и выбрав наиболее подходящие сверла, которые будут соответствовать вашим проектам.

Купить Мощные перфораторы Купить мощные молотки Bosch

Разница между 3 методами бурения по горным породам — ​​вращательное бурение, бурение с глубиной погружения и перфоратор | пользователя Bonmach Q.D

Оригинал от Stella- Блог компании BONMACH

Бурение и взрывные работы являются важной частью горного производства. Давайте поговорим о трех методах бурения горных пород — роторном бурении, бурении с глубиной погружения и бурении с перфоратором. Эти три способа подходят для разных операций по добыче полезных ископаемых, и неправильный выбор приведет к огромным убыткам.

Прежде всего, мы должны объяснить принцип их работы.

Роторное бурение

В роторном бурении установка обеспечивает достаточное давление на валу и крутящий момент.Долото одновременно сверлит и вращается на породе, оказывая на нее как статическое, так и динамическое ударное давление. Долота вращаются и непрерывно измельчают на дне скважины, заставляя породу расколоться. Сжатый воздух под определенным давлением и определенным расходом распыляется из сопла через внутреннюю часть бурильной трубы, чтобы шлак непрерывно выдувался от забоя скважины по кольцевому пространству между бурильной трубой и всей стенкой наружу.

Бурение вниз в скважину (DTH)

Бурение в скважину происходит при помощи сжатого воздуха, проходящего через бурильную трубу, на ударник, который находится позади бурового долота.Поршень напрямую ударяет по сверлу, а внешний цилиндр ударника обеспечивает прямое и стабильное направление сверла. Благодаря этому энергия воздействия не теряется в суставах и позволяет производить более глубокое ударное бурение.

Кроме того, сила удара действует на породу на забое скважины, что более эффективно и прямолинейно, чем другие методы бурения.

И DTH больше подходит для больших отверстий при бурении твердых пород, особенно для твердых пород более 200 МПа.Однако для породы ниже 200 МПа это приведет не только к потере энергии, но и к низкой эффективности бурения и серьезному износу бурового долота. Это связано с тем, что во время удара поршня молота мягкая порода не может полностью поглотить удар, что серьезно снижает эффективность бурения и шлакования.

Бурение с верхним ударником

Ударное усилие при бурении с верхним ударником, создаваемое поршнем насоса гидравлической буровой установки, передается на буровое долото через переходник хвостовика и бурильную трубу. В этом разница между бурением с погружным пневмоударником.Между тем, ударная система приводит во вращение буровую систему. Когда волна напряжения достигает бурового долота, энергия передается породе в виде проникновения долота. Комбинация этих функций позволяет сверлить отверстия в твердых породах, а воздушный компрессор выполняет только удаление пыли и шлакование при бурении с перфоратором.

Комбинация этих функций позволяет сверлить отверстия в твердых породах, а воздушный компрессор выполняет только удаление пыли и шлакование при бурении с перфоратором.

Энергия удара, умноженная на частоту удара, вместе создает ударную мощность дрифтера. Однако обычно бурение с перфоратором используется для отверстий диаметром не более 127 мм и глубиной менее 20 м, что обеспечивает высокую эффективность.

Характеристики трех методов бурения по горным породам и сравнение для адаптации к размеру скважины, глубине, адаптации породы, средам для промывки шлака, эффективности и прямолинейности.

Роторное бурение

★ В основном подходит для больших скважин (уголь, известняк), обычно диаметром более 200 мм.
★ Глубина бурения до нескольких тысяч метров и даже десятков километров.
★ Адаптирован для мягких и средне-твердых пород.
★ Средой для промывки шлака может быть сжатый воздух, воздушная пена, грязь и т. Д.
★ Неэффективен для бурения твердых пород.
★ Прямолинейность бурения ниже, чем при бурении вниз по стволу (DTH).

Бурение вниз по скважине (DTH)

★ Наиболее подходящий диаметр отверстия составляет 100–254 мм, в особых случаях может быть до 2 м, а минимальный также может составлять около 50 мм.
★ Теоретически глубина бурения ограничивается только противодавлением (может достигать нескольких километров).
★ Адаптация к твердым породам и условиям горных пород (по сравнению с перфоратором).
★ В основном используйте сжатый воздух для промывки шлака, а иногда и воздушную пену для специального применения.
★ Высокая эффективность при бурении твердых пород (по сравнению с роторным бурением).
★ Для этих трех методов наилучшая прямолинейность сверления.

Перфоратор

★ Наиболее подходит для отверстий диаметром 25–127 мм.
★ Обычно глубина скважины не превышает 25 метров.
★ Адаптация к устойчивой и однородной твердой породе.
★ Средой для промывки шлака является сжатый воздух или вода.
★ Высокая эффективность при бурении неглубоких скважин, чем глубже, тем ниже эффективность.
★ Наиболее легко перекосить при использовании этих трех методов сверления.

Подробнее

Оптимальные проектные параметры системы ударного бурения для повышения эффективности

Целью данной статьи является определение оптимальных проектных параметров систем ударного бурения с учетом взаимодействия долота и породы.Во-первых, динамика движения долота, на которую воздействует упавший поршень, моделируется распространением ударного напряжения и механизмом разрушения горных пород, представляющим коэффициент сопротивления проникновению и константу разгрузки. Затем исследуется демпфирующая вибрационная характеристика долота с учетом продолжительности удара и условий нагружения / разгрузки горной породы. Кроме того, предлагаемая динамика упрощена за счет принятия двух безразмерных параметров, представляющих соотношение масс долота и поршня и соотношение жесткости поршня и поршня.Наконец, эффективность бурения, определяемая энергией, передаваемой от поршня к породе, представлена ​​в виде предложенных параметров. Использование оптимальных конструктивных параметров систем ударного бурения повысило эффективность бурения. Эти результаты применимы к проектированию и оценке производительности забойных и перфораторных систем.

1. Введение

Буровое оборудование — это собирательный термин, используемый для машин, которые применяют силы удара и вращения для бурения (по большей части) поверхностей и взрывных скважин, и классифицируется как бурение с перпендикулярным ударом буровые установки для бурения скважин (DTH) и роторного бурения (RD) в зависимости от способа эксплуатации (Рисунок 1).Как правило, THD используется в основном для горных работ и взрывных работ, когда буровая установка бурится в земле обычно на глубину 1–20 м и не более 40 м; DTH используется в основном для разработки грунтовых вод и может создавать ямы максимальной глубиной до 4000 м; и RD бурит самые глубокие скважины, чаще всего для добычи нефтяного газа и геотермальных разработок, продвигаясь под собственным весом, чтобы достичь глубины до 10 000 м [1].

Проще говоря, ударный буровой механизм использует энергию удара, возникающую в результате повторяющегося удара бурильной колонны (установки THD) или пневмоударника (установки DTH), а также силу подачи и вращающую силу, которые передаются на буровое долото через буровая штанга.Энергия, генерируемая при повторяющихся ударах, затем преобразуется в энергию волны, которая передается в породу через буровое долото. Наконец, буровое долото, теперь обладающее достаточной энергией удара для бурения, врезается в породу и дробит ее. Скорость, с которой передается энергия удара в системе ударного бурения (т. Е. Эффективность бурения), определяется сложными эффектами, такими как буровая штанга, соединительная втулка, прочность породы на сжатие и взаимодействия между буровым долотом и рок.Следовательно, некоторые методы бурения являются высокоэффективными с высокой скоростью проникновения при бурении мягких пород (прочность на одноосное сжатие, UCS, <20 МПа) или пород средней твердости (UCS 50–120 МПа), но эффективность снижается при бурении очень твердых пород. рок (UCS> 200 МПа) [2].

Существуют многочисленные предыдущие исследования, касающиеся буровых коронок, бурения горных пород, передачи энергии удара и эффективности бурения. Hustrulid и Fairhurst [3–6] исследовали передачу энергии между буровой сталью и горной породой и измерили удельную энергию, возникающую в результате силы удара.

Чанг и Элиас [7] использовали метод конечных элементов (МКЭ) для изучения таких факторов, как передача энергии, взаимодействия между буровым долотом и горной породой, а также процесс проникновения породы, которые важны при исследовании и оценке бурового оборудования. Song et al. [1] предложил оптимальные проектные коэффициенты и диапазон для бурового долота с перфоратором на основе моделирования многофазного потока и методологии поверхности отклика (RSM). Кроме того, Song et al. [8] разработали лабораторную систему тестирования для проверки производительности бурового долота и исследовали влияние факторов конструкции долота на производительность бурения.Kwon et al. [9] подтвердили влияние расположения кнопок бурового долота на эффективность бурения посредством испытания поршня на ударную нагрузку с использованием системы испытания на падение поршня. Lundberg и Okrouhlik [10] провели исследование 3D-эффектов на эффективность трех типичных методов ударного бурения (ударное бурение, бурение с погружным пневмоударником и бурение с бурением). FEM. Lundberg и Collet [11] исследовали оптимальную падающую волну, которая максимизирует эффективность преобразования энергии волны в методе THD.Все эти предыдущие исследования в основном рассматривали передачу энергии удара от поршня и бурового долота. Однако они не смогли изучить влияние динамических свойств бурового долота в результате удара поршня. Ли и др. [2] проанализировали характеристики силы реакции поршня ударных молотов, используя теорию распространения волны напряжения и закон сохранения энергии, а также изучили эффективность передачи энергии ударного инструмента DTH [12]. Исследования Li et al.В [2, 12] рассмотрена динамика бурового долота в результате удара поршня. Однако это соображение касалось только недемпфированных режимов характеристик отклика системы, которые возникают в результате вращательного движения бурового долота и влияния породы. Работа; поэтому пренебрегали динамикой бурового долота, генерируемой в различных других демпфированных режимах. Исследование было дополнительно ограничено тем, что в нем использовался чрезмерно большой диапазон отношений жесткости поршня к поршню ( β ) в эффективности передачи энергии удара.В целом, хотя во многих исследованиях изучается бурение по горным породам и передача энергии удара, лишь немногие из них касались демпфирующих характеристик, возникающих в процессе проникновения, эффекта горных пород и движения частей бурового снаряда, или исследовали соответствующую эффективность бурения.

Анализ поведения бурового долота должен быть выполнен для проектирования и изготовления ударной буровой системы с высокой эффективностью бурения, поскольку эффективность бурения и диапазон разрушения горных пород зависят от характеристик движения бурового долота во время удара, а также потому, что буровое долото также непосредственно воздействует на породу, что означает тесную связь с передачей энергии удара и эффективностью бурения.

Это исследование было направлено на определение проектных параметров, которые могли бы оптимизировать эффективность бурения в системе ударного бурения, принимая во внимание динамическое взаимодействие бурового долота и породы в результате удара поршня. Динамические модели бурения (т.е. динамические модели бурового долота) были созданы путем введения взаимодействий бурового долота и породы для определения проникающих свойств долота. Это было сделано с использованием теории распространения волны ударного напряжения, коэффициента сопротивления проникновению и константы разгрузки по отношению к ударному поршню и буровому долоту.Динамика бурения была установлена ​​с учетом движения бурового долота, вызванного ударами поршня, а также условий нагрузки и разгрузки, возникающих в результате воздействия горной породы.

Предлагаемая здесь динамика бурения использует два безразмерных параметра: первый ( α ) связан с соотношением масс поршня и бурового долота и β (определено выше), а второй — сам β . За этим введением следует обсуждение скорости, с которой энергия удара передается от поршня к горной породе во время удара (т.е. эффективность бурения). Эффективность бурения — это работа, выполняемая буровым долотом по отношению к падающей волне напряжения, которая вызывает дробление породы. Мы также проанализировали динамику бурового долота с учетом безразмерных параметров и коэффициентов демпфирования и рассмотрели скорость передачи энергии удара при м _r (соотношение масс поршня и бурового долота) и β . Предлагаются комбинации параметров для максимальной эффективности системы ударного бурения для горных пород различной прочности.

С этой целью в разделе 2 данной статьи предлагается динамическая модель бурения для ударной буровой системы, которая учитывает динамические свойства бурового долота и с учетом теории распространения волны напряжения за счет удара поршня. Обсуждаются поведение и характеристики отклика бурового долота, наблюдаемые во время процесса ударного воздействия (т.е. режимы чрезмерного, критического и недостаточного демпфирования) с участием поршня, долота и породы через параметры α и β .Физический смысл анализировался путем вертикальной развертки безразмерных параметров (т.е. α и β ). Системные реакции бурового долота на удар поршня были расширены до шести условий в зависимости от наличия падающей волны напряжения и условий нагружения или разгрузки. Типичное движение бурового долота включает четыре условия. Однако это исследование расширило их до шести условий. Характеристики отклика, возникающие в результате воздействия породы и движения бурового долота, также были проанализированы для исследования эффективности или скорости передачи энергии удара от поршня к породе.

Эффективность передачи энергии за счет удара ударной буровой системы рассматривается в Разделе 3. В Разделе 4 обсуждаются комбинации параметров, которые могут оптимизировать эффективность бурения с учетом динамических характеристик бурового долота и жесткости породы (т.е. β ). Выводы представлены в разделе 5.

2. Динамическая модель системы ударного бурения

2.1. Механизм ударного бурения

На рисунках 1 (a) и 1 (b) показаны рабочие принципы или механизмы бурения систем ударного бурения.В каждом случае буровое долото продвигается в породу за счет сил удара, подачи и вращения, которые передаются через бурильный молоток или молот. После получения энергии удара от бурового долота в породе образуются трещины, которые образуют сеть, которая в конечном итоге разрушает ее. Затем дробленая порода подвергается дальнейшему раскалыванию под действием силы вращения и вторичных ударов, пока не станет порошком. Порошок породы выпускается наружу сжатым воздухом, подаваемым через промывочный канал, расположенный внутри бурового долота, что позволяет буровому станку двигаться дальше [1].

2.2. Движение долота и распространение волны напряжения

На рисунке 2 показаны принципы воздействия и проникновения в породу системой ударного бурения.

Масса поршня, длина, площадь поперечного сечения, скорость спуска, плотность и скорость продольной волны обозначены как м _p , L _p , A _p , v , ρ и c соответственно.Основные предположения заключались в том, что буровое долото остается неподвижным на поверхности и что диаметры бурового долота и поршня равны. Также игнорировались эффекты кнопок, встроенных в бит.

Следующее уравнение выражает движение бурового долота в результате силы, приложенной к нему поршнем [12]: где u — глубина проникновения (смещение) бурового долота, второй член — это сила, приложенная к буровое долото при воздействии на него удара, F — это сила, возникающая на границе раздела порода-долото (т.е.е., пробивающая сила), а A — площадь поперечного сечения бурового долота и поршня.

Согласно соотношению между динамическим напряжением и скоростью массы в системе упругого тела, скорость контактирующего конца долота может быть выражена следующим образом [2]: здесь σ _i и σ _r — падающая и отраженная волны напряжения соответственно. Влияние вторичной падающей волны напряжения не учитывалось.Для упрощения анализа предполагалось, что поршень и буровое долото имеют одинаковый диаметр и материал; Предполагалось, что оба имеют прямоугольный импульс с длительностью падающей волны напряжения τ и амплитудой 0,5 ρcv .

Обычно почти вся энергия ударного воздействия преобразуется в энергию волны. Поршень, ударяющийся о буровое долото, генерирует падающую волну напряжения ( σ _i ), после чего часть энергии удара передается на породу через буровое долото, разрушая породу [11].Оставшаяся энергия преобразуется в отраженную волну напряжения ( σ _r ) и используется для увеличения скорости подъема поршня от вершины бурового долота до скорости v _e (Рисунок 2) [2]. Отраженная волна напряжения, в свою очередь, может передаваться на поршень и буровое долото в форме вторичной падающей волны напряжения на границе раздела поршень-долото и на границе раздела буровое долото-порода.

Сообщается, что вторичная падающая волна напряжения в системе ударного бурения не способствует дроблению горных пород [11]; следовательно, это не повлияет существенно на эффективность передачи энергии.Кроме того, исследование скорости бурения показало, что падающая волна напряжения оказывает незначительное влияние на силу удара и характеристики проникновения [14].

Взаимодействие между буровым долотом и горной породой (соотношение сила-проникновение, рис. 3) выражено в (3) [2], где отдельно рассматриваются условия нагрузки и разгрузки: k — индекс коэффициента проникновения породы, γ — константа разгрузки, а τ — длительность падающей волны напряжения:

Продолжительность падающей волны напряжения τ , вызванной ударом поршня, может быть выражена относительно времени t в двух сценариях, как определено в (4) [2].Первый сценарий включает передачу падающей волны напряжения, тогда как второй — нет:

Для условия нагружения мы получаем следующие уравнения [2]: где начальное условие.

Для условия разгрузки уравнения могут быть выражены следующим образом [2]: где начальное условие — и.

Характеристики отклика бурового долота (т. Е. Характеристики демпфирования) могут быть ниже, критическими или чрезмерно демпфированными с учетом его уравнения движения, то есть (1).Было исследовано движение бурового долота в условиях нагрузки и разгрузки. Демпфирующие характеристики системы ударного бурения подразделяются на категории в зависимости от коэффициента демпфирования ( ζ ) и безразмерного параметра α .

При нагружении уравнение движения бурового долота определяется следующим образом: где определитель характеристик отклика равен

При разгрузке уравнение движения бурового долота определяется формулой (9). Термин приведен в (10):

Безразмерные параметры α и β , определенные в (8) и (10), могут быть выражены следующим образом (расширенные из (2), (12)):

As Как объяснялось ранее, типичное движение бурового долота включает четыре условия.Тем не менее, это исследование рассматривает шесть условий, перечисленных в таблице 1 (Приложение A), и включает условие нагрузки / разгрузки и наличие или отсутствие падающей волны напряжения. Чтобы исследовать скорость, с которой энергия удара передается от поршня к породе во время процесса удара (то есть эффективность бурения), в этом исследовании сначала рассматривались характеристики отклика, возникающие в результате движения бурового долота во время процесса удара, и эффект камня. Цель состояла в том, чтобы найти характеристики отклика, которые приводят к максимальному смещению породы при дроблении, u _m .В исследовании также определено движение ударных буровых долот в результате удара поршня и проанализировано их поведение с учетом реакции системы. Здесь было рассмотрено взаимодействие бурового долота и породы, в том числе соотношение силы и проникновения для породы.

4 № корпуса Начальные условия 1 2 3 5 6

9138 9 взаимосвязь между нагрузкой и разгрузкой и длительностью волны напряжения τ в системах ударного бурения.В таблице 1 τ — длительность падающей волны напряжения, передаваемой на буровое долото через поршень во время нагружения; отсчитывается относительно времени тн. Условие нагружения можно определить двумя способами: или, где последнее выражение означает, что τ прибыло раньше, чем т ; то есть передача τ была полной, но нагрузка продолжалась из-за инерционного воздействия бурового долота. Если τ > т _м , буровое долото прибыло на u _м до того, как передача τ на долото была завершена и указывает время, когда система переключается на разгрузку условие.

Таким образом, в случаях с 1 по 5 в Таблице 1 движение бурового долота после удара поршня продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто условие нагрузки, прикладывающее внешнюю силу к породе. По истечении этого времени волна напряжения, приходящая на буровое долото, преобразуется в разгрузку при условии, что смещение породы происходит раньше, чем t _m , то есть максимальное время прихода. Однако τ в случае 6 представляет волну напряжения, которая все еще продолжается, в то время как смещение породы из-за бурового долота уже достигло своего максимума; то есть разгрузка происходит за τ .

2.3. Результаты анализа движения долота

Численное моделирование динамической модели свойств бурового долота было проведено для шести случаев с использованием динамических свойств бурового долота во время индуцированного удара (Раздел 2), модели взаимодействия бурового долота с горной породой и безразмерных параметров. α и β .

На рисунке 4 показаны результаты моделирования ( ζ ) для различных условий ( α , таблица 1) и влияние нагрузки и разгрузки.Соотношение масс, м _r , было равно 1, и такие же условия применялись к массе поршня и массе бурового долота. На рисунке 4 (а) показан обзор характеристик отклика для всех шести случаев. Начальная черная часть каждой кривой относится к устойчивому эффекту τ ; красные части указывают на состояние нагрузки, которое отмечает эффект инерции бурового долота, а синие части представляют собой переход к разгрузке. На рисунке 4 (b) показан случай 1, где волна однократного падения напряжения указывает на смещение бурового долота на u ( τ ) и приход бурового долота на u _м в виде движения с избыточным демпфированием из-за нагрузка продолжается из-за внешних сил и инерции.В дальнейшем при переходе к разгрузке появляется характерное передемпфированное движение, и сходимости к u _f нет (рис. 3).

Случай 2 (рис. 4 (c)) выглядит аналогично случаю 1, но долото достигает u _м раньше из-за τ и эффекта инерции бурового долота. Когда система переходит в режим разгрузки и сходится к u _f , она показывает критическое демпфирование. Случай 3 (рис. 4 (d)) показывает более длинное τ по сравнению со случаем 2 из-за его более быстрого достижения u _m .Во время разгрузки он сходится к u _f как недемпфированное движение. В случае 4 (рис. 4 (e)) буровое долото смещено на u ( τ ) из-за τ , и оно достигает u _м как критически затухающее движение из-за продолжающейся нагрузки, что приводит к от инерции бурового долота. Последующая фаза разгрузки сходится к u _f как движение с недостаточным демпфированием.

Случай 5 (рис. 4 (f)) имеет более длинное τ , чем предыдущие четыре случая, а также достигает u _m раньше.Кроме того, все его зоны демонстрировали недемпфирование. Наконец, в случае 6 (рис. 4 (g)) смещение породы уже достигло своего максимума, а τ все еще продолжается. Это означает, что разгрузка начинается в течение τ . Недемпфированные движения наблюдались во всех зонах.

В целом, чем больше продолжительность τ , тем короче время загрузки и тем быстрее достигается u _м из-за инерции бурового долота. Таблица 2 суммирует характеристики демпфирования для условий нагрузки и разгрузки и представляет соответствующий режим демпфирования, который достигает u _м .В случаях 1–3 показано избыточное демпфирование, в случаях 4 — критическое демпфирование, а в случаях 5 и 6 — недостаточное демпфирование. Режим с недостаточным демпфированием показал самую высокую чувствительность, что указывает на самое быстрое время передачи τ . Результаты показывают, что увеличение времени передачи τ уменьшило эффект нагрузки, вызванный инерцией бурового долота, и привело к более быстрому отклику. Инерционный эффект бурового долота обратно пропорционален τ.

Более № корпуса Условия Режимы демпфирования с возможностью достижения u м 1 Более Более 2 Свыше Свыше Критично 3 Свыше Свыше Меньше 4 Критично Критично Меньше 5 Меньше Меньше Меньше 6 Меньше Меньше Меньше

Режимы демпфирования до u 90 444 м .

3. Передача энергии в системе ударного бурения

В разделе 2 мы исследовали характеристики отклика буровых долот, которые могут достигать u _м , что является максимальным смещением породы при бурении. Основываясь на рассмотренных характеристиках в разделе 3, мы рассчитываем эффективность систем ударного бурения и обсуждаем комбинации параметров, которые могут максимизировать ее.

3.1. Эффективность передачи энергии

В системе ударного бурения поршень прямо ударяет по буровому долоту со скоростью v (Рисунок 2).Для передаваемой энергии удара, E _i , во время опускания поршня и удара по буровому долоту конечная скорость поршня, непосредственно предшествующая удару, v , может быть выражена следующим образом [2 , 10]:

Начальная высота h ₀ равна v ² /2, а отскок e _h может быть определен как отношение между начальной высотой и высота отскока поршня после удара, х .Они выражаются следующим образом [2]:

Эффективность передачи энергии удара, η , определяется как соотношение между кинетической энергией, генерируемой от удара поршня, и энергией, передаваемой породе [12], и составляет дается как

, что может быть выражено следующим образом посредством анализа размеров:

Значение u _м во время нагружения может быть получено из уравнения движения бурового долота (7). Полученное u _м может быть выражено как в (16) для каждого режима демпфирования, где начальные условия, и:

Более того, для t _м < τ , u _m выражается следующим образом:

Начальные условия:,, и.

Затем значение смещения u _f во время разгрузки может быть получено с помощью уравнения движения для бурового долота (9), как показано в (18). Начальные условия во время разгрузки:,, и:

Эффективность систем ударного бурения для данного β может быть рассчитана с использованием (14–17). Фактор u _m , который важен для расчетов эффективности, обсуждается подробно.

3.2. Результаты эффективности передачи энергии

Результаты моделирования на модели взаимодействия бурового долота и породы, показанной на рисунке 5, показывают демпфированные режимы, которые могут достигать u _м (для различных значений β ) как реакция бурового долота на удар поршня. Демпфированный режим определяется значениями ζ и α , которые указывают на отклики системы. Режим с избыточным демпфированием имеет α <1 и может быть выражен следующим образом:

Критический режим с демпфированием имеет α = 1 и выражается следующим образом:

В режиме с низким демпфированием α > 1 .

Специальный режим с недостаточным демпфированием относится к случаю, когда τ быстрее, чем t , что указывает на то, что буровое долото может достигать u _м только через падающую волну напряжения. В этом случае долото достигает своего максимального смещения и переходит в состояние разгрузки, пока идет передача τ .

Демпфированный режим каждого м _r , показанный на рисунке 5, показывает, что режим с недостаточным демпфированием является преобладающим среди эффектов.Также наблюдались сверхдемпфирование и критическое демпфирование, где β было низким. Возможно, это происходит из-за эффектов внутренней энергии (т. Е. Прочности на сжатие) породы и энергии удара. Также наблюдались перезатухание и критическое затухание. Возможно, это связано с внутренней энергией (т. Е. Силой сжатия) породы и энергией, вызванной ударом.

На рисунке 6 показано безразмерное время, т _м = т / τ , способный достигать U _м для β и τ .На участке A t > τ долото достигает U _м после завершения τ , а на участке B t < τ долото достигает U _м до окончания τ . Чем ниже м _r и β , тем быстрее завершается τ , и их увеличение приводит к тому, что продолжительность подачи τ в породу через долото увеличивается пропорционально β .Это говорит о том, что более высокая прочность породы требует большей продолжительности бурения τ .

На рисунке 7 показаны безразмерные U _м состояние, определенное как соотношение u _м , смещение u _м на β

∞ , вызванный падающей волной напряжения и условиями нагружения. Прогноз смещения бурового долота, смещения бурового инструмента по характеристикам породы был ограничен.В этом исследовании, соответственно, оценивалось безразмерное состояние бурения, U _м , только с использованием отношения u _∞ , смещения во время нагрузки и u _м с учетом инерции, вызванной во время удара ( 22): где u _∞ только за счет нагрузки определяется следующим образом:

Влияние начального состояния на u _∞ уменьшалось с увеличением β . u _м определяется с учетом условий нагрузки и эффекта инерции, на него влияет избыточная реакция и уменьшается по мере увеличения β .

Раздел A относится к u _m < u _∞ , только с τ и присутствующим эффектом нагрузки (т.е. условием для нормального состояния в начальном режиме): u _∞ означает, что существует только эффект τ , возникающий в результате нагрузки.Раздел B относится к u _m > u _∞ , состоянию, в котором u _m может быть достигнуто через τ и нагрузка превышена. В этом разделе проявляются инерция бурового долота и недемпфированные движения. Градиент кривой максимального смещения долота изменяется в зависимости от β , указывая на то, что по мере увеличения прочности породы смещение, допускающее образование трещин, уменьшается.Вблизи значения 2, β изменяет свой градиент для максимального смещения. Это означает, что в секции A порода менее жесткая, чем поршень, из-за эффекта жесткости породы, а в секции B порода жестче, чем поршень. β определяется как отношение жесткости породы к поршню, как в (11). Следовательно, когда β <2, устанавливается условие для возникновения разрушения породы, при котором жесткость поршня превышает жесткость породы.

При исследовании u _м для отношения масс поршневое долото м _r <2, прочность породы, которая может быть нарушена τ , возникающим при начальной нагрузке, имеет тенденцию к увеличению.Предполагается, что эта тенденция является результатом инерционного воздействия массы долота. Для β > 4 градиент u _м имел тенденцию к уменьшению с увеличением массы долота. Следовательно, считается, что эффективность снижается, что объясняется влиянием прочности породы на сжатие. Прочность на одноосное сжатие очень твердой породы обычно составляет не менее 200 МПа, в то время как предел прочности на разрыв инструментальных сталей h23, которые используются в основном для поршней (ASTM A681 и DIN EN ISO 4957), как известно, составляет не менее 359–1170 МПа [ 15].

Учитывая стали, обычно используемые для изготовления поршней, эффективный диапазон β считается 0,34 < β <1,12, который был рассчитан с учетом соотношения прочности между твердой породой и инструментом из стали h23. Следовательно, эффективный диапазон β может быть не более 2. Породы с коэффициентом жесткости β > 2 могут вызвать разрушение из-за пластической деформации и разрушения поршня. В этом исследовании был изучен эффективный интервал β и исследованы комбинации параметров, обеспечивающие высокую эффективность бурения в этом интервале.

На рисунке 8 показано движение долота, генерируемое во время процесса перкуссии, и скорость передачи энергии (т. Е. Эффективность) для характеристик отклика, τ и ударного удара. Анализ м _r обнаружил максимальную эффективность бурения в интервале 1 < β <2, с тенденцией к снижению эффективности после м _r увеличилось выше определенного значения. Этот результат был приписан тенденции, при которой увеличение м _r преобразует динамический отклик системы в τ из-за того, что поршень из недостаточно демпфированного в избыточное демпфирование.Кроме того, увеличение массы долота может увеличить его внутреннюю энергию (то есть энергию трения) выше энергии, передаваемой поршнем (то есть кинетической и потенциальной энергии). Следовательно, динамический отклик долота будет чрезмерно демпфирован и может снизить эффективность бурения. Другими словами, чем тяжелее бит, тем больше задерживается реакция на перкуссию.

На рисунке 8 левая сторона красной линии ( β = 1,8) представляет эффект только падающей волны напряжения, что означает, что чем выше значение на графике, тем выше эффективность бурения в падающей волне напряжения.Правая сторона красной линии, представляющая поведение разгрузки после достижения максимальной эффективности в падающей волне напряжения, зависит как от характеристик хрупкости породы, так и от инерционного эффекта бурового долота.

Поршень должен иметь вдвое большую массу бурового долота (т. Е. м _r = 0,5) для наиболее эффективного бурения, что установлено как эффективный интервал β и соответствует обоим параметрам. мягкие и твердые породы. Бурение более жестких пород (2 < β < 4) может быть менее эффективным, но увеличение м _r до 1 поможет повысить эффективность бурения.

4. Результаты и обсуждение

В этом исследовании определены уравнения движения бурового долота при ударе поршнем и расширены динамические свойства бурового долота на основе условий ζ и α . Он также проанализировал взаимосвязь между динамикой долота и продолжительностью падающей волны напряжения ( τ ). Сверла с недостаточным демпфированием показали наибольшую чувствительность и самую быструю передачу τ . Увеличение передачи τ уменьшило эффект нагрузки из-за инерции бурового долота, но привело к быстрой реакции.Было подтверждено, что инерционный эффект бурового долота обратно пропорционален передаче τ .

Система ударного сверления выполняет свою работу за счет ударного воздействия поршня. В изучаемых здесь системах τ закончились быстрее с более низкими значениями m _r и β ; по мере увеличения этих значений продолжительность τ , передаваемого в породу через буровое долото, увеличивалась пропорционально β .Результаты также показали, что максимальное смещение долота ( u _м ) уменьшилось по мере увеличения β . Анализ динамики бурения подтвердил эффективные интервалы β . Что касается прочности горных пород, предложенной Международным обществом механиков горных пород (ISRM), эффективный интервал β считается не более чем 2.

Основная цель этого исследования заключалась в изучении скорости передачи энергии удара. и эффективность бурения в системе ударного бурения (Рисунок 8).Результаты установили, что значение 0,5 м _r является наиболее эффективным для горных пород, прочность которых соответствует интервалу β <2. Повышенная эффективность бурения приведет к таким преимуществам, как снижение затрат на производство долота. Породы жесткостью более 2 < β <4 могут быть наиболее эффективно пробурены путем выбора м _r = 1.

Характеристики движения и реакции долота во время процесса удара, τ , и скорость передачи энергии от удара, КПД зависит от м _r и β , где увеличение м _r приводит к чрезмерному демпфированию характеристик движения долота из-за τ поршнем и уменьшению эффективность бурения за счет воздействия внутренней энергии от массы долота.По мере увеличения массы бурового долота для участка 4 < β <6 эффективность бурения системы ударного бурения снижается, а для участка очень твердых пород (UCS> 200 МПа) — 4 < β < 6, считается, что разумно применяемое м _r бурового инструмента равно 1 или 2.

В этом исследовании не учитывались эффекты вторичной падающей волны напряжения, а также влияние кнопок, встроенных в буровое долото. Кроме того, для упрощения анализа предполагалось, что поршень и буровое долото имеют одинаковый диаметр и материал, а также прямоугольный импульс с падающей волной напряжения длительностью τ и амплитудой 0.5ρ cv . Влияние волны изгибных напряжений в зависимости от конфигурации не учитывалось. Эти ограничения данной статьи должны быть рассмотрены в дальнейших исследованиях, которые учитывают конфигурацию поршня и бурового долота, влияние кнопок и эффективность бурения с учетом различных форм падающей волны напряжения.

5. Заключение

Этот документ был направлен на определение оптимальных проектных параметров для систем ударного бурения путем введения модели взаимодействия бурового долота и породы, которая могла бы проверить движение долота во время удара и полученные характеристики демпфирования.В ходе исследования была проанализирована эффективность бурения и сделаны следующие выводы.

Системы ударного бурения имеют шесть динамических свойств бурового долота, которые можно расширять. В данной статье обсуждается физический смысл безразмерных параметров α и β . Их значения определяют характеристики демпфирования, которые могут привести к максимальному смещению трещины в породе. Самый быстрый отклик τ наблюдался для недемпфированного движения бурового долота.

Бурение было наиболее эффективным в интервале 1 < β < 4, где увеличение м _r при заданном β снизило эффективность бурения.Значение м _r для эффективного бурения определялось прочностью породы (т.е. β ).

Результаты показывают, что применение отношения масс поршня к массе бурового долота 0,5 (т. Е. Масса поршня вдвое больше массы бурового долота) к породам, жесткость которых соответствует β ≥ 2, вероятно, будет наиболее эффективным. а также снизить затраты на производство буровых коронок. Кроме того, выбор м _r = 1 будет действителен при разработке буровых инструментов для бурения сложных горных пород (1 < β < 4).При β > 4 наилучшая эффективность может быть достигнута, когда масса долота равна или превышает массу поршня.

Приложение

Теоретический случай условия движения долота (динамическая модель бурения)

В этой статье предложены шесть условий для динамики бурового долота при ударе поршня, которые кратко изложены ниже. Условия демпфирования для коэффициентов демпфирования и α из уравнений движения бурового долота (7–9) следующие:

Во-первых, для состояния сверхдемпфирования и α <1, τ передается на сверло, указывающее на нагрузку.Уравнение (7) может быть выражено как в (A.1). Начальные условия:,,, и, где в предположении нормального состояния, u может быть вычислено следующим образом:

Затем мы рассмотрим случай, когда τ завершено, и эффект нагрузки сохраняется за счет внешних сил инерция сверла. Применение условий,,, и к (A.1) приводит к следующему выражению: где u = 0. Наконец, мы исследуем условия разгрузки,,, и. Применение их к (9) при разгрузке дает смещение долота u = u _f используется для обозначения смещения трещины в породе.Кроме того, учитывая коэффициент демпфирования долота при разгрузке, его поведение может быть выражено как

секунды, при критическом демпфировании, где и α = 1, τ передается на буровое долото, указывая на нагрузку. Уравнение (7) может быть выражено как в (A.1). Начальные условия:,,, и.

В этом случае, предполагая нормальное состояние, u может быть вычислено с использованием (A.2):

Следующий случай, когда τ завершено, и эффект нагрузки сохраняется из-за внешних сил и бурового долота. инерция.Применяя условия,,, и к (A.1), получаем (A.3), где u = 0. Наконец, мы исследуем условие разгрузки, где,,, и. Уравнение (9) при разгрузке может быть выражено как (А.4).

В этом случае смещение долота u = u _f используется для обозначения смещения трещины в породе. Кроме того, учитывая коэффициент демпфирования долота при разгрузке, его поведение следует

Второе условие критического демпфирования определяется как α = 1.При разгрузке буровых долот γ относится к влиянию свойств породы и всегда меньше 1. Следовательно, при разгрузке не допускаются никакие другие случаи, кроме режима недостаточного демпфирования. Другими словами, при разгрузке в критически демпфированном режиме из-за свойств породы долото всегда недостаточно демпфировано.

Третье условие — недостаточное демпфирование и α> 1. Здесь τ передается на буровое долото, что означает нагрузку. Уравнение (7) может быть выражено как (A.1). Начальные условия:,,, и.Где, принимая нормальное состояние, и можно рассчитать как (A.2).

Ниже приведен случай, когда τ завершено, а эффект нагрузки поддерживается за счет внешних сил и инерции бурового долота. Применение условий,,, и к (A.1) приводит к (A.3), где u = 0. Наконец, мы исследуем условие разгрузки, где,,, и. Уравнение (9) при разгрузке может быть выражено как (А.4).

В этом случае смещение бурового долота u = u _f используется для обозначения смещения трещины породы.Кроме того, учитывая коэффициент демпфирования при разгрузке бурового долота, поведение долота может быть выражено как

Третье условие — это режим критического демпфирования, определяемый как α> 1. Во время разгрузки бурового долота γ относится к свойству породы. эффект и всегда меньше 1. Следовательно, при разгрузке не допускаются никакие другие случаи, кроме недостаточного демпфирования.

Далее, состояние недостаточного демпфирования — это где и α> 1, и τ медленнее, чем t _м (время, в которое достигается максимальное смещение трещины в породе), то есть.В этом случае на буровое долото передается τ , что означает нагрузку. Уравнение (7) может быть выражено как (A.1). Начальные условия:,,, и. Здесь, предполагая нормальное состояние, и можно вычислить как (A.2).

В следующем случае преобразование выполняется в режим разгрузки после того, как буровое долото достигает максимального смещения, но падающая волна напряжения сохраняется. Применение условий,,, и к (9) приводит к тому, где возможно определение.

Наконец, это условие разгрузки — это то место, где разрешается падающая волна напряжения. При разгрузке бурового долота использование условий,,, и позволяет выразить (9) как (A.4).

В этом случае смещение бурового долота u = u _f используется для обозначения смещения трещины породы. Анализ динамики бурового долота показал, что при переходе нагрузки к разгрузке в недемпфированном состоянии динамические свойства долота сохраняются только в режиме недозатухания.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Многоударный перфоратор | Drill-Hub.com

Многоударный перфоратор для скважин от 600 до 1200 мм

Шестигранные соединения для простоты сборки и разборки.
Прочная конструкция, но легкий.
Все перфораторы HEMCO Multi-Hammer могут выполнять (а) бурение со стандартной келли-штангой (б) бурение с использованием CFA (в) «обратное» бурение с бурильной колонной RCD.
Во всех перфораторах Multi-Hammer используется наш стандартный погружной перфоратор 200 мм.
Может работать без амортизатора, так как вибрации низкие.

Принцип работы

В сверле используются несколько перфораторов DTH диаметром 200 мм со сверлами диаметром 300 мм, установленными на нижнем конце перфоратора DTH. Молотки работают внутри стального ствола, и каждое сверло выступает за пределы ствола примерно на 25 мм. Молоты DTH расположены таким образом, что полный диаметр сваи покрывается долотами DTH при вращении или колебании ствола буровой установкой.

Прямое бурение:

«Прямое» бурение очень удобно с использованием любой обычной сваебойной установки, работающей со стандартной телескопической килевой штангой.

Келли-бокс необходимого размера привинчивается к верхней части ствола молота, и воздух подается через входное отверстие под формой келли-бокса, где он распределяется по каждому отдельному пневмоударнику через распределительную камеру в верхней части ствола. По мере того как бурение продолжается с использованием колебательного движения келли-штанги на 180 градусов, шлам поднимается вверх через кольцевое пространство между стенкой ствола скважины и стальным стволом, и этот шлам оседает в сборный цилиндр, установленный наверху бурового ствола.Когда бочка для сбора наполняется, бур поднимается из ствола скважины, а бочка для сбора тянется вверх вспомогательной лебедкой буровой установки для опорожнения выбуренной породы.

В качестве альтернативы бурильная колонна CFA вместо килли-штанги может быть прикреплена к верхней части ствола Multi-Hammer через стандартные шестигранные соединения. В этом случае можно проводить непрерывное бурение по мере того, как шлам оседает на крыльях CFA. После завершения бурения на требуемую глубину CFA снимается, и шлам очищается от полетов CFA.

Сверление с обратной циркуляцией (RCD):

Бурение

RCD в сочетании с HEMCO Multi-Hammer является очень эффективным методом бурения всех типов пластов. Этот метод одинаково эффективен как при малых глубинах бурения, так и на глубинах более 100 м.

Для бурения RCD с помощью Mutli-Hammer к верхней части стального ствола прикручивается специальная муфта, которая соединяет ствол с бурильной колонной RCD с помощью шестигранного соединения.Бурильная колонна состоит из серии стандартных (но прочных) буровых штанг с RCD, соединенных вместе с шестигранной муфтой и штифтовыми соединениями. Верх бурильной колонны соединяется с нижней стороной редуктора буровой установки через переходник привода, а воздушный вертлюг находится сверху коробки передач. Воздух подается на вход вертлюга через воздушный шланг, который с другой стороны соединяется с воздушными компрессорами соответствующей мощности и давления.

Модель	Диаметр (мм)	Диаметр (дюймы)	№из Молотки	Требуемый воздух (куб. Фут / мин)	Требуемый воздух (м3 / мин)
MHD-610	610	24	3	1200–2000	34–57
MHD-750	750	30	4	1600–2500	45–71
MHD-800	800	32	4	1600–2500	45–71
MHD-900	900	36	4	2000–3000	57–85
MHD-1000	1 000	40	5	2500–4000	71–114
МГД-1200	1,200	48	6	3000–5000	85–142

.