Коловорот ручной – история инструмента, устройство, принцип работы, чем отличается дрель от коловорота

Сегодня, при доступности электроинструмента, такие простые и надёжные устройства, как механическая ручная дрель, часто незаслуженно забываются. Между тем, даже уступая по своим возможностям электрическим моделям, этот инструмент остаётся практичным, автономным и максимально экономичным, и при определённых условиях может оказаться более выигрышным вариантом для сверления или работы с крепежом.

Как происходила эволюция коловорота

История возникновения первой конструкции коловорота уходит своим корнями в Древний Египет. Инструмент, схожий по строению с современным, существовал еще в XV веке. Самые первые его модели создавались разными мастерами с небольшими отличительными признаками друг от друга.

Показавшие на практике свою неэффективность и неудобство в использовании образцы не нашли своего широкого применения, а доказавший практическую значимость, дошел до настоящего времени.

Для более удобного и легкого использования инструмента, он видоизменялся и эволюционировал, проходя 3 крупные стадии своего совершенствования:

1. коловорот;
2. механическая дрель (ручная);
3. электродрель.

Внешне современный ручной коловорот представлен согнутой в виде скобы металлической рукоятью с патроном, предназначенным для крепежа и надежной фиксации сверла. Внутренняя полость патрона имеет квадратное, прямоугольное или в форме конуса сечение. Возможность замены сверла и удобность его крепления обеспечивает длительность использования. Более простая конструкция не имела патрона. Режущий элемент помещался в металлическую выемку у основания инструмента и зажимался при помощи болта, вкручиваемого через боковое гнездо.

Самая упрощенная модель не содержала сверла и выполняла одноразовую роль. Отверстия при ее использовании получались за счет острого заточенного конца, на один край которого наносилась резьба. Применение инструмента требовало затрат большой мускульной силы и терпения. Это стало толчком для усовершенствования конструкции с целью облегчения ее использования. Инструмент оснащался дополнительными деталями.

Составные части

• грибок. Нажимная рукоять;
• подшипник. Обеспечивает неподвижность грибка при вращении;
• коленчатый вал;
• ручка коленчатого вала. Предназначена для удобного захвата рукояти рукой при совершении вращательных движений;
• трещотка. Предусматривает возможность работы в местах с ограничением способности совершения полного оборота коленчатого вала;
• патрон;
• кулачки патрона.

Необходимость увеличения скорости сверления обусловило создание механической дрели. Усиление оборотов сверла в полученной модели достигается за счет оснащения инструмента корпусом с шестеренками.

Ручная дрель может быть как односкоростная, так и двухскоростная. Последняя конструкция имеет две скорости, переключаемые путем перемещения ручки с одного вала на другой. Расположение ручки на верхнем вале обеспечивает сверление при максимальной скорости.

Вершиной усовершенствования конструкции стало дополнение инструмента электродвигателем. Заменяя механические движения рук по вращению коленчатого вала, он при этом увеличивает количество производимых оборотов. Патрон с расположенным в нем режущим элементом приводится в движение электрическим двигателем. Электродрель может работать автономно – при помощи аккумуляторных батареек. Ее внешняя форма часто представляет собой пистолет.

При длительной работе с пистолетом-дрелью руки очень быстро устают. Лучше остановить свой выбор на модели электродрели с отцентрированной ручкой.

Электрическая дрель, кроме осуществления сверлильных работ, может включать в себя выполнение дополнительных функций, выступать в роли шуруповерта, миксера, размешивания растворов. Многофункциональность инструмента приветствуется в домашнем применении.

Сверление дерева

Для работы с деревянными поверхностями необходимо приобрести сверла, предназначенные именно для этой цели.

После нанесения разметки сверло устанавливают в обозначенную точку и при небольшом усилии включают повышенные обороты. В идеальном случае сверло плавно осуществит погружение в поверхность древесины. Иногда приходится проделывать отверстия значительной глубины. В этом случае сверло необходимо периодически извлекать, сбрасывая стружку. Иначе его может зажать. Подобные правила поясняют, как правильно пользоваться дрелью при работе с древесиной.

Устройство и принцип действия

В названии инструмента сочетание древнеславянских слов – коло и врат, что означает вращать по кругу. В этом заключается принцип его работы – круговое вращение рукояти вокруг своей оси. Цель применения инструмента – удобство в использовании сверла, необходимого для создания ровных отверстий.

Обычный коловорот

Технология использования коловорота проста. К отмеченному для создания отверстия месту приставляется заостренный стержень. Надавливанием на нажимную головку инструмент фиксируется на точке сверления.

Вращая коленчатый вал вокруг своей оси, и постоянно надавливая на головку, режущий элемент углубляется внутрь обрабатываемой поверхности. Увеличение частоты вращения вала приводит к усилению скорости бурения. В процессе сверления важна точность направления сверла, не позволяющая уходить образуемому каналу в сторону.

Для получения сквозного отверстия в поверхности с большой толщиной сверление производится с двух сторон. Предварительно отмечаются точки входа и выхода режущего инструмента. При сверлении с одной стороны, ослабляется надавливание на инструмент в конце работы. Это делается во избежание расслоения краев отверстия, когда конец режущего элемента выходит наружу. Для ровного края создаваемого отверстия под высверливаемую деталь подкладывается доска. Один круг, который совершает ручка вала вокруг своей оси, носит название размаха. Диаметр размаха определяет и размер самого инструмента. Применяются инструменты с разными размахами: от 14,7 см до 30 см, наиболее часто востребованы с диаметром размаха 25 см.

С трещеткой

В том случае, когда имеющийся размах не разрешает сделать полный оборот, применяется коловорот с трещоткой. Устанавливается трещотка перед патроном. Ее задача – предотвращение совершения острием обратного движения при возвращении назад рукояти.

Сам принцип действия инструмента с трещоткой заключается в неоднократном совершении рукояткой вала оборотов на максимально возможную величину и возвращении ее назад снова и снова, чтобы снова совершать оборот. Для обеспечения реверсного хода на трещотке расположено кольцо, с помощью которого переключается направление движения.

Механическая дрель

В механической дрели вращение острия обеспечивается при помощи специального механизма – зубчатой передачи. Она состоит из двух зубчатых колес, зацепленных между собой. Диаметр колес и количество имеющихся у них зубьев может быть как одинаковым, так и различаться.

С помощью зубчатой передачи вращение ручки механической дрели передается патрону. Помимо широкого применения в строительных работах, он применяется и в других отраслях, в том числе в области медицины.

Хирургический

Важно его применение в хирургии, при сверлении и фрезеровании костей в ходе проведения хирургических операций, в особенности для трепанации черепа. В комплект с набором фрез входят сам коловорот, цанговый патрон, фрезы конические и шаровые, сверла копьевидные и перовые.

Хирургический коловорот и его составляющие части изготавливаются из нержавеющей стали, кроме ручки и головки — они изготавливаются из полипропилена. Коловороты бывают с несменяемыми головками или со сменными патронами. Сам патрон, применяемый для крепления хвостовика режущего элемента, может быть двухкулачковым или трехкулачковым. Иногда в качестве зажима устанавливается цанга. Разнообразие креплений позволяет фиксировать хвостовики цилиндрической формы квадратного, шестигранного, круглого сечения. Конус Морзе применяется при необходимости использования конусообразных хвостовиков.

При выборе инструмента с цангой следует обращать внимание на ее размер. Для различных по диаметру хвостовиков сверл требуются разные цанги.

Цели использования

Главное предназначение любой дрели — это сверление отверстий в различных материалах, поэтому все расчеты разработчиков новых моделей этого практичного инструмента нацелены на улучшение качества сверления. У инструмента бывает несколько скоростей, для этого используется редуктор, который соединяет электродвигатель с рабочим валом. Как работает редуктор: изменяя передаточное отношение редуктора, мы увеличиваем или снижаем скорости вращения режущего инструмента.

Современные дрели имеют в своем активе 2 режима работы.

1. Простое сверление используется при работе с деревом, кафелем.
2. Сверление с ударом используется при сверлении особо прочных материалов: выложенные из камня или кирпича стены, бетонные конструкции, толстый металл.

Для такого сверления используются специальные сверла, имеющие на конце напайки из твердых сплавов. Чтобы процесс сверления проходил быстрее, на корпус инструмента надо приложить усилие до 15 кг.

Простые дрели механики СТО весьма часто используют для качественной полировки авто или после покраски автомобиля, чтобы краска выглядела эффектно. Полировка дрелью различных поверхностей выполняется и при домашнем ремонте.

Преимущества и недостатки

Каждая модель коловорота имеет свои преимущества и недостатки. Зная их, для реализации определенных целей можно выбрать наиболее подходящий в каждом конкретном случае инструмент.

Все виды рассматриваемого инструмента очень острые и создают опасность при их неправильном использовании. Не должно возникать вопросов, почему дрель и коловорот нельзя класть к себе на верстак, а необходимо хранить в специально отведенном для них безопасном месте.

Кирпич

Для сверления материалов такого класса дрель подходит намного лучше из-за меньшей твердости обрабатываемой поверхности. При работе также используют сверла с победитовыми наконечниками, а на глаза надевают защитные очки. Инструмент переводят в ударный режим и выставляют на средние обороты.

Сверление производят с применением нагрузки на сверло. При этом действовать можно более уверенно. Поверхность кирпича значительно мягче, чем у бетона, поэтому сверление происходит с меньшими усилиями. Дрель, работающая в ударном режиме, способна легко справиться с такой задачей.

Дрель – это один из самых необходимых помощников в домашнем ремонте. Ничего особо сложного в ее пользовании нет.

Где применяется

Осуществление работ коловорота по дереву, пластмассовым поверхностям, металлу – основное назначение инструмента. Он высверливает отверстия необходимого диаметра и глубины с точностью до миллиметра.

Дополнительно его можно использовать как шуруповерт, для этого в патрон вставляется соответствующая бита. Для использования коловорота в качестве отвертки он дополнительно оснащается жалом.

С помощью коловорота в зависимости от применяемой насадки выполняются следующие виды работ:

• ввинчивание и вывинчивание гаек, шурупов, винтов;
• в качестве ледоруба для обеспечения зимней рыбалки;
• нарезание внутренней резьбы с помощью метчика;
• выполнение наружной резьбы при помощи плашки на деталях небольшого диаметра;
• зенкование (создание отверстий под потайной болт);
• зенкерование (расширение отверстий в деталях);
• сверление поверхностей;
• притирка клапанов к посадочным местам в головках двигателя автомашины;
• в нейрохирургии при трепанации черепа.

Режимы работы

Большинство современных моделей электродрелей предназначены для двух основных режимов работы. Причем первый режим (сверление) считается штатным, а второй режим (ударное сверление) является вспомогательным. В штатном режиме такая дрель способна выполнять как слесарные, так и плотницкие работы. А режим ударного сверления используют в случае необходимости просверлить отверстие в бетонной или каменной поверхности. Это основные способы, как использовать дрель по прямому назначению.

Механизм, осуществляющий удар при ударном сверлении, составляют два храповика. Расположены они соосно. При переходе в режим ударного сверления эти элементы осуществляют взаимодействие, направленное на создание поступательного движения рабочего вала. Для такого режима используют специальные сверла с победитовыми наконечниками. Удар механизма срабатывает при усилии, приложенном к дрели. Оно должно составлять от 10 до 15 килограмм. Вот, как пользоваться дрелью при включенном ударе.

Чем отличается от ручной дрели

По выполняемым видам работ коловорот не имеет отличий от ручной дрели. Им доступны одинаковые функции. Основное, чем отличаются дрели от коловоротов – их внешний вид и внутренняя конструкция.

В механической дрели имеются шестереночная передача, расположенная на передаточном вале. Имеются две рукояти, используемые для вращения шестерни и для дополнительного поддержания равновесия инструмента. Это существенно отличает ее от простой конструкции обычного коловорота.

Второй отличительный признак моделей заключается в наличии скоростей: у обычного коловорота всего одна скорость, которая зависит от силы мускульной работы. Дрель располагает одной или двумя скоростными передачами, переключаемыми при необходимости от одной скорости до другой.

помогите разобраться. шуроповерт .

уважаемые друзья самоделкины . вопрос ! редуктор на шуроповерте выдает 1 к 55 и 1 к 17 оборотов , двухскоростной . на шуруповерте заявленно от 0-550 об/мин и соответственно 0-1250 об/мин , следовательно имея эти данные можно подсчитать количество оборотов на двигателе ! оно соответствует 30250 об/мин . мозги кипят ( если они есть ) как это может быть ? такие двигатели даже в страшном сне не приснятся !! или я не прав ? если такие движки есть подскажите где взять с наибольшими показаниями по току .

В какой шуруповерт вам надо? Что то вы неправильно посчитали редуктор, там максимум 6 тыс оборотов

Переделка зарядных устройств и не только

До 30тыс и выше движки допустим стоят в Дремел: » >

андрей 234 написал : 30250 об/мин . мозги кипят ( если они есть ) как это может быть ? такие двигатели даже в страшном сне не приснятся !!

Обычное количество оборотов! у прямошлифовальных машин, болгарок примерно такие же обороты! и у прочего инструмента! только не правильно указали передаточное число! на первой скорости получается 30250 оборотов, а на второй 21250!

считал передаточное число редуктора 10 раз ! все правильно ! ну даже если и так , то где взять немножко по мощьнее .

на 30 %, ну все равно в голове не укладываются такие обороты !

андрей 234 написал : такие двигатели даже в страшном сне не приснятся !!

Смотря про что будет сон

. В Ваши расчеты не вдавался ,но на Дремеле 33 т.об/м.На моторчиках для радиоуправляемых моделей 18-25 т.об/м.

шуруповерт мне не нужен ! я хочу переделать подводный буксировщик . там применяются примерно аналогичные редуктора и двигатели как на шуруповертах . отсюда идея увеличить мощность эл двигателя , ак. батарея позволяет !!

Далеко ходить не надо. Достаточно глянуть в характеристики подобных двигателей. Пример: . 30-вольтовый двигатель при ненагруженной работе выдаёт 6500 оборотов за минуту. Под нагрузкой меньше. Как-то любопытства для измерял скорость свободного вращения вала на одном из 12-вольтовых двиагетелей, которые имеются у нас в продаже. Прибор намерил 8 тыщ с копейками.

андрей 234 , походу где-то ошибаетесь. Какой у Вас шуруповёрт? И откуда берёте передаточные числа?

идея такая ! на подводном буксировщике примерно такие данные как у шуруповерта . надо увеличить

% на 30 мощность двигателя или обороты, батарея позволяет !! редуктор отличный а вот движок оборотов 40-45000 в самый раз !

ширпотребовский двух скоростной ! все просчитал ! так и выходит 32000 об/ мин редуктор 1к 55 на выходе 550 обмин , мне надо увеличить обороты или мощность

% на 30 , можно добавить вольтаж . но не желательно , ограничен местом для ак батареии , это подводный буксировщик , у него примерно аналогичный двигатель и редуктор как у шуруповерта . самое большое что нарыл в инете это от шлиф машинки 35000 об /мин , но этого не достаточьно .

Своими руками

Часто возникает момент, когда требуется проделать ровное отверстие на какой-нибудь поверхности, а под руками нет необходимого инструмента. Изготовить самый простой коловорот своими руками не составит труда. Зная принцип его работы, на создание конструкции потребуется не более получаса.

Для изготовления выбирается металлический прут диаметром чуть меньшим, чем размер требуемого получаемого отверстия. Один конец прута расплющивается в предварительно раскаленном докрасна виде и затачивается. Для удобства использования и придания внешнего сходства с коловоротом, полученный инструмент сгибается в виде скобы. На верхний конец надевается ручка от напильника.

Созданный своими руками инструмент следует нагреть и остудить в масле или в обычной подсоленной воде. Это закалит его и защитит от быстрого затупления. В результате коловорот прослужит долго.

Домашние поделки

В домашних условиях можно сделать ручную простейшую дрель своими руками из подручных средств, конструкций и вариаций великое множество. Мы же приведем несколько ссылок на видео, где подробно указано, как сделать оригинальные конструкции.

1. Бормашина на основе мини-моторчиков:
2. Мини-машинка, куда вставляются стоматологические боры, чтобы в домашних условиях делать надписи на различных поверхностях:
3. Мини-станок для шлифовки ювелирных изделий на основе старой бормашины.

Сверла для коловорота

Современная конструкция коловорота включает в себя возможность замены режущего элемента. Каждое сверло коловорота состоит из обязательных составляющих частей:

1. режущего элемента;
2. стержня;
3. хвостовика.

В зависимости от конструкции и формы режущего элемента сверла, они подразделяются на разные виды.

Центровые сверла

Используются при высверливании глухих отверстий в торцевой поверхности детали. Режущий элемент центрового сверла представляет собой плоскую лопатку с шилообразным острием по центру. По радиусу располагается боковой дугообразный резец. В процессе получения отверстия режущий элемент центрируется при помощи острия, а древесина обрезается по окружности боковым резцом.

Винтовое сверло

Имеет стержень в форме винта, заканчивающегося на конце двумя острыми резцами, именуемыми дорожниками. Ввинчивается в поверхность посредством конусообразного винтового жала (заглубителя), а боковые резцы подрезают обрабатываемую поверхность.

Сверла с переменным диаметром

Размер высверливаемого отверстия регулируется в пределах, установленных конструкцией. Распространено использование двух видов ножей: с размером, составляющим от 12 до 38 мм. и от 22 до 75 мм. в диаметре.

Сверла для зенковки

Стержень имеет форму конуса с продольными канавками, направленными к центру. При его помощи рассверливается верхняя часть уже имеющихся отверстий, подготавливая их под головки болтов и шурупов.

Отвертка

Насадка – отвертка, вставляемая в патрон коловорота вместо сверла, облегчает процесс закручивания и откручивания крупных шурупов, в том числе старых без риска их повреждения.

Подготовка к работе

Готовность дрели к работе определяется следующими условиями:

• прибор подключён к розетке (для дрелей, работающих от электрической сети);
• аккумулятор заряжен и установлен в отсек (для аккумуляторных инструментов);
• в патрон установлено сверло.

Чтобы проверить питание, можно нажать пусковую кнопку. Если патрон быстро вращается, значит на мотор подаётся электрический ток и инструмент готов к работе. Если патрон аккумуляторной дрели крутится медленно, батарея разряжена — её нужно поставить на зарядку.

Установка сверла в коловорот

Безопасность и точность работ коловорота обеспечит использование только качественных сверл, не имеющих трещин и сколов.

Помимо внешнего дефекта сверла, отрицательно скажется на результате работы и неправильное его закрепление в патрон, что приведет к получению иного размера образованного отверстия. Для правильной установки заменяемого сверла в коловорот кольцевой переключатель трещотки ставится в среднее (нейтральное) положение. Одновременно удерживая патрон, рукоять поворачивается по направлению часовой стрелки. Режущий элемент устанавливается в расширенные кулачки, после чего зажимается ими при вращении рукояти в обратном направлении.

Соблюдения безопасности при работе

Дрель – источник опасности, вследствие чего необходимо:

• Осмотреть прибор на повреждения.
• Убедиться, что сверление не повредит проложенные коммуникации.
• Не работать во влажных помещениях.
• Не допускать попадания воды инструмента.
• Сверло плотно зафиксировать в патроне, ключ вынуть, а заготовку хорошо закрепить в тисках.
• Избегать чрезмерного давления на корпус инструмента, а также ослабить нажим при извлечении сверла из отверстия.
• Использовать очки, перчатки, респиратор.
• По окончанию работы или для замены сверла необходимо дождаться полной остановки вращения патрона и отключить инструмент от питания.
• Стружку, полученную при сверлении – заметать только щеткой.

Заточка сверл

Затупленные или неправильно заточенные сверла создадут рваную неровную поверхность краев отверстия. Поэтому так важно следить за своевременной заточкой сверл инструмента.

Сверла коловорота

Для затачивания винтовых, центровых или сверл с переменным диаметром применяется трехгранный надфиль. Им заостряется только внутренняя сторона сверла. Режущие боковые кромки сверла заостряются при упоре ходового винта в твердую поверхность

Спиральные сверла

Сверла со спиральным стержнем затачиваются при помощи специальных электрических машин, в которые они вставляются кончиком вперед и аккуратно заостряются со всех сторон. Существуют и специально созданные шаблоны, в которые острие помещается под нужным углом и заточка происходит при перемещении шаблона по наждачной бумаге.