Ударный гайковерт (также известный как ударный инструмент , ударный пистолет , воздушный гайковерт , пневматический пистолет , трещотка , динамометрический пистолет , ветреный пистолет ) — это электроинструмент с торцевым ключом, предназначенный для обеспечения высокого крутящего момента при минимальном усилии пользователя путем накопления энергии во вращающейся массе, а затем ее внезапной передачи на выходной вал. Он был изобретен Робертом Х. Поттом из Эвансвилля, штат Индиана. [1]
Наиболее распространенным источником энергии является сжатый воздух , хотя также используется электрическая или гидравлическая энергия, причем беспроводные электрические устройства становятся все более популярными с середины 2000-х годов. [2]
Ударные гайковерты широко используются во многих отраслях промышленности, таких как ремонт автомобилей , техническое обслуживание тяжелого оборудования , сборка продукции, крупные строительные проекты и любые другие случаи, где требуется высокий крутящий момент. Для сборки продукции обычно используется импульсный инструмент, так как он обеспечивает безреакционную затяжку, одновременно снижая уровень шума, характерный для обычных ударов. Импульсные инструменты используют масло в качестве среды для передачи кинетической энергии от молотка к наковальне. Это обеспечивает более плавный импульс, немного меньшее отношение крутящего момента к весу и возможность спроектировать механизм отключения, который отключает инструмент при достижении правильного крутящего момента. Импульсные инструменты не называются «ударными гайковертами», поскольку их производительность и технология не совпадают. [ по мнению кого? ]
Ударные гайковерты доступны во всех стандартных размерах торцевых ключей: от небольших приводных инструментов 1 ⁄ 4 дюйма (6,4 мм) для небольших сборочных и разборочных работ до 3+ Квадратные хвостовики размером 1 ⁄ 2 дюйма (89 мм) и больше для капитального строительства.
В процессе работы вращающаяся масса ускоряется двигателем, накапливая энергию, а затем внезапно соединяется с выходным валом (наковальней ) , создавая удар с высоким крутящим моментом . Механизм ударника сконструирован таким образом, что после нанесения удара молоток снова может свободно вращаться и не остается заблокированным. При такой конструкции единственной силой реакции , приложенной к корпусу инструмента, является двигатель, ускоряющий молоток, и, таким образом, оператор ощущает очень небольшой крутящий момент, хотя на гнездо подается очень высокий пиковый крутящий момент. (Это похоже на обычный молоток, где пользователь прикладывает небольшую постоянную силу для поворота молотка, что создает очень большой импульс, когда молоток ударяет по объекту.) Конструкция молотка требует определенного минимального крутящего момента, прежде чем молоток сможет вращаться отдельно от наковальни, заставляя инструмент прекратить молотить и вместо этого плавно забивать крепеж, если требуется только низкий крутящий момент, быстро устанавливая/снимая крепеж.
Сжатый воздух является наиболее распространенным источником питания для ударных гайковертов, [ требуется ссылка ] обеспечивая недорогую конструкцию с наилучшим соотношением мощности к весу . Почти всегда используется обычный лопастной двигатель , обычно с четырьмя-семью лопастями, и различные системы смазки , наиболее распространенная из которых использует промасленный воздух , в то время как другие могут включать специальные масляные каналы, направляемые к деталям, которым это необходимо, и отдельную герметичную масляную систему для узла молотка. Большинство ударных гайковертов приводят молоток в действие непосредственно от двигателя, обеспечивая ему быстрое действие, когда крепеж требует только низкого крутящего момента. В других конструкциях используется система редуктора перед ударным механизмом, чаще всего одноступенчатая планетарная передача, как правило, с более тяжелым молотком, обеспечивающая более постоянную скорость и более высокий крутящий момент «вращения». Доступны электрические ударные гайковерты, работающие как от сети , так и для использования в автомобиле, с питанием от 12, 18 или 24 В постоянного тока. В последнее время беспроводные электрические ударные гайковерты стали обычным явлением, хотя, хотя их выходная мощность изначально была значительно ниже, чем у проводных электрических или пневматических ударных гайковертов, внедрение бесщеточных двигателей постоянного тока и литий-ионных аккумуляторов сделало беспроводные ударные инструменты такими же или даже более мощными, чем пневматические или проводные ударные гайковерты с размерами привода от 1 ⁄ 4 до 1 дюйма (от 6,4 до 25,4 мм), при этом беспроводные удары редко производятся с размерами привода более 1 дюйма (25 мм). Трещоточный ударный гайковерт также является типом ударного гайковерта с механизмом блокировки, который фиксируется на месте, когда он поворачивается на необходимое количество оборотов. Механизм блокировки предотвращает поворот инструмента вручную. Трещоточный имеет диапазон 200-300 фунтов. Некоторые промышленные инструменты имеют гидравлический привод, использующий высокоскоростные гидравлические двигатели , и используются в некоторых мастерских по ремонту тяжелого оборудования, на крупных строительных площадках и в других областях, где имеется подходящее гидравлическое питание. Гидравлические ударные гайковерты обладают преимуществом высокого соотношения мощности к весу.
Ударные гайковерты доступны во всех размерах и в нескольких стилях, в зависимости от области применения. Гаечные ключи с приводом 1 ⁄ 4 дюйма (6,4 мм) обычно доступны как в форме встроенного (пользователь держит инструмент как отвертку , с выходом на конце), так и с пистолетной рукояткой (пользователь держит рукоятку, которая находится под прямым углом к выходу), и реже в форме углового привода, который похож на встроенный инструмент, но с набором конических шестерен для поворота выхода на 90°. Гаечные ключи с ударом 3 ⁄ 8 дюйма (9,5 мм) чаще всего доступны в форме пистолетной рукоятки и специальной встроенной формы, известной как гаечный ключ «бабочка», который имеет большую плоскую дроссельную заслонку сбоку инструмента, которую можно наклонять в одну или другую сторону для управления направлением вращения, вместо использования отдельного реверсивного управления, и имеют форму, позволяющую работать в труднодоступных местах. Обычные линейные и угловые 3 ⁄ 8- дюймовые (9,5 мм) ударные гайковерты встречаются редко, но доступны. 1 ⁄ 2 -дюймовые (13 мм) приводные устройства практически доступны только в форме пистолетной рукоятки, при этом любой линейный тип практически невозможно получить из-за увеличенного крутящего момента, передаваемого обратно пользователю, и большего веса инструмента, требующего большей рукоятки. 3 ⁄ 4- дюймовые (19 мм) ударные гайковерты снова по существу доступны только в форме пистолетной рукоятки. 1-дюймовые (25 мм) приводные инструменты доступны как в форме пистолетной рукоятки, так и в форме «D-образной рукоятки», где задняя часть инструмента имеет закрытую рукоятку для удержания пользователем. Обе формы часто также включают боковую рукоятку, что позволяет обеим рукам держать инструмент одновременно. 1+Гаечные ключи размером 1 ⁄ 4 дюйма (32 мм) и больше обычно выпускаются в форме «T-образной ручки» с двумя большими ручками по обе стороны корпуса инструмента, что позволяет прикладывать максимальный крутящий момент к пользователю и обеспечивает наилучший контроль над инструментом. Очень большие ударные гайковерты (крутящий момент до нескольких сотен тысяч фут-фунтов) обычно включают в себя проушины в своей конструкции, что позволяет подвешивать их к крану, подъемнику или другому устройству, поскольку их вес часто больше, чем человек может переместить. Недавняя конструкция объединяет ударный гайковерт и воздушный храповой механизм , часто называемый производителями «безреакционным воздушным храповым механизмом», включающим ударный узел перед храповым механизмом. Такая конструкция обеспечивает очень высокие выходные крутящие моменты при минимальных усилиях со стороны оператора и предотвращает распространенную травму от удара костяшками пальцев о какую-либо часть оборудования, когда крепеж затягивается, а крутящий момент внезапно увеличивается. Для определенных видов применения доступны специальные конструкции, например, для снятия шкивов коленчатого вала без снятия радиатора автомобиля.
Для крепления гнезда или аксессуара к наковальне используются различные методы, такие как подпружиненный штифт, который защелкивается в соответствующем отверстии в гнезде, предотвращая извлечение гнезда, пока не будет использован предмет для нажатия на штифт, кольцо-кабанчик, которое удерживает гнездо за счет трения или защелкивания в углублениях, выполненных в гнезде, и сквозное отверстие, где штифт полностью вставляется через гнездо и наковальню, фиксируя гнездо. Кольца-кабанчики используются на большинстве небольших инструментов, а сквозное отверстие используется только на больших ударных гайковертах, как правило, с приводом 3 ⁄ 4 дюйма (19 мм) или больше. Раньше фиксаторы штифтов были более распространены, но, похоже, на большинстве инструментов их заменяют кольцами-кабанчиками, [ требуется цитата ] несмотря на отсутствие принудительного замка. Шестигранный привод 1 ⁄ 4 дюйма (6,4 мм) становится все более популярным для небольших ударных гайковертов, [ требуется цитата ] особенно беспроводных электрических версий, что позволяет им подходить к стандартным наконечникам отверток, а не к гнездам. Можно приобрести адаптеры, которые позволяют соединять шестигранные инструменты с квадратными головками и наоборот.
Многие пользователи предпочитают оснащать свои пневматические ударные гайковерты коротким воздушным шлангом, а не прикреплять воздушный фитинг непосредственно к инструменту. Такой шланг значительно облегчает установку гайковерта в труднодоступных местах, не выставляя весь узел муфты сзади инструмента, а также облегчая пользователю позиционирование инструмента. Дополнительным преимуществом является значительное снижение износа муфты за счет ее изоляции от вибрации инструмента. Короткий шланг также предотвращает поломку воздушного фитинга в основании инструмента, если пользователь ослабит хватку и инструмент начнет вращаться. [ необходима цитата ]
Поскольку выход ударного гайковерта при ударе представляет собой очень короткую ударную силу , фактический эффективный крутящий момент трудно измерить, поскольку используются несколько различных номиналов. Поскольку инструмент выдает фиксированное количество энергии с каждым ударом, а не фиксированный крутящий момент, фактический выходной крутящий момент изменяется в зависимости от продолжительности выходного импульса. Если выход является упругим или способным поглощать энергию, импульс будет просто поглощаться, и практически никакого крутящего момента никогда не будет применяться, и несколько нелогично, если объект очень упругий, ключ может фактически повернуться назад, поскольку энергия передается обратно на наковальню, в то время как он не соединен с молотком и может свободно вращаться. [ необходима цитата ] Гаечный ключ, который способен освободить заржавевшую гайку на очень большом болте, может быть неспособен повернуть небольшой винт, закрепленный на пружине. «Максимальный крутящий момент» — это число, которое чаще всего указывают производители, которое представляет собой мгновенный пиковый крутящий момент, создаваемый, если наковальня зафиксирована в совершенно твердом объекте. «Рабочий крутящий момент» — более реалистичное число для непрерывного закручивания очень жесткого крепежа, и обычно измеряется путем закручивания на испытательном устройстве крутящего момента Skidmore-Wihelm в течение 5–10 секунд. «Крутящий момент, разрушающий гайку » часто упоминается в спецификациях ударных инструментов, при этом обычное определение заключается в том, что гаечный ключ может ослабить гайку, затянутую с указанным крутящим моментом, за определенный период времени. Точный контроль выходного крутящего момента ударного гайковерта очень сложен, и даже опытному оператору будет трудно убедиться, что крепеж не затянут недостаточно или чрезмерно с помощью ударного гайковерта. Доступны специальные удлинители головок, обычно продаваемые как динамометрические стержни или динамометрические удлинители, которые используют неспособность ударного гайковерта работать против пружины, чтобы точно ограничить выходной крутящий момент. Разработанные из пружинной стали , они действуют как большие торсионные пружины , сгибаясь при своем номинальном крутящем моменте и предотвращая приложение любого дальнейшего крутящего момента к крепежу. Некоторые ударные гайковерты, предназначенные для сборки изделий, имеют встроенную систему контроля крутящего момента, например встроенную торсионную пружину и механизм, который отключает инструмент при превышении заданного крутящего момента. Когда требуется очень точный крутящий момент, ударный гайковерт используется только для затягивания крепежа, а динамометрический ключ используется для окончательной затяжки. Из-за отсутствия единых стандартов при измерении выходного крутящего момента некоторые производители, как полагают, завышают свои показатели или используют измерения, мало влияющие на то, как инструмент будет работать при фактическом использовании. [ необходима цитата ] Многие пневматические ударные гайковерты имеют в своей конструкции регулятор расхода, который может быть как отдельным элементом управления, так и частью реверсивного клапана, что позволяет примерно ограничивать крутящий момент в одном или обоих направлениях, в то время как электрические инструменты могут использовать триггер переменной скорости для достижения того же эффекта.
Механизм ударника в ударном гайковерте должен позволять молотку свободно вращаться, ударять по наковальне, затем отпускать и снова свободно вращаться. Для выполнения этой задачи используется множество конструкций, все с некоторыми недостатками. В зависимости от конструкции молоток может приводить в движение наковальню один или два раза за один оборот (где оборот — это разница между молотком и наковальней), при этом некоторые конструкции наносят более быстрые и слабые удары дважды за один оборот или более медленные и сильные только один раз за один оборот.
Обычная конструкция молотка, называемая шаровым и кулачковым механизмом, позволяет молотку скользить и вращаться на валу, при этом пружина удерживает его в нижнем положении. Между молотком и ведущим валом находится стальной шарик на рампе, так что если входной вал вращается впереди молотка с достаточным крутящим моментом, пружина сжимается, и молоток скользит назад. В нижней части молотка и в верхней части наковальни находятся зубья-собачки, предназначенные для сильных ударов. Когда инструмент используется, молоток вращается до тех пор, пока его зубья-собачки не соприкоснутся с зубьями наковальне, останавливая вращение молотка. Входной вал продолжает вращаться, заставляя рампу поднимать стальной шарик, поднимая блок молотка до тех пор, пока зубья-собачки больше не будут зацепляться с наковальней, и молоток снова сможет свободно вращаться. Затем молоток подпрыгивает вперед к нижней части шаровой рампы и ускоряется входным валом, пока зубья-собачки снова не соприкоснутся с наковальней, нанося удар. Затем процесс повторяется, нанося удары каждый раз, когда зубья встречаются, почти всегда дважды за оборот, хотя были произведены ударные инструменты с тремя ударными собачками. Если выход имеет небольшую нагрузку, например, при вращении ослабленной гайки на болте, крутящий момент никогда не будет достаточно высоким, чтобы заставить шарик сжать пружину, и вход будет плавно приводить в движение выход таким же образом, как дрель или электрическая отвертка. Ударный механизм с шариком и кулачком чаще всего встречается в электрических ударных инструментах, так как он позволяет источнику питания непрерывно вращаться даже во время удара, что предотвращает остановку двигателя. Преимущество этой конструкции в небольшом размере и простоте, но энергия тратится на перемещение всего молотка вперед и назад, а нанесение нескольких ударов за оборот дает меньше времени для ускорения молотка, что делает эту конструкцию менее эффективной, чем механизмы со штифтовой муфтой или противовесом, которые можно увидеть в пневматических ударных инструментах. Эта конструкция часто встречается после редуктора, который снижает скорость и увеличивает крутящий момент двигателя, приводящего в действие ударный механизм, и компенсирует недостаток времени ускорения, обеспечивая больший крутящий момент на более низкой скорости.
Другая распространенная конструкция использует молот, закрепленный непосредственно на входном валу, с парой штифтов, действующих как муфты . Когда молот вращается мимо наковальни, шариковая рампа выталкивает штифты наружу против пружины, выдвигая их туда, где они ударят по наковальне и нанесут удар, затем отпускают и возвращают пружину обратно в молот, обычно заставляя шарики «падать» с другой стороны рампы в момент удара молота. Поскольку рампе нужно иметь только один пик вокруг вала, а зацепление молота с наковальней не основано на количестве зубцов между ними, эта конструкция позволяет молоту ускоряться для полного оборота перед контактом с наковальней, давая ему больше времени для ускорения и нанесения более сильного удара. Недостатки заключаются в том, что скользящие штифты должны выдерживать очень сильные удары, и это часто приводит к раннему выходу инструмента из строя.
Еще одна конструкция использует качающийся груз внутри молотка и один длинный выступ на стороне вала наковальни. Когда молоток вращается, качающийся груз сначала контактирует с наковальней с противоположной стороны, чем используется для приведения в движение наковальни, подталкивая груз в положение для удара. По мере того, как молоток вращается дальше, груз ударяется о бок наковальни, передавая энергию молотка и свою собственную энергию на выход, а затем качается обратно на другую сторону. Эта конструкция также имеет преимущество в том, что ударяет только один раз за оборот, а также ее простоту, но имеет недостаток в том, что инструмент вибрирует, поскольку качающийся груз действует как эксцентрик, и может быть менее терпимым к работе инструмента с низкой входной мощностью. Чтобы помочь бороться с вибрацией и неравномерным приводом, иногда два таких молотка размещаются на одной линии друг с другом со смещением на 180°, оба ударяют одновременно.
Новая (по состоянию на 2016 год) конструкция заключает ударный механизм в гидравлическую жидкость, чтобы уменьшить количество контакта металла с металлом, что значительно снижает шум и вибрацию. [3]
Головки и удлинители для ударных гайковертов изготавливаются из высокопрочного металла, так как любой эффект пружины значительно снизит крутящий момент, доступный на крепеже. Тем не менее, использование нескольких удлинителей, универсальных шарниров и т. д. ослабит удары, и оператору необходимо свести их использование к минимуму. Использование неударных головок или аксессуаров с ударным гайковертом часто приводит к изгибу, трещинам или иному повреждению аксессуара, так как большинство из них не способны выдерживать внезапно высокий крутящий момент ударного инструмента и могут привести к срыву головки на крепеже. Неударные головки и аксессуары изготавливаются из более твердого и хрупкого металла. При работе с ударными инструментами всегда следует надевать защитные очки , так как сильные удары могут привести к образованию высокоскоростных осколков, если головка, аксессуар или крепеж выйдут из строя.
Бренды пневматических ударных гайковертов, которые обычно используются в магазинах и на стройке, включают Ingersoll Rand , Snap-On , MAC Tools , Matco и Chicago Pneumatic . Беспроводные ударные гайковерты, которые обычно используются, производятся Milwaukee , DeWalt , Makita и Bosch . Для специализированных применений, таких как пит-стопы в автоспорте, где к колесной гайке необходимо приложить большой крутящий момент за короткий промежуток времени. Модифицированные ударные гайковерты Ingersoll Rand были обычным явлением в соревнованиях NASCAR до начала сезона 2022 года [4] , когда были представлены колеса с центральным креплением, а старые гайковерты Ingersoll Rand были заменены ударными гайковертами Paoli, которые широко используются в Формуле-1 , Indycar и чемпионате мира по гонкам на выносливость [5] .
Ударный гайковерт обычно обеспечивает больший крутящий момент и принимает более крупные насадки, чем ударный гайковерт . Это делает ударный гайковерт более подходящим для больших болтов и гаек в тяжелых механических условиях (например, зажимных гаек ), в то время как ударный гайковерт с его меньшим крутящим моментом и меньшим насадкой больше подходит для закручивания небольших винтов, например, при строительных работах.
