Реферат на тему дрель

Обновлено: 02.07.2024

Дрели.

Дрель - это ручное механическое, пневматическое или электрическое устройство (инструмент), предназначенное для придачи вращательного движения сверлу или другому режущему инструменту для сверления отверстий в различных материалах.

История дрели.

Ручные устройства для сверления отверстий известны человечеству уже давно. Судя по археологическим раскопкам, прототипы ручных дрелей существовали даже в эпоху Неолита. Изготавливалось сверло, которое вращалось при помощи обёрнутой вокруг него тетивы от лука, древко которого служило рукоятью. Поступательные движения лука раскручивали сверло, благодаря чему можно было делать отверстия даже в камне, а также – добывать огонь при помощи силы трения.

Устройства для сверления постоянно совершенствовались, сначала появились буры и коловороты.

Прообраз ручной дрели - ручной коловорот.

Сейчас коловороты при строительных и ремонтных работах используются крайне редко. Их место прочно заняли одно- и двухскоростные ручные дрели.

Ручная односкоростная дрель.

Двухскоростные ручные дрели являются вариантом более популярным и практичным, потому как позволяют, путём перестановки ручки с одного на другой приводной вал, менять скорость вращения сверла относительно частоты вращения вала ручкой.

Ручная двухскоростная дрель.

В настоящее время среди механических дрелей наибольшей популярностью обладает двухскоростная дрель с двухступенчатым мультипликатором, за счёт которого значительно ускоряется скорость вращения сверла, в виду чего мультипликатор ещё называется ускорителем. Сверло располагается в патроне, способном регулироваться таким образом, чтобы дрель можно было использовать со свёрлами разной толщины, при этом надёжно закрепляя их. Ускоритель связан с ручным приводом, вращая который, мы приводмм сверло в движение. Наконец, остов дрели с упором помогает надёжно прижать дрель к материалу, значительно сократив время сверления и упростив его процесс.

Основное достоинство ручной дрели в том, что конструкция её очень проста. Ручная дрель этот инструмент предельно надёжный, легко ремонтируется в случае поломки, и недорого стоит. А в местах, где нет электричества, такая дрель вообще незаменима.

Электродрели.

Электродрель - это устройство, использующее в качестве привода, при сверление, электрический двигатель.

Кто изобрёл первую электрическую дрель?

В первые, электрическая дрель упоминается в 1868 году, благодаря механику - дантисту Джорджу Грину, применившему на практике в зубоврачебном кабинете конструкцию из двигателя, гибкого вала и наконечника. По сути это было "бормашина".

Но сверление было остро востребовано при строительных и ремонтных работах.

В 1889 году, инженер Артур Джеймс Арнот смог совместить в одном устройстве сверло и электрический двигатель.

В 1895 году, братья Карл и Вильгельм из немецкого города Штутгарт запатентовали электрическую дрель, которой можно было работать, держа ее в руках.

В 1895 году Вильгельм Файн наладил серийное производство дрели с электродвигателем для строительных работ. Правда в то время это был двуручный инструмент с довольно крупногабаритной конструкцией.

Пневмодрели.

Пневматическая дрель – это устройство (инструмент), которое используется для сверления на конвейерных линиях в разных сферах промышленности.

Пневматические дрели разделяют по мощности, исполнению, наличию реверса и максимально возможному диаметру сверления. Есть следующие виды пневмодрелей:

Прямые - выполняются так, что ось двигателя и ось патрона совпадают. В основном, их форма также схожа с пистолетом.

Торцевые - внешне напоминают отвертку.

Угловые - ось вращения патрона размещается под углом к корпусу.

Минимальная скорость вращения пневматической дрели равна 250 оборотов в минуту, а наибольшая в турбинных аппаратах доходит до 18000 оборотов в минуту.

Электродрель самый необходимый строительный инструмент в быту. Во время ремонта или строительства дрель нужна буквально на каждом шагу. Если у вас до сих пор нет электродрели, то ее обязательно нужно приобрести, так как практически ни какой созидательно-строительный процесс не обходится без дрели.

Что может дрель, зачем она нужна

Сверление – самый распространенный процесс не только столярных, но и любых монтажных работ. Дрель нужна в первую очередь чтобы сделать отверстие или углубление. При этом современные модели предоставляют несколько режимов сверления – под любые условия и материалы.

Для дрели также имеется дополнительное оборудование, с помощью которого можно выполнять другие важные процессы, например:
— перемешивание растворов, красок, эмульсий, сейчас практически любой жидкий строительный состав нужно перемешивать электромиксером;

– закручивание шурупов (многие дрели это позволяют делать);
— шлифовка, заточка, очистка поверхностей от ржавчины, краски;

— сверление и бурение на определенную глубину или под определенным углом, в том числе в трудных местах;
— ведение токарных работ на небольших заготовках;
— точное сверление с выдержкой углов и направления;
— и кое-что еще….

Бытовая или профессиональная – какую выбрать

Профессионалы работают дрелью по 2 – 6 часов ежедневно. Им нужен очень износостойкий, полнофункциональный и мощный инструмент.

А в быту дрель работает тоже 2 – 6 часов, но только за целый год. Дорогая электродрель для обычного домашнего использования вовсе не нужна. Бытовые модели обычно имеют мощность 500 – 800 Вт.

Нагрузка на узлы электродрели весьма значительная. Большинство бытовых электродрелей рассчитаны на прерывистый режим работы, когда инструмент успевает остыть. После 15 минут работы, электродрели нужно дать остыть такое же время.

Разновидность бытовой дрели – ударная дрель. Она может бурить твердые рассыпчатые материалы – бетон, камень. Сверло с патроном в этой дрели не только вращаются, но и может совершать поступательные движения. В общем, эта дрель работает как миниперфоратор. Опция удара выключается рычагом. Ударная электродрель весьма выгодна, так как необходимость делать отверстия в твердых стенах возникает чуть ли не чаще чем сверление по мягкому материалу. Поэтому ее приобретение является само собой разумеющимся выбором.

Еще разновидность дрели – угловая минидрель. Она оснащена угловым редуктором. Но это скорее профессиональный инструмент с узкой специализацией – сверление в трудных местах.

Типы патронов

Встречаются два типа патронов в которых зажимается сверло:
— зажатие выполняется с помощью специального ключа. Это наиболее распространенный тип патрона для дрели, весьма надежный, он применяется на мощных инструментах.
— патрон с быстрым зажатием с помощью усилия рук. Бывают одномуфтовые, которые можно зажать и одной рукой и двух муфтовые – сверло зажимается усилием двух рук.

Какие обычно приспособления и опции у бытовой элеткродрели

Какие типы сверел используются с дрелью

Имеются универсальные сверла, которые подойдут для сверления дерева, металла и пластика.

Но даже в быту этого маловато. Потому что бывает необходимость бурить отверстия в бетоне и камне, в керамике, быстрее сверлить металл, делать большие отверстия в дереве, например под врезку замка.

Существуют специальные сверла под дрель позволяющие все это делать. Рассмотрим, какие сверла желательно бы иметь для ремонта и строительства в домашнем обиходе.

Кольцевые и корончатые пилы для больших отверстий в древесине.

Спиральные сверла, специально для сверления древесины.

Плоские сверла, перки для среднебольших отверстий в дереве. Плоскофрезерные сверла по дереву, а также подойдут для гипсокартона, пластика.

Специальные твердые сверла по металлу.

Ударные сверла по кирпичу и бетону.

Алмазные сверла по керамике.

Круговое сверло для больших отверстий в кафеле, например под розетки, под трубопроводы.
Набор универсальных сверел по дереву металлу, пластику, мягкому камню.

Вот такой джентельменский набор выручит в большинстве случаев, но стоить он будет уже не дешево.

Дополнительные полезные приспособления для электродрели

С помощью дополнительных приспособлений можно значительно расширить функции дрели. Эти приспособления приобретаются отдельно, многие используются только профессионалами, тем не менее…

Токарное приспособление позволяет осуществить обточку деревянных деталей.

Держатель дрели превращает ее в стационарную шлифовальную, точильную машинку.

Различные щетки позволяют преобразовать дрель в очистительный, шлифовочный инструмент. Металлические щетки очищают ржавчину, для дерева используется нейлоновые щетки.

Угловой дополнительный редуктор позволяет работать дрелью в стесненных условиях.

Дрель можно превратить в элетроножницы по металлу с помощью специальной насадки.

Различные миксеры для дрели позволяют размешивать растворы, и краски. Правда мощность аппарата должна быть достаточной, но можно применять совсем маленькие миксеры.

Направляющая для дрели, дает возможность делать сверление под прямыми углами. Также вертикальность отверстия и его центровка достигается с помощью кондуктора, или шаблона.

Сверлильная стойка преобразует дрель в станок, достигается высокая точность сверления в детали, которая зажимается в тисках.

Приобретать дрель, как и другой бытовой электроинструмент, лучше от известных производителей, но мощные и дорогие модели в быту просто не реализуют своих возможностей, поэтому не стоит растрачиваться. Стоимость же обычной бытовой элеткродрели находится в пределах 30 – 80 у.е.

27.03.2020г. Группа № 621 1 пара. Лекция на тему "Электрические дрели". Изучить материал, законспектировать наиболее актуальную информацию и прислать мне на электронную почту до 14:00 27.03.2020 г. Кто не присылает вовремя в рапортичке ставится "Н".

Принцип работы и основные элементы электрической дрели

Дрель. Виды и устройство.

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

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:

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 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

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.

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.

Устройство дрели

Электродвигатель. Коллекторный электродвигатель дрели содержит три основных элемента — статор, якорь и угольные щетки. Статор выполнен из электротехнической стали высокой магнитной проницаемости. Имеет цилиндрическую форму и пазы для укладки статорных обмоток. Статорных обмоток две и расположены они друг напротив друга. Статор жестко крепиться в корпусе дрели.

Ротор представляет собой вал, на который прессуется сердечник из электротехнической стали. По всей длине сердечника протачиваются канавки, через равное расстояние, для укладки якорных обмоток. Обмотки наматываются цельным проводом с отводами для крепления к коллекторным пластинам. Таким образом, образовывается якорь, разделённый на сегменты. Коллектор находится на хвостовике вала и жестко укреплен на нем. Ротор во время работы вращается внутри статора на подшипниках, которые расположены в начале и конце вала.

По пластинам во время работы двигаются подпружиненные щетки. Кстати, когда проводится ремонт дрели, следует особое внимание уделить именно им. Щетки прессуются из графита, имеют вид параллелепипеда с вмонтированными гибкими электродами.

Регулятор оборотов. Обороты дрели регулирует симисторный регулятор, расположенный в кнопке включения. Надо отметить простую схему регулировки и малое количество деталей. Собран этот регулятор в корпусе кнопки на подложке из текстолита по микроплёночной технологии. Сама плата имеет миниатюрные размеры, что позволило поместить её в корпусе курка. Ключевой момент — это то, что в регуляторе дрели (в симисторе) происходит разрыв и замыкание цепи за миллисекунды. И регулятор никак не изменяет напряжение, которое приходит из розетки (однако меняется среднеквадратичное значение напряжения, которое показывают все вольтметры измеряющее переменное напряжение). Точнее, происходит импульсно-фазовое управление. Если кнопка нажата слегка, то время когда цепь замкнута самое маленькое. По мере нажатия, время, когда цепь замкнута, увеличивается. Когда кнопка нажата до предела, время, когда цепь замкнута, максимально или цепь вообще не размыкается.

Более научно это выглядит следующим образом. Принцип работы регулятора основан на изменении момента (фазы) включения симистора (замыкания цепи) относительно перехода сетевого напряжения через ноль (начала положительной или отрицательной полуволны питающего напряжения).

Чтобы легче было разобраться в работе регулятора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке. После включения дрели в сеть на вход регулятора поступает переменное напряжение (верхняя диаграмма). Одновременно на управляющий электрод симистора подается напряжение синусоидальной формы (средняя диаграмма). В момент, когда его величина превысит напряжение включения симистора, симистор откроется (цепь замкнется) и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь форму как на нижней диаграмме.

Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. Амплитуда управляющего напряжения управляется переменным резистором соединенным с курком дрели. Из диаграммы видно, что если не сдвигать по фазе управляющее напряжение, диапазон регулирования будет от 50 до 100%. Поэтому, чтобы диапазон расширить, управляющее напряжение сдвигают по фазе, и тогда в процессы нажатия на курок напряжение на выходе регулятора будет изменяться так, как показано на рисунке ниже.

Схема подключения проводов, и в частности схема подключения кнопки дрели, в разных моделях может отличаться. Самая простая схема, и лучше всего демонстрирующая принцип работы, следующая. Один повод из шнура питания подключается к регулятору оборотов.

Чтобы не путаться, важно понять, что регулятор оборотов и устройство управления реверсом — это две разные детали, которые часто имеют разные корпуса.

Единственный провод выходящий из регулятора оборотов подключается к началу первой обмотки статора. Если бы не было устройства реверса, конец первой обмотки соединялся бы с одной из щеток ротора, а вторая щетка ротора соединялась бы с началом второй обмотки статора. Конец второй обмотки статора ведет ко второму проводу шнура питания. Вот и вся схема.

Изменение направления вращения ротора происходит, когда конец первой обмотки статора подключается не к первой, а ко второй щетке, при этом первая щетка подключается к началу второй обмотки статора.

В устройстве реверса такое переключение и происходит, поэтому щетки ротора соединяются с обмотками статора через него. На этом устройстве может быть схема, показывающая, какие провода соединяются внутри.

Черные провода ведут к щеткам ротора (5-й контакт пусть будет первая щетка, а 6-й контакт пусть будет вторая щетка), серые — к концу первой обмотки статора (пусть будет 4-й контакт) и началу второй (пусть будет 7-й контакт). При положении переключателя изображенном на фото, замкнуты конец первой обмотки статора с первой щеткой ротора (4-й с 5-м), и начало второй обмотки статора со второй щеткой ротора (7-й с 6-м). При переключении реверса во второе положение, соединяются 4-й с 6-м, и 7-й с 5-м.

Конструкция регулятора оборотов электродрели предусматривает подключение конденсатора и подключение к регулятору обоих проводов идущих от розетки. Схема на рисунке ниже, для лучшего понимания, чуть упрощена: нет устройства реверса, ещё не показаны обмотки статора, к которым и подключаются провода от регулятора (см. схемы выше).

В случае описываемой электродрели, используется только два нижних контакта: крайний левый и крайний правый. Конденсатора нет, а второй провод сетевого шнура подключается прямо к статорной обмотке.

Редуктор. Редуктор дрели предназначен для уменьшения оборотов сверла и увеличения крутящего момента. Чаще встречается шестеренчатый редуктор с одной передачей. Встречаются дрели и с несколькими передачами, например двумя, при этом сам механизм чем-то напоминает коробку передач автомобиля.

Как разобрать дрель и выполнить ее ремонт

Любой электроинструмент, состоящий из электромеханических узлов, как бы бережно к нему ни относились, со временем приходит в негодность. В большей мере это связано с механическими узлами, нуждающимися в периодической смазке.

Провести профилактику или выполнить ремонт дрели самостоятельно не так уж сложно, если знакомо устройство инструмента и понятен принцип его работы.

Принцип работы и основные узлы

Своим появлением дрель обязана востребованностью при подземном бурении для замены ручного труда на автоматизированный. В 1870 году американским изобретателем Саймоном Инджерсоллом была представлена прародительница ударной дрели. В своей работе инструмент использовал паровой привод и бур. Появление электродвигателей в конце XIX столетия позволило усовершенствовать инструмент. Так, в 1889 году инженер Артур Джеймс Арнот предложил использовать электродвигатель совместно со сверлом, и уже в 1895 году появился инструмент, свободно удерживающийся при работе в руках.

В начале 1917 года Артур Арнот, работающий на компанию BLACK&DECKER, подключив к дрели кнопку и добавив пистолетную рукоятку, сделал устройство одним из самых популярных электроинструментов в мире. С тех пор конструкция электродрели не претерпевала кардинальных изменений.

Классическая дрель работает только в режиме сверления, но с развитием технологии изготовления современные устройства стали комплектоваться режимом удара. При подключении к сети 220 вольт редукторная дрель, преобразовывая электрическую энергию в механическую, заставляет патрон, присоединённый к механизму устройства, совершать вращательное движение. Число оборотов патрона управляется с помощью реостата, вмонтированного в кнопку включения, а направление вращения устанавливается реверсом. Сверло, зажимаемое в патрон, из-за своей формы и под действием большой скорости оборотов легко выполняет отверстие в твёрдом или мягком материале.

Перед началом проведения ремонта дрели своими руками необходимо определить, какая её часть нуждается в восстановлении.

О
сновными частями сверлильного инструмента являются:

Объект исследования: история появления и виды дрелей.

Предмет: дрели различных периодов времени.

Гипотеза: Мы предположили, что дрели, разработанные 100 лет назад, актуальны в настоящее время и продолжают совершенствоваться в современном мире.

Новизна исследования: мы провели опрос в 3 классах и оказалось, что среди них почти никто не знал, что такое дрель, какие дрели бывают, из каких механизмов состоят, и почти никто не умеет правильно пользоваться дрелью.

Вложение	Размер
Мы предположили, что дрели, разработанные 100 лет назад, актуальны в настоящее время и продолжают совершенствоваться в совреме	30.07 КБ

Предварительный просмотр:

К 100-летию создания электрической дрели

Цель работы : знакомство с дрелью.

Узнать, как, где и кем была изобретена дрель;
Выяснить, как выглядели первые дрели;
Понять, как и для чего применялись дрели;
Создать модель дрели из конструктора LEGO.
Рассказать одноклассникам о правилах пользования дрелью.

Объект исследования : история появления и виды дрелей.

Предмет: дрели различных периодов времени.

Гипотеза : Мы предположили, что дрели, разработанные 100 лет назад, актуальны в настоящее время и продолжают совершенствоваться в современном мире.

Знакомство с видами дрелей посредством изучения изображений, схем, фотографий;
Анализ литературы и информационных источников;
Обобщение полученных данных;
Создание модели дрели с использованием конструктора LEGO.

Новизна исследования : мы провели опрос в 3 классах и оказалось, что среди них почти никто не знал, что такое дрель, какие дрели бывают, из каких механизмов состоят, и почти никто не умеет правильно пользоваться дрелью.

С детства я видел, как мой папа на даче и дома использует дрель на аккумуляторах. Я также замечал, что дрель используют многие люди, и дрель есть в каждом доме. Также меня папа научил пользоваться дрелью и сказал, что все мужчины должны уметь ей пользоваться, и дрель самый необходимый инструмент в доме.

Что такое дрель? Мне стало интересно, и я решил собрать свои модели дрели из конструктора LEGO.

Из книг и интернета я узнал определение, что Дрель - это ручное механическое, пневматическое или электрическое устройство (инструмент), предназначенное для придачи вращательного движения сверлу или другому режущему инструменту для сверления отверстий в различных материалах.

Ручные устройства для сверления отверстий известны человечеству уже давно. Судя по археологическим раскопкам, прототипы ручных дрелей существовали даже в эпоху Неолита ( в истории Европы эпоха Неолита начинается примерно с 7-го тыс. до н. э.).

Изготавливалось сверло, которое вращалось при помощи обёрнутой вокруг него тетивы от лука, древко которого служило рукоятью. Поступательные движения лука раскручивали сверло, благодаря чему можно было делать отверстия даже в камне, а также – добывать огонь при помощи силы трения.

Устройства для сверления постоянно совершенствовались, сначала появились буры и коловороты. Сейчас коловороты при строительных и ремонтных работах используются крайне редко. Их место прочно заняли одно- и двухскоростные ручные дрели.

Ручная дрель — механический инструмент, который применяется для придания вращательного движения с повышенным числом оборотов сверлу или другому режущему инструменту при сверлении отверстий в различных материалах.

Односкоростные дрели имеют только повышающую передачу, состоящую из двух конических шестерён. Как правило, выпускаются в малогабаритном исполнении.

Двухскоростные дрели дополнительно имеют пару цилиндрических шестерён, позволяющих выбирать низкую или высокую скорость вращения патрона со сверлом.

Большие ручные дрели имеют плечевой упор и рукоятку-держатель, облегчающие сверление.

В настоящее время среди механических дрелей наибольшей популярностью обладает двухскоростная дрель с двухступенчатым мультипликатором, за счёт которого значительно ускоряется скорость вращения сверла, в виду чего мультипликатор ещё называется ускорителем. Сверло располагается в патроне, способном регулироваться таким образом, чтобы дрель можно было использовать со свёрлами разной толщины, при этом надёжно закрепляя их. Ускоритель связан с ручным приводом, вращая который, мы приводим сверло в движение. Наконец, остов дрели с упором помогает надёжно прижать дрель к материалу, значительно сократив время сверления и упростив его процесс.

Впервые электрическая дрель упоминается в 1868 году, благодаря механику-дантисту Джорджу Грину, применившему на практике в зубоврачебном кабинете конструкцию из двигателя, гибкого вала и наконечника. По сути это было "бормашина".

Но сверление было остро востребовано при строительных и ремонтных работах.

В 1889 году, инженер Артур Джеймс Арнот смог совместить в одном устройстве сверло и электрический двигатель.

Пневматическая дрель – это устройство (инструмент), которое используется для сверления на конвейерных линиях в разных сферах промышленности. Пневматические дрели разделяют по мощности, исполнению, наличию реверса и максимально возможному диаметру сверления. Есть следующие виды пневмодрелей:

- Прямые - выполняются так, что ось двигателя и ось патрона совпадают. В основном, их форма также схожа с пистолетом.

- Торцевые - внешне напоминают отвертку.

- Угловые - ось вращения патрона размещается под углом к корпусу.

Современный мир идёт только вперёд. Настала эра новых технологий. Появились робототехника и механизмы. Мне стало интересно, существуют дрели-роботы?

Из интернета я узнал, следующее.

Разработчики из Университета штата Юта (UniversityofUtah) создали автоматизированную машину, которая выполняет трепанацию черепа в 50 раз быстрее, чем человек с помощью стандартных процедур. Использование робота позволяет сократить время операции с двух часов с помощью традиционной медицинской дрели до двух с половиной минут!

Робот-дрель производит быстрые, чистые и безопасные разрезы. За счет этого сокращается время, когда рана остается открытой, а пациент находится под наркозом. В результате снижается вероятность занесения инфекций, снижаются как временные, так и денежные расходы на операцию, уменьшается влияние человеческого фактора на ход процедуры.

В последние десятилетия хирургия все более автоматизируется и роботизируется. Созданы, например, медицинские роботы, способные помочь хирургам поставить шурупы в позвоночник или помочь в проведении операции по замене тазобедренного сустава. Тем не менее, для операций на черепе и мозге роботы до сих пор не применялись.

Как работает роботизированная дрель? Во-первых, с помощью компьютерной томографии собираются данные о костной ткани пациента. Определяется точное местоположение чувствительных структур, таких как нервы и крупные вены. Хирурги используют полученную информацию для того, чтобы запрограммировать режущий путь фрезы. Для программирования используется специальное программное обеспечение, разработанное инженерами из Couldwell'steam. Линии разреза должны обойти стороной ряд важных мест, таких, например, как венозный синус, отводящий кровь от мозга. Хирург может запрограммировать барьеры безопасности вдоль траектории резания в пределах одного-двух миллиметров от этих чувствительных областей.

Хирург наблюдает за процессом и в любой момент может выключить машину. Сверло также снабжено встроенной системой безопасности. Например, если система заметит, что фреза оказалась слишком близко к лицевому нерву, то автоматически отключится.

Сверло было протестировано на пластиковых блоках, а затем на черепах. Чтобы обеспечить наибольшую точность, команда во время тестирования работала с несколькими прототипами одновременно. Сейчас в качестве рабочей версии используется портативный вариант машины, который можно перемещать между операционными.

Сейчас команда работает над созданием коммерческой версии продукта. Он будет создан либо самостоятельно, либо в партнерстве с производителем медицинского оборудования. По оценке Couldwell, сверло появится на рынке в ближайшие 1-2 года. Ожидается, что устройство будет стоить $100.000 или меньше.

По мнению разработчиков из Университета Юты (команду разработчиков возглавляет WilliamT.Couldwell), сверло может также применяться для других хирургических процедур, таких, например, как сложное вскрытие черепа или позвоночника, а также в качестве учебного пособия.

Это не первая роботизированная дрель. Еще пару лет назад американская компания BlueBeltTechnologies выпустила рободрельNavio , предназначенную для снижения врачебных ошибок и стоимость операций.

Современные подходы к черепной хирургии требуют кропотливой, филигранной работы при ручном сверлении и тщательной очистке сложных отверстий в черепе, чтобы получить доступ к мозгу. Исследователи из Университета штата Юта говорят, что они придумали гораздо более эффективный способ для выполнения этой работы.

Технология роботизированного сверления может существенно сократить время работы и уменьшить риск последующей инфекции.

Трепанация черепа является невероятно кропотливой процедурой из-за высокочувствительных структур, размещенных по всей голове человека. Нервы, крупные вены и артерии находятся во всех зонах, где проводится тщательная резьба кости черепа — это приводит к тому, что процесс может занять около двух часов.

На начальном этапе было необходимо учесть несколько конструктивных соображений: в первую очередь, разработать безопасное и надежное устройство, способное обеспечить повторяемость нужных движений и операций. Проектная группа также рассмотрела вопрос о необходимости упрощенной транспортировки сверлильной установки в операционную. Кроме того, была использована рабочая видеосистема для визуализации в формате 3D хирургического пространства.

Командная последовательность из отдельных шагов сверления позволяет делать отверстия на сложных участках, расположенных вокруг уха. При проведении подобных операций необходимо избегать крупных вен и нервов лица, они требуют большого опыта и мастерства, выполняются тысячи раз в год, поэтому являются наиболее подходящими для автоматизации.

Испытания прошли успешно и продемонстрировали безопасность и скорость сверления, за счет чего время процедуры может сократиться от двух часов до двух с половиной минут. Это будет большим достижением, потому что укороченная операция означает сокращение расходов, уменьшение вероятности заражения, а автоматизированный характер приводит к снижению вероятности человеческой ошибки. Отмечаются также повышенные шансы на хорошее восстановление после операции.

Более того, исследователи утверждают, что сверло может быть использовано в различных хирургических процедурах, например, подготовка костной ткани к имплантации тазобедренного сустава. В настоящее время изучается возможность массового выпуска этой достаточно универсальной хирургической системы сверления.

Также, робот- дрель будет помогать людям работать на опасных объектах. Основная идея создания робота-дрели состоит в том, что позволит беречь здоровье людей, а так же может быть использована для работы с радиоактивными веществами, что очень опасно для здоровья человечества.

В ходе исследования мы познакомились с различными литературными источниками и электронными сайтами по данной теме.

В ходе работы над проектом мы узнали, что такое дрель, виды дрелей, историю возникновения дрелей, создали проекты дрелей с использованием конструктора LEGO, обобщили полученный материал и сделали выводы.

Поставленные в работе задачи выполнены, цель достигнута. Проведенные исследования позволяют нам считать гипотезу о том,что дрели, разработанные 100 лет назад актуальны и в настоящее время. и продолжают совершенствоваться в современном мире, верной.

Предложенная мной индивидуальная исследовательская работа будет интересна не только для моих одноклассников, но и для мальчиков других классов, в т.ч. старшеклассников, чтобы научиться пользоваться дрелью, а также может способствовать возникновению у них интереса к созданию роботов-дрелей и выбору будущей профессии.

Дрель — ручной, пневматический или электромеханический инструмент, предназначенный для сверления отверстий при проведении строительных, отделочных, столярных, слесарных и других работ.

Содержание

История

В 1895 г. Вильгельм Файн изобрёл электродрель (в тот момент это был первый электроинструмент) .

В 1955 г. фирма "Метабо" выпустила первую серийную дрель ударного действия.

Ручная дрель

Ручная дрель - инструмент ручного сверления, при использовании силы человека. Применяется для проделывания отверстий в различных материалах.

Электрическая дрель

Компоновка

Небольшие дрели, применяемые для сверления мелких отверстий, часто выполняются в форме цилиндра, удерживаемого в руке как авторучка. Также в форме цилиндра выполняются угловые дрели, предназначеннные для сверления в труднодоступных местах. Последние оснащаются специальной зубчатой передачей для поворота оси вращения на 90 градусов (как у УШМ). Такое исполнение позволяет сверлить отверстия, например, в боковых поверхностях узких ниш.

Патрон

Большинство дрелей оснащены кулачковым патроном. Такой патрон представляет собой полый цилиндр (корпус патрона), по поверхности которого движется регулировочное кольцо или регулировочная гильза. Одним из оснований цилиндр крепится на вал дрели, в другое основание закрепляются насадки. При вращении регулировочного кольца внутри цилиндра движутся по специальным направляющим металлические кулачки, которые сближаются или удаляются друг от друга в зависимости от направления вращения кольца.

Для крепления на вал дрели в корпусе патрона имеется отверстие с резьбой или с конусной поверхностью. Есть патроны, специально предназначенные для перфораторов с функцией смены патрона.

Кулачковый патрон дрели позволяет закреплять насадки с хвостовиком цилиндрической формы и любого диаметра из некоторого диапазона. Наиболее типичны диапазоны 0,8—10 мм и 1,5—13 мм.

У быстрозажимного патрона (БЗП) для затяжки и ослабления используется металлическая гильза с накаткой (рифлением) или оребрённая пластмассовая гильза. Гильзу БЗП вращают рукой без применения инструмента, при этом необходимо удерживать от вращения корпус патрона. Для фиксации рукой корпуса БЗП на нём со стороны вала (шпинделя) дрели выполняется накатка или неподвижно закрепляется оребрённая гильза (такой БЗП называют двухгильзовым). Есть модели дрелей, у которых блокируется шпиндель (с помощью кнопки на корпусе или с помощью специального механизма, который автоматически блокирует шпиндель при остановке двигателя). На дрели с блокировкой шпинделя устанавливают БЗП, которые имеют одну широкую гильзу. Одногильзовые БЗП более удобны, их можно затягивать и ослаблять, не снимая защитных рукавиц (перчаток). В случае, если блокировка осуществляется кнопкой на корпусе, такая кнопка обычно возвращается в отжатое положение возвратной пружиной; при работе в условиях сильной запылённости кнопку может заклинивать.

Реверс и регулировка угловой скорости

Изменение направления вращения обычно достигается изменением включения электродвигателя. Для этого на корпусе дрели предусматривают переключатель. Часто он располагается вблизи рукоятки, что позволяет переключать его, не отвлекаясь от работы. Поскольку переключение при работающем двигателе может сильно перегружать последний, переключатель обычно связан с пусковым вылючателем так, чтобы переключение было невозможно при включенном двигателе. Иногда переключение направления вращения производится путем поворота щеточного блока относительно коллектора на 90°.

Реверс используется для выворачивания винтов и шурупов и для извлечения заклиненных насадок.

Регулировка угловой скорости может быть реализована электронным или механическим способами (оба способа могут быть использованы одновременно):

механическое изменение скорости осуществляется изменением передаточного числа редуктора. Обычно используется редуктор с двумя передаточными числами (2-скоростной), реже с бо́льшим. При понижении скорости возрастает крутящий момент, выходная мощность почти не изменяется.
электронная регулировка скорости осуществляется с помощью реостата, который управляется изменением нажатия на кнопку выключателя — чем глубже вдавлена кнопка, тем выше скорость. Часто на кнопке располагается колёсико, которым выставляется ограничение максимальной скорости. При понижении скорости электронным способом выходная мощность снижается. В настоящее время от реостатного управления с большим выделением тепла на реостате перешли к тиристорному управлению мощностью с меньшим выделением тепла.

Для поддержания крутящего момента иногда используют электронные схемы, которые существенно удорожают изделие, поэтому применяются редко.

Регулировка угловой скорости используется для понижения скорости при заворачивании/отворачивании шурупов, при начале сверления (засверливании), при сверлении легкоплавких материалов, при сверлении отверстий большого диаметра.

Применение

При приведении дрели в рабочее состояние патрон вращается, приводя тем самым насадку в механическое движение. Скорость вращения (число оборотов в единицу времени) можно регулировать при помощи реостата, направление вращения — при помощи реверса.

Обычно дрель имеет два режима работы: обычный и с ударом.

Обычный режим предназначен для проведения столярных и слесарных работ.

Режим сверления с ударом предначен для сверления отверстий в камне, кирпичной кладке или бетоне. В режиме с ударом сверло совершает не только вращательное, но и возвратно-поступательное движение, что позволяет сверлить твёрдые стены за короткий промежуток времени. Продольные движения сверла обеспечиваются ударным механизмом дрели. Для сверления камня (кирпича, бетона) необходима насадка или сверло со специальным наконечником повышенной твердости. Ударная дрель по своей эффективности значительно отличается от перфоратора и её не следует рассматривать как полноценную замену последнему. Сверление с ударом недопустимо в случаях, когда есть риск растрескивания материала — например, при сверлении керамической плитки и черепицы или в непосредственной близости от краёв стен.

Помимо сверления дрель может быть использована для заворачивания/отворачивания винтов и шурупов. Кроме того, распространены насадки для шлифования и отрезания, предназначенные для закрепления в патрон дрели.

Работать с инструментом следует осторожно. При проведении любых работ дрелью необходимо носить защитные очки во избежании попадания мелких частиц обрабатываемого материала в глаза.

Читайте также: