Усовершенствованная версия коловорота — ручная дрель, обладает способностью значительно ускорять процесс сверления отверстий. Это устройство кардинально снижает время, затрачиваемое на выполнение данной операции, а также уменьшает физическую нагрузку на человека, работающего с ним.
Коловорот ручной
Во время выполнения строительных работ возникновение необходимости сверления отверстий является обычным делом. Для этой цели обычно используется коловорот — инструмент, позволяющий производить сверление в древесине и других материалах. Несмотря на наличие электрических дрелей, ручные коловороты продолжают активно использоваться в строительстве. Это механический инструмент, работающий без электроэнергии или других источников питания, что делает его очень универсальным. Ручной коловорот приводится в движение с помощью мышечной силы человека.
Назначение инструмента
Первоначально коловорот был разработан для работы с древесиной. Однако в наши дни его применение значительно расширилось. Ручной коловорот активно используется в строительстве не только для сверления, но и для ввинчивания болтов, гаек, шурупов и других крепежных элементов. Он также находит применение в обработке деталей — например, для зенкерования или притирки клапанов в механизмах. Это делает его незаменимым инструментом для профессионалов.
Одним из главных преимуществ использования коловорота является высокая точность сверления, особенно когда речь идет о создании маленьких отверстий. Такой результат не всегда можно достичь при использовании электрических дрелей. Более того, в условиях, где отсутствует доступ к электроэнергии, ручной коловорот является единственным доступным инструментом для выполнения этой работы. Он также подходит для сверления таких материалов как пластик и мягкие металлы. При использовании коловорота отверстия получаются ровными и аккуратными, без вмятин или сколов. Этот инструмент просто незаменим, когда нужно создать очень маленькие и точные отверстия.
Что это такое?
История названия инструмента берет начало в древнеславянских словах «коло», означающем «круг», и «врат», что переводится как «вращать». Эти слова прекрасно описывают принцип работы коловорота — вращение вокруг оси. Подобным образом действуют земляные буры или ледовые буравы, которые используются рыбаками для создания лунок на льду. Однако, в разговорной речи эти устройства иногда называют коловоротами, на самом деле это название применимо только к дрелям.
Первые сверла, похожие на коловороты, использовались еще в Древнем Египте, примерно 3000 лет до нашей эры. Почти современные формы этого инструмента были разработаны в XV веке. Разные мастера создали множество вариантов коловоротов, однако большинство из них не нашло практического применения, так как оказались неудобными или неэффективными в эксплуатации.
Преимущества и недостатки
Как и у любого инструмента, у коловорота есть свои плюсы и минусы. Главный его плюс состоит в простоте конструкции, которая способствует надежности и долговечности устройства.
Отсутствие необходимости в источниках питания и минимальное количество деталей позволяют использовать коловорот в любых условиях и температурных режимах, так как прибор не перегревается и не подвержен замерзанию.
Сравнительно низкая скорость вращения обеспечивает возможность очень точной и аккуратной работы, позволяя достигать необходимой глубины отверстия с точностью до миллиметра и при этом изменять угол сверления. Работать с очень тонкими сверлами становится проще, так как на быстрых дрелях эти сверла имеют тенденцию к поломке из-за возникновения вибрации.
Цена коловорота также является значительным преимуществом — он существенно дешевле, чем электрическая дрель или любой другой электроинструмент.
Несмотря на многочисленные достоинства, у коловорота все же имеются некоторые недостатки, однако они считаются несущественными:
- это устаревший и низкоскоростной инструмент;
- возможны трудности с заменой патрона для крепления рабочего элемента с нестандартным хвостовиком — для этого потребуется либо несколько инструментов с различными типами зажимов, либо запасные зажимные устройства под конкретные хвостовики.
Разновидности и принцип действия
Принцип работы коловорота основывается на круговом вращении рукоятки вокруг своей оси. Современные модели коловоротов позволяют использовать различные режущие насадки, что делает их намного более многофункциональными. Они могут работать с центровыми, винтовыми и зенковочными сверлами, а также с оснасткой переменного диаметра. Некоторые модели поддерживают установку бит для вкручивания и выкручивания шурупов, винтов и саморезов.
Классический инструмент
Работа с классическим коловоротом сводится к простым действиям. Заостренный наконечник (сменная насадка) прикладывается к заранее размеченному месту сверления. Устройство фиксируется по месту за счет нажатия на специальный элемент. Сверление осуществляется за счет вращения коленчатого вала вокруг своей оси и одновременного равномерного нажатия на головку для достижения необходимой глубины бурения.
Увеличение скорости вращения и силы нажатия способствует ускорению процесса отверстия. При работе с коловоротом потребует внимания к направлению насадки, контролю силы нажатия и частоты вращения ручки. Для создания сквозного отверстия в заготовке значительной толщины сверление следует проводить с обеих сторон, ориентируясь на заранее отмеченные точки входа и выхода режущего элемента.
Круг, описываемый ручкой коловорота вокруг своей оси, называется размахом. Его диаметр зависит от размера зигзагообразного изгиба инструмента. На рынке наиболее часто встречаются модели с размахом от 147 до 300 мм, причем наибольшее внимание уделяется коловоротам с размахом в 250 мм.
Инструмент с трещоткой
Коловорот с механизмом трещотки удобен для выполнения сверления отверстий, а также для закручивания и откручивания крепежа в условиях, когда полноценный оборот рукояткой затруднен.
Трещотка устанавливается перед патроном, предотвращая обратное движение насадки при возврате рукоятки. Это позволяет пользователю неоднократно поворачивать вал на максимальную величину и возвращать его, чтобы снова продолжить работу. Реверсивный ход трещотки осуществляется с помощью специального кольца, которое переключает направление вращения вала.
Ручная дрель
В механической дрели вращение сверла происходит благодаря зубчатой передаче. Конструкция этого инструмента включает в себя шестерни, которые зацепляются друг с другом. Размеры и количество зубьев шестерен варьируются в зависимости от модели, размеров и предназначения инструмента.
Система зубчатой передачи в механических дрелях активируется благодаря вращению ручки. Движение передачи просто и эффективно передается на патрон с закрепленным сверлом, буром или фрезой. Данный тип оборудования широко применяется на строительных площадках, в домашнем быту и других областях, где отсутствует возможность подключения электричества.
Хирургический коловорот
Данный тип инструмента используется в медицине для профессионального сверления и фрезерования костей во время хирургических операций. Хирургические модели оснащаются патронами и фрезами различных типов — коническими, шаровыми, копьевидными и перовыми сверлами.
Медицинские инструменты и их компоненты производятся из высококачественной нержавеющей стали, в то время как рукоятки и головки часто изготавливаются из полипропилена.
В зависимости от модели хирургические коловороты могут оснащаться сменными патронами или несменяемыми головками. Патроны могут быть двух- или трехкулачковыми. Реже встречаются модели, использующие цанговые зажимы. Такие крепления позволяют фиксировать насадки с цилиндрическим хвостовиком, а также с квадратным, шестигранным или круглым типами сечения. Конусообразные хвостовики называются конусом Морзе.
Преимущества и недостатки устройства
Коловорот не требует смазки, электропитания и других специальных условий для своей работы. Его можно использовать в любых температурных и влажных условиях. Этот инструмент получил признание среди плотников, работающих в местах без электроснабжения. Также коловорот обладает рядом других достоинств:
- отсутствие шума при работе;
- простота конструкции;
- высокая точность выполнения операций;
- возможность быстро менять направления вращения;
- надежность и длительный срок службы без поломок.
Однако появление сетевых и аккумуляторных шуруповертов и дрелей значительно снизило популярность ручных коловоротов. Кроме того, работа с этим инструментом на профессиональном уровне требует определенных навыков и опыта. Коловорот не идеален для быстрого сверления, и работа с ним требует значительных затрат физических усилий.
РУССКИЕ ТАЙНЫ
В 1586 году во вновь основанный город Архангельск на своем судне прибыл французский путешественник и купец Жан де Соваж из Дьепа. Удивление гостя было безграничным. «Постройка города великолепна», — записал он в своем дневнике. — «В домах нет ни гвоздей, ни крючьев, но все сделано так качественно, что невозможно найти поводов для критики, хотя у русских строителей все инструменты состоят, по сути, в одних топорах». Выражая восхищение русскими мастерами, месье де Соваж на самом деле недостаточно оценил их способности, ведь помимо топоров русские плотники использовали множество других инструментов. Однако, каким именно это был инструмент, скорее всего, осталось загадкой.
—Дело в том, что в России в конце XVIII века произошла глобальная модернизация инструментов и всей технологии, — рассказывает реставратор Михаил Мильчик, заместитель директора НИИ Спецпроектреставрация. — По этой причине, используя инструменты и технологии современных дней, невозможно получить на обработанной поверхности следы, хотя бы немного напоминающие те, что остались от постройки начала XVIII века. Наши специалисты пытались воссоздать эти инструменты, но многие детали так и остаются неясными.
Пример тому служит рамная, или лучковая, пила, известная на Руси с давних времен. Но в повседневном плотницком обиходе она вошла лишь в XIX веке. Причина этого не в технической отсталости России, а в том, что еще в древние времена было замечено, что пиленая древесина чаще подвержена увлажнению и загниванию. Древесина, обработанная топором, будто запечатывается его ударами и становится менее восприимчивой к влаге. По этой причине плотники предпочитали не пилить, а аккуратно раскалывать бревна на доски. Традиционные лесопилки в России стали появляться лишь по указу Петра Великого в 1690 году, когда купец Осип Баженин установил первую пильную мельницу европейского образца под Архангельском. Однако большинство мастеров восприняло эту идею с недоверием.
Аналогичная ситуация наблюдалась и с гвоздями, которые плотники на протяжении многих веков отказывались использовать, полагая, что ржавые гвозди крайне негативно сказываются на состоянии древесины, вызывая ее порчу и гниение.
РОСКОШЬ ТОЧНОСТИ
—Практически все инструменты, использовавшиеся в России в XVIII—XIX веках, имели импортное происхождение, — говорит Валентин Горлов. — В то время в стране существовала разветвленная дистрибьюторская сеть, которая позволяла доставить требуемый инструмент от ведущих западных компаний в любые города России в кратчайшие сроки. Например, известная на тот момент французская компания Peugeot, ныне известная как производитель автомобилей, активно поставляла в Россию стамески, рубанки, сверла и коловороты. С большим спросом также пользовались американские рубанки от марки Stanley, ножовки немецкой компании R. Boker&Sons и резцы от фирмы Krupp, которая продолжает работать и в настоящее время. Кроме того, самой роскошной продукцией, поставляемой в Россию, были инструменты от итальянской мебельной компании C. Nossotti Carver&Gilder, которая на тот период являлась поставщиком королевского двора Великобритании.
Конечно, импортные инструменты стоили больших денег. Например, простой рубанок от Peugeot в 1901 году стоил 1 рубль 97 копеек, что было эквивалентно стоимости коровы. На эти средства можно было также приобрести роскошный итальянский граммофон в коробке из красного дерева — такой же предмет, как и сейчас плазменный домашний кинотеатр, был символом благополучия. Понятно, что многие российские плотники не могли себе позволить такие дорогие инструменты; поэтому предприимчивые дельцы начали налаживать кустарное производство собственного инструмента. Например, рубанки изготавливались в Коврове на заводе Первого русского акционерного общества ружейных и пулеметных заводов. Производством пил и другого режущего инструмента занималась и знаменитая тогда Павловская артель из Горбатовского уезда Нижегородской губернии. Также высоко ценился инструмент, выпускаемый сталелитейными заводами Урала.
—Тем не менее, качество отечественного инструмента на протяжении времени часто оставляло желать лучшего, — говорит Валентин Анатольевич. — В России единственное, что получалось хорошо, это топоры, молотки и кувалды — самые простые инструменты, не требующие сложных сочленений и точной регулировки деталей. Поэтому российские мастера всегда оставались зависимыми от западных технологий и точности.
Где применяется ручная дрель
Главная ценность и уникальность ручной дрели заключаются в предоставлении полного контроля над процессом создания отверстий. В отличие от электрических дрелей, оператор может мгновенно остановить работу, строго регулируя (до долей миллиметра) глубину сверления. Это особенно важно, когда требуется высокая точность размеров.
Кolloворот в первую очередь используется для сверления отверстий в древесине, однако это не единственная сфера его применения. Он также эффективно выполняет следующие задачи:
- ввинчивание и вывинчивание шурупов, винтов и саморезов;
- нарезание внутренней резьбы метчиками и нар外ней резьбы небольшого диаметра — с помощью плашек, зажимаемых в патроне;
- зенкование, то есть обработка деталей для создания углублений под потайные головки болтов и винтов, а также зенкерование для увеличения диаметра существующих отверстий;
- осуществление работ в комплекте с различными слесарными наборами головок, зачастую с использованием переходника — карданчика;
- притирка клапанов к посадочным местам в головках двигателей автомобилей.
Список материалов, в которых можно использовать коловорот также довольно разнообразен. Он подходит не только для древесины, но и для работы с пластиками и мягкими металлами. Например, при сверлении в алюминии или латуни работа происходит медленно, но уверенно благодаря тихоходности инструмента. Использование скоростной электродрели в подобных случаях может привести к искажению формы заготовки из-за биения сверла, тогда как коловорот позволяет выполнять такие операции с более высокой точностью.
Как происходила эволюция коловорота
Эволюция инструмента наглядно отражает прогресс в инженерной мысли и развитие технических приспособлений.
Человек использует изогнутый пруток для выполнения работы методом вращения. Чем больше угол — тем меньше требуется усилий с большим крутящим моментом, передаваемым на работающий инструмент. Если вращать быстрее, скорость обработки будет также выше. Для увеличения скорости вращения или изменения направления и плоскости приложения усилий, необходимо усовершенствовать коловорот.
Интересно, что существуют модели, которые гармонично соединяют в себе коловорот и планетарный механизм односкоростной ручной дрели. Вероятно, такие устройства не отличались выдающимися удобствами в работе, но их технические характеристики, особенно по скорости вращения, значительно возросли.
С точки зрения высшего совершенства инженерной мысли, на смену приходят механизмы с цепными передачами.
Очень наглядно видно, что если шестеренку, посаженную на валу с ручкой, находящейся на фотографии, выдвинуть наружу, то схема передачи вращения изменится, включив вторую скорость! Эта скорость существенно больше первой.
Если упростить процесс: можно исключить взаимное перемещение шестерен в механизме и просто переместить крепление ручки на валах, изменив тем самым передаточное число шестерен, что, соответственно, изменит скорость вращения выходного вала, что и приведет к созданию современных двухскоростных ручных дрелей.
Кроме того, уменьшение числа деталей и совершенствование характеристик обеспечивают большую надежность всего механизма. На протяжении нескольких столетий такие дрели продолжают активно использоваться в различных мастерских, доказывая свою долгосрочную функциональность даже при регулярном интенсивном использовании.
Интерес представляют также разновидности ручной дрели, которые стали предшественниками сверлильного станка и современных электродрелей пистолетного типа.
Хотя последняя модель, с точки зрения моей личной оценки, более интересна не только технически, но и эстетически. Она позволяет создавать отверстия в доминирующем количестве материалов, однако лучше всего с мягкими и тонкими, требуя при этом небольшого усилия от оператора.
