Кіріспе

Тесік жасауға арналған құрал – қолмен ұсталатын және шеберханада қолданылатын стационарлы машиналар.

Бұрғы – дөңгелек тесіктер жасау немесе бекіткіштерді қағу үшін қолданылатын құрал. Ол бұрғылау немесе драйверлік патронмен жабдықталған. Қолмен жұмыс істейтін түрлерінің танымалдылығы күрт азайып, тиімділігі мен қолданудың ыңғайлылығы артуына байланысты сымсыз аккумуляторлық түрлері кеңінен таралуда. Бұрғылар көбінесе ағаш өңдеу, металл өңдеу, құрылыс, машина жасау, құрылыс және коммуналдық жобаларда қолданылады. Миниатюралық қолданбалар үшін арнайы жасалған нұсқалары да шығарылады.

Тарих

Шамамен 35 000 ж.б. Homo sapiens айналмалы құралдарды қолданудың артықшылықтарын ашты. Бұл бастапқыда басқа материалға тесік ашу үшін қолдардың арасында айналдырылған үшкір тастан тұрды. Осыдан қол бұрғысы пайда болды – тегіс таяқ, кейде кремень ұшымен жабдықталған, және алақандардың арасында үйкеледі. Бұл әдісті әлемдегі көптеген ежелгі өркениеттер, соның ішінде майялар қолданды. Қазылған сүйек, піл сүйегі, қабықшалар және мүйіз сияқты ең ерте тесілген артефакттар Жоғарғы палеолит дәуірінен табылған. Белді бұрғы (жолақты бұрғы) – алға және артқа қозғалысты айналмалы қозғалысқа айналдыратын алғашқы машиналық бұрғы, олардың пайда болуы шамамен 10 000 жыл бұрынға дейін жетеді. Таяқтың айналасына бау байлап, содан кейін баудың екі ұшын таяқтың (жақ) ұштарына бекіту арқылы пайдаланушы бұрғылауды жылдамдатып, тиімдірек етуге болатыны анықталды. Көбінесе от жасау үшін қолданылатын белді бұрғы, сонымен қатар ежелгі ағаш өңдеу, тас өңдеу және стоматологияда да қолданылды. Археологтар Пакистандағы Мехргарх қаласында неолиттік қабірстанды тапты, ол шамамен 7 500–9 000 жыл бұрынғы Харапптар дәуіріне жатады, онда тоғыз ересек адамның денесі және барлығы он бір тісі бұрғыланған күйде табылған. Фивадағы қабірде египеттік ағаш шеберлері мен моншақ жасаушыларды белді бұрғыны қолданатын бейнеленген иероглифтер бар. Египетте осы құралдарды қолданудың ең ерте дәлелдері б.з.д. 2500 жылға дейін жетеді. Белді бұрғының қолданылуы ежелгі заманда Еуропа, Африка, Азия және Солтүстік Америкада кеңінен тараған және бүгінге дейін қолданылуда. Жылдар өте келе, материалдарды бұрғылау немесе от жағу сияқты әртүрлі мақсаттар үшін белгілі бір өзгерістер енгізілген белді және жолақты бұрғылардың көптеген нұсқалары пайда болды. Өзекті бұрғы ежелгі Египетте б.з.д. 3000 жылға дейін дамыды. 13 ғасыр шамасында алғаш рет қолданылған қуыс бұрғы ұшы, мыс сияқты құбыр тәрізді металл бөлігі бар таяқтан тұрды. Бұл тек сыртқы бөлікті ұнтақтап тесік жасауға мүмкіндік берді. Бұл ішкі тас немесе ағашты қалған бөлігінен толық ажыратып, бұрғының ұқсас өлшемдегі тесік жасау үшін аз материалды ұнтақтауына мүмкіндік берді. Құбыр бұрғысы мен белді бұрғысы Батыс өркениетінде адамзат тарихының көп бөлігінде кішірек тесіктерді бұрғылау үшін қолданылса, рим және ортағасырлық дәуірлерде үлкен тесіктерді бұрғылау үшін шнек қолданылды. Шнек үлкен тесіктер үшін көбірек айналу күшін қамтамасыз етті. Бұрыш пен бит қашан ойлап табылғаны белгісіз, бірақ ең ерте сурет 15 ғасырға жатады. Оның тереңдігі 1500 м-ге жете алады. 1835 жылы Исаак Сингер қытайлықтардың әдісіне негізделген бумен жұмыс істейтін шнек бұрғысын жасады. Алғашқы бұрғылау машиналары туралы да қысқаша айтуға болады; олар материалды көтеруге немесе түсіруге болатын, пайдаланушының күшін азайтатын қуатты бұрғылардан тұрды. 1813 жылы Ричард Тревитик бумен жұмыс істейтін айналмалы бұрғыны жобалады, сонымен қатар бұл бумен жұмыс істейтін алғашқы бұрғы болды. Келесі үлкен жетістік – электр қозғалтқышы – бұрғылау технологиясының дамуына әкелді. Бұл технологияны Австралияның Мельбурн қаласында жұмыс істеген Arthur James Arnot және William Blanch Brain атты инженерлер ойлап тапты. Алғашқы портативті қол бұрғысын 1895 жылы Германияның Штутгарт қаласынан келген Вильгельм және Карл Файн ағайындылары жасады. 1917 жылы Black & Decker компаниясы тұңғыш рет автоматты бұрғышты патенттеді. Бұл – қазіргі заманғы бұрғылау дәуірінің бастауы болды. Соңғы ғасырда электр бұрғысы әртүрлі типтерде және әртүрлі мақсаттар үшін әртүрлі өлшемдерде жасалды.

Түрлері

Бұрғылардың көптеген түрлері бар: кейбіреулері қолмен жұмыс істейді, ал басқалары қозғау үшін электр қуатын (электр бұрғысы) немесе тамысылған ауаны (пневматикалық бұрғы) пайдаланады, ал азы – ішкі жану қозғалтқышымен (мысалы, жер қазуға арналған бұрғылау құралдары) жұмыс істейді. Соққылы әрекеті бар бұрғылар (соққылы бұрғылар) көбінесе қиын материалдарда, мысалы, қабырға материалдарында (кірпіш, бетон және тас) немесе таста қолданылады. Бұрғылау установкалары жерде су немесе мұнай алу үшін тесіктер жасауға қолданылады. Мұнай ұңғымалары, су ұңғымалары немесе геотермалдық жылу үшін тесіктер үлкен бұрғылау установкаларымен жасалады. Кейбір қолға ұсталатын бұрғылар бұрандаларды және басқа да бекіткіштерді бұру үшін де қолданылады. Өз қозғалтқышы жоқ кейбір кішкентай құрылғылар, мысалы, кішкентай сорғылар, ұнтақтағыштар және т.б. бұрғыдан қуат алады.

Соққы бұрғылары

Импактты кілттер деп те аталады, бұл айналма қозғалысымен қатар соққылы қозғалысты да қамтитын бұрғылау түрі. Соққылы бұрғының соққылау қасиеті, қозғалтқыштың күші бұранданы бұра алмағанда пайда болады – ол бұранданы қажетті бағытта "соққылау" үшін күшті импульстарды жібере бастайды. Бұл бұрғылар көбінесе ағаш, металл және бетонға ұзын бұрандаларды немесе бұрандаларды бекітуге, сондай-ақ тоқтап қалған немесе тым күшпен бұралып қойған бұрандаларды босатуға қолданылады. Соққылы бұрғылар екі негізгі типке бөлінеді: пневматикалық және электрлік, олардың көлемі қолданылуына байланысты өзгереді. Электрлік соққылы бұрғылар көбінесе сымсыз болып келеді және құрылыс, автомобиль жөндеу және металл өңдеу салаларында кеңінен қолданылады. Бұл электрлік бұрғылар пневматикалық түрлеріне қарағанда ыңғайлырақ және пайдалануға оңай болғандықтан артықшылыққа ие. Пневматикалық соққылы бұрғылар ауамен жұмыс істейді және қуатты сақтау үшін ауа көзіне қосылуы керек. Соққылы бұрғылардың патрондары дәстүрлі қолмен ұсталатын электр бұрғыларынан өзгеше болады. Патрон, біттер мен драйверлерді бекітетін алтыбұрышты пішіні бар, көбінесе коллетка рөлін атқарады. Соққылы драйверлерді стандартты тапанша тәрізді бұрғы секілді тесіктер жасау үшін де пайдалануға болады, бірақ бұл үшін алтыбұрышты коллеткаға бекітілетін арнайы бит қажет. Соққылы бұрғылардың дизайны заманауи тапанша тәрізді электр бұрғыларына ұқсас, бірақ бір маңызды айырмашылығы бар. Соққылы бұрғыларда патрон орналасқан жері, дәстүрлі бұрғының үлкен конустық патронына қарағанда, қысқа, жіңішке және кіші болады. Бұл пайдаланушыға қалыпты бұрғымен жетуге мүмкін емес кішірек кеңістіктерге кіруге мүмкіндік береді. Соққылы бұрғылар айналу моментін және жылдамдықты басқару тұрғысынан аса жақсы емес. Көптеген қолмен ұсталатын бұрғыларда жылдамдықты реттеу мүмкіндігі бар, ал соққылы бұрғылардың көпшілігінде айналу моменті мен жылдамдығы тұрақты болады. Осы реттеу мүмкіндігінің болмауына байланысты соққылы бұрғылар дәлдікті қажет ететін жұмыстарға жарамды емес.

Балғамен бұрғылау

Соққылы бұрғының соққы әрекеті екі эксцентрик пластина арқылы қамтамасыз етіледі, олар бұрғы өз осі бойынша айналғанда, патронды жылдам алға және артқа импульске келтіреді. Бұл импульстік (соққы) әрекет минутына соққылар (БПМ) арқылы өлшенеді, мұнда 10 000 немесе одан да көп БПМ жиі кездеседі. Патрон мен ұштың біріккен массасы бұрғы корпусының массасына шамалас болғандықтан, энергия беру тиімсіз болады және кейде үлкен ұштардың құйылған бетон сияқты қатты материалдарға енуі қиынға түседі. Стандартты соққылы бұрғы 6 мм (1/4 дюйм) және 13 мм (1/2 дюйм) бұрғы ұштарын қабылдайды. Оператор айтарлықтай дірілді сезінеді, ал эксцентриктердің тез тозуын болдырмау үшін олар әдетте тот баспайтын болаттан жасалады. Іс жүзінде бұрғылау диаметрі 13 мм (1/2 дюйм) дейін стандартты тасқа арналған ұштармен шектеледі. Соққылы бұрғыны қолданудың ең көп таралған мысалы – бетонға электр қораптарын, конduitтерді немесе сөрелерді орнату.

Ротарилік балға

Ротарилік балға (осыны ротарилік балға бұрғысы, рото балға бұрғысы немесе тас бұрғысы деп те атайды). Стандартты патрон мен параллель саптағы карбид ұштардың орнына SDS патрон және оған сәйкес келетін (тісті сапты) бұрғылар қолданыла бастады, олар соққы күштеріне жақсы төтеп беру және жеткізу үшін жасалған. Бұл ұштар тас қабырғаны ұнтақтап, осы қатты материалға тесік ашуға тиімді. Бұл құралдың кейбір түрлері тек тас қабырғаны бұрғылау үшін арналған, ал соққы механизмін өшіру мүмкін емес. Басқа түрлері бұрғыны қалыпты бұрғылау үшін соққысыз пайдалануға немесе соққымен бұрғылауды айналдырмастан, кескіш ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Қақпақты балға бұрғысынан айырмашылығы, ротарилік/пневматикалық балға тек ұшты жылдамдатады. Бұл поршеньді конструкция арқылы жүзеге асырылады, айналмалы қақпақтың орнына. Ротарилік балғалардың дірілі аз және олар көптеген құрылыс материалдарын тесіп өтеді. Оларды "тек бұрғылау" немесе "тек соққы" режимінде де қолдануға болады, бұл кірпіш немесе бетонды кесу сияқты жұмыстар үшін олардың мүмкіндіктерін кеңейтеді. Тесік ашу жылдамдығы қақпақты балға бұрғыларынан әлдеқайда жоғары, және бұл бұрғылар әдетте 19 мм (3/4 дюйм) немесе одан үлкен тесіктер үшін қолданылады. Ротарилік балға бұрғысының кең таралған қолданылуы – іргетаста үлкен бұрандалар үшін үлкен тесіктер ашу немесе бетонға үлкен қорғасын анкерлерді орнату, мысалы, қоршаулар немесе отыратын орындар үшін.

Түйіршікті бас

Гейрлі бас бұрғылау станогы қуатты қозғалтқыштан машина басындағы тісті дөңгелектер арқылы шпиндельге жеткізеді, икемді жетек белбеуін қажет етпейді. Бұл кез келген уақытта сенімді жетек беруді қамтамасыз етеді және техникалық қызмет көрсетуді азайтады. Тісті бас бұрғылау станоктары металл өңдеуге арналған, онда бұрғылау күштері жоғары және қажетті жылдамдық (RPM) ағаш өңдеуге қарағанда төмен болады. Бастың бір жағына бекітілген тұтқалар шпиндель жылдамдығын өзгерту үшін әртүрлі тісті қатынастарды таңдау үшін қолданылады, әдетте екі немесе үш жылдамдықты қозғалтқышпен бірге (бұл материалға байланысты). Осы типтегі көптеген станоктар үш фазалы электр қуатымен жұмыс істеуге арналған және олар әдетте бірдей өлшемдегі белбеумен жұмыс істейтін станоктарға қарағанда мықтырақ болады. Көптеген үлгілерде стол мен бастың бағанадағы орнын реттеу үшін тісті тіректер бар. Гейрлі бас бұрғылау станоктары көбінесе құралдық бөлмелерде және өндірістік бұрғылау мен жылдам орнатуды қажет ететін басқа да коммерциялық орталарда қолданылады. Көп жағдайда шпиндель үлкен әмбебаптық үшін Морзе конусты құралды қабылдау үшін өңделеді. Ірі тісті бас бұрғылау станоктары көбінесе бұрғылау механизміне қуат берумен жабдықталады, бұрғылау тереңдігі белгілі бір деңгейге жеткенде немесе тым көп қозғалған жағдайда қуатты ажырату құрылғысымен бірге. Кейбір тісті бас бұрғылау станоктары сыртқы бұрғылау жинағынсыз бұрғылау операцияларын орындауға қабілетті. Бұл мүмкіндік ірі тісті бас бұрғылау станоктарында жиі кездеседі. Клеткалы механизм бұрғыны қуатпен бөлікке енгізеді, содан кейін қажетті тереңдікке жеткеннен кейін бұрандалы тесіктен шығарады. Өндірістік жағдайларда құралдың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін осы станоктарда салқындату жүйелері де жиі қолданылады.

Радиалды қол

Радиалды бұрғылау станогы – машинаның тірегінен сәулеленген қолмен жылғалатын үлкен, редукторлы бұрғылау станогы. Қолды машинаның негізіне қатысты бұру мүмкіндігі болғандықтан, радиалды қол бұрғылау станогы дайындаманы жылжытпастан үлкен аумақта жұмыс істей алады. Бұл мүмкіндік көп уақытты үнемдейді, себебі станоктың басын жылжыту, дайындаманы босатудан, жылжытудан және қайта бекітуден әлдеқайда жылдам. Станоктың өңдей алатын дайындамасының мөлшері үлкен болуы мүмкін, себебі қол үстелден тысқары жылжып, ірі дайындаманы тікелей үстелге немесе тұғырға орнатуға мүмкіндік береді. Радиалды бұрғылау станогымен керіп ұстағышты да қолдануға болады, бірақ көбінесе дайындама тікелей үстелге немесе тұғырға бекітіледі немесе арнайы бекіткіште орнатылады. Осындай станоктарда қуатпен шпиндельді жылжыту жүйесі дерлік бар және салқындату жүйелері жиі қолданылады. Ірі станоктарда қолды көтеру немесе жылжыту үшін қуатты қозғалтқыштар орнатылған. Ең үлкен радиалды бұрғылау станоктары қатты болаттан немесе шойыннан 101,6 миллиметрге дейін диаметрі бар тесіктерді бұрғылай алады. Радиалды бұрғылау станоктары тіректің диаметрі және қолдың ұзындығы бойынша сипатталады. Қолдың ұзындығы әдетте ең үлкен мойын арақашықтығына тең болады. Оң жақтағы суреттегі радиалды бұрғылау станогының диаметрі 9 дюйм, ал қолының ұзындығы 3 фут. Бұл станоктың ең үлкен мойын арақашықтығы шамамен 36 дюйм, ал ең үлкен бұрылу радиусы 72 дюйм (6 фут немесе 1,83 метр) болады.

Магниттік бұрғылау пресі

Магниттік бұрғы – ірі және ауыр жұмыс дайындамаларында тесіктер жасауға арналған, жылғастыру немесе тұрақты бұрғылау станогіна жеткізу қиын болғанда қолданылатын портативті машина. Ол магниттік табанға ие және сақиналы кескіштер (тісті бұрғылар) немесе бұрандалы бұрғы ұштары сияқты кесу құралдарының көмегімен тесік жасайды. Олардың жұмыс істеу принциптері мен мамандығына қарай, магниттік бұрғылау және ұңғылау машиналарын, сымсыз, пневматикалық, шағын көлденең, автоматты тамақтану, көлденең кестелік табан және т.б. сияқты түрлері бар.

Құрбы

Дрильдер - фрезерлеу станогына қарағанда жеңіл балама. Олар белдік жетегімен жұмыс істейтін бұрғылау пресін, фрезерлеу станогының X/Y координаталық мүмкіндіктерін және кескіш құрал бітке қарсы жанама күштерге ұшырағанда шпінделден түсіп кетпеуін қамтамасыз ететін бекіткіш патронмен үйлестіреді. Құрылысы жеңіл болғанымен, олар аз орынды алып, әмбебап және арзан болу артықшылықтарына ие, бұл оларды әйтпесе қолжетімді болмайтын жеңіл өңдеу жұмыстарына қолайлы етеді.

Хирургиялық

Дрильдер хирургияда сүйекте тесіктер жасау немесе алып тастау үшін қолданылады; оларды пайдаланатын мамандықтарға стоматология, ортопедиялық хирургия және нейрохирургия жатады. Хирургиялық дрильдеу технологиясының дамуы өнеркәсіптік дрильдеумен бірге жүрді, оған лазерлерді, эндоскопияны қолдану, дрильдеуді бақылау үшін жетілдірілген бейнелеу технологияларын және роботты дрильдерді пайдалану кіреді.