Убитый аккумулятор — самая частая причина, по которой шуруповёрт отправляется на полку. А между тем в нём есть готовый планетарный редуктор, реверс и муфта ограничения момента — то есть три четверти линейного актуатора. Остаётся добавить винтовую пару и защиту от проворота.
Разберём сборку пошагово, с реальными размерами и с честной оценкой того, на что такого привода хватит.
Что получится
Считаем честно. Шпилька М8 с шагом 1,25 мм, момент на выходе редуктора шуруповёрта 8–12 Н·м, КПД метрической винтовой пары около 0,25.
Усилие: F = 2π × 0,25 × 10 / 0,00125 ≈ 1250 Н, реально с запасом на трение — 800–1200 Н, то есть 80–120 кг.
Скорость на второй передаче — 10–15 мм/с. Ход 200 мм проходится за 15–20 секунд.
Этого хватает на: форточку теплицы, лёгкий люк погреба, заслонку вентиляции, наклон солнечной панели, подъём небольшого экрана.
Не хватает на: откатные и распашные ворота, тяжёлые крышки, подъём человека. Там нужен вариант помощнее — из автомобильного стеклоподъёмника или с червячным моторедуктором.
Материалы
- Шуруповёрт 12–18 В с любым состоянием аккумулятора — 0 ₽, если лежит
- Блок питания 12 В / 5 А (от старого компьютера или светодиодной ленты) — 500 ₽
- Шпилька М8 длиной «ход + 120 мм» — 100 ₽
- Гайка М8 удлинённая 24 мм — 30 ₽
- Профильная труба 20×20×2 — шток, длина «ход + 80 мм»
- Профильная труба 25×25×2 — корпус, длина «ход + 200 мм»
- Упорный подшипник 8100-й серии под М8 — 120 ₽
- Полоса 4 мм на проушины, обрезок фторопласта или толстого полиэтилена на вкладыши
Итого около 800 рублей, если шуруповёрт свой.
Сборка
Шаг 1. Снять патрон
Тут ловушка, на которой спотыкаются все. У большинства шуруповёртов патрон дополнительно застопорен винтом внутри, и у этого винта левая резьба.
Порядок: раскрыть кулачки полностью, увидеть в глубине винт под крестовую или Torx, выкрутить его по часовой стрелке. Затем зажать в патроне шестигранник и резко стукнуть по нему — патрон свернётся против часовой.
Шаг 2. Посадить шпильку
Под патроном остаётся шпиндель с внутренним шестигранником или резьбой. Шпильку сажаем туда и фиксируем сквозным штифтом Ø3 мм или сваркой.
На клей или анаэробный герметик — не держит: момент срывает посадку за десяток циклов.
Между редуктором и шпилькой ставим упорный подшипник. Осевую нагрузку от винта нельзя вешать на подшипники редуктора, они на это не рассчитаны и рассыпятся за месяц.
Шаг 3. Врезать гайку в шток
Удлинённую гайку М8 вваривают или вклеивают на анаэробный герметик в торец внутренней трубы 20×20, строго по оси.
Перекос — самая частая ошибка сборки. Даже небольшой увод приводит к тому, что винт закусывает на середине хода, а мотор начинает греться. Проверяйте угольником с двух сторон до фиксации.
Шаг 4. Собрать телескоп
Труба 20×20 входит в 25×25 с зазором примерно 1 мм на сторону. В углах внутренней трубы приклеиваем полоски фторопласта 0,5 мм — они убирают стук и уменьшают трение.
Проушины из полосы 4 мм с отверстием Ø10: одна на глухой конец корпуса, вторая на выходящий торец штока.
Шаг 5. Проверить всухую
Полный ход туда и обратно без нагрузки, до установки на конструкцию. Ход должен быть ровным, без рывков и подклиниваний.
Концевики
Ставятся на подвижную гайку, а не на шток. Шток под нагрузкой уводит на доли миллиметра, и датчик перестаёт срабатывать стабильно.
Проще всего — микропереключатели в прорези корпуса с фиксацией барашком: тогда ход перенастраивается за минуту без разборки. Сделайте прорезь сразу, переделывать потом обидно.
Ещё надёжнее — геркон с магнитом на гайке: контактам нечего подгорать и нечему заедать от пыли.
Питание
Шуруповёрт на 12–18 В берёт под нагрузкой 3–5 А, при упоре — до 15 А. Блок питания на 5 А хватит для нормальной работы, но при закусывании он уйдёт в защиту (что, в общем, тоже неплохо).
Штатная муфта ограничения момента в шуруповёрте работает как механическая защита от перегрузки — выставьте её на минимально достаточное усилие, и привод не сломает ни себя, ни конструкцию.
Частые ошибки
Нет упорного подшипника. Редуктор шуруповёрта рассчитан на крутящий момент, а не на осевое усилие. Без подшипника он умрёт за месяц.
Гайка вварена с перекосом. Разобрали выше.
Нет защиты от проворота. Если внутренняя труба круглая или ходит свободно, гайка будет крутиться вместе с винтом и шток не поедет.
Шпилька из строймаркета для длинного хода. Обычная шпилька имеет биение до 0,5 мм на метр. На ходе 200 мм незаметно, на 600 мм привод начинает вилять и есть ток.
Нет смазки. Литол в паре винт-гайка поднимает КПД с 0,2 до 0,3 — плюс 50% усилия бесплатно. Обновлять раз в сезон.
Частые вопросы
Какой шуруповёрт лучше подойдёт?
Любой с двухскоростным редуктором. Первая передача даст больше усилия, вторая — скорость. Ударный режим, если есть, отключить.
Можно ли оставить кнопку шуруповёрта?
Можно, но для автоматики нужна внешняя схема. Кнопка с реверсом удобна для ручного управления и настройки.
Сложится ли шток под нагрузкой при снятом питании?
Нет. Метрическая резьба самотормозящая, плюс редуктор шуруповёрта даёт дополнительное торможение.
Как увеличить усилие?
Первая передача плюс шпилька с мелким шагом. М8×1 вместо М8×1,25 даст плюс 25% усилия при пропорциональной потере скорости.
Будет ли работать на улице?
Корпус шуруповёрта не герметичен. Нужен кожух или установка в закрытом объёме. Для теплицы годится, для открытых ворот — нет.
Читайте по теме
- Линейный актуатор своими руками: три конструкции и схема управления — общий разбор с расчётами.
- Самодельный электрический актуатор.
- Система управления линейным актуатором, часть 1.
- Простой самодельный геркон — бесконтактный концевик.
