home Инструмент Как припаять батарейки шуруповерта в аккумуляторе

Как припаять батарейки шуруповерта в аккумуляторе

Содержание

Банки для аккумулятора шуруповёрта. Ремонт и замена

припаять, шуруповерта, аккумулятор

Шуруповёрты – наиболее востребованный вид бытового электроинструмента с аккумуляторным приводом. Преимущественное использование данной техники вдали от стационарных источников электричества обуславливает повышенные требования к качеству аккумуляторных банок. Их долговечность, оперативность замены и подзарядки зачастую становится решающим критерием выбора модели инструмента.

Разновидности аккумуляторов под шуруповёрты

Особенностями выбора данной продукции считаются способность двигателя реализовать изменение числа оборотов главного вала, в зависимости от нагрузки. Она, в свою очередь, зависит от материала древесины (при этом многие пользователи применяют шуруповёрты также и для вкручивания саморезов), и диаметра крепежа.

Банки для аккумулятора шуруповёрта должны, следовательно, обладать следующим набором потребительских характеристик:

  • Легко и быстро возобновлять свой первоначальный уровень заряда.
  • Не страдать пресловутым «эффектом памяти», который особенно вредит малоопытным пользователям, стремящимся впрок, «на всякий случай» дополнительно «набить» банку амперчасами.
  • Допускать ремонт и возобновление своих характеристик практически до первоначального уровня.
  • Подходить к большему количеству моделей рассматриваемой техники.
  • Обладать оптимальным соотношением «цена-качество».
  • Обладать минимальным саморазрядом.

Кроме того, желательно, чтобы шуруповёрт имел индикатор остатка заряда ёмкости аккумулятора: это существенно облегчает удобство применения инструмента.

Отличаются аккумуляторные банки лишь величиной своей ёмкости, а она определяется исключительно типом аккумулятора. Практически используется следующие пять видов:

  • Никель-кадмиевые аккумуляторы (каждая банка имеет напряжение 1,2 В);
  • Никель-металлгидридные, которые имеют такой же уровень первичного напряжения;
  • Литий-ионные, отличающиеся увеличенным втрое уровнем своего потенциала (3,6 В);
  • Литий-полимерные, которые не обладают эффектом памяти, отличаются наибольшей компактностью, но, к сожалению, являются одноразовыми.

При этом количество элементов может быть разным, и зависит от мощности, потребляемой шуруповёртом, либо от развиваемого инструментом максимального крутящего момента. Практическое соотношение между основными рабочими параметрами (при работе по сухому сосновому брусу стальным крепежом с диапазоном диаметров 4…6 мм) следующее:

Номинальный крутящий момент, Н∙м 10 16 25 31,5 40 60
Напряжение, В 12 12 14,4 14,4 16 18
Потребляемая мощность. Вт 28 30 32 42 48 56

Увеличение мощности связано с тем, что у большинства профессиональных моделей шуруповёртов привод осуществляется не от одной, а от нескольких (до трёх), последовательно соединённых аккумуляторных батарей. Имеют значение также глубина вкручивания крепежа, его материал (алюминиевые шурупы обладают повышенным коэффициентом трения по древесине), а также влажность материала.

Текущее регламентное обслуживание банок аккумуляторов шуруповёртов

Потеря ёмкости батареи со временем – явление неизбежное, в таком случае банки для аккумулятора шуруповёрта следует подвергнуть несложной диагностике.

Процесс начинают с разборки корпуса – процедуры весьма удобной для всех продающихся моделей. При вскрытии обнаруживаются следующие контактные гнёзда:

  • Силовые для создания требуемой разности потенциалов, обозначаются они стандартно — «плюс» и «минус»;
  • Управляющий контакт, который снабжается датчиком, ограничивающим предельное значение тока разрядки. Это необходимо для того, чтобы предотвратить чрезмерное повышение температуры на банках при их форсированной зарядке, а также при длительной работе шуруповёрта на предельных для него режимах эксплуатации (указываются производителем в мануале);
  • Сервисный контакт (опционно), который включается в электросхему через дополнительное сопротивление и предназначен для сглаживания пиков потребления энергии в случае работы инструмента одновременно с разными материалами, диаметрами шурупов, а также глубинами их ввинчивания.

В случае, когда аккумуляторные банки не выдают требуемое напряжение на выходе, чаще всего «виновата» лишь одна их них, поскольку соединение элементов — всегда последовательное. Для проверки подойдёт тестер, пределы измерения электрических параметров которого соответствуют паспортному значению напряжения на аккумуляторе. После полной (по индикатору) зарядки напряжение на каждой банке должно равняться паспортному, ±10% (чаще – в «плюс»). При этом напряжение на одной из банок обязательно будет ниже на 0,1…0,2 В.

После этого корпус собирается, и инструмент включается в тестовую или обычную эксплуатацию. Работать на шуруповёрте стоит до момента, когда мощность ощутимо падает (например, очередной шуруп того же диаметра не удаётся вкрутить в материал на протяжении вдвое увеличенной, против требующейся, нормы времени).

При вскрытии корпуса напряжение на той банке, которую не удалось зарядить до номинала, будет намного меньше, чем у остальных. При этом итоговая разница в потенциалах будет намного больше, чем после зарядки – иногда до 0,7…0,8 В. Дефектная банка что называется «течёт», а потому подлежит первоочередной замене.

Для теста банок необязательно проводить какие-то работы по вкручиванию крепежа. Можно на выход батареи подключить какое-нибудь внешнее сопротивление, например, лампочку соответствующего рабочего напряжения. Интенсивность падения напряжения на одной из банок и определит тот элемент батареи, который необходимо менять.

Ещё проще ситуация, когда потеря ёмкости банки аккумулятора связана с плохим состоянием контактов, либо выходом из строя термодатчика. В первом случае это обнаруживается по резко повышенному значению температуры на контакте, во втором – по стабильности работы сервисного контакта. Термодатчик придётся заменить. Относительно техники, которая находится на гарантийном обслуживании, это лучше делать в сервисной мастерской, иначе возможна установка датчика, который по своим параметрам не соответствует технической характеристике конкретной модели инструмента.

Ремонт аккумуляторных банок шуруповёртов

В некоторых случаях банки для аккумулятора шуруповёрта можно отремонтировать. Это касается исключительно никель – кадмиевых аккумуляторов, поскольку ни литий-ионные, ни литий-полимерные элементы не восстанавливаются. Причина – в химической нестабильности соединений лития, которые со временем разлагаются.

Происходит это следующим образом. Со временем значение энергии, которая требуется для перемещения ионов электролита в среде оксидов лития, возрастает. Происходит это потому, что кристаллическая структура катода при увеличении количества циклов «зарядка/разрядка» изменяется, причём так, что энергия высвобождения ионов увеличивается. В результате количество свободных ионов лития с каждым циклом снижается, и заряд банки при той же длительности процесса зарядки будет меньше.

Кроме того, на зарядку неблагоприятно влияют коррозия, шелушение графитовых пластин, из которых состоит анод и пр.

Ремонт банок аккумуляторов негарантийного инструмента начинают с замены схемы управления. Если с новой схемой зарядка происходит нормально, а банки при эксплуатации шуруповёрта «садятся» как и положено новым, то цель достигнута.

Вместе с тем замена схемы управления – кардинальный способ, его стоит использовать лишь тогда, когда остальные, более простые процедуры реанимации банок не привели к должному результату. Поэтому стоит попробовать один из следующих вариантов:

  • Сжать любым способом дефектную банку. Это можно сделать пассатижами, равномерно по всей внешней поверхности, стараясь не зацепить места контактных выводов. Электролит внутри банки уплотнится, а его накопительные возможности восстановятся, хотя и на менее продолжительный период времени;
  • Подать на батарею электрический импульс значительно большей мощности, как по току, так и по напряжению. При этом эффект памяти сбивается. Для этого к заряженной батарее следует в качестве внешней нагрузки подключить конденсатор ёмкостью до 7000…7500 мФ, который необходимо предварительно зарядить до разности потенциалов 18…20 В. При этом следят за тем, чтобы остаточное напряжение на банке после разрядки было не ниже 0,6…0,7 В.

Любой из описанных выше способов позволяет продлить жизнь никель-кадмиевым аккумуляторам, однако на достаточно короткое время. Дело в том, что со временем электролит от постоянно высоких температур внутри испаряется, и восстановление оказывается невозможным.

Замену дефектной банки выполняют впаиванием новой, используя канифольный флюс. Процесс следует вести быстро, не перегревая банку, после чего батарею сразу же ставят на контрольную зарядку/разрядку.

Изготовление сменного батарейного блока к запасному Li-Ion аккумулятору для Ni-Cd шуруповерта, с использованием холдера для 18650 Li-Ion аккумуляторов

Это 2-я часть обзора о запасном Li аккумуляторе для Ni-Cd шуруповерта BlackDecker. В 1-й части я делал корпус аккумулятора с защелками, ставил в него плату защиты, вольтметр-пищалку и адаптер для работы с Li-Ion батарейным блоком от шуруповерта DeWALT. Сегодня я расскажу о новом захватывающем DIY проекте – сменном батарейном блоке на базе холдера (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов. А также — какие холдеры можно, на мой взгляд, использовать в шуруповертах и почему (немного теории). Как доработать правильный холдер (практический пример). UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты Холдеры (они же кассеты, держатели, или боксы) – это самый простой и безопасный способ соединить между собой цилиндрические Li-Ion аккумуляторы. Простой, потому что не требуется оборудование точечной сварки (стандартный промышленный способ соединения Li-Ion банок в сборке). Безопасный, потому что ни варить, ни паять сами банки не нужно. Не имея опыта пайки лития, есть серьезный риск убить достаточно дорогие аккумуляторы. Чтобы паять литий, нужна набитая рука, мощный паяльник и соблюдение правильной техники для исключения перегрева корпуса банок в процессе пайки. Также холдеры имеют весомый плюс по сравнению с пайкой или сваркой, создающей неразъемное соединение элементов – в холдере все банки можно легко и быстро заменить.

Из-за удобства их применения холдеры давно и успешно используют во всяких DIY проектах: пауэрбанках, зарядках, источниках автономного питания и пр. Так же давно холдеры пытаются использовать и для переделки шуруповертов на литиевое питание, но результаты получаются положительными не всегда. В чем же проблема с использованием холдеров для аккумулятора шуруповерта? Во-первых, при высоких рабочих токах шуруповерта контакты холдера сильно нагреваются. Из-за этого пластиковый корпус холдера плавится, что приводит к его разрушению и выходу аккумулятора из строя. Во-вторых, шуруповерт теряет мощность, т.к. значительная часть энергии банок уходит на нагрев контактных проводников холдера. Особенно это касается холдеров с круглыми пружинами, на которых заметно падает напряжение из-за большой длины и малого сечения пружинок. Итак, общее проблемное место всех холдеров — это их контакты, что ограничивает возможности использования холдеров в устройствах с высоким током потребления.

Означает ли это, что использовать холдеры для шуруповерта в принципе нельзя?

Утверждать столь категорично я бы не стал. Некоторые типы холдеров, после несложной доработки, использовать вполне возможно. Но обязательно нужно учитывать максимальный ток шуруповерта, с которым их планируется применять.

READ  Как Закрепить Ленточную Шлифмашинку На Столе

Какие бывают холдеры (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов?

Я условно пронумеровал их как. 2, 3.

и 3 по сути один и тот же холдер с плоскими пружинами, различие только в форме выводов. У они узкие, а у широкие. Рядом с этими холдерами я добавил изображения их контактных ламелей.

Почему греются контакты холдера при высоких токах?

При прохождении по проводнику электрического тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Количество выделяемого тепла пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока (закон Джоуля-Ленца, Q = I2rt).

Представим, что это контакт холдера (как отрезок проводника, включенный в общую цепь). Если в каком-то месте цепи сопротивление (r, Ом) будет выше, то проводник в этом месте будет греться сильнее.

От чего зависит сопротивление проводника? В основном от 2-х факторов (в дебри уходить не будем, это все же DIY обзор, а не научная статья) – от геометрии проводника и его удельного электрического сопротивления. Вот формула. где r — сопротивление отрезка проводника; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника; S — сечение проводника.

Чтобы уменьшить r, нужно значение числителя (верхняя часть дроби) сделать как можно меньше, а знаменателя — как можно больше. С ρ мы ничего сделать не можем, что есть, с тем и работаем. А вот L можно уменьшить, сделав путь тока как можно короче. Применительно к плоскому ламелю холдера, это означает, что паять перемычку нужно как можно ближе к месту контакта ламеля с полюсом банки. Холдер с круглыми пружинами имеет большую длину L и соответственно повышенное сопротивление. Однако определяющее значение для выбора правильного холдера имеет сечение S контактного ламеля. Чем больше сечение, тем больший ток может выдержать холдер. На первый взгляд это просто, но есть и нюансы.

На фото холдеров вы наверно обратили внимание, что сечение ламеля на разных участках его длины разное. Что из этого следует? В той области, где сечение меньше, ламель будет греться больше. Кстати, на этом строится принцип работы плавкого предохранителя – где тонко, там и рвется.

А вот еще пример, из области автоэлектрики. Несложно догадаться, что произойдет с тонким проводком при включении мощного потребителя.

Становится понятно, что соединять ламели холдера между собой нужно в их широкой части — от места контакта ламеля с полюсом банки до места сужения профиля ламеля. Такой нестандартный способ соединения ламелей нужен только для работы на высоких токах. Для работы в пауэрбанке, например, штатного соединения (т.е. нижнего по рисунку) будет более чем достаточно.

А теперь отвлечемся на минуту от скучных формул.

На какой предмет похож контакт холдера ? Мне, как бывшему слесарю-сборщику РЭАиП, он напоминает бутылку (ну кто б сомневался).

Кстати, это наглядная визуализация английского термина bottleneck («узкое место»), применяемого в технических и других науках. Термин произошел из аналогии с узким горлышком бутылки, из-за чего не получается вылить или высыпать всё её содержимое сразу, даже если её перевернуть. При увеличении ширины горлышка увеличивается и скорость, с которой бутылка опустошается. Таким образом, «бутылочным горлышком» называют любой компонент системы, мощность (пропускная способность) которого меньше, чем потребность в нем.

Вот мы и подобрались вплотную к ответу на вопрос, какой тип холдера, с точки зрения банальной физики, лучше всего подходит для использования с шуруповертом. Таблица ниже поможет сделать выбор. Холдеры с круглыми пружинами отбрасываем сразу. Самое малое сечение контактов из всех 3-х типов, это раз. Большая длина пружинок, значительное падение на них напряжения, это два. Популярная доработка (припаивание медного провода ко 2-му витку пружинок) ничего кардинально не изменит. Холдер можно использовать только для сравнительно небольших токов, порядка 1 ампера, например, в пауэрбанках. Для питания шуруповертов они совершенно непригодны.

Теперь самое интересное. Какой холдер лучше, или ?

имеет узкие выводы с сечением 0,62 кв.мм, немногим больше чем у холдера (0,38 кв.мм). Такого сечения для питания шуруповерта также явно недостаточно, о чем красноречиво говорит проплавленный корпус холдера на фото ниже. Необходимо использовать нестандартное соединение в широкой части контакта. Плюс холдера – самая большая площадь сечения (в широкой части контакта).

Холдер С одной стороны, он имеет широкие выводы. Но вся их ценность смазывается заужением профиля в середине ламеля (помните про плавкий предохранитель?). Если соединять штатно, эффективное сечение будет всего лишь 1,08 кв.мм. Второй недостаток — сечение даже широкой части контакта холдера на целых 39% меньше такого же сечения холдера 1,9 кв.мм и 2,64 кв.мм соответственно.

Поскольку нагрев контактов сильно зависит от силы тока через них (помните про квадрат тока из формулы Джоуля-Ленца?), то для противодействия ему каждый дополнительный мм2 сечения контактов становится на вес золота. Поэтому лучшим холдером для высоких токов из 3-х перечисленных является тот, который имеет наибольшее сечение контактов в местах их соединения между собой.

Вывод: Для токов шуруповерта лучше подойдет холдер. при условии, что соединительные провода будут припаяны к его широкой части.

Следующий важный вопрос – какой ток, ограниченный допустимым нагревом, может на практике выдержать доработанный холдер ? Такой эксперимент проводил уважаемый kirich в одном из своих обзоров. Вот его результаты.

Судя по термограмме, можно осторожно предположить, что и 20 ампер длительно не являются пределом для данного холдера, однако здесь мы уже упираемся в ограничения по максимальному току самих Li-Ion аккумуляторов форм-фактора 18650 (как правило, 30 ампер длительно).

Как альтернативный вариант, для увеличения токовой отдачи можно также использовать параллельно-последовательное соединение аккумуляторов в холдере. Например, xS2P соединение увеличивает отдаваемый батарейным блоком ток вдвое, xS3P — втрое, и т.д.

Кстати, многие думают, что чем мощнее аккумуляторный шуруповерт, то тем больше у него рабочие токи. Это не всегда так, бывает скорее наоборот. Вот пример. Посмотрите на таблицу со спецификациями моторов ф. Leshi Motor, которые ставились в Ni-Cd шуруповерты. Мы видим, что 7.2В мотор имеет макс. ток 14,8А и мощность 67,5 Вт. А 18В мотор имеет макс. ток 8,6А и мощность 113,7 Вт. Удивительно, правда? Почему так? Здесь при меньшем макс. токе мощность больше за счет повышения напряжения питания (по формуле мощности P=IU).

Поскольку для холдеров критичным является именно ток, а не напряжение, это обстоятельство может в некоторых случаях расширить возможности применения холдеров для переделки на литий мощных 18 вольтовых Ni-Cd шуруповертов.

Изготовление сменного батарейного блока на базе холдера

Напомню, что моем шуруповерте BlackDecker CD12C, для которого я делаю этот батарейный блок, стоит 12V двигатель с максимальным рабочим током 9.7А. Провода питания к этому двигателю имеют сечение 0,823 кв.мм (18AWG). Допустимую длительную токовую нагрузку проводов с разным сечением по стандарту AWG можно посмотреть здесь Это холдер с аккумуляторами, которые я буду использовать. Ссылки на них привел в конце обзора.

Припаял выходные провода и перемычки к ламелям холдера в верхней части. Перемычки в точках 1S и 2S сделал из того же акустического медного провода сечением полтора квадрата, что и выходные провода. Для подключения точек соединения элементов к плате защиты и вольтметру припаял к перемычкам провода с наконечником типа РП-М (автоклемма).

Провода и перемычки не мешают установке аккумуляторов в холдер.

Для обратной совместимости с батарейным блоком от шуруповерта DeWALT DCD 710, который меньше по длине, сделал в адаптере разрезную фигурную вставку. Нижняя часть приклеена, а верхняя при установке холдера вынимается.

Оба блока рядом.

Батарейные блоки в адаптере меняются простой перестановкой.

Напоследок испытал новый батарейный блок в составе шуруповерта, закрутив и выкрутив без перерыва два десятка длинных саморезов, до отсечки на максимальном моменте трещотки. Ничего не задымилось и не расплавилось. В каких же случаях можно использовать холдер вместо пайки/сварки банок? Мое личное мнение на этот счет таково: если холдер влезает в корпус старого аккумулятора и рабочий ток шуруповерта позволяет, тогда и можно ставить. А вот нужно ли ставить холдер или паять литий, каждый решает сам, в зависимости от своих убеждений и уровня подготовленности, здесь я рекомендовать ничего не могу. Для меня все определяется удобством и целесообразностью в каждом конкретном случае. Например, в корпус штатного Ni-Cd аккумулятора моего шуруповерта холдер не влезает и поэтому, если буду переделывать его на литий, то буду паять банки.

Заряжать вставленный в адаптер холдер с аккумуляторами можно теми же способами, что и батарейный блок DeWALT из прошлого обзора:

1) 12.6V зарядкой для 3S сборки литиевых аккумуляторов через штатный зарядный разъем шуруповерта. Например, зарядкой из обзора уважаемого kirich

2) Подходящей универсальной зарядкой для литиевых аккумуляторов через выходные клеммы или штатный зарядный разъем. Например, B6 mini.

3) Или можно вынуть аккумуляторы из холдера и зарядить их любой зарядкой для лития, вместе или по отдельности.

Список основных использованных материалов

UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты

Хотя я и сделал защиту от себя дурака переполюсовки, в виде термоусадки разного цвета на наконечниках проводов (кроме силовых проводов адаптера, за что впоследствии и поплатился), но тем не менее на днях умудрился их перепутать. При нажатии кнопки шуруповерта послышался характерный «пшшш», сопровождаемый дымом и запахом горелой пластмассы. Из видимых повреждений: в шуруповерте был пробит диод, а на плате защиты отпаялись силовые ключи и подгорели токоизмерительные резисторы. Таким образом, шуруповерт и плата защиты оказались выведены из строя. А вот с холдером ничего не случилось. Контакты холдера, провода с разъемами и аккумуляторы это испытание выдержали играючи.

Можно ли «реанимировать» элементы и как?

Приступим к ч.3 ремонта аккумулятора шуруповерта и сразу оговоримся, что понятие «реанимация» для литий – ионных батарей не применима. Эффекта памяти в них нет, скорее всего, произошло разложение лития, а с этим уже ничего не поделаешь. В таких аккумуляторах необходимо выяснить, в чем причина неисправности: сам элемент или схема управления. Здесь два варианта:

  • меняем схему управления от другой, но аналогичной нашей, батареи, если помогло – находим замену и меняем;
  • подать 4V на элемент с током примерно в 200мА, для этого необходимо регулируемое зарядное устройство. Если напряжение на элементе растет до 3,6V – элемент исправен, проблема в других элементах, либо в схеме управления.

Восстановительный ремонт аккумулятора шуруповерта доступен преимущественно для Ni – Cd батарей, но они, как правило, и самые распространённые в бытовых шуруповертах.

READ  Как нарезать резьбу метчиком на 6

Итак, как реанимировать аккумулятор шуруповерта? Существует два вида «реанимации» для этих видов аккумуляторов:

  • Метод уплотнения или сжатия (он сработает в тех случаях, когда электролит все еще в наличии, но потерян объём);
  • «Прошивка» напряжением и током большим от номинального. Этот способ позволяет устранить эффект памяти, и хотя и не полностью, но восстановить утраченную емкость.

Примечание. Как правило, в никель – кадмиевой батарее основная причина потери емкости – выкипание электролита, и если его критически мало – никакая «прошивка» не поможет.

Этот способ, если его результат будет положительным, не решит проблему выхода из строя элементов. Скорее он лишь отсрочит замену пришедших в негодность и в дальнейшем все равно понадобится ремонт аккумулятора шуруповерта Makita или любого другого.

Инструменты

В данной статье, которую условно разделим на три части, мы рассмотрим: виды аккумуляторов, которые применяют в шуруповертах (ч.1), их возможные причины выхода из строя (ч.2) и доступные способы ремонта (ч.3).

Определение неисправности

С назначением элементов конструкции аккумулятора разобрались, теперь рассмотрим, как определить неисправность, это ч.2 ремонта аккумулятора шуруповерта. Сразу заметим, что все элементы разом выйти из строя не могут, а поскольку цепь у нас последовательная, при выходе одного элемента – не работает вся цепь. Значит, наша задача определить, где у нас в цепи самое слабое звено.

Для этого нам будет необходим мультиметр, и для второго способа поиска неисправности лампа на 12В, если Ваш аккумулятор на шуруповерт тоже 12 вольтовой. Порядок действий следующий:

Примечание. Разница между элементами в аккумуляторной батарее в 0,5 – 0,7В считается существенной, это означает, что элемент приходит в негодность.

Таким образом, мы нашли кандидаты на «реанимацию» или «ампутацию» и замену на новые элементы.

Если Ваш шуруповерт работает от напряжения 12 или 13В можно произвести поиск более простым методом. Полностью заряженный аккумулятор разбираем и к контактам «» и «-» подключаем 12 вольтовою лампу. Лампа будет нагрузкой, и будет разряжать аккумулятор. Далее проводим замеры на элементах батареи, там, где сильнее всего падение напряжения, там и слабое звено.

Есть и другие способы, вместо лампы можно подобрать сопротивление, но для этого уже необходимы азы электротехники, да и сомнительно что бы резистор с необходимым сопротивлением был под рукой.

Другие неисправности очень редко встречаются. Например, потеря контакта в местах пайки батарей или силовых контактах блока, выход из строя термистора. Эта проблемма больше присуща подделкам. В виду редкости, заострять внимание не будем, ограничимся элементами батареи.

С «проблемными» элементами разобрались, необходимо ремонтировать. Как отремонтировать аккумулятор шуруповерта? Вообще для ремонта доступно 2 способа, если так можно выразиться. Это восстановление и замена элементов, которые пришли в негодность.

Аккумулятор шуруповерта: конструкция и виды

Следует заметить, что независимо от марки шуруповерта и страны производителя аккумуляторы имеют идентичное строение. Собранный аккумуляторный блок имеет такой вид.

Если мы его разберем, то увидим, что он собран из небольших элементов, которые собраны последовательно. А из школьного курса физики мы знаем, что элементы, имеющие последовательное соединение, слаживают свои потенциалы.

Примечание. Сумма каждого элемента питания и дает нам итоговое напряжение на контактах аккумуляторной батареи.

Наборные части или «банки», как правило, имеют стандартный размер и напряжение, отличаются они только емкостью. Емкость аккумулятора измеряется в А/ч и указывается на элементе (изображено ниже).

Для компоновки аккумуляторов шуруповертов применяют следующие виды элементов:

  • никель – кадмиевые (Ni – Cd)батареи, с номинальным напряжением на «банках» 1,2V;
  • никель-металл-гидридный (Ni-MH), напряжение на элементах – 1,2V;
  • литий-ионный (Li-Ion), с напряжением – 3,6V.

Рассмотрим более подробно достоинства и недостатки каждого вида.

  • Самый распространённый вид ввиду низкой стоимости;
  • Не страшны низкие температуры, например как Li-Ion батареям;
  • Хранится в разряженном состоянии, при этом сохраняет свои характеристики.
  • Производится только в странах «третьего мира», ввиду токсичности при производстве;
  • Эффект памяти;
  • Саморазряд;
  • Маленькая емкость;
  • Малое количество циклов заряд/разряд, значит, долго не «живут» при интенсивном использовании.
  • Экологически чистое производство, есть возможность приобрести высококачественный фирменный аккумулятор;
  • Низкий эффект памяти;
  • Низкий саморазряд;
  • Большая емкость, в сравнении с Ni – Cd;
  • Большее количество циклов заряд/разряд.
  • Цена;
  • Теряет часть характеристик при длительном хранении в разряженном состоянии;
  • При низких температурах долго не «живет».
  • Нет эффекта памяти;
  • Почти отсутствует саморазряд;
  • Высокая емкость аккумулятора;
  • Количество циклов заряд/разряд в разы больше, нежели у предыдущих типов аккумуляторов;
  • Для набора необходимого напряжения необходимо меньшее количество «банок», что существенно уменьшает вес и габариты аккумулятора.
  • Высокая цена, почти в 3 раза в сравнении с никель – кадмиевым;
  • Через три года происходит существенная потеря емкости, т.к. Li разлагается.

С элементами мы познакомились, перейдем к остальным элементам аккумуляторного блока шуруповерта. Разборка блока, например, для ремонта аккумулятора шуруповерта Hitachi (изображен ниже), очень проста – откручиваем шурупы по периметру и разъединяем корпус.

  • Два силовые, «» и «-». для заряда/разряда;
  • Верхний управляющий, он включен через термодатчик (термистор). Термистор необходим для защиты батарей, он отключает или ограничивает ток заряда при превышении определенной температуры элементов (как правило, в диапазоне 50 – 600С). Нагрев происходит по причине больших токов при форсированном заряде, так называемая «быстрая» зарядка;
  • Так называемый «сервисный» контакт, который включен через сопротивление 9Ком. Он используется для сложных зарядных станций, которые выравнивают заряд на всех элементах аккумулятора. В быту такие станции ни к чему, ввиду их высокой стоимости.

Вот собственно и вся конструкция аккумулятора. Ниже приведено видео, о том, как разобрать блок.

Ремонт и замена элементов аккумулятора шуруповерта

Более действенный способ ремонта аккумуляторов для шуруповерта – замена элементов, которые определены нами как неисправные.

Пайка литиевых аккумуляторов 18650 Li-ion без перегрева.

Примечание. Приобретая новый элемент, следите за тем, чтобы его емкость и габариты совпадали с родными элементами.

Так же нам понадобится паяльник, малокорозийный флюс (желательно спиртовой флюс на канифоли) и олово. О точечной сварке не говорим, так как для разового ремонта аккумулятора вряд ли есть потребность ее приобретать или собирать…

В самой замене ничего сложного нет, тем более если хоть какой. то опыт в пайке есть. На фотографиях достаточно подробно все изображено, обрезаем неисправный элемент, вместо него запаиваем новый.

  • при пайке паяльником, старайтесь паять быстро, так что бы аккумулятор не нагревался, т.к. рискуете испортить его;
  • при возможности соединение реализуйте при помощи родных пластин, или используйте таких же размеров медные, это важно потому как токи зарядки большие и при неправильном сечении соединительных проводов они будут греться, соответственно будет срабатывать защита термистора;
  • ни в коем случае не перепутайте плюс батареи с минусом – соединение последовательное, значит, минус предыдущей банки идет на плюс новой банки, а минус новой. на плюс следующей.

После того как спаяли новые элементы, необходимо выравнивание потенциалов на «банках», поскольку они разные. Проводим цикл заряд/разряд: ставим заряжаться на всю ночь, даем сутки на остывание и меряем напряжение на элементах. Если мы все сделали правильно, картина будет примерно такой: на всех элементах одинаковый показатель мультиметра, в пределах 1,3В.

Далее приступаем к разряду батареи, вставляем аккумулятор в шуруповерт и нагружаем его «по полной». Главное щадите сам шуруповерт, иначе придется ремонтировать и его. Доводим до полного разряда. Данную процедуру повторяем еще два раза, т.е. заряжаем и полностью разряжаем.

Следует отметить, что процедуру стирания «эффекта памяти» следует проводить раз в три месяца. Проводится по аналогии вышеописанной тренировки.

Такая не очень хитрая процедура продлит работу Вашего шуруповерта, по крайней мере, до тех пор, пока его самого не придётся менять на новый

Устройство и принцип работы

Прежде чем переходить к самостоятельному ремонту такого инструмента, как шурурповерт, следует детально разобраться в его устройстве и принципе работы. Только владея такой информацией, можно будет отремонтировать приспособление, а не навредить ему.

Базовыми составляющими компонентами любого современного шуруповерта являются:

Электродвигатель в конструкции шуруповерта характеризуется тем, что работает от сети постоянного тока. По своей конструкции, он имеет особую форму цилиндра. Во внутренней части движка имеет место специальный якорь со щеточками и магнитными деталями. Отличительная черта такой схемы кроется в том, что направление питающего потока напряжения всегда стремится на упомянутые выше щетки, расположенные внутри. Если изменяется полярность, то осуществляется реверсивный ход движка.

Редуктор планетарного типа считается очень серьезным компонентом, ответственным за преобразование высокочастотных валовых колебаний электродвижка в низкочастотные обороты патронного вала. Обычно указанные составляющие изготавливают из прочного и стойкого к износу пластика либо металла. Нередко модели современных шуруповертов комплектуются редукторами, рассчитанными на пару скоростей. Переход в режим первой скорости требуется для работы с саморезами. Что касается второй скорости – если ее установить, можно будет сверлить древесные, металлические или пластиковые основы.

Функциональная кнопка «пуск» необходима для того, чтобы при ее нажатии устройство запускалось. С помощью этой кнопочки появляется возможность держать под контролем обороты. Кроме того, получится выбрать идеальную на определенный момент скорость вращения патронного вала. Так, сильный нажим на «пуск» спровоцирует работу двигателя при высоких оборотах. Если же нажимать на кнопку слабее, то и сам показатель мощности будет слабеть.

Пайка литиевых аккумуляторов 18650 Li-ion без перегрева.

Реверсный переключатель требуется для проведения мероприятий по смене направления вращения движка приспособления. Данную функциональную составляющую весьма удобно пускать в ход не только с целью закручивания, но и выкручивания крепежей.

Что касается элемента, регулирующего усилия, – тут следует заметить, что таковой отвечает за определение быстроты затяжки шурупов. В современных спросовых экземплярах шуруповерта нередко имеет место изменяемая градация с 16 ступенями. Она дает возможность по максимуму точно и беспроблемно выявить, какая именно скорость затяжки станет идеальной при работе с разнообразными материалами.

Как своими руками отремонтировать?

Зная внутреннее устройство шуруповерта, а также его принцип работы и метод разборки, можно смело переходить к знакомству с процессом его непосредственной починки. С таким инструментом может приключиться любая беда – большинство проблем можно решить своими силами, не прибегая к помощи опытных мастеров. Разберем поэтапно, как надо чинить разные элементы данного инструмента, чтобы он вновь работал правильно и эффективно.

Проблемы с кнопкой

Если вы узнали, что и АКБ, и блок зарядки действуют нормально, то искать источник поломки надо будет чуть глубже. Разберите шуруповерт. Далее понадобится выполнить ряд действий по выявлению и устранению поломок.

  • Измерьте напряжение, что поступает от АКБ к клеммам пусковой кнопочки. Если напряжение имеет место, это значит, что на кнопочку приходит необходимое питание. Если же напряжение выявлено не было, то это значит, что на определенном участке был поврежден провод, или нарушен какой-то из важных контактов. Двигайтесь дальше по цепи, чтоб выявить неисправность.
  • Проверьте работу включающей устройство кнопки. Уберите батарейку, дабы провести необходимую проверку. Закоротите контакты. К выходным элементам кнопочки потребуется подключение щупов мультиметра. Установите прибор в режим измерения сопротивления. Если кнопка работает исправно, показатели на приборе станут стремиться к нулю. Если же указанная деталь все-таки неисправна, то параметры устремятся к бесконечности.
READ  Замена Банок В Аккумуляторе Шуруповерта Makita

Сломанную пусковую кнопку можно поменять на новую или провести ее ремонт. Если этот компонент разборный, то его допустимо разобрать, очистить контакты. Зачастую кнопки ломаются, если один из них подгорает. Его можно почистить наждачкой. После этого шуруповерт будет работать как раньше. Если же кнопочка неразборная, то понадобится приобрести новую.

Батарея

Если же вы выяснили, что зарядник шуруповерта работает нормально, и дело вовсе не в нем, это значит, что проблема заключается в аккумуляторе техники. Однако не торопитесь скорее разбирать батарейку. Перед этим вам потребуется убедиться в том, что неполадки шуруповерта кроются именно в данной детали. Для этого существует два метода.

  • Подключите к клеммам аккумуляторной батарейки тестер. Определите уровень напряжения на выходе. При проведении указанных манипуляций потребуется предварительно зарядить батарейку, оставив ее заряжаться часа на 3-4. Если значения на тестере окажутся меньше номинала, то корень неисправности шуруповерта заключается именно в поломке аккумуляторной батареи.
  • Установите в шуруповерт другую батарейку. Убедитесь в том, что с ней приспособление включается. Если так и получилось, значит, первая батарея неисправна, и техника не запускается из-за нее. Современные производители настоятельно не рекомендуют прибегать к самостоятельному ремонту аккумуляторов. Разбирать их также не советуют. Именно поэтому если вы перешли к разборке устройства, вам нужно иметь в виду, что каждое ваше действие является совершенно небезопасным. На практике дело обстоит так, что восстановить АКБ все-таки возможно, да и делается это довольно просто. Рассмотрим, как можно починить аккумулятор шуруповерта.
  • Разберите батарею (на свой страх и риск – не забывайте о рекомендациях производителей). Многие изготовители производят аккумуляторы из пары пластмассовых основ, соединяющихся шурупчиками.
  • Убрав верхнюю крышку, перед вами предстанет определенное число маленьких бочонков (банок). Их количество находится в зависимости от непосредственного напряжения аккумулятора. Банки выдают по 1 В. Чтоб получить номинал в 12 или 15 В (либо иных значений), баночки понадобится последовательно соединить.
  • Теперь надо убедиться в надежности контактов. Если имеет место обрыв соединений между банками, то можно сделать вывод, что непосредственно поломка выявлена. Но надо учесть, что указанные неполадки встречаются в редких случаях. В большинстве ситуаций из строя выходит одна или определенное количество баночек.
  • Далее следует проверить, присутствует ли напряжение в каждой из банок. Если все они имеют напряжение, составляющее 1 В, а одна – 0,8 В, то это значит, что проблемы с запуском шуруповерта кроются именно в этой детали. Ремонту они не подлежат, но их вполне возможно подвергнуть замене, чтобы починить аккумуляторную батарею устройства.

СЕКРЕТ ПРАВИЛЬНОЙ ПАЙКИ АККУМУЛЯТОРОВ 18650 (БЕЗ ПАЯЛЬНОЙ КИСЛОТЫ)

Для замены баночек надо будет провести такие манипуляции.

  • Отсоедините поврежденный бочонок при помощи паяльника.
  • На его место припаяйте новенькую банку такого же размера. Подбирая новую деталь, потребуется брать в учет ее номинал и наполнение.
  • Соберите батарейку обратно, зарядите и протестируйте правильность функционирования техники.

Как разобрать?

Часто выявить ту или иную неисправность шуруповерта, а также отремонтировать его получится только после правильной разборки. Поскольку практически все подобные инструменты похожи друг на друга и имеют форму своеобразного углового пистолета, при их разборке следует придерживаться полезных рекомендаций.

  • Первым делом понадобится отсоединить блок аккумулятора от батареи устройства. С этой целью будет необходимо аккуратно нажать на защелку и не менее аккуратно отстегнуть модуль.
  • Выкрутив все крепежи, две части корпусной основы можно будет беспроблемно отсоединить друг от друга. Но при этом крайне важно придерживать остальные элементы имеющейся конструкции, что зафиксированы в пазах.
  • После этого можно дальше аккуратно разбирать технику. Из снятой половинки корпуса извлеките редуктор. Чтобы его удалить со своего места, потребуется повернуть редуктор в месте посадки.

Пайка, обжимка и закрепление клемм аккумулятора

Наверняка каждый радиолюбитель сталкивался с вопросом правильного обжима, пайки или крепления аккумуляторных, или соединительных клемм. Клеммы необходимы для удобного соединения проводов или же закрепления провода на аккумуляторе. Такой способ соединения гораздо лучше, чем припаивать провода к клеммам аккумулятора или же их прикручивания. Он гарантирует надежное, прочное соединение с возможностью при необходимости спокойно отсоединить провод.

Ножевые клеммы как раз и предназначены для того, чтобы их можно было просто обжать специальным инструментом без необходимости пайки. Припаять конечно можно, но вовсе не обязательно.

Для того, чтобы обжать такую клемму необходим специальный инструмент — стриппер. Кстати, существуют стрипперы, которыми можно не только обжимать клеммы, но и зачищать изоляцию проводов. И так, приступаем к монтажу!

У ножевой клеммы есть две области для крепления: на первой крепиться изолированный участок провода, а при креплении на второй участок провода должен быть зачищен от изоляции.

  • И так, провод подготовили, и теперь берем клемму и стриппер. На стриппере есть несколько выемок, под определенный размер клеммы. Подбираем необходимую и вставляем так, чтобы разомкнутые ножки клеммы находились в выемке стриппера, а с другой стороны в клемму упирался штырек обжимного инструмента. Сформируйте на каждой части клеммы кольца из этих ножек.
  • Вставьте в клемму провод и теперь обжимайте клемму так, чтобы штырек стриппера упирался в место соединения ножек клеммы. Зажмите провод. Штырек зажмет ножки таким образом, что их концы будут упираться в провод. Повторите это же действие для ножек, которые должны держать зачищенный участок провода.
  • Теперь осталось еще раз прижать клемму. Для этого поверните клемму перпендикулярно оси обжимного инструмента. У любого стриппера есть специальная плоская область, которой делают финальный обжим. Зажмите ножки клеммы и все, она полностью готова к использованию!

Как паять клеммы?

Иногда простого закрепления клеммы недостаточно и ее приходиться дополнительно пропаивать. Сделать это совершенно не сложно, но клемму перед пайкой необходимо залудить, так как довольно часто они имеют дополнительное покрытие.

СЕКРЕТ ПРАВИЛЬНОЙ ПАЙКИ АККУМУЛЯТОРОВ 18650 (БЕЗ ПАЯЛЬНОЙ КИСЛОТЫ)

  • Так что берем флюс и начинаем лудить! Нанесите флюс на то место клеммы, к которому хотите припаять провод и залудите его.
  • Залудите сам провод и закрепите его в клемме.
  • Теперь пропаяйте зачищенный участок провода и все! Но учтите, что клемму в месте, где припаян провод обжимать нельзя, так как припой просто раскрошиться.

Как закрепить клемму?

Есть клеммы со специальным креплением, которым собственно и не нужно дополнительное крепление. Самый яркий пример — ножевые клеммы у которых есть специальный штырек. Когда вы крепите клемму папу (с отверстием, такие часто встречаются на аккумуляторах) к клемме мама (которая собственно и крепиться на провод) этот штырек надежно фиксирует соединение. Если же в месте соединения клеммы шатаются, их можно зафиксировать, поместив между ними прокладку из металлической фольги.

Кольцевые клеммы и U-клеммы можно одевать на контакты с резьбой и закрепить обычной гайкой. А вот клеммы для автомобильного аккумулятора надеваются на клемму аккумулятора и просто затягиваются специальным болтом. Если же клемма все равно болтается, здесь также можно использовать прокладку из металлической фольги.

Ремонт шуруповерта: проверка и замена банок для аккумулятора

Самой дорогой и важной частью шуруповерта является его аккумулятор. Поэтому когда электрический накопитель выходит из строя не хочется покупать новый инструмент. Как проверить аккумулятор и произвести ремонтные работы в случае неисправности аккумулятора можно прочитать ниже.

Работы по ремонту аккумулятора шуруповерта

Итак, в ходе проверок были выявлены неработающие элементы питания. Что делать в этом случае? Выхода два — попытка «реанимации» элементов или простая замена неработающих «банок».

Проверка по величине сопротивления

Способность к нормальному функционированию каждой батареи можно проверить, сравнив «банки» по внутреннему сопротивлению. Определяется величина путем деления рабочих параметров напряжение на силу тока и вычетом сопротивления нагрузки.

Рабочее напряжения измеряется обязательно под нагрузкой. В качестве нагрузки следует взять резистор сопротивлением в 10 Ом и мощностью 25 Вт. Проверке подвергается каждая батарея. Измеряют рабочую силу тока и напряжение.

Для лучшего понимания приведем примерные расчеты. Допустим, в ходе измерения под нагрузкой получены данные для одной «банки»: рабочее напряжение — 1.19 В и рабочая сила тока — 112 мА. Перед тем как произвести вычисление не забываем перевести значение силы тока из мА в А — 0.112 А. Производим соответствующие действия (1.19/0.112) — 10 = 0.63 Ом. Напомним, что вычитаемое в нашем выражении это сопротивление нагрузки резистора (10 Ом).

Замена «банок» в аккумуляторе шуруповерта

Сама задача проста. Хорошо если имеется опыт в пайке. В соединении элементов обрезается неисправная батарея, на ее место ставится исправная, затем производится пайка. Как видно, ничего сложного.

Однако, при этом следует учесть несколько важных нюансов:

  • паять нужно быстро, чтобы не нагрелись «банки» — это может отразиться на их работоспособности;
  • для соединения элементов лучше использовать родные пластины, либо медные, но тех же размеров;
  • присоединяя новый элемент к старому не перепутайте плюс с минусом. При последовательном соединении минус от предыдущей батареи идет на плюс новой батареи.

После пайки, следует провести заряд-разрядный цикл, а затем измерить напряжение на «банках». Оно должно быть около 1.3 В.

Проверка остальных параметров

Каждый вид аккумулятора обладает определенной величиной саморазряда.

  • никель-кадмиевый аккумулятор может разрядиться на 20%;
  • никель-металлогидридные — 30 %;
  • литий-ионный накопитель — до 8 %.

Контроль за саморазрядом осуществляется путем замеров напряжения каждый день в течение месяца.

Проверка элементов электропитания на наличие «эффекта памяти» осуществляется путем полной зарядки аккумулятора и полной его разрядки. Производят несколько циклов заряд-разрядки (3 или 4). Разрядку аккумулятора можно осуществлять при помощи лампы в 12 В. В ходе действий производят измерения остаточного рабочего напряжения и напряжения холостого хода. После многократного повторения циклов «эффект памяти» исчезнет.

EVDIRAL.RU 2021