Обзор углошлифовальных машин
Содержание
Введение
УШМ один из самых популярных инструментов, он способен выполнять разнородные работы, будь то резка бетона или доведение до блеска металлических поверхностей. Народное название углошлифовальной машины (УШМ) произошло от первых, появившихся в СССР в начале 70-х годов моделей производимых в Болгарии. Изначально УШМ использовали для шлифовки, но позже появились специальные абразивные круги, а технические параметры машин оптимизировали под резку. На сегодняшний день болгарки используются как на стройплощадках профессионалами так и обычными потребителями в быту. Технические возможности данного электроинструмента позволяют резать металл, бетон, кирпич, гранит, мрамор, цемент, асфальт, камень; используя различные щетки, снимать ржавчину, краску с деталей, не изменяя их рельеф; шлифовать и полировать поверхности.
Классификация УШМ
В основу деления инструмента на классы положено время эксплуатации. Бытовые угловые шлифовальные машины используются по 30–40 минут в день. Профессиональные – обладают гораздо большим ресурсом, так как предполагается высокая интенсивность работы (несколько часов в сутки), а отсюда и многие особенности: усиленная пылезащита, сниженный уровень шума, всевозможная электроника. Кто-то выделяет особый класс – индустриальные машины, еще более устойчивые к нагрузкам. Правда, там, где предполагается сверхинтенсивная эксплуатация, зачастую прибегают к помощи пневматики. Классифицируют болгарки также в зависимости от размера круга. На рынке встречаются машины под оснастку 115, 125, 150, 180 и 230 мм. Наиболее распространены 125 и 230 мм. Существуют одноручные и двуручные УШМ.
Характеристики углошлифовальных машин
Детальное знакомство с болгарками стоит начать с описания конструкции на примере KEN. По продольной оси шпинделя и мотора УШМ лежат по отношению друг к другу под углом 90 градусов. Механизм передачи вращения предельно прост: якорь двигателя соединен с ведущей шестерней, которая сцеплена с расположенной перпендикулярно ведомой. Редуктор понижающий: значит, от десятков тысяч оборотов двигателя на шпиндель передается лишь несколько тысяч. Диаметр круга, частота вращения, мощность, вес. Диаметр круга – ключевой параметр для УШМ. Под него подбирают обороты и мощность мотора, что, в конце концов, сказывается на весе. Надо учитывать, что линейная скорость режущей кромки не должна превышать 80 м/с. Если переступить этот порог, круг может разлететься. Перевести 80 м/с в количество оборотов несложно, достаточно знать формулу расчета длины окружности. Для круга диаметром 115 мм максимальными будут 13290 об/ мин, для 125 – 12230 об/мин, для 150 – 10190 об/мин, для 180 – 8490 об/мин и для 230 мм – 6650 об/мин. Если пробежаться по техническим характеристикам современных УШМ, то увидим, что 80 м/с выдерживаются даже с небольшим запасом. При этом надо учитывать, что при нагрузке, если углошлифовальная машина не оснащена системой стабилизации частоты, скорость заметно падает.
Мощность (у большинства болгарок она в пределах 750–2700 ватт) подбирают под диаметр диска. УШМ под 125-миллиметровую оснастку редко оснащают мотором сильнее 1400 Вт, а для инструментов с 230-миллиметровым кругом 2 киловатта – минимум. В технических параметрах машин крайне редко указывают крутящий момент. В принципе знать его необязательно, достаточно посмотреть на ватты и обороты, однако для наглядности данные привести стоит: среднестатистическая модель с параметрами 1 кВт и 10 000 об/мин развивает момент около 3 Н*м. Специалисты советуют обращать внимание на диаметр двигателя: чем он больше, тем выше развиваемый мотором крутящий момент. Поэтому при выборе машины под длительную, выжимающую из инструмента все соки резку, профессионалы советуют в первую очередь смотреть именно на диаметр мотора, а только потом на мощность. Число рукояток. У одноручных инструментов (чаще всего это агрегаты под диск 115 и 125 мм) всего одна – дополнительная – рукоятка. Такие болгарки и весят меньше, и размеры у них компактнее. Держать угловую шлифовальную машину одной рукой запрещено техникой безопасности, поэтому второй обхватывают корпус двигателя. У двуручных машин, как нетрудно догадаться, две рукоятки: задняя (основная) и передняя (присоединяемая).
Защита от пыли и шума. Шум при работе углошлифовальной машины исходит от мотора, редуктора и обдувающих его потоков воздуха. В небольших дозах этот звук безвреден, а вот человеку, который слушает болгарку целый день, можно только посочувствовать. Заглушить громкий рокот пытаются при помощи косозубых шестерен (вместо прямозубых) – так называемой парой Глиссона. Считается, что зацепление у нее надежнее, а работает она тише. Пыль – главный враг углошлифовальных машин. Одно дело, когда она оседает на неподвижные детали, другое – когда контактирует с поверхностью, вращающейся с бешеной скоростью. Тогда она становится настоящим абразивным инструментом. Ситуация усугубляется при резке бетона, после которой остается очень едкий шлам. Наиболее распространенный способ защиты УШМ – броня обмоток. Их покрывают специальными смолами, которые, затвердев, служат щитом. Также помогают решетки на якоре. При этом большой шаг «прутьев» в заблуждение вводить не должен, во время быстрого вращения механизм работает как велосипедное колесо и отбрасывает крупные частицы. Некоторые модели оснащены системой фильтрации: она отделяет от потока воздуха вредоносный мусор и выбрасывает его обратно в атмосферу. Оградить от пыли стараются не только мотор. Так, в некоторых углошлифовальных машинах прячут подшипники за специальными лабиринтами, стенки которых тормозят пыльную «струю» и не дают ей добраться до цели. Встречаются и пылезащищенные шестерни. Логично, что во всех этих усовершенствованиях больше нуждаются профессиональные углошлифовальные машины – ведь им положено работать гораздо дольше, чем бытовым. Теплоотвод, металлический кожух редуктора. Во время работы болгарка сильно нагревается – это естественный процесс. Наиболее горячее место – корпус редуктора, ведь за его стенками вращаются зацепленные шестерни, а значит, есть трение и выделяется много тепла. Смазка и вентиляция, конечно, помогают в борьбе с лишним градусом, но этого, по большому счету, мало. Сегодня практически у всех угловых шлифовальных машин – бытовых или профессиональных, кожух редуктора металлический – он прочнее пластика и отводит тепло намного быстрее. Чаще всего под словом «металл» подразумевается алюминий, однако иногда (в основном у профессиональных УШМ) деталь делают из сплава магния, который прочнее и легче, а остывает еще быстрее. Некоторые производители корпус двигателя также отливают из металла, но встречается такая особенность крайне редко. Кстати, совершенствуют также и вентиляцию: на крыльчатку ставят не прямые (как обычно), а косые лопатки, тем самым, ускоряя поток воздуха. Регулировка скорости. Скорость настраивают колесиком на корпусе инструмента. Напряжение на мотор подается импульсами. Чем они короче, тем меньше оборотов на единицу времени совершит ротор. При максимальной интенсивности толчков как таковых нет (сигнал не прерывается), весь рабочий цикл представляет один большой импульс. Кстати, регулировка у углошлифовальной машины электронная, а не механическая (редуктор у болгарок односкоростной), поэтому на небольшой скорости мотор перегреть гораздо легче, чем на максимальной. Особенно это касается маломощных машин. Низкая интенсивность нужна нечасто, но в некоторых случаях, таких как шлифовка пластика или лакокрасочных покрытий, без нее не обойтись. Ограничение пускового тока. В каталогах эту особенность зачастую делят на две: непосредственно ограничение пускового тока и мягкий старт. Первое снижает нагрузку на сеть, что особо актуально для УШМ с высокими ваттами, второй – предотвращает стартовый рывок и снижает износ шестерен. Эта полезная опция есть и у бытовых, и у профессиональных инструментов. При высокой мощности углошлифовальной машины она просто необходима. Работать система может по-разному, все зависит от модели. Бывает, пуск происходит чересчур мягко – полные обороты шпиндель набирает за несколько секунд, что таит определенный подвох: есть соблазн нагрузить инструмент еще до выхода на максимальную скорость, а делать этого не стоит. В идеале же раскрутка происходит практически мгновенно, но рывка нет.
Поддержание частоты вращения под нагрузкой. При нагрузке обороты начинают заметно падать, а ток, подаваемый на мотор, расти. Чтобы производительность инструмента не снижалась, многие УШМ (преимущественно профессиональные), снабжают константной электроникой. Система распознает падение интенсивности и подключает резервы мощности (в каталогах указывают несколько заниженное значение), увеличивая крутящий момент. Так удается сохранить до 99% от скорости холостого хода. Существует два вида системы стабилизации. В первом случае уменьшение частоты вращения отслеживается по току: как только амперы выросли, датчик подает сигнал на подкачку напряжения (изначально используются не все 220 вольт, а порядка 160). Такой способ более инертный – интенсивность сначала падает, а затем заново растет до заданной величины. А вот при участии тахогенератора, реагирующего на уменьшение числа импульсов (один оборот ротора – один импульс) на единицу времени, такого не происходит, и скорость удается сохранить относительно постоянной на протяжении всего рабочего цикла. Резервы мощности ограничены – с очень сильным нажимом и константная электроника может не справиться, поэтому перегружать инструмент в любом случае не стоит. Система способна как предотвратить заклинивание диска, так и оказать медвежью услугу: если стопорение все же произошло, из рук машину будет вырывать с большими, чем заявленные, ваттами.
Защита двигателя от перегрузки. Перегрузка распознается по току или по росту температуры, иногда встречается и совмещенный метод. Сама же защита – целый комплекс последовательных мер. Как вариант: при повышении температуры обмоток двигателя до 130 градусов загорается лампочка на корпусе, при нагреве до 160 – система сбрасывает обороты, а на 200 градусах останавливает УШМ. Польза от всего этого бесспорна, так как предотвращается перегорание мотора, которое при заклинивании диска происходит всего за несколько секунд. Система защиты от перегрузки зачастую вызывает недовольство у тех, кто сильно нагружает свой инструмент, поскольку она мешает работать в таком режиме. Но тут приходится выбирать: либо небольшой выигрыш в производительности в ущерб ресурсу мотора и круга, либо долгий срок службы болгарки и оснастки. Электронная система экстренной остановки мотора при заклинивании, блокировка случайного повторного включения. При крайне нежелательном и опасном закусывании круга система экстренной остановки мгновенно тормозит мотор. Все завязано на электронике, а потому встречается подобная особенность у профессиональных моделей, да и то редко. Большее распространение получила механическая защита в виде предохранительной муфты. Блокировка случайного повторного включения пригодится как раз в тех случаях, когда двигатель не работает, а кнопка пуска находится в положении «включено» (например, при обесточивании). При сработавшей блокировке мотор не заработает, даже если подача питания возобновлена. Для последующего пуска болгарки надо отжать выключатель, а затем вернуть его в рабочее положение. Тормоз диска. Неряшливого пользователя видно сразу. Хотя бы по привычке класть углошлифовальную машину на грязный пол или, что еще хуже, в песок, не дождавшись полной остановки круга. При этом в инструмент засасывается пыль, пользы от которой мало. Таким мастерам должен прийтись по вкусу тормоз диска, сокращающий время выбега до 3 секунд. Полезен он и при сильном обратном ударе, когда УШМ вырывает из рук. В зависимости от принципа действия существуют два вида системы. В одном случае все делает трение: кинетическая энергия переходит в тепловую. Способ простой, но эффективный и проверенный временем, по сути, это аналог тормозов автомобиля. Более сложный вариант – электроника: замедление происходит за счет так называемой переполюсовки, работающей только на подключенном к сети инструменте. Если питания нет, выбег будет как у обычных болгарок.
Предохранительная муфта. Бывает в разных вариантах исполнения, но цель одна – предотвратить обратный удар и возможный разлет круга при заклинивании, а также защитить двигатель от перегрузки. В основу работы положена механика. Первый вариант – муфта скольжения. Ведомая шестерня соединена со шпинделем через несколько сцепленных друг с другом дисков. Но сцеплены они не намертво. Если превысить определенный порог усилия, то связь разорвется – детали станут проскальзывать. Оснастка при этом остановится (крутящий момент, передаваемый на шпиндель, мал), но мотор будет продолжать работать. В чем-то механизм похож на сцепление автомобиля, но у болгарок связь полностью не нарушается: остается трение, а значит, есть и определенная нагрузка на двигатель, пусть и меньшая, чем при заклинивании. Центробежная муфта представляет собой деталь, внутри которой спрятаны лепестки. В спокойном состоянии они «сложены», но как только вращение от мотора передастся на муфту, лепестки под действием центробежной силы расправятся и упрутся во внешние стенки детали – так крутящий момент перейдет на шпиндель.
Блокировка шпинделя. Есть почти практически у всех современных угловых шлифовальных машин. Нажимая на кнопку, мы стопорим ведомую шестерню, что облегчает замену диска. Продуманный механизм (встречается, к сожалению, нечасто) схватывает шпиндель сразу, в остальных случаях надо ловить момент, вращая оснастку руками. Утапливать кнопку блокировки до полной остановки диска по понятным причинам нельзя.
Замена диска без помощи ключа. Весь секрет в необычной конструкции гайки, состоящей из нескольких частей. Поначалу она накручивается на шпиндель как единая деталь. Однако как только ее нижняя сторона упрется в поверхность диска, вращаться будет лишь верхняя часть, дно же станет прижимать круг все сильнее и сильнее. Известно, что гайки во время длительного использования работают на самозатяжение: завернул двумя пальцами, а снимаешь ключом и с большими усилиями – вот такой фокус для обывателя. Правда, некоторые производители достаточно успешно борются с этим явлением, совершенствуя зажимные механизмы. Тут уж впору будет удивляться профессионалам, они и подумать не могли, что крепеж после работы реально ослабить голыми руками. Автоматическая балансировка диска. Автобалансир представляет собой муфту, внутри которой помещены шарики, погруженные в масло. При вращении они группируются нужным образом, смещая центр тяжести и тем самым устраняя вибрацию. Это усовершенствование позволяет замедлить износ диска, а саму работу делает приятнее. Встречается, к сожалению, нечасто, но польза от него, безусловно, большая, поскольку оснастка без какого бы то ни было дисбаланса возможна лишь в теории. Регулировка защитного кожуха без использования ключа. Очень ценная особенность для профессиональных УШМ, когда надо часто менять положение кожуха. Крепят его при помощи быстрозажимных механизмов – хомута и рычага фиксации. Последним также ослабляют или затягивают крепление. Минусы подобного способа: в редких случаях детали хомута не выдерживают напряжения и разрываются, а сам кожух свободно поворачивается не на все 360 градусов (детали его конструкции упираются в выступающие части корпуса редуктора), хотя наиболее востребованные углы доступны. На небольших болгарках можно встретить еще более простой способ перестановки – деталь регулируют, не отклоняя рычажки и без затяжения ключом или отверткой. Продвинутые профессиональные углошлифовальные машины оснащают и более хитрыми механизмами, но это уже частные случаи (общее у них только отсутствие надобности в ключах).
Узкопрофильный кожух редуктора. В общем-то, мелочь, ставшая, тем не менее, признаком хорошего тона. К тому же встречается она достаточно часто. Отметим, что деталь имеет узкий профиль, если смотреть сбоку. Такая особенность позволяет подобраться с болгаркой в труднодоступные места. Съемный сетевой помогает избежать похода в сервисный центр при повреждении кабеля – достаточно достать запаску. К тому же съемный вариант облегчает транспортировку, так как делает инструмент компактнее и избавляет от соблазна обмотать шнуром корпус двигателя. Облегченный доступ к щеткам. Под этой особенностью понимается круглая заглушка на корпусе инструмента – открутив ее, вы получаете доступ к щеточному узлу. Процедура замены угольных контактов в таком случае значительно упрощается – в сервис-центр идти не надо, разбирать машину также не потребуется. Часто можно встретить прикрученную саморезом прямоугольную крышку, скрывающую щетки. Подсоединение дополнительной рукоятки. Дополнительную ручку обычно ставят в одну из двух или трех позиций. Для этого на корпусе редуктора имеются специальные отверстия с резьбой: два по бокам и третье, если есть, сверху. Все это делает работу более удобной, можно подобрать охват, подходящий и для правши, и для левши. Регулируемая основная рукоятка. Речь идет о возможности поворачивать рукоятку относительно оси корпуса на различные углы. Чаще всего предусмотрено три позиции: нейтральная и по 90 градусов в обе стороны. Подобное усовершенствование заметно облегчает работу, так как опять же реально подобрать подходящий охват и подлезть в труднодоступные места. Виброгасящая рукоятка, мягкие накладки на рукоятках. Вибрация в больших дозах вредна для здоровья, поэтому логично, что виброгасящая рукоятка встречается преимущественно у профессионального инструмента, ведь профессионалам по статусу положено работать с УШМ гораздо больше, чем пользователям бытовых болгарок. Благодаря усовершенствованной конструкции ручка амортизирует колебания и делает работу не столь утомительной. Мягкие накладки помогут при длительной непрерывной резке, зачистке или шлифовке – резиновые вставки препятствуют проскальзыванию руки: не придется постоянно менять охват. Блокировка случайного включения, фиксация выключателя. Блокировка случайного включения защищает от незапланированного пуска углошлифовальной машины. Полезна она хотя бы по той причине, что последствием такого ЧП могут стать травмы. Фиксация выключателя помогает при долгой работе – можно сменить охват, и рука меньше устает. Иногда встречается так называемая мягкая фиксация: выключатель остается в рабочем состоянии, но при перегрузке (в данном случае это физическая величина), вызванной ударом или скачком, он возвращается в исходное положение. Вариантов исполнения блокировки или «залипания» несколько: рычажок на пусковой кнопке, подвижная клавиша на рукоятке, ползунковый выключатель и др. Зачастую эти две антагонистичные особенности вешают на один орган управления.
Советы по выбору шлифовальных машин
Прежде чем покупать болгарку, определитесь, какая машина вам нужна. Под диск 125 мм или 230? Есть и другие размеры, но наиболее ходовые именно эти. На деле разница между двумя этими УШМ огромна – первая маленькая и легкая, вторая габаритная и тяжелая. Брать инструмент под 230-миллиметровый диск имеет смысл, если предстоит резать толстые трубы, уголки, шлифовать или зачищать большие заготовки. В быту такие ситуации редкость. Так зачем переплачивать?
Двуручная или одноручная УШМ? Тут все целиком на ваше усмотрение. Подержите в руках и ту и другую, а потом сделайте выбор.
Далее определитесь с тем, что вам предстоит резать. Глядя на технические характеристики машины, можно предположить, в какой области угловая шлифовальная машина проявит себя хорошо, а в какой хуже. Для бетона, как уже говорилось, лучше взять болгарку помощнее и с более низкими оборотами, для металла же подойдет машина пошустрее. Если предстоит много полировать, то лучше не экономить, а брать полировальную машину.
Небольшое замечание относительно мощности: утверждение «чем больше ватт, тем лучше» верно отчасти. Ведь ватты – это еще и масса, размеры. Даже профессионалы зачастую выделяют такие достоинства, как компактность и небольшой вес – работа менее утомительна. Новичкам вооружаться болгаркой, скажем, с тремя лошадиными силами или более сильной и вовсе не стоит: не имея представления о силе обратного удара такого агрегата, можно получить серьезные травмы.
Подумайте, как часто вам придется прибегать к помощи болгарки. Даже для бытовых работ, если объемы велики, есть смысл приобрести недорогую профессиональную УШМ. При нечастой или эпизодической эксплуатации рациональнее брать углошлифовальную машину класса «хобби». Впрочем, если позволяют средства, то о покупке модели топ-уровня вы наверняка не пожалеете.
Следует учесть, что угловая шлифовальная машина – инструмент не такой уж дорогой: добротную, пусть и не самую яркую с точки зрения конструктивных особенностей, машину можно приобрести за относительно скромную сумму. Рынок болгарок настолько разнообразен, что порой больше времени уходит не на поиск, а на взвешивание плюсов и минусов подходящих вариантов.
Вклад участников
Обратная связь Автору
