Среди шлифовальных машин ушм занимают особое место по нескольким причинам, главной из которых можно назвать повсеместное использование болгарок в основном для резания материалов. А вовсе не для их шлифовки. Вообще, это на редкость универсальное устройство, эффективно справляющееся с длинным перечнем разнообразных задач: доказательством сказанному служит широкий ассортимент выпускаемых моделей, количество которых у ряда производителей исчисляется десятками.
Именно поэтому неподготовленный человек, придя в инструментальный магазин вроде бы с простой задачей купить себе угловую шлифовальную машину, застывает в нерешительности перед длинным стеллажом с возможными вариантами. Так что же такое УШМ, как она устроена и какой модели отдать предпочтение? Для начала следует остановиться и неторопливо изучить матчасть, а потом столь же скрупулезно вникнуть в детали.
Конструкция УШМ довольно простая и состоит из корпуса с переставляемой боковой (дополнительной) рукояткой, внутри него можно обнаружить электродвигатель и угловой одноступенчатый редуктор со шпинделем, на котором крепится оснастка, прикрываемая съемным защитным кожухом. Основная часть корпуса современных моделей УШМ изготавливается из армированного пластика, как правило, стеклонаполненного полиамида. Габариты конструкции определяются мощностью (а значит, размерами) размещенного в ней высокооборотного электродвигателя: при длительной работе агрегат довольно сильно греется, поэтому здесь предусмотрены вентиляционные отверстия для его охлаждения. В передней части инструмента на корпусе редуктора, который обычно производится из алюминиевого или магниевого сплава (либо других прочных современных материалов), находятся два или три (в зависимости от конкретной модели) гнезда для присоединения боковой (дополнительной) рукоятки.
Электродвигатель – обычный коллекторный, отличающийся небольшими габаритами и элементарной схемой регулировки оборотов. На многих болгарках предусмотрен быстрый и довольно простой доступ к угольным щеткам для их замены по мере износа. Кстати, у наиболее продвинутых моделей критический износ щеток ведет к автоматическому выключению инструмента: таким образом предотвращается механическое повреждение коллектора. Далее в игру вступает редуктор, задача которого – передать крутящий момент от вала электродвигателя на шпиндель, ось которого перпендикулярна оси вращения ротора. При этом требуется обеспечить заданную частоту вращения оснастки, которая, например, у моделей под круги диаметром 125 мм составляет от 10000 до 11000 оборотов в минуту (мин) на холостом ходу, то есть без нагрузки. Как уже говорилось, корпус редуктора чаще всего делается из металла, что увеличивает прочность и жесткость конструкции в целом, а также способствует лучшему отводу тепла, так как при работе данный узел сильно греется. Шестерней всего две, они могут быть прямозубыми или косозубыми (коническое зацепление Глиссона), причем второй вариант является более надежным, обладая пониженными уровнями шума и вибрации.
Шпиндель, на котором крепится оснастка (шлифовальный либо отрезной круг, круглая щетка и т. п.), – это вал с резьбой (обычно М14) на внешнем конце. Для удобной замены насадок здесь предусмотрен механизм блокировки, позволяющий нажатием на специальную кнопку застопорить ведомую шестерню редуктора. В продаже имеются и модели, где блокируется не шестерня, а расцепляющая муфта, при этом кнопку можно давить, не дожидаясь полной остановки вращения. Кстати, о расцепляющей муфте. На больших и мощных болгарках под оснастку диаметром 180 и 230 мм они электронные, а на малых – как электронные, так и механические. Задача этого приспособления заключается в том, чтобы предотвратить обратный удар по телу оператора при заклинивании оснастки, а заодно такая система защищает инструмент от поломки. Существуют две базовые конструкции данного узла: скользящая и центробежная. В первом случае ведомая шестерня соединяется со шпинделем через фрикционные диски, которые при превышении заданной нагрузки начинают проскальзывать друг относительно друга. Мотор при этом продолжает вращаться, а шпиндель останавливается. При втором варианте крутящий момент начинает передаваться на шпиндель только по достижении определенных оборотов, а при резком торможении круга (например, при заклинивании) муфта мгновенно расцепляет шпиндель и редуктор.
Оснастка крепится к шпинделю при помощи гайки, для затягивания и отпускания которой чаще всего используется специальный ключ. Впрочем, существуют модели, не требующие его применения. Секрет заключается в особой быстрозажимной гайке, которую можно закручивать и откручивать руками. При прогоне такое приспособление идет по резьбе как целая деталь, но когда ее нижняя часть упирается в диск и тормозится, верхняя продолжает вращаться, все сильнее прижимая оснастку. При этом гайка не склонна к самозатягиванию в процессе работы и откручивается так же легко.
Регулировка частоты вращения шпинделя нужна в основном при работе со шлифовальными или зачистными кругами, когда есть вероятность подгорания обрабатываемого материала из-за высокой линейной скорости движения абразивной оснастки. Впрочем, такая функция встречается далеко не у всех болгарок, к тому же при отсутствии электронного блока поддержания оборотов под нагрузкой работа на пониженной скорости ведет к сильному нагреву электродвигателя вплоть до его сгорания. В итоге самым щадящим для инструмента режимом является работа на максимальных оборотах. Система стабилизации оборотов (поддержания частоты вращения) под нагрузкой может управляться датчиком потребляемого тока (рост его силы заставляет контроллер повышать изначально заниженное подаваемое напряжение) или тахометрическим датчиком, считающим обороты двигателя. Оба метода позволяют при работе сохранять частоту вращения шпинделя, близкую к ее значению на холостом ходу. Необходимо отметить, что система на основе тахометра работает намного точнее.
Дорогие модели УШМ имеют систему торможения выбега диска после отключения инструмента, что значительно повышает безопасность работы с инструментом, а заодно не позволяет тому засасывать пыль и грязь с пола, куда его по небрежности опустили, не дожидаясь полной остановки вращения двигателя. Здесь возможны два конструктивных решения. Первое основано на трении и сделано по аналогии с автомобильными тормозами: плюс такого метода заключается в простоте и дешевизне, минус – в постепенном, но неизбежном механическом износе тормозных механизмов. Второй вариант заключается в использовании электронной схемы торможения двигателем. При всей очевидной эффективности здесь тоже есть свои недостатки: относительно высокая стоимость и возможность работы только при наличии напряжения в сети, поскольку при отключении питания (например, выдергивании вилки из розетки) такая система функционировать не будет.
Блокировка повторного включения – вещь абсолютно необходимая, особенно при нестабильном электроснабжении на строительных объектах. Защита срабатывает после пропадания напряжения в сети и не позволяет двигателю самостоятельно запуститься вновь при возобновлении подачи энергии. Вращение активируется только после того как оператор сдвинет переключатель в положение «выключено», после чего снова включит инструмент по обычной схеме.
Защитный кожух не позволяет летящим с большой скоростью частицам абразива и обрабатываемого материала попасть в работника. На некоторых самых дешевых моделях УШМ для бытового использования кожух фиксируется жестко, однако у большинства агрегатов предусматривается возможность изменения его положения как при помощи дополнительного инструмента, так и без него (бесключевая регулировка).
Принципиальным параметром любой УШМ выступает оптимальная линейная скорость вращения круга, которая на режущей кромке составляет 80 м/с. Превышение указанной величины может привести к разрушению диска с вероятностью травмирования оператора. С другой стороны, слишком низкая скорость приводит к интенсивному износу абразивной оснастки при заметном ухудшении производительности. Несложный расчет позволяет вычислить максимальные обороты для различных отрезных кругов в зависимости от их диаметра:
• 115 мм-13 290 об/мин;
• 125 мм-12 230 об/мин;
• 150 мм-10 190 об/мин;
• 180 мм-8 490 об/мин;
• 230 мм – 6 650 об/мин.
Впрочем, информация касательно допустимой частоты вращения в обязательном порядке указывается на корпусе любой оснастки для угловых шлифовальных машин. Крутящий момент, достаточный для обеспечения нормального режима вращения абразивного круга, зависит от диаметра последнего и, соответственно, определяет необходимую мощность двигателя. Однако следует учитывать, что обороты на холостом ходу и под нагрузкой могут заметно различаться, если только инструмент не оснащен системой поддержания частоты вращения под нагрузкой. В целом, здесь действует простая формула: чем мощнее двигатель, тем габаритнее, тяжелее и дороже сама УШМ, то есть больше – не всегда лучше. К слову, для болгарок под диск 125 мм желательно, чтобы значение потребляемой мощности составляло не менее 700-750 Вт.
На некоторых моделях имеется плавный пуск, предотвращающий рывок инструмента при старте. Данная функция позволяет снизить нагрузку на шестерни, но таит в себе некоторый подвох: если начать работу до того, как электродвигатель выйдет на номинальные обороты и мощность, можно запросто вывести из строя и сам инструмент, и установленную на нем оснастку.
