Как выбрать угловую шлифовальную машину (УШМ)

Угловая шлифовальная машина удобный и универсальный инструмент, используемый и на крупных производствах, и в домашних мастерских. Предлагаемая статья позволит читателю получить представление об особенностях устройства УШМ, принципе действия и технических характеристиках. Обработка практически любых материалов в домашних условиях не составляет особого труда при использовании современного электроинструмента.

Угловые шлифовальные машины (УШМ) разных моделей свободно продаются в специализированных магазинах и доступны широкому кругу пользователей. Как выбрать болгарку, которая бы максимально удовлетворяла определенным требованиям клиента? Для ответа на этот вопрос попробуем вместе разобраться, что это за инструмент и каковы его параметры.

Назначение и сфера применения УШМ

Термин «болгарка» для обозначения этого строительного инструмента появился в Советском Союзе в начале 70-х годов прошлого века. Такое название угловые шлифовальные машинки получили благодаря месту происхождения, их изготовление было налажено на заводе «Элтос-Болгарка» в Пловдиве.

Сконструирована УШМ была компанией Ackermann + Schmitt (FLEX-Elektrowerkzeuge GmbH) в Штайнхайме-на-Муре в 1954 году. Угловая шлифмашина быстро приобрела популярность среди специалистов, одним из основных факторов успеха инструмента стала его универсальность.

Использование специальной оснастки позволяет при помощи УШМ выполнять операций по резке и шлифовке широкого спектра самых разных материалов:

Не рекомендуется использовать болгарку для резки стекла и дерева, вследствие большой линейной скорости в точке касания оснастки происходит нагрев и возможно воспламенение. В последние годы производятся дисковые пилы для работы по древесине с напайками из специальных тугоплавких сплавов. Данную оснастку следует использовать очень осторожно и не допускать ее перегрева. Приведенный выше список материалов и определяет основные сферы применения угловых шлифовальных машин.

Этот электроинструмент широко используется:

• В строительстве.
• На предприятиях, связанных с металлообработкой.
• В мастерских автосервиса для кузовных работ.

Много УШМ на руках у населения, хозяева домовладений активно применяют их для выполнения работ по хозяйству. С ее помощью осуществляется резка и шлифовка названных выше материалов. Данным электроинструментом, в частности, производится обработка сварочных швов и удаление окалины. Операция не занимает много времени и позволяет обходиться без излишних ударных нагрузок по свежему стыку.

Устройство угловых шлифовальных машин, составные части

Конструкция УШМ отличается сравнительно простой и технологичной конструкцией, что и позволило наладить их производство на многих предприятиях.

Угловая шлифовальная машина состоит из следующих частей:

Угловая шлифовальная машина поставляется потребителю в комплекте с руководством пользователя и специальным ключом для крепления оснастки. Последний представляет собой стальную полоску с двумя штырьками, которые точно совпадают с отверстиями фиксирующей гайки. В некоторых случаях в комплект поставки производитель добавляет запасные угольные щетки.

Принцип работы УШМ

УШМ приводится в действие электрическим двигателем, который включается нажатием фиксирующейся кнопки или переключателя. Питание осуществляется от сети, а также от встроенного или съемного аккумулятора. Преимущественно инструмент оснащается коллекторными электродвигателями, обмотка статора в которых имеет большое индуктивное сопротивление. Это обстоятельство позволяет значительно уменьшить рабочие токи.

Раскручиваясь, вал электродвигателя вращает ведущую шестерню в редукторе, которая приводит в действие ведомую, и таким образом, передает усилие на шпиндель. Корпус механизма изготавливается из магниевых или алюминиевых сплавов для улучшения теплоотдачи. Зацепление между шестернями бывает двух типов: прямозубое и косозубое (коническое системы Глиссона). Второй вариант предпочтительнее потому как обеспечивает большую надежность и способствует снижению шумности.

На более дорогих и сложных моделях используется расцепляющая муфта, устанавливаемая между двигателем и редуктором. Основная функция данного узла предотвращение обратного удара при внезапной остановке диска по причине заклинивания. Это позволяет защитить оператора от возможной травмы и узлы болгарки от поломок. На таких УШМ кнопку фиксации шпинделя можно нажимать до его полной остановки.

Выбор конструктивной схемы, при которой плоскость вращению отрезного диска или щетки параллельна оси инструмента объясняется достаточно просто. При работе УШМ возникает значительный крутящий момент, стремящийся увести инструмент в сторону. Это усилие легко компенсируется оператором, за счет оптимального расположения рук вдоль и перпендикулярно к оси.

Мощность, обороты и диаметр оснастки

Учитывая значительную разницу в параметрах между разными моделями угловых шлифовальных машин, возникает вопрос, какую лучше купить болгарку для дома или работы? Следует определиться: для выполнения, каких операций она необходима, и каковы объемы предполагаемых работ.

Скорость вращения

Одним из основных параметров УШМ является линейная скорость вращения круга, которая зависит от диаметра круга. Оптимальное значение для данного показателя – 80 м/с, значительное отклонение частоты оборотов в сторону увеличения приведет к разрушению круга. Меньшая частота вращения вызывает быстрый износ диска. Существует пять типов угловых шлифмашин, которые различаются по размеру используемых отрезных кругов.

Зависимость частоты вращения шпинделя от диаметра рабочего диска следующая:

Данные о допустимых частотах вращения отрезного круга для каждой конкретной модели обязательно указываются на специальной табличке, которая крепится к корпусу. Величина крутящего момента при этом должна быть достаточной для преодоления возникающей силы трения и поддержания необходимой скорости резания. Данная характеристика определяется номинальной мощностью электрического двигателя болгарки.

Мощность УШМ

Номинальная мощность болгарок колеблется в пределах от 650 до 2700 Вт, и зависит от диаметра используемого диска. Соответственно угловые шлифовальные машины, рассчитанные на диски большого диаметра, имеют более мощные приводы. При таких параметрах электродвигатель обеспечивает усилие на режущей кромке круга достаточное для эффективного воздействия на обрабатываемый материал.

Для нормального функционирования необходимо, чтобы потребляемая мощность УШМ с диаметром дисков 125 мм, составляла не менее 750 Вт. Причем, чем больше диаметр допустимой оснастки, тем мощнее должен быть двигатель. Так в моделях с диаметром оснастки 230 мм, которые предназначены для интенсивной эксплуатации на стройплощадках, потребляемая мощность двигателя должна быть не менее 2200 Вт.

Диаметр оснастки

Обязательно определитесь с тем, какой диаметр оснастки будет достаточный для ваших потребностей. Помните, что использовать круги диаметр которых больше допустимого нельзя. Вы конечно можете это сделать, сняв защитный кожух, но такие манипуляции запрещены, так как могут привести к травмированию оператора.

Особенно опасно использовать УШМ без защитного кожуха при работе металлическими дисками с твердоплавкими напайками, которые разлетаясь могут нанести существенный вред здоровью вплоть до летального исхода. Если у вас есть такое желание, просто найдите в интернете фото людей, которые получили травмы пренебрегая безопасностью при работе с УШМ и это желание отпадет навсегда.

УШМ с небольшим рабочим кругом малопригодны для резки сверхтвердых материалов, а крупные модели неудобны для шлифовки кузова автомобиля. 

Для дома или профессиональная модель

Чтобы определить, какую болгарку выбрать для дома, а какую для интенсивной работы, нужно исходить из ее технических показателей. Весь электроинструмент, включая и УШМ, делится на бытовой и профессиональный в зависимости от времени непрерывной эксплуатации. Бытовые модели УШМ предназначены для эпизодического использования 30 - 40 минут в день.

Профессиональные модели рассчитаны на изнутрительное использование инструмента в течении всего дня или рабочей смены. Профессиональные УШМ обладают усиленной защитой от пыли, шума и рядом систем, которые призваны обеспечить комфорт и безопасность работы оператора.

Если УШМ предназначена для выполнения мелких домашних работ, то здесь стоит обратить внимание на модели с диаметром дисков 115 мм, 125 мм или 150 мм. Наиболее распространенной моделью для дома является УШМ с диаметром диска под 125 мм. Чтобы понять как выбрать УШМ для дома, необходимо очертить круг решаемых задач и список обрабатываемых материалов. Очевидно, что приобретение дорогого профессионального инструмента в таком случае неоправданно.

Что касается профессиональных моделей, то здесь безоговорочным лидером является УШМ с диаметром дисков 230 мм. При выборе такой модели стоит обращать внимание на диаметр двигателя. Чем больше диаметр двигателя тем больший крутящий момент может развивать УШМ, а это очень важно при изнурительной эксплуатации.

Поэтому если вы выбираете между двумя примерно равными УШМ отдавайте предпочтение той, которая имеет больший диаметр двигателя и только во вторую очередь смотрите на мощность. Некоторые производители сами указывают крутящий момент в паспортных данных инструмента, но многие этот параметр игнорируют.

Дополнительные системы для обеспечения работы с инструментом

Угловые шлифовальные машины получили широкое распространение благодаря удобству, универсальности и надежности. В конструкции электроинструмента предусмотрен ряд систем, которые призваны обеспечить высокую производительность и безопасность работы с инструментом. Функциональные возможности каждой модели определяются производителем на стадии проектирования, перечень дополнительных опций сказывается на стоимости.

Именно поэтому, далее мы рассмотрим дополнительные системы, обеспечивающие работу УШМ и определим насколько их наличие важно  для эффективного и безопасного использования инструмента.

Система ограничения пускового тока

При включении электрического двигателя происходит скачкообразное повышение нагрузки на обмотке двигателя в 6-8 раз, что может вызвать ее повреждение или срабатывание защиты. При этом также возникает ударный момент, который через вал передается на редуктор и шпиндель. Система ограничения пускового тока представляет собой электронную схему, которая обеспечивает плавное увеличение частоты вращения. 

Принцип работы данной системы заключается в постепенном увеличении напряжения на обмотках в течение заданного времени. Использование угловой шлифовальной машинки при этом становиться безопасным, увеличивается ресурс электродвигателя и редуктора.

Отсутствие удара при запуске способствует повышению точности резания и исключает возможность возникновения задиров при шлифовке.

Система поддержания постоянного числа оборотов диска

При соприкосновении отрезного диска с обрабатываемой поверхностью возникает трение, которое повышает нагрузку на двигатель и снижает частоту вращения. Система поддержания постоянного числа оборотов диска компенсирует сопротивление и обеспечивает сохранение скорости резания. Стабилизация частоты вращения шпинделя осуществляется за счет применения константной электронной схемы.

Существует два способа поддержания оборотов в угловых шлифовальных машинах, работающих под нагрузкой: по току или по частоте вращения шпинделя. В первом случае используется датчик потребляемого тока, который фиксирует его значение и по мере нарастания схема увеличивает напряжение на обмотках.

Регулирование по частоте вращения подразумевает использование тахеометрического датчика, который контролирует обороты УШМ. При снижении данного показателя электронная схема повышает напряжение и как следствие обеспечивает оптимальную скорость вращения оснастки. Выбор методики поддержания постоянной частоты вращения происходит на стадии проектирования и осуществляется с учетом положительных и отрицательных сторон каждого способа.

Оснащаются такой системой далеко не все модели, можно сказать, что ее наличие желательно, но не обязательно.

Система блокировки повторного включения

Во время проведения строительных работ возможна ситуация, когда происходит отключение питания по самым разным причинам. Система блокировки повторного включения угловой шлифмашины исключает возможность непреднамеренного запуска двигателя. При внезапной остановке болгарки работник чаще всего просто откладывает инструмент в сторону, не проверяя положение выключателя.

Внезапное возобновление энергоснабжения в таком случае чревато травмами для исполнителя или повреждение ценного имущества. Для болгарок, оснащенных такой системой, повторное включение происходит только после отключения пускового устройства и его повторного нажатия. Пользователю при этом необходимо будет взять инструмент в руки, а значит, его действия будут осмысленными и контролируемыми.

Наличие такой системы очень важно и необходимо.

Система автоматической балансировки диска

В процессе использования УШМ, особенно с оснасткой большого диаметра износ дисков или щеток происходит неравномерно. Это приводит к возникновению дисбаланса, который проявляется в форме вибрации, что не способствует точности выполнения операции. Биение отрицательно сказывается на состоянии подшипников и снижает ресурс электрического двигателя.

Система автоматической балансировки диска компенсирует неравномерное распределение массы вращающейся оснастки. Для стабилизации инструмента используются разные технические решения, преимущественно это специальные конструкции подшипников с меньшим количеством шариков. Данная система удорожает изделия и обычно применяется на профессиональных моделях с дисками большого диаметра.

Если вы выбираете инструмент для интенсивного использования на стройплощадке, то лучше всего отдать предпочтение моделям оснащенным данной системой.

Система защиты двигателя от перегрузки

В процессе использования УШМ нагрузка на электрический привод непостоянная и в отдельные периоды может значительно превышать расчетную. Для защиты двигателя от перегрузок "болгарки" оснащаются специальными системами, которые принудительно прекращают подачу тока. В таком случае инструмент просто перестает работать и для возобновления необходимо его вначале выключить, а затем вновь включить.

Существует два способа защиты угловых шлифовальных машин от перегрева: по току или по температуре. В первом варианте отключение происходит при превышении предельных параметров, которые фиксируются электронным модулем. В другой конструкции на двигателе устанавливается термодатчик, который прерывает цепь питания при выходе параметра за установленные значения.

Система обеспечивает наибольший срок службы инструмента но никак не влияет на качество и безопасность выполнения работ.

Система защиты от пыли

В процессе шлифовки поверхностей или разрезания материалов при помощи УШМ образуется значительное количество пыли. Она попадает с потоком воздуха внутрь корпуса и служит причиной повышенного износа, наиболее уязвимы подшипники, щеточный узел и наружные поверхности ротора и статора. Частички металла, образующиеся при резке, могут послужить причиной короткого замыкания между витками обмотки.

Система защиты угловой шлифовальной машины предусматривает применение следующих конструктивных и технологических решений:

• Установку сеток на вентиляционных отверстиях, а на дорогих профессиональных моделях и фильтрующих элементов.
• Бронирование обмоток статора и использование шнуровых бандажей на роторе.
• Применение подшипников закрытого типа.
• Корпус редуктора делается по возможности герметичным.
• Заливка обмоток эпоксидными смолами.

Системы защиты от пыли в значительной мере увеличивают ресурс УШМ и делают ее безопасной в процессе эксплуатации, предотвращая возникновение короткого замыкания.

Система защиты от обратного удара при заклинивании оснастки

Внезапная остановка оснастки приводит к возникновению крутящего момента, который направлен на разворот угловой шлифовальной машины. При этом возникают значительные усилия, и удержать инструмент в руках нереально, а это уже чревато травмами верхних конечностей и других частей тела.

Система защиты от обратного удара при заклинивании оснастки предотвращает возникновение подобной ситуации. Реализуется это двумя способами: механическим или с использованием электроники. В первом варианте применяются разного рода муфты, которые срабатывают при резком увеличении сопротивления вращению вала. Второй способ базируется на постоянном контроле значений тока, при превышении определенного значения питание отключается.

У различных производителей есть свои наработки для реализации такой защиты, ее наличие крайне важно на профессиональных моделей с большим диаметром круга.

Регулировка защитного кожуха без использования ключа

В этом плане у каждого производителя есть свои способы реализации такой регулировки, но общее у них то, что смена положения защитного кожуха производится быстро и без использования ключа. Это очень удобно при выполнении определенного типа работ, когда нужно постоянно менять положение защитного кожуха. Как правило достаточно отогнуть рычажок и передвинуть кожух на нужный угол.

При использовании кожухов, для регулировки которых требуется ключ, их перестановка несколько затруднена. Чтобы упростить себе работу пользователи часто идут на нарушение безопасности. Не зажимают полностью кожух или снимают его вовсе. Наличие системы регулировки кожуха без ключа, призвано не только улучшить процесс работы но и оттолкнуть пользователя от необдуманных решений, которые грубо нарушают технику безопасности.

Регулировка частоты вращения

Регулировка частоты вращения шпинделя производится при помощи колесика расположенного на корпусе инструмента. На дешевых моделях эта регулировка вовсе может отсутствовать. Но как показывает практика, при выполнении определенных работ ее наличие очень важно и позволяет более качественно производить разрезание или шлифовку. Например выполняя шлифовку пластика и различных лакокрасочных покрытий, при слишком интенсивном вращении оснастки обрабатываемая поверхность может подгорать.

Рукоятки их разновидности и регулировки

В классическом виде УШМ имеют две рукоятки основную и дополнительную, которая крепится на редукторе. Но в этом плане у инструмента имеется множество особенностей, которые стоит рассмотреть отдельно.

Одноручные и двуручные УШМ

Различают УШМ с одной и двумя рукоятками. Сразу необходимо отметить, это совсем не означает, что при работе вы будете держать инструмент одной рукой. Просто в одноручной УШМ вторая рука располагается на корпусе. Одноручными выпускаются УШМ с диаметром дисков под 115 мм и 125 мм. Главное преимущество одноручных УШМ это их небольшая длинна, что позволяет использовать инструмент в труднодоступных местах, например при кузовных работах.

Главный недостаток - их труднее удержать при работе. Поэтому инструмент под оснастку большого диаметра бывает только с двумя рукоятками. В любом случае держать инструмент за две ручки гораздо удобнее и безопасно, чем держать его за одну рукоятку и за корпус. Перед приобретением инструмента стоит подержать его в руках, чтобы определиться какой вариант для вас является предпочтительным.

Крепление дополнительной рукоятки

На корпусе редуктора имеется не менее 2 отверстий для крепления дополнительной рукоятки. Оптимальным является наличие 3 отверстий - два по бокам и одно сверху. Этого вполне достаточно для удобства выполнения практически любых работ. Некоторые производители делают больше 3 позиций для крепления рукоятки, нужен ли такой функционал решать вам.

Места крепления дополнительной рукоятки.

Регулировка основной рукоятки

Основную рукоятку можно поворачивать относительно оси корпуса. Чаще всего имеются 3 позиции - нейтральная и по 90⁰ в обе стороны. Это позволяет подобрать необходимый охват для более качественного и удобного выполнения работ.

Углы поворота основной рукоятки УШМ.

Виброгасящая рукоятка

При работе угловой шлифовальной машинкой возникает вибрация, для гашения которой используется специальная виброгасящая ручка. Оснащаются такой ручкой далеко не все модели. Как правило это более дорогие или профессиональные УШМ. Может показаться, что это не столь важная деталь, но исходя из опыта могу сказать, что работа УШМ с антивибрационной ручкой гораздо более мягкая и комфортная. Поэтому лучше если инструмент будет оснащен такой рукояткой.

Аккумуляторные УШМ – особенности их выбора

Автономные болгарки появились на рынке электроинструмента сравнительно недавно. В таких конструкциях используются литий ионные аккумуляторы большой емкости, способные обеспечить работу угловой шлифмашинки на протяжении небольшого промежутка времени. Подобные технические решения на данный момент применимы только к болгаркам с небольшим диаметром диска в 115 и 125 мм.

Использование аккумуляторных УШМ в домашних условиях при наличии электросети не является лучшим решением:

• Во-первых, такие модели достаточно дороги.
• Во-вторых, время автономной работы под нагрузкой у них ограничено.
• В-третьих, аккумуляторные батареи требуют постоянного наблюдения и регулярного заряда.

Единственное достоинство такого инструмента - это возможность его использования в местах, где нет электроснабжения. Для современного домовладения это не является проблемой, а значит, выбор аккумуляторной болгарки является нецелесообразным. Покупают их в случае крайней необходимости, когда нет возможности работать от источника питания.

Главный параметр на который стоит обратить внимание при выборе аккумуляторной УШМ это емкость батареи. Помните о том, что УШМ потребляют достаточно большое количество энергии, поэтому чем больше емкость батареи тем больше времени вы сможете  работать инструментом на одной зарядке. Все остальные критерии выбора одинаковы как для аккумуляторных так и для сетевых УШМ.

Виды оснастки для «болгарки»: правила ее использования и подбора

Угловые шлифовальные машинки отличаются исключительной универсальностью за счет использования широкого спектра разнообразных принадлежностей. Рынок оснастки очень велик и может удовлетворить как домашнего мастера так и профессионала. Но и тут могут быть сложности связанные с подбором размера оснастки. Как уже говорилось ранее, наиболее распространенными размерами являются УШМ на 125 мм и 230 мм.

Купить оснастку для такого инструмента можно в любом строительном магазине. А вот с оснасткой под УШМ 150 мм и 180 мм могут возникнуть проблемы, т. к. данный вид инструмента не сильно распространен. Вся выпускаемая оснастка предназначена для разрезания или шлифовки определенного вида материала или материалов и не допускается ее применение на других материалах. Это первое на, что стоит обратить внимание при ее выборе. 

Подбор оснастки осуществляется с учетом характера выполняемых работ и параметров угловой шлифовальной машины. Не допускается использование оснастки, диаметр которой превышает максимально допустимый диаметр круга для данной модели УШМ.

Номенклатура оснастки включает следующие позиции.

Отрезные круги

Предназначены для резки разных материалов. При использовании данного вида оснастки следует строго выдерживать угол между инструментом и обрабатываемой поверхностью. Отрезные диски применяются только для хорошо зафиксированных деталей. Они бывают абразивные и алмазные.

Абразивные отрезные диски. 

Чаще всего такие круги используются для резки металла, камня и бетона. Спецификация таких кругов отмечается на их этикетке и обозначается буквами и цифрами, например: A 24 S, где:

• Первая буква "А" означает материал зерна из которого изготовлен круг. А - корунд, AS - электрокорунд, С - карбит кремния (используют в кругах предназначенных для резки бетона).
• Цифра, в данном случае "24", показывает фракцию зерна и обозначает специализацию круга. Для стали этот показатель будет крупнее, а для цветных металлов мельче.
• Последняя буква "S" показывает твердость связки. Чем буква ближе к концу алфавита, тем твердость связки выше.

Все эти параметры необходимо подбирать под обрабатываемый материал. В противном случае диск может либо гореть либо слишком быстро стачиваться. Главное правило - чем тверже обрабатываемый материал, тем мягче должна быть связка.

Алмазные отрезные диски.

Алмазные отрезные круги разных типов узко специализированны и рассчитаны на использование только для работы с определенными материалами:

• Тип «бетон» для резки всех его видов, в том числе и для железобетонных изделий.
• Тип «асфальт» предназначен для материалов со значительным содержанием абразивов.
• Тип «строительный материал» применяется для обработки керамического или силикатного кирпича.
• Тип «гранит» используется для работы по сверхтвердым строительным материалам.

По виду режущей кромки их делят на сегментные, сплошные и "турбо":

Шлифовальные круги

Зачистные щетки

Правила техники безопасности

При работе с болгаркой необходимо помнить о том, что частота вращения диска составляет от 6 650 до 13 290 об/мин и разрушение его сопровождается разлетом осколков. Поэтому категорически запрещается снимать защитный кожух, а оператор должен использовать специальные очки. При работе с электроинструментом следует соблюдать следующие меры безопасности:

• Не допускается применение оснастки, не соответствующей данной модели по размеру или имеющей механические повреждения.
• Необходимо использовать рабочие перчатки, а также прозрачные щитки для защиты лица и шеи и очки для глаз.
• В плоскости вращения диска не должны находиться люди.
• Для работы с определенным материалом использовать только специализированные виды оснастки.
• Сетевой провод следует размещать так, чтобы исключить возможность его повреждения.

Пренебрежение простыми правилами безопасности может привести к травматизму и даже летальному исходу вследствие поражения жизненно важных органов осколками диска.

Для того, чтобы понять как выбрать болгарку (угловую шлифмашинку) для дома, нужно знать для чего конкретно требуется инструмент, и как часто он будет использоваться. Если же учитывать усредненные потребности домовладельца и перечень проводимых работ, то можно порекомендовать сетевой УШМ с диаметром круга в 125 мм известного производителя.

Обычно такого агрегата достаточно для выполнения большинства работ. В целом данный инструмент не сильно дорогой и рынок перенасыщен предложением. Поэтому вам остается только определить ваши потребности и сравнив несколько подходящих моделей произвести свой выбор.

Видео. Выбираем "болгарку"