Владельцам болгарок, годами пылящихся в кладовке или сарае, возможно, и не нужны знания об их устройстве и работе, так же, как блондинку не интересует, почему ее фен дует горячим воздухом. Опытному же пользователю, стершему не один десяток кругов, такая информация поможет правильно обслуживать болгарку, проводить небольшие ремонты (ремонт оборотов, замена и ремонт якоря, перемотка якоря, проверка и прозвонка якоря, ремонт, прозвонка и перемотка статора, замена подшипника и шестеренок, ремонт выключателя) и долгие годы беспроблемно ей пользоваться.

УШМ (болгарка) Makita 9069. Фото 220Вольт


Электрическая схема/электросхема, схема подключения, чертежи

Во всех угловых шлифмашинах используются высокооборотные коллекторные двигатели переменного тока с несложной схемой подключения.

Питающий кабель подключен к выключателю — кнопке пуска. Положение фазной и нулевой жилы значения не имеет. После выключателя напряжение поступает на две обмотки статора, вторые концы которых соединены со щетками. Контактируя с отдельными сегментами (ламелями) коллектора, щетки запитывают обмотки ротора (якоря).

Даже в самых бюджетных моделях электроинструмента, параллельно обмоткам статора, устанавливается конденсатор. Емкость его прямопропорциональна мощности двигателя и достигает величины 0,1…0,47 mF, рабочее напряжение должно превышать напряжение сети минимум в полтора раза.

Назначение конденсатора:

  • Подключенный параллельно индуктивной нагрузке обмоток создает емкостную нагрузку и облегчает запуск двигателя.
  • Выполняет функцию искрогашения, в значительной мере уменьшая шлейф искр, который тянется за щетками при переходе с ламели на ламель коллектора.
  • Подавляет электромагнитные помехи, генерируемые коллекторным двигателем.

При выходе из строя (пробое) конденсатора ускоряется разрушение щеток и износ коллектора.

Схема питания болгарки

Конденсатор С на схеме обведен красным.

С целью расширения функций, со временем в их электросхему ввели регулятор оборотов болгарок, позволивший оператору в процессе работы изменять частоту вращения ротора двигателя.

Принципиальная схема регулятора оборотов

Схема регулятора оборотов. Источник: https://myinstrumenty.ru/elektroinstrument/elektricheskaya-shema-bolgarki/

Основные элементы схемы — полупроводниковые приборы динистор и симистор.

От положения регулятора — потенциометра R1 — зависит управляющее напряжение динистора, поступающее на симистор, который, в свою очередь, изменяет синусоидальный характер тока, протекающего через обмотки.

Регулятор оборотов, в том числе, и сделанный своими руками, позволяет плавно изменять частоту вращения шпинделя болгарки от 2500…2800 об/мин до максимума, в зависимости от выполняемых с помощью УШМ задач.

Устройство плавного пуска

При подаче напряжения на обмотки двигателя, ротор мгновенно приходит во вращение, рывком преодолевая инерцию собственную и всех остальных механических деталей болгарки. При этом потребляемый пусковой ток в два-три раза превышает номинальный, вызывая краткий перегрев обмоток и щеток в местах контакта. Инерционный рывок мощного электроинструмента в руках опасен для оператора.

УШМ Makita 9565CV с плавным пуском. Фото 220Вольт

Смягчить рывок и уменьшить его вредные эффекты призвано устройство плавного пуска. Выполняется обычно в виде неразборного модуля, монтируемого последовательно с выключателем. В основе модуля микросхема, растягивающая во времени скачок пускового тока от 0,1 до 0,5 сек, в зависимости от мощности двигателя.

Система поддержания оборотов

Электронно-полупроводниковая схема, обеспечивающая неизменность частоты вращения шпинделя, независимо от нагрузки. Считывая показания с магнитного кольцевого датчика на валу якоря, изменяет величину тока в обмотках и угол опережения фазы.

В современных моделях УШМ функцию поддержания оборотов выполняет электронная схема регулятора оборотов.

У каждого свое ноу-хау

Производители выпускают электроинструмент, не раскрывая конкретных деталей и технических подробностей его электросхемы.

Пример — деталировка болгарки Бош GWS-11-125:

Обозначения на схеме:

  • 818 — выключатель со встроенным конденсатором и устройством плавного пуска;
  • 810 — щетки;
  • 813 — магнитный датчик (датчик Холла);
  • 851 — блок регулятора оборотов с функцией поддержания оборотов.

Источник: https://zip4tools.ru/scheme/bosch/gws-11-125-ci-type-3601h22000/2ad734/

На сайтах Bosch https://www.bosch-professional.com/ru/ru/ и https://www.bosch.ru/ другая информация об электрической части УШМ GWS-11-125 отсутствует.

Примечание. Кроме болгарок, работающих от сети 220 В, 50 гц, популярны также и аккумуляторные УШМ.

Их достоинства: независимость от источника питания, высокая мобильность.

Недостатки: Большая масса по сравнению с сетевыми аналогами, ограниченное время работы без подзарядки или замены аккумулятора, высокая стоимость.

Внимание! Промышленные отрезные машины с бензоприводом не являются угловыми шлифовальными, так как в их конструкции отсутствует угловой редуктор и рабочий вал (шпиндель) параллелен коленвалу мотора.

Размеры

Габариты и масса угловых шлифовальных машин определяются их назначением, мощностью и размерами сменного инструмента.

Диаметр абразивного отрезного диска для обработки стали — главный параметр, от которого зависят мощность, крутящий момент двигателя и, соответственно, размеры болгарки.

По общепринятой классификации, болгарки с дисками 115 мм…125 мм., мощностью 0,6 …1,4 кВт считаются малыми.

Углошлифовальная машина Bosch GWS 9-125 S. Фото ВсеИнструменты.ру

Размеры их корпуса — длина около 300 мм. и поперечные размеры не более 80х80 мм. — позволяют удерживать их при работе за корпус, на котором монтируется выключатель. Малые болгарки мощностью 1,2…1,4 кВт могут иметь выделенную рукоятку управления с установленным на ней выключателем, увеличивающую длину корпуса до 420 мм. и более.

Масса болгарок малого класса не превышает 3,0…3,5 кг.

Средний класс — УШМ под отрезной диск диаметром 150…180 мм. и мощностью до 2,0 кВт.

Масса 4 и более кг., длина корпуса с рукояткой управления около 500 мм.

Болгарки большого класса, мощностью до 3,0 кВт и диаметром диска 230 мм., имеют длину более 500 мм. при размерах поперечного сечения корпуса у редуктора 120х130 мм., весят не менее 5,5 кг.

Устройство УШМ

Устройство угловых шлифовальных машин всех классов практически одинаковое. Их основные узлы и детали носят тождественные названия, отличаясь техническими характеристиками и размерами.

Двигатель

Однофазный коллекторный двигатель и система его управления составляют электрическую часть болгарки.

Во всех УШМ применяются высокооборотные, до 40 тысяч об/мин, малогабаритные электромашины, устанавливаемые в корпусе.

Основные элементы двигателя:

Статор

Неподвижный полый элемент цилиндрической формы. Набран из отдельных фигурных пластин электротехнической стали. Имеет пазы, в которых уложены витки двух независимых обмоток, выполненных из медной проволоки с лаковым изолирующим покрытием. Начало каждой обмотки электрически соединено с выключателем, конец — с щеткой, контактирующей с коллектором статора.

408-317 Статор для BOSCH GWS7-125/GWS7-115 HAMMER. Фото 220Вольт

Неподвижно закреплен с помощью болтов и фиксирующих выступов в корпусе болгарки.

При прохождении электрического тока через обмотки статора создается магнитное поле.

Ротор

Самая сложная — и дорогая — деталь во всей УШМ.

Представляет собой наборный сердечник, жестко закрепленный на валу. В пазах сердечника расположены витки обмоток, припаянных попарно к отдельным секторам (ламелям) коллектора, изолированным друг от друга. Токоведущие угольные щетки постоянно контактируют с ламелями, в результате электрический ток проходит в двигателе следующий путь: начало первой обмотки статора — щетка — начало одной секции обмотки ротора — конец противоположной — щетка — конец второй обмотки статора.

Ротор для ИНТЕРСКОЛ УШМ-2300M, HAMMER. Фото 220Вольт

Создаваемое обмотками ротора магнитное поле взаимодействует с полем статора, возникает движущая электромагнитная сила, вынуждающая ротор вращаться.

На валу ротора неподвижно закреплен осевой лопастной вентилятор, создающий в корпусе УШМ поток охлаждающего воздуха.

Крыльчатка вентилятора размещена в диффузоре, отдельно смонтированном в корпусе перед установкой ротора. Диффузор разделяет поток воздуха на две части, для охлаждения редуктора и обдува сменного инструмента.

Важно! Для защиты обмоток статора и ротора от повреждения абразивной пылью, содержащейся в потоке воздуха, у профессионального инструмента они дополнительно «бронируются» эпоксидной массой.

Ротор. Скрин из видео https://youtu.be/6NMAs76UWRk

Ротор в сборе с валом и вентилятором балансируется при изготовлении, после чего на шейки вала напрессовываются подшипники и магнитное кольцо системы регулировки оборотов, если она предусмотрена.

На переднем конце вала ротора устанавливается ведущая шестерня редуктора, закрепленная от проворота шпонкой и затянутая гайкой. В дешевых моделях вместо гайки встречается стопорное кольцо.

Выключатель — кнопка включения

На болгарках малого и среднего классов, мощностью до 1,3 кВт, ползунок выключателя установлен непосредственно на корпусе и связан тягой с устройством тумблерного типа, фиксирующемся в положении «включено». Выключение инструмента производится возвратной пружиной при легком нажатии на ползунок.

Кнопка включения/выключения на болгарке HITACHI G15VA. Фото ВсеИнструменты.ру

Болгарки от 1,4 кВт и более, оборудованы выключателем клавишного типа, расположенным на рукоятке управления. Сбоку от клавиши, как правило, устанавливается кнопка, блокирующая ход клавиши и служащая защитой от случайного включения.

В моделях брендов Makita, Bosch и некоторых других предусмотрена система защиты от перегрузки, освобождающая выключатель при внезапной перегрузке УШМ.

Редуктор

Размещен в корпусе из алюминиевого сплава, установленном на пластиковом корпусе электрической части болгарки.

Редуктор углового типа, т.е. вторичный его вал расположен под прямым углом к первичному, которым является вал ротора.

Примечание. В свое время использование углового редуктора расширило область применения прямовальных машин и породило новый класс ручного электроинструмента — УШМ.

Передаточное число редуктора «i» от 3,1 до 4,0, в зависимости от класса и мощности болгарки. Редуктор предназначен для снижения частоты вращения ротора двигателя до 8…11 тысяч об/мин, с соответствующим увеличением крутящего момента, и привода сменного инструмента (насадки), закрепленного на шпинделе. (Шпинделем принято называть выходящую из корпуса редуктора консольную часть вторичного вала.)

Ведомая шестерня установлена на вторичном валу на шпонке и фиксируется стопорным кольцом. Для устранения осевых перемещений, под стопорным кольцом может быть пружинящая шайба (бренд Makita).

По типу зубчатой передачи редукторы болгарок могут быть прямозубые и кривозубые (спиральные).

Прямозубые передают большие нагрузки, имеют длительный срок службы, отличаются повышенным шумом.

Кривозубые редукторы значительно более «тихие», при недостатке смазки нагреваются и быстро изнашиваются из-за наличия трения скольжения в зубчатом зацеплении.

Шестерни редукторов производятся методом точного стального литья, обрабатываются на зуборезных станках, закаливаются и зубья их после закалки шлифуются. Такая технология удорожает УШМ.

Шестерни дешевых болгарок после отливки под давлением проходят только упрочнение дробью. Их легко отличить по отсутствию следов термообработки.

В редукторах качественных УШМ имеется кольцевое уплотнение привалочной поверхности крышки и комбинированная манжета в отверстии для выхода шпинделя, препятствующие попаданию грязи и вытеканию смазки.

В профессиональных моделях бренда Bosch между крышкой и корпусом установлены стальные прокладки толщиной 0,05 мм., предназначенные для уменьшения зазора в зубчатом зацеплении по мере износа шестерен.

Редуктор у большинства современных болгарок малого и среднего классов может поворачиваться и фиксироваться относительно корпуса в четырех положениях.

Подшипники

Вал ротора установлен в корпусе на двух шарикоподшипниках закрытого типа. Помимо собственного защитного кольца, подшипники ротора от попадания пыли дополнительно предохраняются эластичными кольцами и, в некоторых моделях, лабиринтными уплотнениями.

На вал ротора подшипники установлены с прессовой посадкой. В гнездах корпуса посадка широко-ходовая.

Подшипник открытый для болгарки Hammer. Фото 220Вольт

Качественные болгарки известных брендов в гнездах корпуса имеют упругие вкладыши, призванные гасить вибрации.

В болгарках малого класса, ведомая шестерня редуктора со шпинделем устанавливается в подшипниках скольжения, бронзово-графитовых втулках. Более мощные машины имеют редуктор со шпинделем на подшипниках качения, игольчатых или шариковых закрытого типа.

Стопор

Служит для фиксации шпинделя редуктора при откручивании и затягивании зажимной гайки для замены насадки (сменного инструмента).

Стопорная кнопка на корпусе болгарки Интерскол. Фото ВсеИнструменты.ру

Представляет собой установленный в корпусе подпружиненный цилиндрический штифт с наружной головкой в виде кнопки или клавиши. При нажатии на кнопку внутренним концом стопор входит в одно из отверстий, предусмотренных в ведомой шестерне, и препятствует ее вращению.

Прочие

Съемная рукоятка

Предназначена для удержания болгарки при работе второй рукой оператора.

На болгарках мощностью до 1,5 кВт устанавливается на редуктор в двух положениях, на мощных шлифмашинах — в трех, справа, слева и сверху корпуса редуктора.

Может иметь накладки из нескользящего пластика или противовибрационное демпфирование.

Защитный кожух

Предупреждает случайное прикосновение к вращающемуся сменному инструменту, защищает оператора от потока искр и пыли. Устанавливается на цилиндрический прилив редуктора со стороны шпинделя. Путем ослабления и затягивания винтов хомута может поворачиваться в удобное положение.

Кожух на УШМ METABO, MAKITA, DEWALT, MILWAUKEE для шлифовки Тип А4 (180 мм) MESSER. Фото ВсеИнструменты.ру

В последнее время распространились быстросъемные конструкции, позволяющие поворачивать и фиксировать защитный кожух с помощью ручной защелки, без применения инструмента.

Быстрозажимная гайка SDS

Ослабляется и зажимается усилием пальцев руки, позволяет заменять рабочую насадку без специального ключа.

Система SJS

Система привода с упругой муфтой между валом ротора и ведущей шестерней редуктора. Смягчает рывки и удары сменного инструмента и защищает двигатель болгарки. При использовании упругих муфт SJS корпус редуктора состоит из двух деталей.

Встречается, в основном, на УШМ среднего класса бренда Makita.

Система SJS. Источник: https://yandex.ru/video/preview/12158821247544083240

Инструкция по эксплуатации

Прилагаемая к любой болгарке «из коробки» инструкция по эксплуатации фактически копирует отечественные «Правила охраны труда при работе с ручным электроинструментом».

В ней содержатся требования к одежде и обуви пользователя УШМ, применению средств индивидуальной защиты — защитных очков или маски, перчаток, в необходимых случаях респиратора и наушников-антифонов.

Защитные очки AMPARO, линзы выполнены из поликарбоната. Фото 220Вольт

Инструкцией предписывается проводить техническое обслуживание и смазку УШМ.

Запрещается:

  • Подвергать электроинструмент воздействию дождя и влаги.
  • Выполнять регулировки или заменять насадки без отключения болгарки от сети.
  • Работать без защитного кожуха.
  • Удерживать работающую шлифмашину только одной рукой.
  • Доверять УШМ лицам без опыта работы или не прочитавшим данную Инструкцию.

Особое внимание уделено правильным приемам в работе, позволяющим избежать «отдачи» при заклинивании круга.

Справка. Нетрудно подсчитать, что вращающийся с окружной скоростью около 80 м в секунду круг, массой 0,1 кг, имеет кинетическую энергию 320 кдж (E = m*v2/2). При внезапной остановке круга, болгарка массой 3,0 кг будет стремиться вырваться из рук со скоростью около 14,6 м в сек.

Срок эксплуатации

Угловые шлифмашины входят в список товаров длительного пользования, которые по истечению определенного периода могут представлять угрозу жизни и здоровью потребителя, его имуществу или окружающей среде. Если срок службы не назван, производитель должен обеспечивать права потребителя в течение 10 лет.

УШМ AEG WS 2200-230DMS. Фото ВсеИнструменты.ру

Поэтому любому производителю выгоднее самому указать срок службы своего изделия.

Фактически, заявленные сроки службы для профессиональных УШМ составляют:

  • продукция AEG — 6 лет;
  • болгарки Makita, Bosch — 5 лет;
  • Интерскол — 5 лет.

Заключение

Выбирая углошлифовальную машину, сформулируйте конкретные требования к ней и определите, какие задачи вы будете ей ставить, и с какой эффективностью она должна будет их решать.

Под словом «эффективность» следует понимать не только производительность, но и технический уровень изделия, удобство и безопасность работы с ним.

Где купить

Приобрести болгарку и запчасти к УШМ возможно у сотрудников компаний, представленных в соответствующих разделах.