Несправності щіток болгарки та їх усунення

Важко собі уявити арсенал домашнього майстра без такого популярного електроінструмента, як кутова шліфмашинка УШМ або болгарка (народна назва). Свою популярність УШМ отримала за рахунок універсальності, оскільки цей інструмент можна застосовувати для різання, шліфування, пилення, полірування, зачистки, наточки та інших робіт. Причому обробляти можна абсолютно будь-які матеріали. У процесі експлуатації інструменту виникають різні поломки, і однією з найпоширеніших є шукання щіток на УШМ. Чому шукають щітки на болгарці, знають далеко не багато, тому розберемося в цьому питанні, а також з'ясуємо, чому вони згорають і як виконується їх заміна.

Пристрій електродвигуна і принцип роботи

Магнітне поле створює статор.

Головним елементом його конструкції для двигуна постійного струму служить постійний магніт, для змінного струму - обмотка збудження. Ротор (якір) має власну обмотку, на яку за допомогою щітково-колекторного вузла подається напруга. Взаємодія магнітних полів змушує ротор обертатися.

Колектор складається з набору контактів, що являють собою мідні пластини, розташовані безпосередньо на роторі. Міканітові або слюдинітові манжети виконують роль ізоляторів для кожного окремо взятого контакту. Графітові щітки - ковзні контакти притиснуті до збірки.

Передісторія

Електрична кутова шліфувальна машина винайдена в першій половині минулого, двадцятого, століття. Серійний випуск розпочато 1954 року німецькою компанією FLEX-Elektrowerkzeuge.

У нашій країні люди старше 40 років пам'ятають, що таке СЕВ. Саме за планом Ради економічної взаємодопомоги в 1970-х роках в Болгарії, тоді країні народної демократії, на заводі «Спаркі-Елтос» в місті Ловоч було розпочато випуск УШМ під торговою маркою Eltos. Значна частина продукції заводу поставлялася в СРСР.

Перші Eltos, схрещені радянським народом «болгарками», мали сенсаційний успіх у різних галузях промисловості і будівництва, дозволили механізувати і прискорити багато технологічних процесів, пов'язаних з обробкою листового і профільного металу. Прямошліфувальні машини, що застосовувалися до цього, через малу кількість обертів мали єдину функцію - шліфування, і низьку мобільність, оскільки живилися від трифазної електромережі.

Своїм глобальним поширенням сучасні болгарки, що працюють скрізь, де є розетка 220 В, зобов'язані німецьким інженерам, які зуміли колекторну електромашину постійного струму перетворити на малогабаритний високооборотний однофазний УКД, універсальний колекторний двигун.

Коротко про пристрій двигуна. Електродвигуча сила (ЕДС), що виникає в обмотках, змушує ротор з розміщеним на ньому якорем обертатися в електромагнітному полі статора, споживаючи при цьому чималий струм, вимірюваний десятками ампер. Як передаються ці ампери з обмоток нерухомого статора на ротор, що стрімко обертається?

Цю непросту задачу вирішує щітково-колекторний вузол.

Щітка двигуна - скромна деталь, що виконує відповідальні функції в екстремальних умовах.

Примітка. Не плутайте деталь електродвигуна з іншими щітками, що застосовуються як змінний робочий інструмент болгарки. Наприклад, з дротяною зачистною, званою так само «корд-щітка» або «корщітка».

Пристрій електрообладнання УШМ

За кілька десятків років зовнішні параметри болгарки майже не змінилися, за винятком вдосконалених моделей, в яких використовується акумулятор як елемент живлення. Основою інструменту є корпус з вбудованим асинхронним мотором і редуктором, а також прикручується ручка з захисним корпусом.

Електроінструмент може використовуватися з відрізними і зачистними дисками, а також існують диски з пелюстками наждачки для шліфування. Як і всі інструменти, шліфмашинка може відмовитися працювати, але найчастіше усунути несправність не так вже й складно. Для цього може знадобитися розбирання корпусу і дрібний ремонт деталей. Однак необхідно розуміти пристрій болгарки, в схемі якої є такі елементи:

• Збірка;
• Якір;
• Щітки;
• Редуктор;
• Статор;
• Ручка-утримувач;
• Вилка і силовий дріт.

Працездатність усіх елементів дуже важлива для нормального функціонування всієї системи. При виході з ладу будь-якої деталі шліфмашинка стає марним інструментом. Щоб диск болгарки обертався, повинен обертатися якір і приводити в рух редуктор, і чим швидше обертається якір, тим більше буде швидкість обертання диска. Колектор - своєрідна частина у вигляді майданчика, до якого ведуть контакти силових і керуючих електродеталей. Колектор приймає напругу від щіток, і в подальшому процесі електрична енергія перетворюється на механічну.

Відполірований щітками майданчик можна побачити при розбиранні корпусу. Через силовий кабель струм надходить до щіток, які передають напругу колектору. Найчастіше щітки дають про себе знати світінням, а залежно від світіння може визначатися ступінь працездатності щіток або якоря. Не менш важливою деталлю є редуктор. Головним завданням редуктора є передача руху від якоря до робочого валу, на який встановлюється диск або інше пристосування. Від конструкції редуктора залежить потужність електроінструмента, оскільки цей параметр визначається кількістю зубів головної шестерні редуктора.

Дуже складним технічним вузлом електросхеми болгарки вважається статор. У статорі знаходиться обмотка, що визначає обертання ротора. При виході з ладу обмотки її перемотка самостійно проводиться рідко і ще рідше може увінчатися успіхом. При таких несправностях ризикувати не варто - для усунення неполадок необхідно звернутися до досвідчених фахівців.

Вугільні, графітові та металографітові щітки для УШМ

При виготовленні щіток електромашин застосовуються такі матеріали:

Електрографіт, одержуваний з вуглецевих матеріалів (сажа, антрацит, нафтококс, кокс), спресованих після нагріву в електропечі при температурі вище 2500ºС.

При термообробці компоненти перетворюються на штучний графіт, що має хороші властивості комутації і високий рівень захисту від замикання і обвуглювання.

Області застосування: двигуни постійного струму різної потужності; двигуни змінного струму; тягові електродвигуни; універсальні електродвигуни; генератори; обертові перетворювачі тощо.

Щітки графітові Makita підходять для УШМ 9565C/9565CV/9565CVL. Фото ВсеИнструменты.ру

Вуглеграфіт, спечена і спресована суміш аморфного вуглецю, графіту і зв'язувальних речовин. Має низьку абразивність, видаляє легке обвуглювання при малій швидкості ковзання, має слабке іскроутворення.

Області застосування: турбогенератори; електродвигуни потужністю до 30 кВт; мікродвигуни; універсальні двигуни; динамо-машини; автомобільні генератори.

Тверде вугілля, отримане з аморфних вуглеців. Має міцну структуру, високу твердість і абразивність, очищає поверхню колектора. В умовах жорстких перемикань і значної периферійної швидкості застосовуються щітки з твердого вугілля з високим питомим опором і графітною структурою.

Області застосування: універсальні двигуни; електромашини потужністю до 30 кВт і напругою до 500 В. Щітки для двигунів побутової техніки.

Бакелітографіт. Проводиться змішуванням порошку графіту з бакелітовою смолою, пресується і полімеризується при високій температурі.

Характеризується великим питомим опором з падінням напруги, великою різницею між поперечними і поздовжніми електричними опорами, що позитивно відбивається на пом'якшенні умов комутації.

Області застосування: електрогенератори потужністю до 30 кВт, колекторні електродвигуни, електродвигуни із змінюваною швидкістю, універсальні двигуни тощо.

Щітки вугільні Hitachi 999059. Фото ВсеИнструменты.ру

Металографіт. Проводиться змішуванням натурального графіту з порошком металів, в першу чергу міді. Матеріал має більш високу електропровідність і низький електричний опір контакту; щільність струму набагато більша, ніж в інших матеріалах для щіток.

Застосовується для щіток електричних машин постійного струму, що працюють з малою швидкістю і при низькій напрузі: двигуни транспортних засобів, низько- і середньошвидкісні синхронні двигуни з кільцевими колекторами і контактними кільцями тощо.

Серебрографіт, отриманий змішуванням і ущільненням при високих температурах порошку графіту і срібла.

Володіє високою провідністю і застосовується при необхідності зменшення падіння напруги в точці контакту.

Щітки зі серебрографіту незамінні, якщо потрібно з особливою точністю контролювати напругу на контактних кільцях або колекторі електромашини.

Області застосування: тахогенератори, мікродвигуни низької напруги, передавачі сигналів вимірювання.

Короткий аналіз наведеної класифікації матеріалів для щіток показує, що в двигуні вашої болгарки - двигуні універсального призначення - виробник міг застосувати деталі, виготовлені з електрографіту, вуглеграфіту, твердого вугілля або бакелітографіту. Вибір матеріалу продиктований багатьма технічними умовами, аж до фізичних властивостей сплаву, з якого виготовлені ламелі колектора. Чималу роль зіграла собівартість деталей, важлива для серійного виробництва.

Для чого застосовується УШМ і як влаштована

Кутова шліфувальна машина (УШМ), або «болгарка», міцно увійшла в побутове і виробниче життя не тільки майстерної людини, але і простого обивателя, якому подобається комфортно вирішувати слюсарні і столярні завдання. Популярність цього електроінструмента обумовлена простотою, універсальністю і багатофункціональністю застосування.

За допомогою різних додаткових насадок болгарка може різати метал, шліфувати різні поверхні, очищати їх від іржі або старих лакофарбових покриттів. В арсеналі УШМ є такі функції, як заточка ріжучих інструментів, штроблення бетонних стін, різання керамічної плитки або каменю.

Пристрій болгарки

Конструктивно болгарка являє собою електродвигун потужністю від 500 до 2000 Вт, який перетворює силу електричного струму на обертальний рух. Цією ж метою служить планетарний редуктор, що складається з двох основних шестернів з прямою або конусною зубчастою передачею. Обертання шпинделя робочого валу здійснюється в режимі прямої передачі, швидкість визначається співвідношенням числа зубів редуктора. Деякі болгарки оснащені електронним блоком плавного пуску двигуна і регулюванням швидкості обертання.

Професійна УШМ з регулюванням обертів двигуна

Тип електродвигуна - асинхронний, однофазний. Електродвигуча сила виникає при взаємодії обмотки ротора в магнітному полі статора, нерухомо закріпленого в корпусі. Завдяки кутовій передачі обертального моменту, значно підвищується рівень безпеки при роботі. У разі заклинювання диска у в'язкому матеріалі, не відбувається реактивного обертання корпусу інструменту, що запобігає можливим травмам оператора.

Багато хто відчував на власній практиці явище реактивності при роботі електродрілі. Коли зверло заклинює, наприклад, у твердій деревині, корпус приладу починає з силою обертатися в зворотному напрямку, виривається з рук і може призвести до травми або навіть каліцтва.

Що це таке?

Електросхема болгарки нехитра. Через різницю потенціалів між «фазним» і «нульовим» проводами, електричний струм з частотою 50 Гц надходить через вимикач на обмотки в порядку «статор - ротор - ротор - статор». Всі навороти, покликані розширити функції болгарки, типу системи підтримки обертів незалежно від навантаження, принципову схему не змінюють.

Примітка. Давайте домовимося називати речі своїми іменами. Ротор - це обертова частина електромашини, статор - нерухома. Обмотка, в якій індуктується ЕДС і протікає струм навантаження - якір.

Ті, хто сумнівається, можуть зазирнути в ДСТУ 24471-87.

Є всі підстави вважати статор «вічним» вузлом. Так воно і є, якщо ваша болгарка випущена солідною фірмою, для якої власна репутація не менш важлива, ніж прибуток.

Ротор конструктивно складний вузол, призначення його - перетворити взаємодію електромагнітних полів на обертання і крутячий момент і передати їх потужність через редуктор на робочий інструмент, відрізне коло або, скажімо, корд-щітку.

Всі складові частини ротора: сердечник якоря з обмотками, колектор, вентилятор - зібрані на загальному валу, встановлюваному в підшипниках. На робочому кінці валу кріпиться провідна шестерня редуктора.

Сердечник якоря з окремих сталевих фігурних пластин, напресованих на шлиці валу. У пазах якоря післяйно покладені витки обмотки. З зовнішньої циліндричної поверхні ротора обмотки захищені вставками з ізолюючого матеріалу.

Колектор циліндричної форми, складається з окремих деталей, званих ламелями, виготовленими з міді (мідного сплаву), трапеціевидного перерізу, з боку якоря мають виступи з прорізом - «півники». До «півників» припаяні кінці мідного дроту, з якого набрані окремі секції обмотки якоря. Витки секцій укладаються в пази якоря в суворому порядку. Напрямок намотки витків та їх підключення до ламелей колектора ретельно контролюються. Між ламелями встановлені тонкі ізолюючі пластини. (У пра-болгарки Eltos ізолюючим матеріалом була слюда, природний мінерал).

Так само, як у статора, обмотки якоря при його виготовленні багаторазово покриті ізолюючим лаком і «заброньовані». У деяких моделей обмотка з боку колектора захищена теплопровідним ізолюючим матеріалом для захисту від зносу мікрочастинками, що рухаються з потоком повітря.

Після складання ротора, зовнішні поверхні якоря і колектора проточуються, колектор шліфується і полірується, після чого ротор піддається балансуванню.

Правильно спроектований і виготовлений ротор протягом довгого часу витримує всі теплові, динамічні та електричні навантаження і перевантаження, які тільки можуть виникнути у болгарки в її нелегкій роботі.

Термін життя ротора обмежений тільки зносом колектора, який викликають щітки.

Отже, щітки.

Щітки вугільні Bosch для УШМ GWS 20, 21, 24, 26. Фото ВсеИнструменты.ру

Їх завдання - передати електричну потужність (ампери, помножені на вольти) від нерухомого статора на скажене обертовий колектор ротора, і зробити це без електричних, механічних і теплових втрат, з мінімальним збитком для колектора.

Щітка - це знімний електричний контакт ковзного типу. У всіх болгарках два щіткових вузли.

Конструкції щіток генераторів, двигунів і зворотних електромашин різноманітні, але досить уніфіковані.

Щітки болгарок входять в велику групу щіток для однофазних колекторних двигунів потужністю від 400 до 2500 ватт, що застосовуються в ручних електроінструментах (дрилі, перфоратори, пилки, рубанки) та інших типах обладнання з аналогічним електроприводом: насоси, вентилятори, газонокосарки, пилососи.

Конструктивно електрощітки, що відносяться до цієї групи, являють собою призматичну деталь прямокутного перерізу («тіло» щітки), до якої приєднаний провідник (струм), що закінчується контактним наконечником для підключення в електросхему.

Закріплення тівника в тілі щітки здійснюється розвальцівкою або запресовкою, іноді за допомогою електропровідного клею.

Вугільні щітки для УШМ Інтерскол 115/900 і 125/900. Фото 220Вольт

Тоководи робляться тільки з мідних незольованих проводів типу Щ (щітковий):

• багатожильні, марки МПЩ;
• плетені, у вигляді круглого або плоского канатика, марка ПЩ;
• зі спеціального проводу підвищеної гнучкості, ПЩС.

Контактні наконечники тонівників виготовляються або «під болт», або у вигляді ножової («втичної») прямої і прапорної клем, залежно від конструкції щіткодержателя болгарки.

У деяких моделей УШМ щіткодержателем є гніздо, виконане в пластиковому корпусі болгарки. Для таких варіантів щітки випускаються в зборі з притискною пружиною і круглим контактом, до якого закріплено струм.

Де купити

Важливо замінити зношену деталь такою ж новою, виготовленою тим же виробником з того ж матеріалу, що володіє всіма необхідними властивостями.

Не треба ходити по магазинах зі знятою щіткою в руках і підбирати дуже схожий виріб, він цілком може виявитися тільки схожим.

Можна знайти в мережі каталог виробника, вибрати модифікацію своєї УШМ, визначити номер (код) потрібної деталі. Потім пуститися на інтернет-пошуки фірми-постачальника. Потім вмовити її вислати вам не ящик, а тільки одну пару оригінальних щіток.

Потрібно зайти в окремий розділ нашого сайту, де зібрані компанії, кваліфіковані фахівці яких допоможуть отримати оригінальну деталь у фірмовій упаковці, в обумовлені терміни, за вказаною вами адресою за приємну ціну.

Вибирайте.

Розділи: Болгарки

Попередня стаття: Книги про ковальську справу Наступна стаття: Змазка редуктора болгарки

Ремонт статора болгарки

Причину виходу з ладу статора шліфмашинки визначити можна. Для цього потрібно звернути увагу на перебої в роботі. Ротор може розвивати обороти, що перевищують допустимі, що буде вказувати на міжвіткове замикання в обмотці. Багато поломок можуть усуватися тільки в сервісних центрах, але для безперебійної роботи можна проводити своєчасну чистку, мастило, заміну щіток і підшипників.

Вихід з ладу статора болгарки Макіта відбувається рідко, а причиною може стати постійний перегрів болгарки. У такому випадку корпус сильно нагрівається, і у вентиляційних каналах з'являється запах гару. В обмотці статора може бути коротке замикання або обрив, тому без спеціальних приладів визначити несправність і відремонтувати пристрій скрутно. Для ремонту УШМ своїми руками або заміни статора необхідно провести такі дії:

• Демонтаж редуктора УШМ;
• Демонтаж ротора після зняття планки кріплення;
• Зняття захисту статора;
• Відгвинчування гвинтів кріплення статора в корпусі;
• Зняття кришки ручки і відключення проводів харчування;
• Вилучення статора.

Статор щільно встановлено в корпусі, тому процес вилучення може супроводжуватися легкими ударами киянки по корпусу. Найчастіше статор підлягає заміні, але іноді любителі можуть робити перемотку самостійно.

Суть проблеми

Шукання щіток позбавляє електроінструмент можливості функціонувати на повну потужність. Оскільки вони є сполучною ланкою в електричному ланцюгу, порушення їхньої роботи призводить до перебоїв у подачі струму. Це негативно впливає на обмотку двигуна і знижує його робочий ресурс.

Іноді несправність може бути укладена в самих щітках. Вони швидко згорають з-за тріщин, сколів, подряпин, перегріву. Зміна старого щіткового комплекту вирішить проблему. Якщо причина іскріння не в щітках, то нові горять так само.

Як змінити

Технічне обслуговування болгарки із заміною щіток електродвигуна - нескладно.

Зніміть задню кришку корпусу і ви отримаєте доступ до щітково-колекторного вузла. Показуємо в ролику на прикладі моделі «Інтерскол 115/900» (підійде і для 125/900).