Щетки для болгарки: что это такое, угольные, графитовые и прочие, почему искрят и горят, какие причины неисправности, как поменять, фото и видео, где купить

Почему горят, искрят щетки, какие причины неисправности

Возникновение искр в месте контакта щеток и коллектора неизбежно.

В момент перехода от одной ламели к другой возникает электрическая дуга, очень короткая во времени – большое число оборотов и в пространстве – изолирующие вставки между ламелями очень тонкие.

В исправном инструменте искрение почти незаметно, но по мере эксплуатации болгарки усиливается. Сильное непрерывное искрение говорит о неисправностях и требует немедленного технического обслуживания щеточно-коллекторного узла.

У большинства моделей болгарок искрение щеток можно увидеть сквозь вентиляционные отверстия в задней части корпуса. Разумеется, заглядывать в болгарку можно только при работе её «вхолостую».

Если ваша УШМ устроена так, что зона касания щетками коллектора не видна, внешний признак неисправности – повышенный нагрев корпуса в районе щеток (электрическая дуга и плохие контакты всегда сопровождаются выделением тепла). Лучший способ предупреждения неисправностей такой болгарки – сократить перерывы между техническими обслуживаниями.

Основные причины повышенного искрения, способы устранения

• Щетки плохо приработаны. Дефект может проявиться после замены щеток. Если сильно искрят щетки у новой машины – дефект, заложенный изготовителем. (У подлинной продукции известных авторитетных брендов такое не встречается.) Способ устранения – дать болгарке поработать без нагрузки, на холостом ходу.
• Щетки «зависли» (обычно зависают по одной, не обе сразу). Зазор между телом щетки и обоймой щеткодержателя забит пылью и щетка не может свободно перемещаться. Вскрыть щеточные узлы, извлечь щетки, удалить пыль из обойм, продуть, промыть узлы. Установить щетки и проверить свободу их перемещения.
• Забиты угольной пылью промежутки между ламелями. Очистить жесткой кисточкой, промыть, продуть коллектор.
• Значительный износ щеток. «Короткая» щетка перекашивается в направляющих щеткодержателя, кромки контактной поверхности выкрашиваются. Замена щетки.

Устранение перечисленных выше неисправностей по силам рядовому пользователю с минимальной квалификацией.

Продолжим перечислять причины повышенного искрения и способы их устранения.

• Увеличение переходного сопротивления щетка-коллектор. Признаки: образование сплошной темной пленки окислов («нагар») на поверхности коллектора. Причина – чрезмерная величина коммутируемого тока из-за перегрузок в работе. Способ устранения – прошлифовать коллектор, для чего отдать болгарку в мастерскую.
• Износ поверхности коллектора. Причина – применение щеток других производителей, или просто большой «стаж работы» болгарки. Необходимо отремонтировать (проточить и прошлифовать) коллектор ротора в сборе в мастерской.

Важно. Не следуйте «вредным» советам типа «зачистить коллектор шкуркой-нулевкой». Без полной разборки болгарки доступа к коллектору нет. Такую операцию, как шлифовка коллектора, «на коленке» да еще «шкуркой» правильно не выполнить, если только у вас на даче не завалялся круглошлифовальный или хотя бы токарный станок.

Не нужно самому пытаться «очистить зазоры между ламелями острым инструментом». Нет там никаких зазоров, а изолирующие вставки легко повредить.

Не вздумайте «смазать коллектор специальным маслом».

Относитесь к техническому обслуживанию болгарки и её щеточных узлов спокойно. Процессам естественного старения подвержены все, и электрические машины тоже.

Аварийные ситуации с двигателем, типа межвиткового замыкания обмоток и возникновения «кругового огня» на коллекторе рассматривать не будем. К щеткам они имеют косвенное отношение.

Что это такое?

Электросхема болгарки незамысловата. Из-за разности потенциалов между «фазным» и «нулевым» проводами, электрический ток с частотой 50 Гц поступает через выключатель на обмотки в порядке «статор – ротор – ротор – статор». Все навороты, призванные расширить функции болгарки, типа системы поддержания оборотов независимо от нагрузки, принципиальную схему не изменяют.

Примечание. Давайте договоримся называть вещи своими именами. Ротор – это вращающаяся часть электромашины, статор – неподвижная. Обмотка, в которой индуктируется ЭДС и протекает ток нагрузки – якорь.

Сомневающиеся в определениях могут заглянуть в ГОСТ 24471-87.

Статор, неподвижная часть двигателя, состоит из двух сердечников, набранных из листов специальной стали, на которых виток к витку уложены обмотки из медной проволоки. Проволока обмоток, изначально имеющая лаковую изоляцию, при изготовлении обмоток дополнительно послойно изолируется лаком, готовая обмотка «бронируется» специальной тканью и снова пропитывается лаком. При работе машины статор неподвижен и не воспринимает механических нагрузок, непрерывно охлаждаясь потоком воздуха от вентилятора.

Есть все основания считать статор «вечным» узлом. Так оно и есть, если ваша болгарка выпущена солидной фирмой, для которой собственная репутация не менее важна, чем прибыль.

Ротор конструктивно сложный узел, назначение его – преобразовать взаимодействие электромагнитных полей во вращение и крутящий момент и передать их мощность через редуктор на рабочий инструмент, отрезной круг или, скажем, корд-щетку.

Все составные части ротора: сердечник якоря с обмотками, коллектор, вентилятор – собраны на общем валу, устанавливаемом в подшипниках. На рабочем конце вала крепится ведущая шестерня редуктора.

Сердечник якоря из отдельных стальных фигурных пластин, напрессованных на шлицы вала. В пазах якоря послойно уложены витки обмотки. С наружной цилиндрической поверхности ротора обмотки защищены вставками из изолирующего материала.

Коллектор цилиндрической формы, состоит из отдельных деталей, называемых ламелями, изготовленными из меди (медного сплава), трапециевидного сечения, со стороны якоря имеют выступы с прорезью – «петушки». К «петушкам» припаяны концы медной проволоки, из которой набраны отдельные секции обмотки якоря.

Так же, как у статора, обмотки якоря при его изготовлении многократно покрыты изолирующим лаком и «забронированы». У некоторых моделей обмотка со стороны коллектора защищена теплопроводным изолирующим материалом для защиты от износа микрочастицами, движущимися с потоком воздуха.

После сборки ротора, наружные поверхности якоря и коллектора протачиваются, коллектор шлифуется и полируется, после чего ротор подвергается балансировке.

Правильно спроектированный и изготовленный ротор в течение долгого времени выдерживает все тепловые, динамические и электрические нагрузки и перегрузки, какие только могут возникнуть у болгарки в её нелегкой работе.

Срок жизни ротора ограничен только износом коллектора, который вызывают щетки.

Итак, щетки.

Их задача – передать электрическую мощность (амперы, помноженные на вольты) от неподвижного статора на бешено вращающийся коллектор ротора, и сделать это без электрических, механических и тепловых потерь, с минимальным ущербом для коллектора.

Щетка представляет собой съемный электрический контакт скользящего типа. Во всех болгарках два щеточных узла.

Конструкции щеток генераторов, двигателей и обратимых электромашин разнообразны, но достаточно унифицированы.

Щетки болгарок входят в обширную группу щеток для однофазных коллекторных двигателей мощностью от 400 до 2500 ватт, применяющихся в ручных электроинструментах (дрели, перфораторы, пилы, рубанки) и других типах оборудования с аналогичным электроприводом: насосы, вентиляторы, газонокосилки, пылесосы.

Конструктивно электрощетки, относящиеся к этой группе, представляют собой призматическую деталь прямоугольного сечения («тело» щетки), к которой присоединен проводник (токовод), заканчивающийся контактным наконечником для подключения в электросхему.

Закрепление токовода в теле щетки осуществляется развальцовкой или запрессовкой, иногда с помощью электропроводного клея.

Тоководы делаются только из медных неизолированных проводов типа Щ (щеточный):

• многожильные, марки МПЩ;
• плетеные, в виде круглого или плоского канатика, марка ПЩ;
• из специального провода повышенной гибкости, ПЩС.

Контактные наконечники тоководов изготавливаются или «под болт», или в виде ножевой («втычной») прямой и флажковой клемм, в зависимости от конструкции щеткодержателя болгарки.

У некоторых моделей УШМ щеткодержателем является гнездо, выполненное в пластиковом корпусе болгарки. Для таких вариантов щетки выпускаются в сборе с прижимной пружиной и круглым контактом, к которому закреплен токовод.

Витая, жгутовая, гофрированная и ровная проволока

Конструкция проволок оказывает существенное влияние на жесткость корщеток. Основные разновидности проволок следующие.

• Ровная. Это самый технологически дешевый вариант изготовления. Однако такая проволока во время работы быстро теряет свой внешний вид и становится не способной выполнять поставленные задачи.
• Гофрированная. Остаточная деформация, заложенная в изгибах гофр, придает корщетке пружинящие свойства, что позволяет оказывать на обрабатываемую поверхность смягчающее давление. Вибрация болгарки с такой насадкой становится меньше.
• Витая. Корщетка с такой проволокой обладает повышенной жесткостью. Крученая проволока длительное время сохраняет свою форму и имеет повышенный по сравнению с другими видами ресурс работы. Помимо отдельных расположенных в беспорядочном положении витых проволочек, они могут быть скрученными в жгуты. Жгутовые корщетки самые прочные, а распускающиеся во время работы из жгута отдельные проволочки повышают производительность такой насадки.

Диаметр

Для насадок, имеющих круглую форму, определяющим их габариты является величина диаметра. Каждому ряду мощностей болгарок соответствуют определенные значения диаметров корщеток.

Небольшие по площади поверхности обрабатываются болгарками, принадлежащим к категории бытовых. Диаметры насадок к ним составляют не более 115 мм. Для решения промышленных задач связанных с большим объемом обработки применяются мощные болгарки, диаметр насадок которых составляет около 200 мм.

Корщетки большого диаметра нельзя ставить на маломощные болгарки, так как для этого придется снимать защитный кожух. Это создаст дополнительные проблемы с безопасностью работ.

Как выбрать, критерии

Выбор оптимального варианта корщетки в качестве насадки для болгарки при проведении работ основан на следующих критериях.

• Характер работы. Для обработки дерева или пластика применяют нейлоновые, пластиковые, сизалевые и другие щетки из мягких материалов. Металлические поверхности обрабатываются стальными корщетками. Здесь важно правильно подобрать материал щеток к углеродистой стали, нержавеющей стали, цветным металлам.
• Для каждого типа болгарки регламентируется определенный размер корщетки и номинальное число оборотов. Конструкция насадки должна соответствовать этим параметрам. Корщетка, предназначенная для работы на малых оборотах, быстро выйдет из строя при работе на оборотистых болгарках. Если поставить насадку для работы на больших скоростях на тихоходную болгарку, то работа по обработке займет значительно больше времени.

• Корщетка должна быть качественной. Много информации может дать внешний вид: проволока равномерно распределена по всей длине окружности насадки, длина проволок везде одинаковая. Если эти условия не выполнены, возможна не качественная обработка поверхности и присутствие вибрации при работе. Вибрация вызывает повышенную усталость у работающего.
• В некоторых случаях лучший вариант можно выбрать только опытным путем. Необходимо будет попробовать в работе несколько видов насадок.

Как поменять

Техническое обслуживание болгарки с заменой щеток электродвигателя – несложно.

Снимите заднюю крышку корпуса и вы получите доступ к щеточно-коллекторному узлу. Показываем в ролике на примере модели «Интерскол 115/900» (подойдет и для 125/900).

У некоторых моделей УШМ достаточно вывернуть пластмассовые пробки-заглушки по бокам корпуса, и щетки в сборе с пружинами, тоководами и контактами выпадут сами.

Заменяйте щетки, когда их износ достигнет одной трети первоначальной высоты.

При очистке и промывке коллектора и щеткодержателей пользуйтесь только бензином или уайт-спиритом.

Продуть и просушить внутренности машины удобно с помощью автомобильного компрессора. Можно использовать бытовой пылесос.

Некоторые производители выпускают щетки с заранее приработанной рабочей поверхностью. Обкатки такие щетки не требуют.

Щетки с плоским торцом приработайте (обкатайте) на холостом ходу болгарки, без нагрузки. После обкатки желательно продуть щеточные узлы и коллектор для удаления угольной пыли.

Кордщётки и лепестковые круги — вопрос о скорости.

Металлические (железные, стальные)

Металлические корщетки обладают жесткостью достаточной для обработки поверхностей из различных видов стали, бетона и других прочных и жестких материалов. Мягкие латунные щетки или с проволокой покрытой медью оказывают более мягкое воздействие, не образуют искр при работе, не создают царапин в отличие от простых углеродистых насадок. При работе такими щетками на обрабатываемом металле создается защитный слой из латуни и меди, препятствующий его окислению.

Нержавеющую сталь обрабатывают исключительно щетками из нержавеющей проволоки для сохранения свойств, присущих этому материалу. Насадки, покрытые цинком, обладают повышенной коррозионной стойкостью, что увеличивает срок их эксплуатации.

Назначение

С помощью проволочных щеток, установленных на болгарку, обрабатываются многие виды поверхностей. Это могут быть заготовки, изготовленные из металла, дерева, пластика, бетона, камня и других видов материалов. Основные операции, выполняемые с помощью щеток следующие:

• зачистка поверхности от старых лакокрасочных покрытий;
• убираются следы коррозии, остатки окалины, цвета побежалости;
• выравниваются сварочные швы от излишне наплавленного металла;
• обработка древесины от ворсинок для улучшения покрытия антисептиком, повышающим долговечность материала;
• в качестве технологического инструмента при брашировании древесины (искусственное старение, как элемент дизайнерского решения);
• черновая фаза обработки поверхности перед следующими технологическими операциями;
• чистовая обработка – для шлифования и полирования поверхностей;
• снятие заусенцев и острых кромок с углов.

При выполнении многих технологических операции корд-щетки используются вместо абразивных кругов.

Для наглядности можно посмотреть сравнение разных насадок для УШМ в процессе снятия краски и ржавчины.

Пластиковые

Технология нанесения на пластиковую проволоку абразивных частиц типа карбида кремния значительно повышает функциональные возможности пластиковых щеток. Болгарки с такими насадками могут выполнять работы средней тяжести на заготовках с большой площадью обработки.

Повышенная эластичность и гибкость позволяет вести работы в труднодоступных местах, получать различные виды полировок (матирование, сатинирование). Обрабатываются практически все виды материалов, включая пластик, древесину и титан.

Предыстория

Электрическая угловая шлифовальная машина изобретена в первой половине прошлого, двадцатого, века. Серийный выпуск начат в 1954 году немецкой компанией FLEX-Elektrowerkzeuge.

В нашей стране люди старше 40 лет помнят, что такое СЭВ. Именно по плану Совета экономической взаимопомощи в 1970-х годах в Болгарии, тогда стране народной демократии, на заводе «Спарки-Элтос» в городе Ловеч был начат выпуск УШМ под торговой маркой Eltos. Значительная часть продукции завода поставлялась в СССР.

Первые Eltos, окрещенные советским народом «болгарками», имели сенсационный успех в разных отраслях промышленности и строительства, позволили механизировать и ускорить многие технологические процессы, связанные с обработкой листового и профильного металла. Применявшиеся до этого прямошлифовальные машины из-за малого числа оборотов имели единственную функцию – шлифовка, и низкую мобильность, так как запитывались от трехфазной электросети.

Своим глобальным распространением современные болгарки, работающие везде, где есть розетка 220 В, обязаны немецким инженерам, сумевшим коллекторную электромашину постоянного тока превратить в малогабаритный высокооборотный однофазный УКД, универсальный коллекторный двигатель.

Кратко об устройстве двигателя. Возникающая в обмотках электродвижущая сила (ЭДС) заставляет ротор с размещенным на нем якорем вращаться в электромагнитном поле статора, потребляя при этом немалый ток, измеряемый десятками ампер. Как передаются эти амперы с обмоток неподвижного статора на стремительно вращающийся ротор?

Эту непростую задачу решает щеточно-коллекторный узел.

Щетка двигателя – скромная деталь, выполняющая ответственные функции в экстремальных условиях.

Рекомендации по замене и эксплуатации

Проволочные щетки на болгарке рано или поздно изнашиваются. Заменить изношенные на новые можно, как и любой другой инструмент, применяемый в работе универсальной шлифовальной машинки. Для этого на корщетках имеется базовая шайба с отверстием под резьбовую шпильку болгарки. Необходимо совместить базовую шайбу оборудования с аналогичной на корщетке и закрутить от руки с помощью шайбы с резьбой, имеющей отверстия под специальный ключ.

Направление резьбы на шайбе выполнено таким образом, что во время работы она будет стремиться сильней затягиваться. В комплекте с болгаркой поставляется ключ со штифтами под отверстия, при помощи которого ослабляется натяжение при удалении изношенной корщетки. Некоторые виды корщеток могут быть изготовлены в комплекте с резьбовой частью на гайке под обыкновенный гаечный ключ.

Технология обработки заготовок корщетками имеет некоторые особенности. Усилия прижима насадки к заготовке не должны быть очень сильными. Такие действия приведут к образованию сильной шероховатости и глубоких царапин. Чтобы не допустить таких дефектов технология предполагает смачивать обрабатываемые поверхности специальными составами (возможно применение мыльного раствора).

https://www.youtube.com/watch?v=

Работа болгаркой с насадкой в виде проволочных щеток требует соблюдения правил безопасности. Во время работы по мере износа корщеток могут из зоны обработки вылетать с большой скоростью кусочки проволоки. Следует применять средства защиты от попадания на тело таких металлических частиц.