Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Угловая шлифовальная машина (УШМ, в обиходе — болгарка) устроена вокруг одной задачи: превратить высокие обороты компактного электродвигателя в окружную скорость абразивного круга, лежащую у самой границы его механической прочности. Всё остальное в конструкции — коническая пара редуктора, шпиндель с фланцами, защитный кожух, плавный пуск и константная электроника — обслуживает эту задачу и удерживает её в безопасных рамках. Ниже разобрано, как работает УШМ: кинематика редуктора, крепление круга, электроника, физика отскока (кикбэка) и требования, которые предъявляет к машине действующая нормативная база.
Нормативное определение однозначно: угловая шлифовальная машина — машина с вращающимся шпинделем, расположенным под прямым углом относительно оси вала электродвигателя, предназначенная для радиального и торцевого шлифования. Именно поворот оси на 90° отличает УШМ от прямой шлифовальной машины (шпиндель соосен валу двигателя) и от торцевой, где шпиндель также соосен валу, но машина рассчитана на торцевое шлифование.
Новейший частный стандарт безопасности для этого класса — действующий ГОСТ IEC 62841-2-3-2021, идентичный IEC 62841-2-3:2020, введённый впервые и действующий с 1 января 2022 года. Он применяется совместно с общим ГОСТ IEC 62841-1-2014 и распространяется на ручные шлифовальные, дисковые шлифовальные и полировальные машины (угловые, прямые и торцевые), предназначенные для обработки различных материалов, за исключением магния, абразивным инструментом с номинальным диаметром не более 230 мм.
Параллельно сохраняет силу стандарт предыдущей серии — ГОСТ Р МЭК 60745-2-3-2011 (идентичен МЭК 60745-2-3:2011), применяемый совместно с ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009. Область применения и ключевой скоростной предел у него те же: угловые, прямые и торцевые машины с номинальным диаметром абразивного инструмента не более 230 мм и окружной скоростью круга не более 80 м/с. Различия сосредоточены в методиках испытаний и в требованиях к электронике: серия 62841 разработана на базе IEC 62841-1:2014 и вводит классификацию функций по уровням эффективности.
Специализированные отрезные машины под требования 62841-2-3 не подпадают: стандарт содержит прямое указание, что на них разрабатывается отдельный документ. В настоящее время на ручные отрезные машины распространяется действующий ГОСТ IEC 60745-2-22-2014 (идентичен IEC 60745-2-22:2011, введён в действие с 1 января 2015 года): армированный круг типа 41 или 42 либо алмазные отрезные круги, линейная скорость до 100 м/с, диапазон номинальных размеров круга 55–410 мм. На международном уровне выпущен IEC 62841-2-22:2025, расширивший номинальный размер круга до 430 мм; межгосударственная редакция на его основе на момент подготовки материала не идентифицирована. Прямые шлифовальные машины с цанговым зажимом относятся к области действия IEC 62841-2-23.
Требование двух рукояток при диаметре свыше 100 мм — не эргономика, а мера удержания реактивного момента. Именно поэтому машины на 125 мм и крупнее маркируются знаком «Всегда работайте двумя руками».
Двигатель УШМ расположен вдоль корпуса, круг должен вращаться в плоскости, перпендикулярной этой оси. Разворот потока мощности на 90° выполняет одноступенчатый конический редуктор: шестерня на валу якоря входит в зацепление с коническим колесом, напрессованным (или закреплённым иным способом) на шпинделе. Одновременно передача понижает частоту вращения и повышает крутящий момент на шпинделе.
Конические колёса УШМ выполняют с прямыми либо с круговыми зубьями. Геометрия рассчитывается по действующим стандартам: ГОСТ 19624-74 — для передач с прямыми зубьями, ГОСТ 19326-73 — для передач с круговыми зубьями (обкатных, внешнего зацепления, с межосевыми углами от 10 до 150° и углом наклона зуба от 0 до 45°). Термины и обозначения установлены ГОСТ 19325-73, допуски конических и гипоидных передач — ГОСТ 1758-81, исходный контур передач с круговыми зубьями — ГОСТ 16202-81.
Круговые зубья дают более плавное зацепление, меньший шум и большую несущую способность при высоких окружных скоростях в зацеплении; прямозубая пара проще в изготовлении. Выбор определяется классом машины и требованиями к шуму и ресурсу, а не «фирменностью» решения.
Шпиндель опирается на подшипники качения, воспринимающие радиальную нагрузку от круга и осевую составляющую конического зацепления. Требования к точности вращения заданы в разделе 19 ГОСТ IEC 62841-2-3-2021 напрямую — они ограничивают дисбаланс вращающихся частей.
Эксцентриситет измеряют как разницу между минимальным и максимальным показаниями индикатора; для машин с фланцами измерение проводят в наихудшем смещённом положении, допускаемом процедурой монтажа. Практический смысл: любая выработка подшипников или деформация опорного фланца выводит систему за эти рамки, и биение сразу переходит в вибрацию на рукоятках.
Шпиндель должен обеспечивать крепление предназначенного для машины абразивного инструмента и передавать ему крутящий момент. Ключевое конструктивное требование стандарта: направление резьбы шпинделя (или конструкция аналогичного средства крепления) должно быть таким, чтобы зажимное устройство или круг с резьбовым отверстием самозатягивались во время работы, либо чтобы внешний фланец был надёжно зафиксирован на шпинделе. Отсюда правая резьба при вращении круга «на себя» — реактивный момент довинчивает гайку, а не отпускает её.
Резьба шпинделя маркируется на машине. По эксплуатационной документации производителей ручных УШМ на 115/125 мм распространён размер М14. По ГОСТ 8724-2002 крупный шаг для номинального диаметра 14 мм составляет 2 мм, а в условном обозначении резьбы крупный шаг допускается опускать — отсюда запись «М14» в характеристиках машин. Мелкий шаг М14×1,25 этим же стандартом отнесён исключительно к свечам зажигания. Диаметр посадочного отверстия оснастки этого класса в обозначениях кругов по стандартам — 22,23 мм (в каталогах и характеристиках машин обычно округляется до 22,2 мм).
Машина должна быть снабжена как минимум внутренним и внешним фланцами для установки кругов того типа, который предназначен для работы с поставляемым кожухом. По меньшей мере один из фланцев устанавливается на шпонке, навинчивается, запрессовывается или иным способом фиксируется от проворота относительно шпинделя. Фланцы должны быть плоскими и не иметь острых кромок.
Внутренний и внешний фланцы должны иметь одинаковый диаметр Df либо перекрытие их опорных поверхностей C должно быть не менее 3 мм. Для кругов с резьбовыми вставками или выступающими резьбовыми шпильками фланцы выполняются без кольцевой канавки. Внешний фланец и гайка не должны выступать за плоскость, образованную выступом кожуха, при установке самого широкого из рекомендованных кругов типов 27, 28 или 29 — иначе кожух будет задевать оснастку.
Прочность фланцев проверяют испытанием со стальным диском, повторяющим форму и толщину абразивного инструмента: зажимную гайку затягивают первым моментом и щупом толщиной 0,05 мм проверяют плотность прилегания по всей окружности, затем прикладывают второй момент и контролируют прогиб фланцев.
Это моменты испытания фланцев, а не рекомендуемый момент затяжки при смене круга. Практическое правило нормативной базы по абразивному инструменту прямое: при закреплении круга не допускается применение насадок на гаечные ключи и ударного инструмента.
Прокладка — деталь из тонкого легкосжимаемого материала между абразивным инструментом и фланцем. По ГОСТ Р 52588-2011 между прижимными фланцами и кругом ставят прокладки из картона или другого эластичного материала толщиной от 0,5 до 1,0 мм; прокладка должна перекрывать всю прижимную поверхность фланца и равномерно выступать наружу не менее чем на 1 мм. Прокладки не используют для кругов типов 2, 27, 28, 29, 35, 36, 37, для типа 41 с толщиной менее 1 мм, а также для кругов типов 41 и 42 диаметром менее 400 мм на связке BF — то есть для типовой оснастки ручной УШМ. Этикетку на круге использовать в качестве прокладки не допускается.
Частота вращения УШМ не выбирается «по мощности» — она вычисляется из предельной окружной скорости круга и его диаметра.
Для шлифовальных машин номинальная частота вращения на холостом ходу при номинальном диаметре круга не должна превышать значения, соответствующего окружной скорости 80 м/с. Для полировальных машин частота вращения шпинделя на холостом ходу при номинальном напряжении не должна превышать 110 % от номинальной частоты вращения на холостом ходу; соответствие проверяют измерением после 5 мин работы вхолостую.
v = π · D · n / 60
n_max = 60 · v_s / (π · D)
v = 3,1416 · 0,125 · 11 000 / 60 ≈ 71,9 м/с
≈ 98 м/с
Справочная таблица перевода предельных рабочих скоростей в частоту вращения приведена в приложении А к ГОСТ Р 52588-2011. Ниже — выборка по типоразмерам, характерным для ручных УШМ.
Ряд предельных рабочих скоростей абразивного инструмента нормирован: 16; 20; 25; 32; 35; 40; 45; 50; 63; 80; 100; 125 м/с. Для типовой оснастки ручных УШМ действуют следующие значения:
Предельная рабочая скорость наносится на круг в виде предельной частоты вращения и цветной полосы безопасности шириной от 5 до 20 мм: 50 м/с — синяя 63 м/с — жёлтая 80 м/с — красная 100 м/с — зелёная 125 м/с — синяя и жёлтая. Для отрезных кругов и кругов для ручных шлифовальных машин отказ от цветных полос не допускается.
По мере износа круга его диаметр уменьшается, а с ним и окружная скорость. Стандарт это учитывает: при уменьшении диаметра вследствие износа частота вращения может быть увеличена, но без превышения предельной рабочей скорости. Обратное — установка изношенного круга от машины большего диаметра на более быстроходную машину — прямо запрещено указаниями мер безопасности: такой круг не рассчитан на более высокие частоты вращения и может разрушиться.
Привод УШМ — коллекторный двигатель с последовательным возбуждением (в аккумуляторных и части сетевых машин — бесколлекторный с электронной коммутацией). Такой двигатель обладает большим пусковым моментом, и без ограничения тока пуск сопровождается броском тока и рывком корпуса, который оператор гасит руками.
Плавный пуск — электронное ограничение пускового тока за счёт постепенного увеличения напряжения (или скважности) на двигателе в течение первых долей секунды. Практический результат двойной: снижается реактивный момент, вырывающий машину из рук в момент включения, и снижается ударная нагрузка на конический редуктор и абразивный круг. Стандарт прямо связывает пусковой момент с отскоком: дополнительная рукоятка требуется в том числе для того, чтобы «быстро скомпенсировать силу отдачи или реактивного момента при пуске».
Константная электроника — обратная связь по частоте вращения, поддерживающая заданные обороты при росте нагрузки за счёт увеличения подводимой мощности. Для УШМ это означает сохранение окружной скорости в резе, а значит — стабильного режима резания и меньшей склонности круга к «залипанию» при просадке оборотов. Оборотная сторона: машина с константной электроникой не сигнализирует оператору о перегрузке падением тона двигателя, поэтому тепловая защита становится обязательной.
Стандарт классифицирует функции электроники по требуемому уровню эффективности. В таблице 4 ГОСТ IEC 62841-2-3-2021 в числе типов и назначений функций, важных для безопасности, перечислены, в частности:
Для угловых и вертикальных шлифовальных машин с номинальным диаметром не более 100 мм, помимо выключателей с самовозвратом, допускаются другие типы выключателей. Для однофазных сетевых шлифовальных машин действует альтернатива: либо выключатель автоматически отключает двигатель при отпускании исполнительного элемента и не имеет фиксации в положении «Включено», либо машина должна содержать устройство, не допускающее повторного пуска после прекращения подачи питания — до снятия блокировки и повторного включения. Проверка прямая: машину с заблокированным выключателем отключают от сети не менее чем на 2 с и снова подключают; самопроизвольного пуска быть не должно.
Если блокирующее устройство предусмотрено, для фиксации выключателя в положении «Включено» требуется выполнение двух разнородных действий, а для автоматического возврата в «Выключено» — только одно. Выключатели машин с номинальным диаметром более 55 мм располагают так, чтобы непреднамеренное включение при подъёме, переносе или установке на плоскую поверхность было маловероятным: контролируется невозможность пуска при приложении к выключателю шара диаметром (100 ± 1) мм, а длина поверхности захвата непосредственно перед или за выключателем должна быть не менее 70 мм.
Для угловых и вертикальных шлифовальных машин с номинальным диаметром более 155 мм должен применяться гибкий кабель питания для тяжёлых условий эксплуатации — в усиленной полихлоропреновой оболочке (кодовое обозначение 60245 IEC 66 по IEC 60245-1) или аналогичный.
Защитный кожух — устройство, частично охватывающее круг и обеспечивающее защиту оператора. Его задача сформулирована в стандарте через три угрозы: случайное прикосновение к абразивному инструменту, разлёт фрагментов при разрыве круга, искры и отходы шлифования.
Шлифовальные машины с номинальным диаметром не более 55 мм включительно, а также дисковые шлифовальные и полировальные машины допускается не снабжать кожухом. Угловые шлифовальные машины с номинальным диаметром более 55 мм должны быть снабжены: кожухами типа А и типа В; либо кожухом типа В с дополнительными элементами, превращающими его в кожух типа А; либо кожухом типа С.
Кожух типа В должен иметь маркировку «Не предназначен для отрезных операций». Стандарт отдельно перечисляет риски неправильного применения: кожух типа А при шлифовании может касаться объекта обработки и приводить к ненадлежащему контролю; кожух типа В при отрезных работах абразивными кругами повышает риск воздействия искр, частиц и осколков круга при его разрыве.
Кожухи типов А, В, С и D испытывают на трёх образцах с преднамеренно надрезанным на четыре квадранта кругом: круг разгоняют до частоты не менее 90 % от номинальной частоты вращения машины и доводят до разрушения. Кожух считается выдержавшим испытание, если он и его крепёж остались на месте, отпечатки основных сегментов на пластилиновой стенке камеры находятся в пределах зоны фрагментов, а поворот кожуха в направлении вращения круга не превысил 90°. Ориентировочные значения частоты разрушения по стандарту приведены ниже.
Справочная рекомендуемая минимальная толщина кожуха из стального листа с пределом прочности от 270 до 410 Н/мм² и минимальным удлинением 28 %: для кругов типов 1, 4, 27, 28, 29, 41, 42 — 1,5 мм при 55 < D ≤ 150 мм и 2,0 мм при D > 150 мм; для чашечных кругов типов 6 и 11 — 2,0 и 2,5 мм соответственно.
Кожух должен быть надёжно закреплён и ориентирован так, чтобы со стороны оператора была открыта как можно меньшая часть круга. Круги с центральной канавкой (типы 27, 28) устанавливаются ниже плоскости кромки кожуха — выступающий за неё диск ограждён быть не может.
Нормативное определение: отскок — реакция машины на внезапное заедание или заклинивание вращающегося круга, тарельчатого диска, щётки или иного рабочего инструмента. Заклинивание вызывает резкое торможение инструмента, что приводит к возникновению силы отдачи, воздействующей на машину, направленной противоположно направлению вращения инструмента и приложенной в точке заклинивания.
Механика проста: круг диаметром 125 мм на 11 000 об/мин имеет окружную скорость около 72 м/с. При заклинивании кинетическая энергия ротора и круга за миллисекунды переводится в момент, разворачивающий корпус вокруг точки контакта. Если круг заклинен в объекте обработки и его кромка заглублена в материал, круг будет выжиматься из материала или отбрасываться — в сторону оператора или от него в зависимости от направления движения круга в месте заклинивания. При этом возможен разрыв круга.
Стандарт квалифицирует отскок как результат неправильного обращения с машиной и/или неправильного порядка или условий работы. Меры предосторожности, установленные в указаниях мер безопасности:
Отрезные круги не предназначены для шлифования: поперечные силы, приложенные к тонкому кругу, могут его разрушить. Шлифование боковой стороной отрезного круга — классический сценарий разрыва.
Тип круга — обозначение диска в зависимости от области применения и формы; формы установлены по ISO 525. Соответствие «применение — тип принадлежности — тип кожуха» задано таблицей 101 ГОСТ IEC 62841-2-3-2021. Ниже приведены позиции этой таблицы, относящиеся к работам ручной угловой машиной; позиции по периферийному шлифованию кругами типов 1 и 4 относятся к прямым шлифовальным машинам и здесь опущены.
Алмазный круг определяется стандартом как металлический круг с непрерывной или сегментальной абразивной кромкой; у алмазного отрезного круга кромка расположена на радийной части, у алмазного шлифовального — на торцевой. Для сегментированных алмазных кругов максимальный размер паза между сегментами не должен превышать 10 мм, а угол наклона должен быть отрицательным.
Маркировка абразивного круга по ГОСТ Р 52588-2011 включает товарный знак и наименование изготовителя, страну и адрес, условное обозначение, номер партии и дату выпуска, штамп технического контроля, знаки безопасности, цветные полосы, предельную частоту вращения и обозначение стандарта. Технические условия на отрезные круги установлены ГОСТ Р 57978-2017, применяемым в Российской Федерации с 1 января 2019 года вместо ГОСТ 21963-2002; типовое условное обозначение выглядит как: круг отрезной 41 230 × 2,5 × 22,23 14А F30 41–43 BF Рд 1 кл. 80 м/с.
Гарантийный срок хранения абразивного инструмента на связках R, RF, B, BF, E, MG, PL, BE — 6 месяцев с момента изготовления; для инструмента на гибкой основе — 12 месяцев. Инструмент с истёкшим сроком хранения подлежит повторному испытанию на механическую прочность.
Электродвигатель вращает вал, на конце которого нарезана коническая шестерня. Она входит в зацепление с коническим колесом на шпинделе, ось которого расположена под прямым углом к оси двигателя. Передача разворачивает поток мощности на 90° и понижает обороты, повышая момент. На резьбовом шпинделе между внутренним и внешним фланцами зажимается абразивный круг, частично закрытый защитным кожухом. Электроника ограничивает пусковой ток и поддерживает обороты под нагрузкой.
Оси двигателя и шпинделя пересекаются под прямым углом — это задано самой компоновкой ручной машины, где двигатель лежит вдоль корпуса, а круг работает в перпендикулярной плоскости. Передавать вращение между пересекающимися осями умеет коническая передача. Она же в одной ступени даёт нужное понижение оборотов и компактна.
Размер резьбы шпинделя должен быть указан в маркировке машины. По эксплуатационной документации производителей ручных машин на 115 и 125 мм распространён размер М14 с крупным шагом 2 мм. Направление резьбы выбирается так, чтобы зажимная гайка или круг с резьбовым отверстием самозатягивались при работе.
Это электронное ограничение пускового тока: напряжение на двигателе нарастает постепенно за доли секунды. Снижается реактивный момент, вырывающий машину из рук при включении, и ударная нагрузка на редуктор и круг. Стандарт прямо указывает, что дополнительная рукоятка нужна в том числе для компенсации реактивного момента при пуске.
Регулировка оборотов задаёт частоту вращения на холостом ходу. Константная электроника — обратная связь, удерживающая заданные обороты при росте нагрузки за счёт увеличения подводимой мощности. Первое меняет режим, второе его сохраняет.
Во-первых, окружная скорость растёт пропорционально диаметру при тех же оборотах и выходит за предельную рабочую скорость круга. Во-вторых, несоразмерный инструмент не может быть в достаточной мере ограждён — зазор между внутренней частью кожуха и периферией круга нормирован именно для того, чтобы физически препятствовать установке круга свыше номинального диаметра.
Кожух типа А (для отрезных работ) закрывает периферию и обе стороны круга на дуге не менее 175°. Кожух типа В (шлифовальный) закрывает заднюю боковую сторону и периферию на дуге не менее 175° и должен маркироваться «Не предназначен для отрезных операций». Комбинированный кожух типа С — это тип В с передним ограждением высотой не менее 0,25 номинального диаметра.
Отскок — реакция машины на внезапное заедание или заклинивание круга. Сила отдачи направлена противоположно направлению вращения инструмента и приложена в точке заклинивания. Если круг заклинен в материале, он выжимается из реза или отбрасывается — к оператору или от него в зависимости от направления движения круга в месте заклинивания. При этом возможен разрыв круга.
Прокладки толщиной от 0,5 до 1,0 мм ставят между прижимными фланцами и кругом, но не для всей оснастки. Круги типов 2, 27, 28, 29, 35, 36, 37, круги типа 41 толщиной менее 1 мм и круги типов 41, 42 диаметром менее 400 мм на связке BF — то есть основная оснастка ручной УШМ — прокладок не требуют. Этикетка на круге прокладкой не является.
По требованиям к абразивному инструменту — 2 мин на рабочей скорости для кругов диаметром до 400 мм. По указаниям мер безопасности к машине после осмотра и монтажа инструмента машину включают на максимальную частоту вращения на холостом ходу на 1 мин, при этом оператор и окружающие находятся вне плоскости вращения круга.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.