Эксцентриковые шлифовальные машины: ликбез

В мире электроинструмента шлифовальные машины — один из самых представительных видов. В отличие от УШМ, а также о производительных, но неспособных «вылизать» поверхность ЛШМ, ЭШМ работают по принципу «Лучше меньше, да лучше». Правда, в отношении их эту фразу можно переделать так: «Лучше меньше, да идеально!»

Итак, знакомьтесь. ЭШМ. Полное название — эксцентриковая шлифовальная машина (по-английски — orbital sander, в быту — «орбиталки»). Благодаря качеству оставляемой поверхности ЭШМ можно назвать своеобразным венцом цепочки шлифмашин. Что ж, познакомимся с этим «оружием эстетов» ближе.

Высокое качество поверхности достигается сложной траекторией движения полотна — истина и штамп одновременно. Что это за траектория и благодаря чему она достигается? Собственно, обо всем можно догадаться из названия.

Эксцентрик в технике вещь незаменимая, когда надо из вращательного движения сделать поступательно-возвратное или же если требуется вращение вокруг оси превратить во вращение по «орбите».

Чтобы представить, как это происходит, надо мысленно провести вертикальные оси через центр подошвы ЭШМ и двигатель машины. А теперь представим, что одна ось смещена относительно другой в сторону. На сколько? Это показывает амплитуда колебаний эксцентрика (например, 2, 3, 5, 6 или 7 мм). Вот и происходит движение по «орбите», радиус которой больше радиуса самой подошвы на те же 3 или 5 мм.

Впрочем, такая модель выглядит несколько упрощенной. Необходимо учитывать, что «тарелка» совершает 12, а то и 14 тысяч оборотов в минуту! Что получаем? Чертовски сильную вибрацию!

И чтобы она не передавались руке (при этом сами колебания гасить не надо, так как преимущественно за счет их и происходит шлифовка), эксцентрику требуется противовес. При этом в точности его массу просчитать очень сложно, так как потребуется учитывать даже такие параметры, как вес полотна. Неудивительно, что ЭШМ, которая совсем не «дрожит», — редкость, и инженеры этого агрегата заслуживают похвалы и восхищения.

Теперь должно быть понятно, с какими сложностями столкнулись бы производители «орбиталки» с эксцентриситетом, скажем, 20 мм: даже маленькие ошибки в расчетах привели бы к тому, что машину было бы просто невозможно держать в руках. Чтобы представить, какая вибрация передается заготовке, достаточно включить ЭШМ с эксцентриком 3 мм на минимальной скорости и положить руку на подошву, а потом представить, что на максимальной скорости частота колебаний в два раза больше!

Отдельное слово о вращении «тарелки» вокруг своей оси, ведь оно тоже является частью той «сложной траектории». На обычных «орбиталках» оно свободное (при нагрузке на инструмент сильно замедляется), то есть крутящий момент появляется благодаря инерции.

Однако существует и особый вид ЭШМ — комбинированные машины, внешним признаком которых является горизонтальное расположение двигателя. У них есть функция принудительного вращения. Принуждает, разумеется, мотор: эксцентриковое плюс вращательное движение получают при помощи двух сцепленных шестерен: одна, меньшего диаметра, находится внутри другой, зубья которой направлены внутрь. Подобные режимы потребуются для очень производительных работ или для полировки.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ С ЭШМ

1. Профессионалы настоятельно рекомендуют использовать пылесос. Это значительно сократит время на уборку (иногда она и вовсе не потребуется), а сама работа будет качественнее и доставит удовольствие.

2. «Обувая» подошву ЭШМ, внимательно следите за тем, чтобы отверстия на «тарелке» и круге совпадали. ЭШМ оставляет очень мелкую, а оттого и летучую пыль.

3. Грамотно выбирайте скоростной режим. Лакированным поверхностям и пластику нежелательны высокие обороты.

4. Не давите сильно на инструмент! Ему достаточно собственного веса. Выигрыш в производительностиполучите небольшой, а вот мотор перегреете.

5. Закончили работу? Снимите инструмент с заготовки, а потом выключайте его. Не ставьте ЭШМ с еще не выбежавшей подошвой (особенно опасен край оснастки) на заготовку, так как на только что отполированной поверхности останется след, который заново надо будет зашлифовывать.

6. Если вибрации чрезмерные, попробуйте снять руку с рукоятки и вести инструмент, положив ладонь на верхнюю часть корпуса, только не перекрывайте проемы, через которые засасывается воздух.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЭШМ

Мощность. У ЭШМ этот параметр колеблется в пределах от 220 до 450 ватт (иногда бывает и больше). «Сила» инструмента напрямую влияет на его производительность, поэтому неудивительно, что 400-ваттные машины обладают «тарелкой» диаметром 150 мм.

Частота вращения и частота колебаний. Листая каталоги, внимательный читатель наверняка обратил внимание, что первое всегда меньше второго в два раза. Частота вращения — это количество оборотов эксцентрика в минуту. Как правило, оно находится в пределах от 4000 до 14000 (на инструментах с регулировкой скорости) или же порядка 12000 на нерегулируемых аппаратах.
Чтобы понять отличие хода от колебания, надо нарисовать на орбите, по которой перемещается подошва, две «мертвые» точки (предположим, верхняя и нижняя). Одним колебанием будет считаться перемещение подошвы из одной точки в другую, а поскольку за один оборот происходит два таких перемещения, то частота колебаний будет в два раза больше.

Амплитуда движений. Помните, при описании конструкции речь шла о смещении вертикальной оси подошвы относительно оси двигателя в сторону. Величина этого смещения как раз и указывает на амплитуду движения. Ее можно увидеть визуально, достаточно включить ЭШМ и посмотреть на подошву снизу.
Чем больше размах эксцентриситета, тем производительнее машина. При компактном же ходе шлифование будет тоньше (колебания сконцентрированы на меньшей площади). Кстати, есть ЭШМ с переменным эксцентриком (например, AEG EX 150 E): переключая режимы, пользователь, по сути, выбирает грубую или качественную обработку.

Диаметр круга. Чем он больше, тем производительнее машина. Качество шлифования от диаметра не зависит. Другое дело, что агрегаты со 150-миллиметровой «тарелкой» нередко оснащают размашистым эксцентриком.

ВЫБОР ЭШМ

Выбор ЭШМ чем-то похож на выбор «болгарки»: вполне качественный инструмент можно купить за относительно небольшие деньги. Советы можно дать следующие:

1. Определитесь с бюджетом. Отсюда можно отталкиваться в выборе типа («профи» или «хобби»). Например, для непродолжительных работ дома или на даче «раз в месяц» тратиться не имеет смысла — подойдет простенькая бытовая модель.

2. Определитесь с классом инструмента. Для производительных работ наиболее подходящий вариант с диаметром подошвы 150 мм и амплитудой хода в 5 или более миллиметров. Если хочется сделать акцент на качество, лучше брать агрегат с эксцентриком 3 мм.

3. Посмотрите на технические пара метры: скорость, вес, в конце концов. Ведь тяжелым инструментом неудобно работать на весу. Определитесь, нужна вам большая мощность, чтобы потом не пришлось переплачивать за электроэнергию.

4. Не забывайте о личных предпочтениях! Торговая марка, набор особенностей и регулировок — все это целиком зависит от вкуса. Если есть возможность, подержите модель в руках, попросите включить ее, чтобы оценить хотя бы вибрацию. И почитайте отзывы владельцев на форумах.

ЭШМ И ЭСТЕТИКА

Возможности ЭШМ на практике хорошо продемонстрировало своеобразное показательное шлифование. Склеенный щит сосны был обработан ЭШМ в несколько этапов разным абразивом (сначала с крупной зернистостью, затем с мелкой).

Зерно 80. Ожидать блестящее качество было бы глупо, такая расходка годится только для грубой шлифовки и производительных работ: когда требуется снять слой, подровнять поверхность или же подготовить ее к последующей более тонкой обработке.

Зерно 180. Итог работы порадовал: такую поверхность и можно назвать идеальной — она ровная и гладкая, словно стекло. Вот наглядный результат работы ЭШМ! Но может ли быть лучше?

Зерно 400. Все еще со школы знают, что о возрасте древесины говорят «годовые» кольца на поперечном срезе. Известно, что они более плотные, нежели наращенный за теплое время года слой. Конечно, если взять склеенный щит и провести по нему пальцем, никаких уплотнений не будет, если… по этой поверхности не прошлась «орбиталка» с очень мелким зерном, которая в данном случае, во-первых, все же повысила качество поверхности. А во-вторых, частично «вымыла» мягкий слой древесины, благодаря чему и появился сформированный временем рельеф: хотя глазу он не виден, но палец его чувствует.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭШМ

Электронная система регулировки частоты вращения.
В большинстве случаев речь идет о предварительной установке максимального числа оборотов колесиком. Чаще всего выбирают одну из шести позиций. Требуется регулировка далеко не всегда, поэтому некоторые ЭШМ ею и не оснащают вовсе.

Поддержание частоты вращения под нагрузкой.
Относится по большей части к профессиональным «орбиталкам».
В технических параметрах приведены обороты эксцентрика на холостом ходу. Как только инструмент ставят на заготовку, скорость упадет. Чтобы этого не произошло, машина подключает резервы мощности и увеличивает крутящий момент.

Система ограничения пускового тока.
Как известно, такая система ставится по двум причинам: чтобы снизить нагрузку на сеть и чтобы избежать стартового рывка. Первое для ЭШМ по большому счету неактуально, так как мощность у них небольшая. Плавный пуск встречается преимущественно на профессиональных машинах. Причины? Во-первых, «хобби» стараются максимально упростить (это касается и электроники), чтобы цена в итоге была привлекательной. Во-вторых, чтобы уменьшить износ деталей.

Автоматический тормоз подошвы.
Нужен для того, чтобы подошва остановилась как можно быстрее. Выгода в том, что сокращаются паузы в работе и снижается вероятность испортить заготовку, по неосторожности поставив на нее еще не «успокоившийся» инструмент.

Патрубок для подключения пылесоса или мешка для сбора пыли.
Есть у всех ЭШМ. При подключенном пылесосе работа и удовольствие доставит, и причинит гораздо меньший вред носоглотке, так как дышать пылью не придется.

Металлическая шлифовальная по дошва и металлический кожух эксцентрикового механизма.
Встречаются не так уж часто, но и польза от них очевидна, так как такие детали прочнее и быстрее отводят тепло. Поэтому нет ничего удивительного, что снабжают ими по большей части «профи». К тому же они увеличивают массу инструмента, что для ЭШМ не так уж и плохо (ведь агрегату желательно работать под собственным весом).

Съемный сетевой кабель.
Встречается у инструментов Kress, Milwaukee и Festool. Таким агрегатам не страшны повреждения шнура,так как можно просто-напросто поставить новый (без разборки агрегата). К тому же и транспортировка машины облегчается.

D-образная дополнительная рукоятка, регулируемая дополнительная рукоятка, резиновые накладки на ручке и корпусе.
По сути, это мелочи, которые в большинстве своем делают длительную работу комфортнее. Что касается формы рукоятки («скоба» или «грибок»), то тут все целиком зависит от предпочтений пользователя.

Выключатель с возможностью фиксации во включенном положении.
Есть как у недорогих бытовых моделей, так и у дорогостоящих «профи». Разница лишь в том, что у первых он зачастую работает не самым лучшим образом (банальный пример: «утопить» его с первого раза не получается), а у вторых сделан безотказно. Польза в том, что не надо давить на выключатель все время.

ГДЕ ПРИМЕНЯЮТ?

На практике ЭШМ применяют при обработке различных сортов дерева, пластика, металла (в частности, стали, в том числе и нержавейки или алюминия) и других материалов. Конечно, совместима ЭШМ и с лакированными поверхностями, но с ними надо быть осторожными. Под каждый случай, естественно, подбирается материал, зернистость и число колебаний.

Кстати, популярны «орбиталки» и в автомастерских. Их зачастую используют для шлифовки покрашенных деталей перед полировкой.

Подходит ли ЭШМ для самой полировки? Скорее да, чем нет, но профессионалы  рекомендуют надевать войлочные круги все же на полировальные машины. Или использовать комбинированные шлифмашины с функцией принудительного вращения подошвы.

К недостаткам ЭШМ стоит отнести невозможность залезть в углы, поскольку подошва у этих инструментов круглая. В таких случаях лучше использовать плоскошлифовальную машину. Нельзя эксцентриковые шлифмашины и установить стационарно, чтобы обрабатывать маленькие заготовки. Да и не к чему это: представляете, как будет вибрировать эта заготовка в руках?

Наконец, ЭШМ способна шлифовать только ровные поверхности: в небольшие ямки или желобки инструмент не залезет (в этом плане больше пользы будет даже от ЛШМ с небольшим по радиусу роликом). Более того, он скорее навредит, поскольку край шлифовального круга обладает хорошими режущими способностями.

ОСНАСТКА

По большей части оснастка для ЭШМ отличается от аналогов для ЛШМ разве что внешним видом (круг вместо ленты) да наличием перфорации, но есть и нюансы.
По специализации абразив бывает разный, и подбирают его под определенный материал. Впрочем, есть и универсальная оснастка. Не забывайте и про взаимозаменяемость: листы пометаллу превосходно отшлифуют и дерево.

Зернистость. Чем крупнее зерно, тем грубее обработка. Правда, специалисты говорят, что агрегату с амплитудой колебания 3 мм для качественной работы, например, с массивом сосны достаточно будет зерна P180 (по сравнению с P240 разве что времени на шлифовку уйдет чуть больше).

Цена. Шлифовальные круги для ЭШМ стоят недорого. Так почему бы не взять оснастку известных брендов? Она и прослужит дольше, и качество у нее выше. Помните, что хороший абразив стачивает слой, а не поднимает ворс. В конце концов у качественного шлифовального круга для ЭШМ должна быть и чистоплотная липучка, которая после съема не оставляла бы волокна на подошве и не отклеивалась бы от самой шлифовальной бумаги.

Перфорация. В выборе круга это, пожалуй, самый наболевший вопрос. На подошве ЭШМ имеются отверстия, через которые отсасывается пыль. Соответственно, отверстия на оснастке и «тарелке» должны совпадать. Проблема в том, что у каких-то машин их 5, у других — 6, у третьих — вовсе 8… Доходит до того, что зачастую проще купить неперфорированный лист и продырявить его вручную.

Искусственная перфорация (не пугайтесь, разговор идет не о медицине) имеет одно преимущество и один недостаток. Первое выражается в том, что, не найдя подходящего варианта, можно получить то, что нужно с минимумом затрат. Второе — грубо сделанные отверстия наверняка приведут к некачественной работе, поэтому следите за тем, чтобы на поверхности шлифовального круга не оставалось бугорков. Лоскуты бумаги лучше обрезать от греха подальше.

Кстати, многие производители советуют использовать свои ЭШМ с оснасткой из комплекта машины. Кто-то отнесется к этому с критикой, но, с другой стороны, почему бы и нет? Тем более если речь идет об известных торговых марках. В конце концов производителю просто невыгодно поставлять инструмент с плохим абразивом, так как некачественная «расходка» может испортить общее впечатление о покупке. Вдобавок не будет проблем с перфорацией, да и искать отдельно ничего не надо.

Полную версию статьи с обзором рынка ЭШМ, тестом и таблицами читайте в выпуске журнала «Инструменты» серии «Потребитель» №36’2007

Ноябрь 2007 г.