Figyeljen az elektromos kéziszerszámok szellőzőnyílásaira

A gép tisztaságán és a levegőt beszívó szellőzőnyílásokon kívül még egy feltételt figyelembe kell venni. Lássuk, hogy mi az.

A ventilátor elhelyezése az elektromos kéziszerszám rotortengelyén gyakori és bevált tervezési megoldás. Természetesen feltételezzük, hogy a szellőzőrendszer kellően méretezett a motor hatékony hűtéséhez, amikor a motor a névleges fordulatszám-tartományban üzemel.

Miért fontos a működőképes hűtőrendszer

Ha a motor 100%-os hatékonysággal működne, nem kellene foglalkoznunk semmilyen hőmérséklettel. A gépbe belépő elektromos energiát (felvett teljesítmény) maradék nélkül átalakítanánk mechanikai munkává (leadott teljesítmény). Tudjuk azonban, hogy ez nem így van, és az energia egy része elvész - nagyrészt hő formájában. Például az elektromos szerszámok kommutátoros motorjainál ez akár több tíz százalék is lehet - egy 1000 W-os sarokcsiszoló könnyen "termel" akár 400 W hőt. Egészen jó "radiátor".

Ennek a hőnek ki kell jutnia a gépből. Ez a hűtőrendszer feladata.

Szellőzőnyílások és elhelyezkedésük

A ventilátor az elektromos kéziszerszám külső burkolatán lévő nyílásokon szívja be a hűtőlevegőt. A kommutátoros motorral ellátott szerszámok esetében a beszívónyílások általában a szénkefék közelében találhatók. A hideg levegő így hatékonyabban hűti a motor legforróbb részét - a kommutátort -. A kommutátor elhelyezkedése általában "távolabb" van a betétszerszámtól, ezért sokkal kisebb a szennyeződés és a por beszívásának valószínűsége. Ó, és ha ez az elhelyezés nem zavarja a kéziszerszám természetes fogását, akkor rendben van.

1. ábra. A szellőzőnyílások tipikus elhelyezkedése

A levegőt a leggyakrabban a hajtómű és a motorburkolat közelében található réseken keresztül fújják ki, a lehető legközelebb a betétszerszámhoz. A kifújt levegő energiáját hatékonyan használják fel a porszemcsék a géptől és a betétszerszámtól való "eltávolítására".

A motor még üresjáratban is melegszik

Első ránézésre nem így tűnik, de igaz. Nézzük meg tehát a HERMAN WX-12501 1000W-os sarokcsiszoló rotorhőmérsékletének különbségét, amikor üresjáratban (terhelés nélkül), fedetlen szívónyílásokkal fut. A teszt második részében a szívónyílásokat befedjük. Az első hat percet vizsgáljuk.

2. ábra. A szívónyílások szigetelőszalaggal való lefedése

3. ábra. Hőmérsékletek az 1000 W-os sarokcsiszoló üresjárata alatt

Teljesen működő szellőztető rendszer esetén a hőmérséklet az első hat percben szinte állandó. A hőmérséklet 22°C-ról 24°C-ra emelkedett, ami mindössze 2°C-os emelkedést jelent. Azonban azt is láthatjuk, hogy a kikapcsolás után a következő percben a hőmérséklet 24°C-ról 43°C-ra, azaz majdnem 20°C-al emelkedik. Ezt az állapotot részletesebben az „Egy perc elég...“ című cikkben ismertetjük. Még az "ártalmatlan" üresjárat is a kezdeti (szobahőmérséklet) kétszeresére melegíti a motort.

Teljesen más volt a hőmérséklet lefolyás, amikor a motor lefedett szívónyílásokkal üresjáratban futott. A hőmérséklet gyorsan emelkedett, percenként kb. 5°C-kal. A hatodik perc végén a forgórész már 50°C-os, és jön a legkritikusabb perc - a leállítás utáni első perc. A következő 60 másodpercben a hőmérséklet nagyon gyorsan emelkedik - több mint 90°C-ra, majd lassan lehűl. És mindez terhelés nélkül!

A sarokcsiszoló külső burkolatának hőmérséklete megközelítette az 50 °C-ot. A kezet nem lehet rajta tartani, de az égési sérülések veszélye még nem igazán fenyeget.

Terheléses teszt

Annak érdekében, hogy konstans tesztfeltételeket biztosítsunk egy 1000 W-os kommutátoros motor szellőzőrendszerének működésére a befedett szellőzőnyílások mellett, a RIFLEX GTR3 automata tesztgépet, a HERMAN WX-12501 sarokcsiszolót és a HERMAN LS-10 Area lamellás tárcsát használtuk korund csiszolószalagokkal, 60-as szemcsemérettel.

A csiszolási nyomást úgy választottuk meg, hogy a gép éppen a névleges felvett teljesítmény felső határán túl dolgozzon. A 3,5 kg-os csiszolónyomáson az átfolyó áram értéke 4,5-5,5 A között volt, ami 230 V-on 1035-1 265 W felvett teljesítménynek felel meg. Ennek a csiszológépnek a névleges bemeneti teljesítménye 1000 W, tehát "kissé" túlterhelt volt, ami a vizsgálat fókuszát tekintve rendben van.

4. ábra. Tesztgép sarokcsiszolóval

5. ábra. Hőmérséklet görbék 1000 W-os sarokcsiszoló üresjárati és terheléses vizsgálatánál nyitott és letakart szellőzőnyíllásoknál

A sarokcsiszoló rotorjának hőmérséklete a teljesen működő szellőztető rendszerrel és a fenti terhelés mellett az első három percben körülbelül 32 °C-ra emelkedett, és ezen a szinten maradt. A szellőztető rendszer minden probléma nélkül fenntartotta a rotor állandó hőmérsékletét.

A terhelt rotor hőmérséklete jelentősen magasabb volt, amikor a szívónyílások le voltak fedve. Hat perc alatt 20°C-ról közel 70°C-ra emelkedett, és a leállást követő első percben elérte a maximális értéket, közel 130°C-ot.

Van még egy fontos dolog, amit meg kell említeni - a sarokcsiszoló burkolatának hőmérséklete meghaladta a 90°C-ot! Ez a hőmérséklet nagyon magas, ami azért van, mert a burkolat és a motor között gyakorlatilag nem volt légáramlás. Ilyen hőmérsékleten a sarokcsiszoló könnyen visszafordíthatatlanul károsodhat, és fennáll a burkolattal való közvetlen érintkezés miatti súlyos égési sérülések veszélye!

6. ábra. Helyes és helytelen fogás

Nem gyakran fordul elő a gyakorlatban, hogy a szívónyílások teljesen lefedettek. A szerszám helytelen megfogása azonban eltakarhatja őket, és lehet, hogy észre sem vesszük - hiszen ez mindenkivel előfordulhat. Bizonyos munkaműveleteknél hajlamosak vagyunk a szerszámot a szívónyílásoknál megfogni. Kerüljük el ezt, de ha mégis szükséges, akkor csak néhány másodpercig dolgozzunk így a szerszámmal.

Kulcsszavak: elektromos kéziszerszámok, csiszoló, sarokcsiszoló, flex, szellőzőrendszer, szellőzőnyílások, kommutátoros motor

Források:
A HERMAN cég belső műszaki és oktató dokumentációi

Ing. Herman Nagypál

Katonai iskolát végeztem, repülőgépipari villamosmérnöki tanszéken. Már gyerekkoromban megtanultam szerszámokkal, szerszámgépekkel dolgozni édesapámmal egy családi ház építésénél. Minden új termékünket személyesen is tesztelem - saját kezemmel, jól felszerelt műhelyemben. Szabadidőmben szeretek motorozni a román hágókon. Ezen felül a szakterület trendjeit tanulmányozom, és szívesen kipróbálom a konkurens termékeket is. Némelyiken mosolygok, van amire rácsodálkozom (hogy valaki hagyta magát rászedni és megvette), és van, ami nagyon jó. Majdnem olyan jó, mint a miénk 😊.

Marek Baláž

A HERMAN-nál kezdtem el dolgozni, mint szerviztechnikus. Ez idő alatt lehetőségem volt megismerni minden szerszámmodellt, úgymond az utolsó csavarig. Jelenleg a szerviz részleg vezetője vagyok, és személyesen veszek részt az új termékek tesztelésében.