Pozor na ventilačné štrbiny elektrických náradí

Okrem čistoty stroja a nasávacích ventilačných štrbín treba dbať ešte na jednu podmienku. Pozrime sa, na akú.

Umiestnenie ventilátora na hriadeľ rotora elektrického náradia je obvyklé a osvedčené konštrukčné riešenie. Prirodzene vychádzame z toho, že ventilačný systém je dostatočne dimenzovaný pre účinné chladenie motora pri práci v rozsahu menovitých otáčok.

Prečo je dôležitý funkčný ventilačný systém

Keby mal motor 100%-nú účinnosť, žiadnu teplotu neriešime. Elektrická energia vstupujúca do stroja (príkon) by sa bezo zbytku premenila na mechanickú prácu (výkon). Vieme však, že tomu tak nie je a časť energie sa stráca – a to najviac na teplo. Napríklad pri komutátorových motoroch elektrických náradí je to až desiatky percent – uhlová brúska s príkonom 1000W ľahko „vyrobí“ až 400W tepla. Celkom dobrý „radiátor“.

Toto teplo sa musí dostať zo stroja von. To je úloha ventilačného systému.

Ventilačné štrbiny a ich umiestnenie

Ventilátor nasáva chladiaci vzduch štrbinami v plášti elektrického náradia. Pri náradiach s komutátorovým motorom sú nasávacie štrbiny obvykle umiestnené v blízkosti uhlíkových kief. Studený vzduch takto účinnejšie chladí najviac hrejúcu sa časť motora – komutátor. Umiestnenie komutátora je obvykle „ďaleko“ od pracovného nástroja a preto aj pravdepodobnosť nasávania nečistôt a prachu je oveľa nižšia. No a keď toto umiestnenie nebráni prirodzenému úchopu náradia, potom je to v poriadku.

Obr. 1. Typické umiestnenie ventilačných štrbín

Vzduch je vyfukovaný štrbinami umiestnenými najčastejšie na rozhraní prevodovky a plášťa, pokiaľ možno čo najbližšie k pracovnému nástroju. Energia vyfukovaného vzduchu sa efektívne využíva na „odháňanie“ prachových častíc od stroja a od pracovného nástroja.

Motor sa hreje aj pri chode naprázdno

Na prvý pohľad sa to nezdá, ale je to tak. Poďme sa teda pozrieť na to, aký je rozdiel teplôt rotora uhlovej brúsky HERMAN WX-12501 s príkonom 1000W pri chode naprázdno (bez záťaže) s nezakrytými a zakrytými nasávacími štrbinami počas prvých šiestich minút.

Obr. 2. Zakrytie nasávacích štrbín izolačnou elektrikárskou páskou

Obr. 3. Teplotné priebehy pri chode naprázdno 1000W uhlovej brúsky

Pri plne funkčnom ventilačnom systéme je teplota počas prvých šiestich minút takmer konštantná. Stúpla z 22°C na 24°C, teda iba o 2°C. Vidíme však aj to, že po vypnutí dochádza k zvýšeniu teploty počas nasledujúcej minúty, a to z 24°C na 43°C – takmer o 20°C. To je stav, ktorý je podrobnejšie popísaný v článku „Jedna minúta stačí...“. Aj „neškodný“ chod naprázdno zohreje motor na dvojnásobok počiatočnej (izbovej) teploty.

Úplne iný bol priebeh pri chode naprázdno so zakrytými nasávacími štrbinami. Teplota stúpa prudko, zhruba o 5°C každú minútu. Na konci šiestej minúty má rotor už 50°C a prichádza najkritickejšia - prvá minúta po vypnutí. V priebehu nasledujúcich 60-tich sekúnd teplota stúpa veľmi prudko – až na viac ako 90°C a následne sa pomaly ochladzuje. A to všetko bez záťaže!

Teplota plášťa brúsky dosiahla takmer 50°C. Holú ruku na tom neudržíte, ale reálne popáleniny ešte nehrozia.

Pokus so záťažou

Pre zabezpečenie konštantných podmienok pokusu pre zistenie vplyvu zakrytých ventilačných štrbín na funkčnosť ventilačného systému pri komutátorovom motore s príkonom 1000W bol použitý automatický testovací stroj RIFLEX GTR3, uhlová brúska HERMAN WX 12501 a lamelový kotúč HERMAN LS-10 Area s brúsnymi pásmi z korundu, zrnitosť 60.

Prítlak pri brúsení bol zvolený tak, aby flexka pracovala tesne za hornou hranicou svojho nominálneho príkonu. Pri prítlaku 3,5 kg sa hodnota pretekajúceho prúdu pohybovala medzi 4,5-5,5 A, čo pri napätí 230 V zodpovedá príkonu 1035 – 1265 W. Menovitý príkon tejto brúsky je 1000 W, bola teda „mierne“ preťažená, čo je z pohľadu zamerania testovania v poriadku.

Obr. 4. Testovací stroj s uhlovou brúskou

Obr. 5. Teplotné priebehy pri chode naprázdno a pri zaťažení 1000 W uhlovej brúsky

Teplota rotora karbobrúsky pri plne funkčnom ventilačnom systéme a pri vyššie uvedenom zaťažení stúpla v prvých troch minútach na cca 32°C a držala sa na tejto úrovni. Ventilačný systém bez problémov udržiaval konštantnú teplotu rotora.

Výrazne vyššia bola teplota zaťaženého rotora pri zakrytí nasávacích štrbín. Za šesť minút za zvýšila z 20°C na takmer 70°C a v prvej minúte po vypnutí dosiahla svoje maximum, takmer 130°C.

Je nutné spomenúť ešte jednu dôležitú vec - tou je teplota plášťa brúsky, ktorá presiahla 90°C! To je veľmi vysoká teplota spôsobená tým, že medzi plášťom a motorom prakticky neprúdil vzduch. Pri takýchto teplotách môže ľahko dôjsť k nevratnému poškodeniu brúsky a pri priamom dotyku s plášťom hrozia vážne popáleniny!

Obr. 6. Správne a nesprávne uchopenie

V praxi sa často nestáva, že sú úplne zakryté nasávacie štrbiny. Zakryť ich však môžeme nesprávnym uchopením náradia a ani si to pri tom neuvedomíme - občas sa totiž každému stane, že pri niektorých pracovných operáciách máme tendenciu uchopiť náradie v mieste štrbín. Vyvarujme sa toho a keď je to nevyhnutné, urobme tak iba na niekoľko sekúnd.

Kľúčové slová: elektrické náradie, brúska, uhlová brúska, flexka, karbobrúska, ventilačný systém, ventilačné štrbiny, komutátorový motor

Zdroje:
Interné technické a školiace materiály spoločnosti HERMAN

Ing. Herman Nagypál

Vyštudoval som vojenskú školu, odbor letecká elektrotechnika. S náradím a nástrojmi som sa naučil pracovať už v detstve s otcom na stavbe rodinného domu. Každý náš nový produkt testujem aj osobne - vlastnými rukami vo svojej dobre vybavenej dielni. Vo voľnom čase sa rád preháňam na motorke po rumunských horských priesmykoch. Okrem toho študujem trendy v odbore a rád si vyskúšam aj konkurenčné produkty. Nad niektorými sa pousmejem, nad niektorými sa čudujem (že sa niekto dal nachytať a kúpil to) a niektoré sú fakt dobré. Skoro ako naše 😊.

Marek Baláž

Vo firme HERMAN som začal pracovať ako servisný technik. Počas tohto obdobia som mal možnosť spoznať každý model náradia takpovediac do poslednej skrutky. V súčasnosti vediem servisné oddelenie a osobne sa podieľam na testovaní nových produktov.