Dlaczego stocznie wycofują się ze szczotkowanych szlifierek kątowych

W przemyśle stoczniowym każdy szew spawalniczy, każdy metr kwadratowy płyty kadłuba i każde zadanie związane z wyposażeniem wymaga szlifowania, cięcia, gratowania i przygotowania powierzchni. Szlifierki kątowe należą do najczęściej używanych narzędzi w stoczni. Przez dziesięciolecia szczotkowane szlifierki kątowe były domyślnym wyborem. Ale to się zmienia. Stocznie na całym świecie – od Chin po Azję Południowo-Wschodnią – coraz częściej zastępują je rozwiązaniami bezszczotkowymi. Powodem nie jest trend. To kwestia kosztów, produktywności i bezpieczeństwa.

 Ukryty koszt szczotek węglowych

 Szczotkowa szlifierka kątowa wykorzystuje szczotki węglowe do przekazywania prądu do wirnika silnika. Gdy silnik się obraca, szczotki dociskają komutator (miedziana głowica). Tarcie je niszczy. Typowy zestaw szczotek węglowych wytrzymuje od 100 do 300 godzin pracy, zanim będzie wymagał wymiany. W stoczni, w której szlifierki pracują codziennie przez wiele godzin, w przypadku mocno używanych narzędzi oznacza to wymianę szczotek co kilka tygodni lub nawet dni.

 Problem nie kończy się na wymianie szczotek. Kiedy szczotki zużywają się zbyt krótko, ciśnienie stykowe spada. Zwiększa się iskrzenie. Możesz poczuć zapach zjonizowanego powietrza. Jeśli nie zostanie sprawdzony, komutator ulegnie spaleniu i wżerom. W tym momencie sama wymiana szczotek już nie pomaga – sam wirnik należy wymienić lub zregenerować. Żywotność silnika szczotkowego często ogranicza się do jednej lub dwóch wymian szczotek, zanim komutator ulegnie uszkodzeniu uniemożliwiającemu naprawę. W warunkach stoczniowych – kurz, wibracje, wilgoć, ciągłe duże obciążenia – cykl awarii ulega przyspieszeniu.

 Poza przestojami konserwacyjnymi silniki szczotkowe tracą wydajność pod obciążeniem. Dociśnij tarczę szlifierską, a obroty znacznie spadną. Niższa prędkość oznacza wolniejsze usuwanie materiału. Dłuższy czas pracy. Większe zmęczenie operatora. Wyższe koszty pracy na tonę przetworzonej stali.

Jakie zmiany bezszczotkowe

 Silnik bezszczotkowy całkowicie eliminuje szczotki węglowe i komutator. Sterowanie komutacją odbywa się elektronicznie. Pomiędzy ruchomymi stykami elektrycznymi nie występuje tarcie fizyczne. Rezultatem jest silnik, który po prostu nie ma części eksploatacyjnych, które zawodzą w konstrukcjach szczotkowych.

 Praktyczne korzyści w stoczni są wymierne:

 Dłuższa żywotność.  Silniki bezszczotkowe działają zazwyczaj od 5 do 6 razy dłużej niż silniki szczotkowe – według niektórych szacunków nawet 10 razy dłużej. Szlifierka, która pozostaje w miejscu pracy zamiast na stole naprawczym, bezpośrednio zmniejsza koszty wymiany narzędzi i konserwacji.

 Wyższa wydajność.  Bez tarcia szczotek i strat energii iskry, silniki bezszczotkowe przekształcają więcej energii elektrycznej w pracę mechaniczną. Często spotykany jest wzrost wydajności o 30% lub więcej. Niektóre szlifierki bezszczotkowe zapewniają moc odpowiadającą maszynie szczotkowej o mocy 1500 W, pobierając przy tym mniej prądu. Niższe zużycie energii na tonę szlifowanej stali zapewnia cała flota narzędzi.

 Stała prędkość pod obciążeniem.  Jest to być może najważniejsza zaleta w pracy w stoczni. Bezszczotkowa szlifierka utrzymuje znamionową prędkość obrotową nawet wtedy, gdy pochylisz się nad ciężkim szwem spawalniczym. Szybsze usuwanie materiału oznacza mniej roboczogodzin przypadających na jedno zadanie. Tarcze ścierne wytrzymują również dłużej, ponieważ działają z optymalną prędkością, zamiast zwalniać i zacierać się.

 Zmniejszone ryzyko iskrzenia.  Stocznie nie należą do środowisk niskiego ryzyka. Często obecne są opary paliwa, farb i innych materiałów palnych. Silniki szczotkowe podczas normalnej pracy wytwarzają iskry na komutatorze. Badania wskazują, że około 15% pożarów przemysłowych jest wywoływanych przez iskry z elektronarzędzi. Silniki bezszczotkowe nie wytwarzają praktycznie żadnych iskier, eliminując znaczące źródło zapłonu z miejsca pracy.

 Niższe wibracje i zmęczenie operatora.  Szlifierki, które zwalniają pod obciążeniem, zmuszają operatorów do mocniejszego naciskania. Zwiększa to narażenie dłoni i ramion na wibracje. Szlifierki bezszczotkowe z funkcją miękkiego startu i kontrolą stałej prędkości obrotowej redukują nagłe reakcje momentu obrotowego i poziom wibracji. W branży, w której zespół wibracyjny dłoni i ramion jest uznanym problemem związanym z higieną pracy, nie jest to drobny szczegół.

 Stocznie nie rezygnują ze szczotkowych szlifierek kątowych ze względu na marketing. Robią to, ponieważ silniki szczotkowe nigdy nie były projektowane do pracy w ciągłych, obciążonych i brudnych warunkach współczesnego przemysłu stoczniowego. Podstawowym ograniczeniem tej technologii jest szczotka węglowa, część eksploatacyjna, która zużywa się, iskrzy i traci wydajność pod obciążeniem.

 Silniki bezszczotkowe eliminują to ograniczenie. Biegają dłużej, pracują ciężej, marnują mniej energii i stwarzają mniej zagrożeń. W stoczni, w której każda godzina przestoju kosztuje, a każdy incydent związany z bezpieczeństwem niesie ze sobą poważne konsekwencje, argument za bezszczotkami jest coraz trudniejszy do zignorowania.