Cómo comprobar la redondez o excentricidad de un colector
La mayoría de las malas lecturas comienzan antes de que el indicador toque el cobre.
En realidad, ese suele ser todo el trabajo. No el indicador. No el número. El punto de referencia. Si el inducido no está referenciado desde los muñones de los cojinetes o los centros verdaderos, la lectura puede parecer un conmutador cuando en realidad es un error del eje, del gorrón o un problema de configuración. Utilizamos bloques en V para una pantalla rápida. Para el juicio final, preferimos la armadura que gira en el mismo eje que la máquina realmente va a vivir.
En nuestra fábrica, dividimos la comprobación en dos preguntas:
- ¿La pista del cepillo gira fiel al eje del árbol? Eso es runout.
- ¿La propia superficie de cobre se mantiene redonda y uniforme, barra a barra, en toda la anchura de trabajo? Esta es la parte que mucha gente se salta y luego se pregunta por qué la máquina sigue chispeando.
Un conmutador puede pasar una comprobación TIR casual y aun así estar mal. Una barra alta. Una plana poco profunda. Mica demasiado alta. Un rotor frío que va mal sólo cuando está caliente. Son fallos diferentes. El mismo síntoma en las escobillas.
Índice
Qué comprobamos antes de registrar cualquier número
No ponemos un indicador en una superficie sucia, manchada y con restos de cobre y pretendemos que el número signifique algo. La pista del cepillo se limpia primero. Las ranuras se limpian. Se eliminan el polvo de carbón y los residuos sueltos. A continuación, inspeccionamos en busca de marcas de arco, picaduras, bordes oscuros quemados, planos y barras levantadas evidentes. Si la pista ya muestra una barra pulida seguida de barras ásperas o quemadas, lo tratamos como un patrón de barras altas hasta que se demuestre lo contrario.
A continuación, comprobamos la configuración:
- muñones o centros de rodamientos limpios y sin daños
- el método de apoyo no se tambalea
- armadura girada lentamente a mano, no se rompió a través de una revolución
- punta del indicador lo suficientemente cuadrada a la superficie para evitar una lectura falsa
- medida tomada cerca de la trayectoria real del cepillo, no en algún lugar conveniente pero irrelevante
Nuestro método de fábrica para comprobar la excentricidad del colector
1) Referenciar el eje correcto
Para una inspección rápida de entrada, los bloques en V de los cojinetes están bien. Para la puesta a punto del mecanizado o la aceptación final, indicamos a partir de los muñones de los cojinetes y centramos primero el inducido. Si los muñones no están centrados, la lectura del colector ya está contaminada. En los trabajos de reconstrucción, sujetamos muy bien los muñones antes de realizar cualquier corte.
2) Coloque el reloj comparador en la pista del cepillo
Colocamos el indicador en la superficie del colector, donde la escobilla se desplaza realmente. No en el extremo del elevador. No en un borde dañado si la pista de trabajo está en otra parte. A continuación, giramos una vuelta completa y registramos la desviación total del indicador, desde el punto más bajo hasta el más alto. Ese número es útil, pero no lo es todo.
3) Repetir en más de una posición axial
Comprobamos cerca de un borde de la pista del cepillo, luego cerca del otro borde, luego cerca del centro si la anchura es lo suficientemente grande. ¿Por qué? Porque la conicidad y la forma del barril se esconden dentro de un bonito número. Un conmutador puede parecer aceptable en el centro y todavía patear el cepillo en el borde.
4) Compruebe la altura de la barra adyacente, no sólo el TIR completo.
Aquí es donde los colectores defectuosos sobreviven a las inspecciones deficientes. Una máquina puede tolerar mejor una desviación general modesta que un paso brusco de una barra a otra. En nuestro banco, la diferencia entre barras adyacentes se comprueba siempre que la pista de la escobilla muestre problemas localizados o cuando ya se conozca el historial de chispas. Las barras altas y las levas levantan la escobilla y las barras siguientes sufren los daños.
5) Compare la cifra con la gravedad de la máquina, no con ilusiones
En muchos trabajos industriales se sigue utilizando 0,05 mm / 0,002 pulg. como límite práctico de selección para la excentricidad total. Esto no es universal. Las velocidades periféricas más altas son más estrictas. Algunos criterios de reparación reducen la TIR máxima a 0,038 mm / 0,0015 pulg., con un control aún más estricto de los cuadrantes, mientras que la altura de la barra adyacente se mantiene en torno a los 1,5 metros. 0,005 mm / 0,0002 pulg..
Guía de tolerancias de trabajo que utilizamos en el taller
| Comprobar artículo | Guía práctica de fábrica | Lo que nos dice |
|---|---|---|
| Pantalla rápida de desviación total | ≤ 0,05 mm / 0,002 pulg. | Buen límite de arranque para muchos conmutadores industriales |
| Escalón de barra adyacente | ≤ 0,005 mm / 0,0002 pulg. | Ayuda a detectar barras altas que una lectura TIR amplia oculta |
| Recorrido total del servicio de alta velocidad | a menudo apretado a 0,038 mm / 0,0015 in | La estabilidad de los cepillos es menor a medida que aumenta la velocidad de la superficie |
| Configuración del diario antes de girar | aproximadamente 0,013 mm / 0,0005 pulgadas o mejor | Evita cortar un conmutador “verdadero” en un eje falso |
| Rugosidad superficial tras el mecanizado | alrededor de Ra 0,9 a 1,8 µm para unidades industriales | Suficientemente liso para la vida del cepillo, sin hilos, sin rasgaduras |
Se trata de valores de taller, no de un sustituto del plano de la máquina. Si la clase de máquina es severa, apretamos más. Si la historia dice que el engranaje de cepillo es sensible, más apretado de nuevo.
Cómo distinguir los problemas de redondez de los de excentricidad
Esta parte se pasa por alto.
Si el conmutador muestra una subida y bajada sinusoidal constante a lo largo de una revolución, lo primero que sospechamos es un error de eje, excentricidad o error de configuración/referencia. Si el indicador se mantiene casi siempre en calma y luego salta en un punto, suele tratarse de un problema local de barra, plano, abolladura o mica levantada. Si la lectura en frío es aceptable pero la máquina se comporta mal sólo bajo velocidad y carga, empezamos a pensar en barras sueltas o en una condición de barras altas térmicamente activas. Un conmutador puede ser redondo en el banco y malo en servicio. Eso ocurre.
Algunos patrones que utilizamos:
| Patrón de lectura | Causa probable | Qué hacemos ahora |
|---|---|---|
| Oscilación suave y repetible una vez por revolución | Ajuste excéntrico, problema de gorrón, eje doblado, excentricidad verdadera | Volver a comprobar el punto de referencia y los muñones antes de tocar el cobre. |
| TIR pequeño, un pico abrupto | Barra alta, rebaba, mica levantada, daños locales. | Inspeccionar la altura entre barras y el estado de las ranuras |
| Aceptable en frío, inestable en caliente | Barra suelta o movimiento térmico | Compruebe el estado de la sujeción, el historial de servicio, las marcas de testigos de los cepillos |
| Buena geometría, todavía chispea | Engranaje del cepillo, presión del muelle, movimiento del soporte, problema eléctrico | Deja de culpar al cobre e inspecciona el resto del sistema |
Si el conmutador está fuera, lo que hacemos a continuación
Si la superficie sólo está ligeramente marcada y la geometría sigue estando dentro de los límites, podemos rectificarla ligeramente y volver a comprobarla. Si la excentricidad o la altura local de la barra está fuera de los límites, se tornea o rectifica el colector. Después, no dejamos un acabado roscado. Queremos una superficie limpia y fina. En las unidades industriales, una rugosidad posterior al mecanizado en torno a Ra 0,9 a 1,8 µm es un objetivo razonable. Si se supera, suele aumentar el desgaste de las escobillas.
Luego las ranuras. Siempre inspeccione las ranuras.
Tras el mecanizado, la mica debe volver a asentarse por debajo del cobre, sin rebabas arrastradas sobre los bordes de la barra. Una regla práctica de banco es restablecer la profundidad de corte real en lugar de un rasguño simbólico: a menudo alrededor del grosor de la mica, y en muchos diseños aproximadamente 1 a 1,5 veces la anchura de la ranura, A continuación, un ligero biselado para que el cepillo no golpee un borde de cobre afilado en cada cambio de segmento.
Si un colector desarrolla repetidamente la misma zona de barra alta después de la limpieza, dejamos de cortar y empezamos a buscar causas estructurales: barras sueltas, sujeción débil, problemas en el eje o los cojinetes, vibración, movimiento del portaescobillas. Volver a mecanizar un objetivo en movimiento sólo proporciona un fallo suave.
La versión resumida de nuestro banco de producción
No preguntamos: “¿Es el conmutador suficientemente redondo?”.”
Preguntamos:
- ¿Es fiable el eje de referencia?
- ¿Es la pista del cepillo verdadera sobre una revolución completa
- ¿Hay alguna barra que se mantenga orgullosa
- ¿Se mantendrá estable la superficie en caliente?
- El mecanizado restablece la profundidad de la ranura, el chaflán y el acabado.
Esa secuencia encuentra el problema más rápido que perseguir un solo número.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre la redondez y la excentricidad del colector?
La redondez es la forma de la propia superficie de cobre. La excentricidad es la forma en que esa superficie se desplaza con respecto al eje del árbol durante la rotación. En servicio, las escobillas reaccionan primero a la excentricidad. En la reparación, una redondez deficiente a menudo se manifiesta como problemas locales en la barra, incluso cuando la excentricidad total parece aceptable.
¿Puedo comprobar la excentricidad del colector sólo con bloques en V?
Sí, para la selección. No, no como mejor respuesta final en trabajos críticos. Los bloques en V son rápidos, pero pueden mezclar errores de apoyo en la lectura. Para el mecanizado de acabado y la aceptación, es más fiable medir desde los muñones de los cojinetes o los centros verdaderos.
¿Cuál es un valor aceptable de desviación del colector?
Para muchas aplicaciones industriales, 0,05 mm / 0,002 in TIR es un límite práctico habitual. Las máquinas más rápidas o más sensibles suelen sujetarse con más firmeza, y la altura de la barra adyacente suele mantenerse en torno al 0,005 mm / 0,0002 pulg. máx. Utilice el plano de la máquina cuando esté disponible. Utilice el límite más duro cuando el servicio sea severo.
Si la excentricidad total es aceptable, ¿puedo ignorar la variación entre barras?
No. Una barra alta puede levantar el cepillo y dañar las barras inmediatamente posteriores, incluso cuando la TIR general no parezca dramática. Por eso separamos la excentricidad general de la altura local de las barras durante la inspección.
¿Se debe rebajar la mica después del torneado?
Si el mecanizado reduce la socavadura existente, altera el filo o deja rebabas, sí. La ranura necesita suficiente profundidad para que la mica permanezca por debajo del cobre durante el desgaste inicial, y los bordes de la barra necesitan un ligero chaflán para que la transición del cepillo permanezca limpia.
¿Por qué un colector pasa la inspección en frío pero chispea en servicio?
Generalmente porque la comprobación en frío ha pasado por alto una condición de servicio: barras sueltas, movimiento térmico, vibración, mala libertad del portaescobillas, variación de la presión del muelle u otro fallo mecánico/eléctrico ajeno al propio cobre. Una lectura en frío es útil. No es una garantía.
