Spazzole e commutatore dei motori CC: Usura, problemi e manutenzione
L'usura delle spazzole raramente è un problema che riguarda solo le spazzole. Nelle nostre analisi dei guasti in fabbrica, il blocco di carbonio è di solito il messaggero, non la causa. I veri fattori determinanti si trovano dietro di esso: area di contatto, forza della molla, qualità della sede, commutatore rotondità, altezza della mica, contaminazione, vibrazioni e profilo di carico. Se si sostituiscono le spazzole senza averle corrette, spesso il set successivo si guasta più rapidamente.
Un secondo errore consiste nell'inseguire l'aspetto invece del comportamento. Una pellicola di commutazione sana non ha un colore obbligatorio. Può essere abbronzata, marrone, a chiazze o piuttosto scura a seconda dell'umidità, del carico, del materiale della spazzola e della macchina stessa. Ciò che conta è che la superficie rimanga stabile, liscia e priva di trasferimenti di metallo, bruciature, buche e scintille distruttive.
Indice
I modelli di usura che contano
| Condizioni del commutatore o della spazzola | Cosa indica di solito nella pratica | Primi controlli | Percorso di correzione normale |
|---|---|---|---|
| Alternanza di barre chiare/scure senza rugosità | Spesso le riprese della slot-bar, non danni immediati | Modello di carico, tendenza alla regolazione neutra, stabilità del film | Monitorare; non lavorare solo sull'apparenza |
| Striature scure nella traccia della spazzola | Trasferimento precoce del metallo, spesso a bassa pressione, carico leggero, comportamento errato della spazzola o contaminazione chimica | Pressione della molla della spazzola, carico, vapori, condizioni della superficie della spazzola | Correggere la causa prima dell'inizio della filettatura |
| Filettatura | Trasferimento di metalli pesanti dal commutatore alla spazzola | Pressione, corsa della spazzola, contaminazione, corrispondenza di grado | Pulire, ripristinare la pressione/il contatto, ricondizionare la superficie, se necessario. |
| Scanalatura | Polvere abrasiva, comportamento delle spazzole abrasive, scarso controllo dell'ambiente | Pulizia dell'aria, tenuta dell'involucro, flusso d'aria | Rimuovere la fonte di contaminazione; lavorare solo se la geometria è già persa. |
| Barra alta o punto piatto | Sollevamento della spazzola, impatto, movimento della barra di scorrimento a caldo o errore di rotondità | Rotondità, altezza da barra a barra, vibrazioni, comportamento carico-caldo | Ricondizionare la superficie; indagare sul rischio di barre allentate |
| Bordi d'uscita bruciati / barre bucherellate | Scintilla distruttiva, sovraccarico, impostazione della commutazione non corretta | Livello di scintillazione sotto carico, neutro, condizione delle spazzole, equilibrio elettrico | Arrestare prima la fonte della bruciatura, quindi riparare la superficie |
| Usura rapida delle spazzole con spazzole nuove | Seduta inadeguata o movimenti limitati | Modello di contatto della spazzola, pulizia del supporto, libertà della molla | Posizionare correttamente; liberare la spazzola nel supporto; verificare l'allineamento |
Leggete la tabella da sinistra a destra, non dall'alto in basso. Il segno sul rame è solo l'ultima fase visibile. La causa di solito è da ricercare in uno strato precedente, nella stabilità del contatto, nella chimica del film o nella geometria della macchina. La filmazione con barra a fessura può essere accettabile. Filettature, scanalature, trascinamento del rame, bordi bruciati delle barre e scintille instabili non lo sono.
Dove inizia l'usura
1) Posti a sedere incompleti
Le spazzole nuove con un'area di contatto limitata si surriscaldano in corrispondenza del punto di contatto. La densità di corrente si concentra. La faccia della spazzola si consuma quindi nella forma sbagliata, la commutazione peggiora e la posizione neutra può spostarsi man mano che la spazzola si deposita. Ecco perché una sostituzione affrettata delle spazzole può creare un “nuovo problema” su una macchina che il giorno prima era stabile.
2) Pressione della molla che sembra abbastanza vicina
La bassa pressione non è delicata. Interrompe il contatto, crea striature o filettature e fa vibrare la spazzola. Anche una pressione eccessiva non fa bene: aumenta le rigature e l'usura meccanica. Ciò che ci interessa in servizio non è solo la pressione nominale, ma l'uguaglianza di pressione tra le spazzole dello stesso braccio e l'azione libera della molla in condizioni di contaminazione reale, non in condizioni di pulizia al banco.
3) Geometria che il pennello non può seguire
I commutatori fuori asse, le barre alte, i punti piatti, la mica alta, le bave di rame dopo il sottosquadro e la corsa limitata delle spazzole fanno tutti la stessa cosa in modi diversi: interrompono il contatto stabile. Una volta che la spazzola si solleva, anche brevemente, la modalità di usura cambia. Si smette di lucidare e si inizia a erodere. Alcuni casi di barre alte si manifestano solo in condizioni di velocità e carico, motivo per cui un'ispezione statica a freddo può non notare una macchina che fa scintille nel momento in cui inizia la produzione.
4) Aria, polvere, vapore e tutto ciò che la linea respira
La pellicola del commutatore è uno strato di lavoro. Dipende dall'umidità, dai detriti della spazzola, da una piccola quantità di rame trasferito e da una superficie che non viene costantemente sverniciata o contaminata. L'aria molto secca aumenta l'attrito. La polvere abrasiva spinge la macchina verso la scanalatura. Sporco oleoso, atmosfere contenenti zolfo e vapori chimici aggressivi possono trasformare una pellicola normale in striature, scurimento selettivo o trasferimento di metalli pesanti. Stesso motore. Stanza diversa. Risultato diverso.
La manutenzione che cambia la vita delle spazzole
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Iniziare con scintille, suono, andamento della temperatura e vibrazioni visibili sotto carico normale. Un debole cordone non distruttivo non è la stessa cosa di un arco continuo che rimuove il metallo dai bordi della barra. Considerate la seconda come un'urgenza. Il primo è un dato.
Quindi controllare il percorso del pennello, non solo la lunghezza del pennello.
La lunghezza della spazzola è facile da misurare. È anche il numero meno interessante se il supporto è sporco, la spazzola si incastra nella scatola o la molla è appesa. Il nostro ordine di ispezione è semplice: condizioni del supporto, libertà di movimento della spazzola, libertà e pressione della molla, segni di contaminazione da mica o fessure, barre bucherellate o bruciate, rotondità e infine fonti di vibrazione come cuscinetti o bilancieri.
Non spogliate una pellicola scura solo perché ha un brutto aspetto.
Un commutatore scuro non è automaticamente un commutatore guasto. Molte macchine funzionano bene anche con pellicole scure o a chiazze. Ciò che obbliga a intervenire è il trasferimento di metallo, la rugosità, i buchi, la bruciatura dei bordi o il comportamento della pellicola che continua a peggiorare tra un'ispezione e l'altra. La pulizia e la leggera correzione della superficie hanno il loro posto; la lucidatura cieca spesso rimuove un film funzionante e fa ripartire l'usura da zero.
Pulisce senza spingere lo sporco in profondità
La polvere conduttiva secca deve essere rimossa con l'aspirapolvere e una spazzola morbida. I depositi oleosi devono essere puliti in modo controllato. Inondare il motore di solvente è una cattiva abitudine perché può portare i detriti conduttivi nelle fessure dell'isolamento e in profondità nella macchina. I commutatori e gli avvolgimenti verniciati sono i punti in cui una pulizia incauta causa danni costosi.
Lavorare il commutatore solo per geometria, non per estetica
Se il commutatore non è rotondo, è scanalato, è bruciato, presenta punti piatti o presenta problemi di altezza delle barre, è giustificato il ricondizionamento della superficie. Prima di qualsiasi tornitura o sottosquadro, verificare che non vi siano barre allentate. Un rapido test di battitura vecchio stile è ancora utile: una barra tesa risponde croccante, una barra allentata risponde opaca. Se il difetto superficiale si ripresenta dopo il ricondizionamento, il problema alla radice è più profondo della qualità della finitura.
Quando si sostituiscono le spazzole, inserirle è una fase del processo, non una formalità.
L'alloggiamento delle spazzole non è un'operazione di pulizia. Una sede inadeguata riduce l'area di contatto, aumenta la resistenza e avvia una rapida usura localizzata. Ciò provoca scintille, commutazione insufficiente e danni al commutatore all'inizio del periodo di funzionamento. Sulle macchine di produzione, un lavoro di assestamento corretto è più economico di un secondo arresto.
Programma di manutenzione pratico per gli impianti che non vogliono ripetere i fallimenti
| Intervallo di attivazione | Cosa ispezioniamo | Ciò che di solito sfugge |
|---|---|---|
| Ogni ciclo operativo di routine | Livello di scintille, suono insolito, odore, vibrazione visibile della spazzola, variazione improvvisa della temperatura | Piccole variazioni nel carattere della scintilla prima dell'inizio della combustione della barra |
| Ogni tappa prevista | Movimento senza spazzole, libertà delle molle, carico di polvere nei supporti, tendenza del film, contaminazione delle fessure | Spazzole sufficientemente lunghe, ma appiccicose |
| Dopo la sostituzione delle spazzole | Schema di alloggiamento, uguaglianza di pressione, allineamento del supporto, formazione precoce della pellicola | Supponendo che i nuovi pennelli si abituino da soli |
| Dopo un sovraccarico, un intervento, un flashover o una grave contaminazione | Bordi delle barre, filettatura/roditura, condizioni della mica, rotondità, allentamento delle barre, contaminazione dell'avvolgimento | Riavvio dopo una rapida pulizia senza correzione della causa principale |
Lo schema è noioso di proposito. La durata stabile delle spazzole deriva da un ordine di ispezione ripetibile, non da un eroico lavoro di riparazione dopo che il commutatore è già bruciato.
Domande frequenti
Un commutatore nero significa sempre che la macchina ha un problema?
No. Una pellicola scura può essere normale. L'importante è che la pellicola sia stabile e che sia accompagnata da pitting, rugosità, trasferimento di metallo o scintille distruttive.
Perché le nuove spazzole dei motori CC a volte si consumano più rapidamente di quelle del vecchio set?
Di solito perché le nuove spazzole non sono state inserite correttamente, il sistema di supporto era sporco o stretto, o la causa originale dell'usura - bassa pressione, vibrazioni, mica alta, contaminazione, errore di rotondità - non è mai stata rimossa.
Tutte le scintille sono inaccettabili?
No. Le scintille leggere e non distruttive possono essere tollerate. Non lo sono invece le scintille continue, la bruciatura dei bordi delle barre e qualsiasi scintilla che rimuova il metallo.
Qual è la differenza tra striatura, filettatura e scanalatura?
Le striature sono di solito un'avvisaglia di film o di trasferimento di metallo. La filettatura è un trasferimento di metallo più pesante che segna il percorso della spazzola come la filettatura di una vite. La scanalatura è una perdita di materiale consumata nella superficie del commutatore, spesso legata ad abrasivi o polvere. Si tratta di guasti diversi e non devono essere riparati allo stesso modo.
Quando si deve girare e sottosquadrare un commutatore?
Quando la geometria è sbagliata: condizioni di fuori giri, punti piatti, scanalature, bruciature o problemi di altezza della barra. Non perché il colore è sbagliato. Controllare che non ci siano barre allentate prima del taglio.
Le vibrazioni possono danneggiare le spazzole anche quando la configurazione elettrica è quasi corretta?
Sì. I difetti dei cuscinetti, lo sbilanciamento, le fondamenta inadeguate, il movimento limitato delle spazzole e il rumore delle spazzole possono creare scintille e danni al commutatore che a prima vista sembrano di natura elettrica.
La buona durata delle spazzole è soprattutto disciplina. Posizione corretta. Movimento libero. Pressione corretta. La superficie del commutatore si giudica dal comportamento, non dal colore. E le riparazioni vengono effettuate in base alla causa principale, non all'aspetto. È così che i commutatori rimangono in servizio per anni invece di diventare un materiale di consumo ripetuto.
