Nitin Kulkarni
Miembro del Comité Técnico de Servicios
Helwig Carbon Products, Inc.
Milwaukee, Wisconsin
Cuando sea necesario limpiar las superficies de contacto de los colectores y anillos rozantes, NO se recomienda usar tela de esmeril con óxido de aluminio, ya que las partículas abrasivas conductoras pueden causar arcos eléctricos y dañar la superficie. Muchas veces, la limpieza con piedra, el papel granate (Garnett) y el mecanizado no son una opción conveniente, suficiente ni rentable para las máquinas, ya que la prioridad es minimizar el tiempo de parada. En este caso, la escobilla de carbón se puede diseñar para limpiar la superficie de contacto. Esto ayudará a eliminar las quemaduras localizadas de alta resistencia, la contaminación y la película antigua antes de instalar la nueva escobilla. En muchos casos, las escobillas de carbón se utilizan como una herramienta temporal, pero muy eficaz, para limpiar la superficie de contacto.
Una amplia variedad de aplicaciones presenta numerosos desafíos para que las escobillas de carbón mantengan un buen contacto con la superficie. En el caso de motores con colectores, tenga en cuenta que la causa raíz, como escobillas fuera del punto neutro, polos desbalanceados o fallos en el devanado, pueden causar daños superficiales, como quemaduras y marcas en los bordes y ranuras de las delgas, que se deben solucionar antes de instalar las escobillas de limpieza.
Algunos problemas comunes presentes en los equipos son de arcos eléctricos, picos voltaje o corriente, sacudidas mecánicas, vibraciones, resortes débiles y contaminación. Los síntomas de estos daños son manchas quemadas localizadas y fotografiado de las escobillas en la superficie (Figura 1). Estas manchas pueden causar un arco eléctrico de gran intensidad cada vez que pasan por debajo de la escobilla. Es necesario eliminar las áreas oxidadas con escobillas de limpieza para evitar el fotografiado en los mismos puntos.
La contaminación causada por diversos factores ambientales en diferentes aplicaciones afecta la superficie de contacto. Los colectores de cobre, al ser superficies de contacto, están especialmente sujetos a reacciones químicas por la absorción física de materiales en las superficies de fricción. Las películas de sulfuro de cobre de color gris tendrán un efecto negativo en la caída de tensión y la fricción (Figura 2).
Esto afecta el rendimiento deseado de la escobilla y las condiciones de la superficie de contacto impactan directamente en el funcionamiento de la escobilla, tanto eléctrica como mecánicamente.
El caso extremo sería la presencia de quemaduras generalizadas, ondulaciones, recolección de cobre o chisporroteo y el costo de mantenimiento es elevado. La causa raíz también es difícil de detectar debido a la naturaleza explosiva del evento. Por lo tanto, se recomienda monitorear muy bien la superficie de contacto durante la operación de forma dinámica y, cuando sea posible, a máquina parada. Si no se atiende el daño en la superficie de contacto, el rendimiento o la vida
útil deseados de la escobilla y la superficie de contacto se verán afectados. Es solo cuestión de cuándo ocurrirá, según la magnitud del daño y la aplicación. Al igual que la escobilla usada, la superficie de contacto revela la historia de la aplicación.
Primero, identifique la necesidad de emplear escobillas de limpieza. Están diseñadas para pulir la superficie de contacto, no para mecanizarla. Las escobillas de limpieza no se deben usar para reparar ondulaciones, corregir una desviación total indicada (TIR) alta ni para que una superficie de contacto ovalada quede perfectamente concéntrica. Pueden ser útiles en caso de contaminación o alta resistencia, manchas, fotografíado, superficie dañada, quemaduras localizadas o daños menores debido a la acción selectiva. El segundo paso importante es determinar la intensidad de la limpieza necesaria, que se puede clasificarse en general en leve (o baja), media y agresiva (o alta). Es importante determinar la cantidad de escobillas de limpieza necesarias. Para determinar esto, se debe conocer bien el estado de la superficie de contacto.
Riesgos y ventajas de usar escobillas de limpieza
Después de usar escobillas de limpieza, esté atento a las partículas de polvo ya que existe la posibilidad de descargas eléctricas, especialmente en superficies de contacto de aleación de cobre más conductoras. En este caso, aspire el polvo, ya que puede ser perjudicial, especialmente en equipos de 230 voltios o superiores.
Las escobillas de limpieza ayudan a ganar tiempo hasta que se pueda identificar y solucionar la causa raíz. La formación y desprendimiento de la película son procesos continuos para los grados de carbón utilizados en contactos eléctricos deslizantes empleados en aplicaciones eléctricas y se puede prolongar la vida útil de ambas superficies de contacto a un costo mucho menor.
Opciones de limpieza: La cantidad de limpieza necesaria depende del nivel de contaminación o daño en la superficie de contacto.
Primero, identifique las áreas o pistas a limpiar. Si es local, marque el punto fuera de la pista para futuras referencias antes de limpiar. Luego, aumente gradualmente el número de escobillas de limpieza según sea necesario y use la menor cantidad posible. En muchos casos, una escobilla por pista podría ser suficiente. La escobilla de limpieza puede tener de una ligera modificación del grado de la escobilla en uso. Para distinguirlas de las escobillas estándar, se puede usar una funda, un alambre o una banda de diferente color.
- a. Limpieza suave: En este caso, se utilizan grados con baja capacidad de limpieza. Estos forman una película fina en condiciones normales de funcionamiento. En la Figura 3, la sección frontal de dos secciones está fabricada con el grado de limpieza suave.
- b. Limpieza media: En este caso, se utilizan grados con capacidad de limpieza media o insertos con bajo contenido metálico. Como en la Figura 4, estas escobillas forman una película fina en condiciones normales de funcionamiento.
- c. Limpieza agresiva: En este caso, la pista o la superficie de contacto suelen estar en peor estado. Estas escobillas prácticamente no forman película en condiciones normales de funcionamiento. La Figura 5 muestra una escobilla con un inserto de piedra agresivo para la limpieza. En ocasiones, se puede utilizar un inserto más corto para controlar temporalmente la limpieza.
Precauciones
Antes, durante y después de la limpieza, revise las ranuras del colector o de los anillos colectores para determinar si necesitan limpieza o biselado. Además, esté atento a posibles daños en la superficie de contacto. El uso excesivo de escobillas de limpieza agresivas puede dañar la superficie de contacto.
La supervisión posterior a la instalación de las escobillas de limpieza es especialmente importante, ya que se puede controlar la cantidad de limpieza con una duración óptima de su uso, protegiendo al mismo tiempo la superficie de contacto. La Figura 6 muestra la eficacia de la escobilla de limpieza para eliminar la contaminación de la pista de la escobilla.
Resumen
Las acciones proactivas ayudarán a evitar medidas reactivas. El uso inteligente de escobillas de prolongará la vida útil de la superficie de contacto, de las escobillas y la del equipo. También ayudará a reducir el tiempo de inactividad y el coste total de mantenimiento. Tenga en cuenta que las escobillas pueden ayudar, pero solo hasta cierto punto para la limpieza. Las escobillas no pueden reemplazar el mecanizado de la superficie de contacto.
- Cada caso se debe abordar individualmente, ya que cada aplicación es diferente.
- Obtenga información sobre la aplicación y los datos de funcionamiento. Contrate a un experto en escobillas que sea de su confianza.
- Tome fotografías o vídeos detallados, esto también es útil.
- Trabaje en conjunto con el experto en escobillas y determine el nivel de limpieza necesario.
- Utilice un enfoque gradual para aplicar las escobillas de limpieza y evite, en la medida de lo posible, un enfoque demasiado agresivo.
- Las escobillas de limpieza requieren supervisión. En la mayoría de los casos, es temporal, hasta que se pueda retirar la unidad para un mantenimiento adecuado.
Nota: Cuanto antes aplique las escobillas de limpieza, más rápido se limpiará la superficie. Si bien esto puede ser efectivo, el enfoque debe ser solucionar la causa raíz, lo cual requiere una limpieza regular.
DISPONIBLE EN INGLÉS
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