Motor Kömürleri

Motor kömürleri

Motor kömürleri

Motor kömürü, motor parçasının bir elemanıdır. Motor fırçaları da denir. Kollektördeki akımı, kollektör üzerine sürtünerek dış devreye almayı sağlayan kısımdır. Fırçalar karbon veya bakır karbon karışımıdır. Elektrik motorlarının vazgeçilmezi olan kömür fırçalar; sanayideki ilk dönemlerde esnek kontak olarak kullanılan ince bakır tel demetlerinden adını almıştır. Piyasada “kömürler” diye bilinir. Kullanıldıkları motor ismine göre AC motor kömürleri, DC motor kömürleri diye adlandırılır.

Kömür fırça kalite grupları;

• Elektro grafit
• Metal grafit
• Reçineli grafit
• Karbon grafit
• Grafit

Elektro Grafit Fırçalar

Taş kömürü koku, katran, petrokok, suni reçine, zift, kurum ve kurum koku, zift ve katran gibi bağlayıcı maddeler ile karıştırılır, kalıpta preslenerek, fırınlanır. Karbon malzeme, 2500 ºC’de ikinci kez fırınlanarak elektro grafite dönüşür.
Yüksek komütasyon kapasitesi, ani aşırı yükler ve uzun süreli düşük yükte çalışabilme özellikleri vardır. Elektrik ve ısı iletkenliği ile beraber patina özellikleri iyidir. Kullanılan hammadde ve imalat proseslerinin değişimi ile belirli özellikte kombinasyonları elde edilir.

Günümüzde sanayide tabii reçinelerin yerini büyük ölçüde suni reçineler almıştır. Suni reçineler, fiziksel yönden tabii reçinelere benzerse de kimyasal yönden farklılıklar gösterir. Termoplastik ve termoset reçineler olarak iki sınıfa ayrılırlar. Suni reçineler en çok plastikte, ayrıca vernik, yapıştırıcı ve iyon değiştiricilerin üretiminde kullanılır.

Metal Grafit Fırçalar

Grafit ve metal tozu ile karıştırılırak kalıplanır. Kalıplandıktan sonra sinterleme işlemi yapılır. Metal tozu olarak elektrolitik bakır kullanılırsa , bakır kalitesi, gümüş kullanılırsa gümüş kalitesi metal grafit fırça elde edilir.
Grafitin kayma özelliği ile metalin yüksek iletkenliği bir araya getirilmiş ve grafit oranına bağlı olarak bunlardan biri yada diğerinin ağırlık kazandırılması sağlanır. Gümüş kalite fırçalar, tako-generatörler ve ölçme cihazlarında kullanılır.

Reçineli Grafit Fırçalar

Tabii ve elektrografit malzemeler reçine ile karıştırılarak özel proses altında preslenir. Sonra ısıl işlemler yapılır. Komütasyon özelliği iyi, ani yük ve aşırı yük taşıma gücü sınırlıdır.

Karbon Grafit Fırçalar

Grafit, zift yada reçineyle karıştırılarak, preslenir ve daha sonra fırınlanır. Patina ve komütasyon özelliği iyi, ancak akım taşıma gücü elektrografit fırçalara göre daha zayıftır. Tristör beslemeli yada düz makinalar, küçük DC motorlar, mikalı kollektörler de kullanılır.

Grafit Fırçalar

Tabii grafit, zift veya reçineyle karıştırılarak preslenir ve daha sonra ısıl işlemi yapılır. Elastik, yüksek çevresel hıza uyarlı kontak kapasitesi vardır. Çelik bilezikli Turbo-generatör fırçaları kullanılır.

Kömür Arızaları 

Kömürlerin kullanılması sonucu belirli bir süre sonra kırılması, küçülmesi ya da yağ ve fırça basınçlarının azalması sonucu kömür arızaları meydana gelir. Küçülen ve kırılan kömürlerin yenileriyle değiştirilmesi gerekmektedir. Yay basınçları da gözden geçirilerek ayar verilir, olmazsa değiştirilir. Değişen kömürleri yuvalarına, fırçaların kollektöre değdiği bölümler ise kollektör yuvalarına alıştırılır. Kömürler yerine tam oturmamış ve kaymışsa kollektörde  ark (şerare) oluşur. Bu durumdan dolayı makina, yük altında çalıştığında kömür tutucuları az şerare çıkan yere getirilerek arıza saptanır.

Kömürler Değiştirilirken 

1. Kullanılmamış bir zımpara kağıdı ile bilezik yada kollektör yüzlerini parlatınız. Parlatılan lamellerin aralarını, kömür ve yuvalarını basınçlı havayla fırçalayarak temizliğini sağlayınız
2. Kollektörün lamelleri arasında bulunan mikaları tornada düzleştiriniz (frezeleyiniz) yada kazıyınız. Lamellerin kenarlarının keskinliğini  gideriniz. (pahlayınız)
3. Makinanın yataklarında boşluk ve milinde salgı bulunmamasına, kollektör yada bileziklerde ovallik olmamasını sağlayınız. Eğer yüzeye komple bakım (rektifiye) gerekiyorsa uygun bir cihazla yapılması doğru olur.
4. Makinayı yerinden kaldırmadan kendi yataklarında nominal hız ve sıcaklığında döndürmek iyi netice verir.
5. Makina eksenine ve lamellere kömür yuvalarını taşıyan çubukların paralel olup olmadığına dikkat ediniz.
6. Kömür tutucuları aşağıdaki gibi ayarlanmalıdır:

Tüm kömür basınçları ile dinamometre eşit ve makina üreticisinin verdiği değerde olmalıdır. Eğer böyle bir değer yoksa tablodaki basınçlar kullanılmalıdır:

Kömür (Fırça) Cinsi	Basınç g/cm²Kollektörde	Bilezikte
Sert	175	–
Yumuşak  grafit	150	175
Elektrografit	175	200
Madeni (maden oranı < % 70)	150	150
Madeni (maden oranı > rr70)	150	175

Verilen değerler, özel durumlarda kömür çalışma koşullarına bağlı olarak değişir.

1. Yuvalar öyle sıralanmalıdır ki; aynı hiza üstünde çalışan kömürlerin sayısı eşit olmalıdır. Böyle düzenlenen kömür gurupları, makina ekseni yönünde kaydırılır. Kollektörün yüzüne kömür izleri  paylaştırılır. Böylece kollektörün oluk gibi aşınmasına mani olunur.
2. Üst maddeyi yaparken bir kömür hattını taşıyan çubuk üstünde bulunan kömür yuvaları gevşetilmelidir. Lamelin birinin kenarına bakarak kömürleri aynı iz üzerine getiriniz. Gevşeyen yuvaları tekrar sıkınız.
3. Kömür dizilerinin aralarındaki uzaklıkları bulmak için lamel sayısını kutup sayısına bölünüz. Dizilerin aralıklarını böyle tertipleyiniz. Dizilerin, makinanın endüktör (sabit) bölümüne göre hep beraber çevre boyunca kaydırılarak uygun yerlerinin bulunması lazımdır. Genelde makinanın  çalıştığı şekle uygun durum bulunmalıdır. Uygun durum bulunduğu zaman makina kıvılcımsız ve verimli çalışır, kömür ve kollektörün aşınması azalmış olur.
4. Kollektörden uzaklığı,  kömür yuvaları alt yüzlerinin büyük makinalarda 2-3mm, küçük makinalarda ise 1mm olmalıdır. Bu mesafeyi ayarlarken yuva ile kollektör arasına uygun kalınlıkta mukkava parçası konularak yuva bağlantısı gevşetmek gerekir. Yuva mukkavaya dayanasıya kadar kollektöre  yapıştırılır ve iyice sıkılır.
5. Yuvanın ölçüleri tam ve iç yüzleri düzgün ve olursa kömürler rahat çalışabilirler
6. Çalışmaları bastırma düzeninin mafsalları var ise rahat olmalı, yok ise yağlanıp silinmelidir.

Kömürlerin Yuvaya Uygunluğu

• Yuva ölçüleri ile kömür ölçüleri birbirine uymalıdır.
• Gerekli sayıda kömür bulunmalıdır.
• Kömürlerin tümündeki kömür (karbon) ve marka tipini gösteren işaretler aynı olmalı koşulu vardır. Ayrı tip kömürler birlikte çalışırsa iyi netice vermeyebilir.
• Pabuç biçiminin ve kamçı boyunun kömür tutucusuna uygunluğuna bakmak gerekir.

Kömürlerin Yerleştirilmesi

• Alt ve üst yüzeyleri eğik olan kömürlerde, kömürün yuvasına doğru yönde yerleştirilmesi önemlidir.
• Boşluk olması kömürün  yuvasında rahatça kaymasını sağlar. Ancak bu boşluklar, kömür genişliğinde 0-3, kömür kalınlığında 0,2mm den çok olmamalıdır.
• Kömürün en ufalmış halinde bile baskı düzeninin kömürün tepesine uygun biçimde basıp basmayacağına bakılmalıdır.
• Pabuç ve kamçıyı doğru yerleştiriniz

Kömürlerin Sürten Yüzlerinin Alıştırılması (Rodaj) 

Kömürler, dönen bölümün yüzüne alıştırılmalıdır. İşletmeye konmadan önce makina, kömürlerin rodaj işlemini yapılmalıdır. Aşındırcı yüzü kömürlere dönük olmak üzere, kömürlerin altına bir zımpara kağıdı konulması gerekir. Zımpara bezleri iletken tanecikler içerdiğinden kullanılmamalı, burada özellikle zımpara kağıdı kullanılmalıdır. Zımpara kağıdı, makinanın çalışma sırasında dönüş tarafında ileri ve geri hareket etmesiyle kömürün sürten yüzü alışıncaya değin aşınması sağlanır. Kömürün yüzüne gömülme ihtimali olan ufak parçacıklar uzak tutulmalıdır. Körük yada basınçlı hava ile bakır ve zımpara tozları, makina tekrar durdurulmak suretiyle üflenmesi sağlanır. Yuvalardan kömürler çıkarılır ve yuvaların içlerinin temizliği yapılır.

Makinaya Yol Verilmesi

• Kömürlerin yuvalarda iyi kayabildiğini makinaya yol vermeden önce kontrol edilmelidir.
• Az yükle makinaya yol verilir. Yükü arttırarak patın denilen renkli iz tabakasının oluşmasını sağlanır.
• Çalışmanın normal olması patın oluşması ile görülür. Bu zamanda kömürlerin kaymasını düzenli olarak takip olarak ediniz. Duruma göre bakır renginden patın rengi, siyah renge bile dönüşebilir. Patın meydana gelmiş olması önemlidir. Patın meydana gelmesi biraz zaman alır. Makinaya  iyi ayar verilmiş ise 50-100 saatte 1/4 yükten tam yüke alınması mümkündür.

Kömürlerin Değiştirilmesi

Kömürlerin değişimi sırasında bazı arızalar ortaya çıkabilir. En sık rastlanan arızalar şunlardır:

• Kömürler kısalabilir, kırılabilir.
• Yay basıncı da, kısalma sonucu azalmış olur.
• Kısa devre, kömür yatağı ile gövde arasında meydana gelebilir.
• Kömürlerin konumlarının değişmesine kömür yatağındaki sıkıştırma vidasının gevşemesi sebep olur.

Böyle hallerde kollektör ile kömürler arasında şerare oluşur. Motor kömürü arızalandığında motor kömürü değiştirilir. Motor kömürü değiştirme; özellikleri aynı, kullanılmamış olanlara değişim yapılmalı, yay basıncı da tekrar kontrol edilip ayar verilmelidir.

Kollektörün Değiştirilmesi

Arızalanmış rotoru baştan sarmadan evvel kollektörün kontrolünün yapılması daha iyi olur. Bazen kollektörler özelliklerini yitirmiş ve aşınmış olur bu durumda kollektörü yenisiyle değiştirmek gerekir. Kollektörün bakımı yapılıp tekrar sarılırsa çalıştırılan rotordan verim alınamaz. Bu sebeple rotor sarımı yapılan tüm kollektörlü makinaların hepsinde kollektörü değiştirmek çözüm getirecektir. Yine bobin uçlarının lehim yapılan bölümü sokulurken hasar görebilir. Dilimlerin arasında pislik, yağ, toz ve kömür tozu kısa devre yapmasına sebep olur. Kollektör ve fırça birbiriyle sürtünmesinden kollektörde dengesiz aşınmalar oluşur. Aşınma çok aşırı değilse kollektörde bakım yapılır. Dengesiz aşınma var ise kollektör tornayla düzeltilir. Eğer az ise aşınma zımpara kağıdı ile düzeltilir. Mikaları aşındırmadan dilimlerin aralarını çakı veya demir testere ile temizlemek mümkündür.

Kollektör Değiştirilirken

• Milden çıkarılmak istendiğinde kollektör, çekerek mile zarar vermeyecek şekilde olmalıdır
• Yerleştirme yapılırken mile yeni kollektörü denge bozulmayacak şekilde kasılma oluşmasına imkan vermeden yerleşme sağlanmalıdır. Bu işlemi yaparken de milin baş tarafına geçebilecek demir borular kullanmak gerekir. Üst taraftan borulara çekiçle vurulur mile ve kollektöre herhangi bir zarar verilmeden yerleştirme işlemi gerçekleştirilir.
• Yerleştirilen kollektör ilk yerine tamamen oturmuş olmalıdır. Geride de kalmamalı ileriye de sabitlenmiş olmamalıdır. Aksi durumda fırçalar kollektöre iyi basmaz bir zaman sonra rotor yine arıza verir.

Motorlarda Balans

Elektrik motorları imal edilirken rotorlarda bazı zaman salınım meydana gelebilir. Rotoru sargılı asenkron motorlarda tekrar sarım yapıldığında gürültülü çalışma ve salınım olabilmektedir. Bu durum rotorda dengesizlik yani balanssızlık oluşturmaktadır. Dengesizlik (balanssızlık) dönmede meydana gelen kalkış eksenini, dönme ekseni ile çalışmadığı için bu durum meydana gelir. Bu durumun zıttı ise dengeli çalışmadır. Rotorun her sargı noktasında balanssızlık eşit olmalıdır. Olmaz ise bu durum yataklarda eşit dağılım meydana getirerek merkezkaç kuvvetleri oluşturur. Sonuçta rulman yatakları az zamanda aşınır ve rotor statora sürtmeye başlar. Fırçaların basma kuvveti ve dengesi bozulduğundan kollektör ve fırça hasar görür. Rotor yeniden  yanabilir. Bu nedenlerden dolayı sarım yapılmış rotorlar ve rotoru sargılı asenkron motorların tekrar arıza meydana getirmemesi için mutlaka balanslarının alınması lazımdır. Balans makinalarında bu işlem  yapılmaktadır.

Balans Alma (Dengeleme)

1. Rotor üstündeki dişlerde matkap ile boşaltmalar meydana getirilir.
2. Endüvi üzerindeki soğutma pervanesinin üstüne uygun yerlere bilezikler tutturulur.
3. Rotorların sargı başlarına, sertleşen bir madde konulur.
4. Rotorun sac paketi  açılan oyuklara dengeleme ağırlıkları yerleştirilir. Elektrik makinalarının bakımı ve korunması bir çalışmayı gerektirir. Çünkü yaklaşık olarak arızaların 1/4 ünü elektrik arızaları kapsar. AC ve DC motorların bakımı ayrı ayrı olmakla birlikte arızaları meydana getiren nedenleri de hemen hemen aynıdır.