Amit a szénkefékről tudni érdemes

A túlzott szikrázást, a teljesítménycsökkenést vagy az egyenetlen járást sérült kommutátor, gyenge rugónyomás, szennyeződés, túlterhelés és elektromos meghibásodás is okozhatja. A sikeres javításhoz ezért nemcsak a szénkefét kell kicserélni, hanem a környezetét is érdemes megvizsgálni.

Mi az a szénkefe?

A szénkefe egy vezető, fokozatosan kopó alkatrész, amely a gép álló elektromos rendszerét köti össze a forgó résszel. A rugó a kommutátor vagy a csúszógyűrű felületéhez szorítja, miközben a vezeték vagy más csatlakozó továbbítja rajta keresztül az elektromos áramot.

A kommutátoros motorban a szénkefe feladata több egyszerű áramvezetésnél. Részt vesz a kommutációban, valamint megfelelő üzemi körülmények között olyan vékony felületi réteg kialakulását segíti a kommutátoron, amely támogatja az egyenletes érintkezést és mérsékli a káros szikrázást.

Szénkefével találkozhatunk például:

• vezetékes fúrógépekben és sarokcsiszolókban;
• csiszológépekben, keverőgépekben és porszívókban;
• egyenáramú motorokban;
• generátorokban és egyes alternátorokban;
• csúszógyűrűs ipari villamos gépekben;
• bizonyos autóipari villanymotorokban.

Nem minden villanymotorban van szénkefe. A kefe nélküli, úgynevezett brushless motorokban, valamint a legtöbb kalickás aszinkron motorban nincs ilyen kopó áramátadó alkatrész.

Miért kopik el a szénkefe?

A szénkefe működés közben folyamatosan hozzáér a forgó kommutátorhoz. A súrlódás miatt lassan rövidül, miközben a rugó egyre kijjebb nyomja a kefetartóból.

Ez tervezett folyamat: megfelelő kivitel esetén a szénkefe kopik gyorsabban, nem a jóval költségesebb kommutátor. A kopás sebességét azonban számos körülmény befolyásolja:

• a motor terhelése és fordulatszáma;
• a szénkefe anyagminősége;
• a rugó nyomása;
• a kommutátor felülete;
• a rezgés;
• a por, az olaj és más szennyeződések;
• a kefetartó állapota;
• az üzemi hőmérséklet.

A túl gyenge rugónyomás bizonytalan érintkezést és szikrázást okozhat, a túl nagy nyomás pedig növelheti a súrlódást és a kopást. Ipari gépeknél ezért a kefenyomás, a kefetartó helyzete és a kommutátor állapota is a karbantartás részét képezi.

Milyen jelek utalhatnak kopott szénkefére?

A szénkefe állapotának ellenőrzése indokolt lehet, ha a gép:

• nehezebben vagy csak többszöri próbálkozásra indul;
• működés közben időnként leáll;
• terhelés alatt érezhetően veszít a teljesítményéből;
• bizonyos helyzetben működik, más tartásban pedig leáll;
• szokatlanul erősen vagy egyenetlenül szikrázik;
• sercegő, pattogó hangot ad;
• égett szagot áraszt;
• a szellőzőnyílásoknál sok szénport fúj ki.

Egyes gépek kopásjelzővel vagy automatikusan lekapcsoló szénkefével készülnek. Ilyenkor a motor még azelőtt leállhat, hogy a kefe vezetéke vagy rugója hozzáérne a kommutátorhoz.

Nem minden szikrázás jelent hibát

Kommutátoros motoroknál kis mértékű, egyenletes szikrázás normális lehet. A nagy, körbefutó, szabálytalan vagy egyik oldalon erősebb szikrázás viszont már hibára utalhat.

Lehetséges okai többek között:

• elkopott vagy megszorult szénkefe;
• nem megfelelő kefeanyag;
• gyenge vagy egyenetlen rugónyomás;
• sérült, barázdált vagy szennyezett kommutátor;
• rossz elektromos csatlakozás;
• motor- vagy tekercselési hiba;
• túlterhelés;
• erős rezgés.

A szénkefe cseréje ezért nem minden esetben szünteti meg a szikrázást. Ha a kommutátor erősen megégett, barázdált, deformálódott vagy a motor továbbra is rendellenesen működik, műszeres vizsgálatra és szakemberre lehet szükség.

Hogyan válassza ki a megfelelő szénkefét?

A legegyszerűbb és legbiztonságosabb megoldás a gép pontos típusa vagy a gyári alkatrészszám alapján történő azonosítás. Egy gyártó különböző teljesítményű vagy gyártási évű gépei külsőre hasonlóak lehetnek, miközben más méretű és anyagú kefét használnak.

Univerzális szénkefe kiválasztásakor több adatot is ellenőrizni kell.

1. A szénkefe mérete

A méretet általában három számmal adják meg, például:

6 × 7 × 15 mm

Ez a szénkefe keresztmetszetét és hosszát jelöli. A sorrend azonban a gyártói vagy kereskedői rendszerben eltérhet, ezért a régi alkatrészt mindig az új termék rajzával vagy pontos leírásával érdemes összehasonlítani.

A túl vastag szénkefe megszorulhat a kefetartóban, a túl keskeny pedig billeghet vagy rezeghet. A Mersen karbantartási útmutatója szerint a kefének szabadon kell mozognia a tartóban, de nem lehet akkora a hézag, hogy működés közben zörögjön vagy oldalirányban mozogjon.

A webshopban található 6 × 7 × 15 mm-es rugós, tányéros szénkefe például nemcsak méretében, hanem rugós kialakításában is meg kell, hogy egyezzen az eredeti alkatrésszel.

2. A csatlakozás kialakítása

A szénkefe lehet:

• vezeték nélküli;
• drótos;
• sarus;
• füles;
• rugós;
• tányéros;
• burkolt;
• speciális csatlakozóval szerelt.

Az 5 × 10 × 16,5 mm-es drótos, sarus szénkefe például csak olyan géphez megfelelő, amely ugyanezt a méretet és csatlakozási módot igényli. Egy azonos méretű, de eltérő saruval, vezetékhosszal vagy rugóval készült darab nem feltétlenül építhető be biztonságosan.

3. A homlokfelület formája

A kommutátorhoz érő felület lehet:

• sík;
• ívesre kialakított;
• ferde;
• hornyolt;
• osztott vagy több részből álló.

Az irányított vagy ferde felületű szénkefét az eredetivel megegyező helyzetben kell beépíteni. A fordítva visszahelyezett kefe rosszul feküdhet fel, ami szikrázást és gyors kopást okozhat.

4. A rugó és a vezeték helyzete

A rugó mérete és ereje biztosítja, hogy a szénkefe megfelelő nyomással kövesse a kommutátor felületét. A vezeték helyének is egyeznie kell, különben hozzáérhet a forgó alkatrészekhez, akadályozhatja a kefe mozgását vagy megsérülhet.

A webshopban elérhető 6,3 × 8 × 12 mm-es drótos, rugós, tányéros szénkefe jó példa arra, hogy a méret mellett több szerkezeti tulajdonságot is egyidejűleg kell egyeztetni.

Elég csak a méretet ellenőrizni?

Nem. Két teljesen azonos méretű szénkefe eltérő anyagösszetétellel készülhet, ezért más lehet:

• az elektromos ellenállása;
• az áramterhelhetősége;
• a súrlódása;
• a keménysége;
• a kommutátorra gyakorolt hatása;
• a megfelelő fordulatszám- és feszültségtartománya.

A szakmai gyakorlat több anyagcsoportot különböztet meg, például elektrografit, természetes vagy mesterséges grafit, gyantakötésű, illetve fém-grafit keféket. A fém-grafit változatok vezető fémport, gyakran rezet is tartalmazhatnak, és elsősorban nagy áramú, alacsonyabb feszültségű vagy speciális alkalmazásokhoz készülhetnek.

A „réz-grafit jobb, mint a grafit” megállapítás ezért félrevezető. A megfelelő anyagot a motor konstrukciója és üzemi körülményei határozzák meg.

Ipari villamos gépen nem ajánlott különböző anyagminőségű vagy eltérő gyártótól származó keféket keverni ugyanazon a kommutátoron. A különböző kefék eltérően vezethetik az áramot és más felületi réteget alakíthatnak ki, ami egyenetlen terheléshez és gyors kopáshoz vezethet.

Hogyan történik a szénkefe cseréje?

A pontos eljárás géptípusonként eltér, ezért elsődlegesen mindig a készülék gyártói útmutatóját kell követni. Egyes kéziszerszámokon kívülről hozzáférhető kefefedél található, más gépeket részben szét kell szerelni.

1. Áramtalanítsa a gépet

Húzza ki a hálózati csatlakozót, akkumulátoros gépnél vegye ki az akkumulátort. A munkát csak teljesen leállt, lehűlt készüléken kezdje meg.

Nagyobb motorok, kondenzátoros vagy ipari berendezések javítását villamos szakemberre kell bízni, mert az egyszerű leválasztás után is maradhat veszélyes feszültség a rendszerben.

2. Dokumentálja a régi alkatrész helyzetét

Kiszerelés előtt készítsen fényképet:

• a vezeték és a saru helyéről;
• a rugó állásáról;
• a kefe beépítési irányáról;
• a homlokfelület formájáról.

Ez különösen ferde, íves vagy aszimmetrikus kialakításnál fontos.

3. Ellenőrizze mindkét oldalt

A legtöbb kéziszerszámban két szénkefe dolgozik ugyanazon a kommutátoron. Általában célszerű az azonos párt együtt ellenőrizni és cserélni, hogy a két oldalon hasonló legyen a kefe hossza, anyaga és rugónyomása.

Ha az egyik kefe lényegesen gyorsabban kopott el, a háttérben kefetartó-, rugó-, kommutátor- vagy elektromos probléma is állhat.

4. Tisztítsa meg a kefetartót

A kefének könnyen kell mozognia a tartóban. Távolítsa el a laza szénport és ellenőrizze, hogy nincs-e:

• sorja;
• égésnyom;
• olajos szennyeződés;
• deformáció;
• megsérült rugó;
• elszíneződött vagy szakadt vezeték.

Ipari karbantartásnál a szakmai útmutatók a por elszívását és kifelé történő eltávolítását javasolják, mert a gép belsejébe továbbfújt vezető por további hibát okozhat.

5. Vizsgálja meg a kommutátort

Az egészséges kommutátor felülete általában egyenletes és sima. Szakember bevonása indokolt, ha:

• mély barázdák láthatók;
• egyes lamellák kiemelkednek vagy elszíneződtek;
• erős körkörös égésnyom jelent meg;
• a felület szabálytalan;
• rézpor található a kefetartó körül;
• az új kefe rövid idő alatt ismét elkopik.

A kommutátor felületét nem célszerű találomra durva csiszolópapírral vagy forgó szerszámmal kezelni. Az ipari felületjavításnál meghatározott szemcseméretet, érdességet, technológiát és utólagos tisztítást alkalmaznak. A nem megfelelő csiszolóanyag vezető vagy koptató szemcséket hagyhat a motorban.

6. Helyezze be az új szénkefét

Ellenőrizze, hogy:

• szabadon csúszik a tartóban;
• az eredetivel azonos irányban áll;
• a rugó középen nyomja;
• a vezeték nem feszül és nem ér forgó alkatrészhez;
• a saru vagy csatlakozó stabilan rögzül.

Nagyobb ipari gépeknél az új szénkefe érintkezőfelületét a kommutátor ívéhez kell illeszteni. A megfelelő felfekvés nagyobb érintkezési felületet, egyenletesebb áramátvitelt és kisebb szikrázást biztosít. Ez szakszerű eljárást és megfelelő eszközöket igényel.

Be kell járatni az új szénkefét?

Az új kefe felülete kezdetben nem feltétlenül fekszik fel teljesen a kommutátorra. Egy kisebb kéziszerszámnál a gyártó előírásától függően rövid, mérsékelt terhelésű járatás segítheti az összekopást.

A bejáratás alatt kisebb szikrázás előfordulhat, de az erős, körbefutó szikra, a gyors melegedés, az égett szag vagy a teljesítmény ingadozása már nem tekinthető normálisnak. Ilyenkor a gépet le kell állítani, és ismét ellenőrizni kell a beépítést, a kefetartót és a kommutátort.

Nagy teljesítményű motoroknál az érintkezőfelület kialakítása, a rugónyomás és a semleges zóna beállítása szakműhely feladata.

A leggyakoribb hibák szénkefecserénél

A javítás után is fennmaradhat a probléma, ha:

• csak a méret egyezik, az anyagminőség nem;
• a két oldalon eltérő kefét használnak;
• csak az egyik kopott kefét cserélik ki;
• fordítva kerül be a ferde vagy íves szénkefe;
• a kefe megszorul a tartóban;
• túl gyenge vagy sérült a rugó;
• figyelmen kívül marad a kommutátor hibája;
• a vezeték vagy a saru nem rögzül megfelelően;
• a motor belsejében marad a szénpor;
• a valódi motorhibát szénkefecserével próbálják elfedni.

Az új szénkefe önmagában nem javítja meg a megégett forgórészt, a hibás tekercselést, a sérült kommutátort vagy a kopott csapágyazást.

Hol található megfelelő szénkefe?

A szénkefék teljes választékában különböző méretű, drótos, sarus, rugós, tányéros és burkolt kivitelek találhatók. A webshop kínálatában több mint száz eltérő méret és konstrukció szerepel, ezért keresés előtt érdemes pontosan lemérni és lefotózni a régi alkatrészt.

Vásárlás előtt ellenőrizze:

• a három fő méretet;
• a vezeték hosszát és helyét;
• a saru vagy fül formáját;
• a rugó és tányér kialakítását;
• a kefe homlokfelületét;
• a gép pontos típusát;
• lehetőség szerint a gyári alkatrészszámot.

Ha az eredeti kefe már túlságosan elkopott a hossz pontos megállapításához, a keresztmetszet, a csatlakozás, a rugó és a géptípus alapján még azonosítható lehet. Bizonytalan esetben az ajánlatkérő oldalon fénykép, méret és felhasználási terület alapján is kérhető segítség.

Apró alkatrész, komoly feladat

A szénkefe egyszerre elektromos vezetőelem és kopóalkatrész. Megfelelő kivitelben stabil áramátvitelt biztosít, követi a kommutátor felületét, és hozzájárul a motor egyenletes működéséhez.

Cseréjénél azonban a hasonló külső nem elegendő. A méret mellett a csatlakozást, a rugót, a homlokfelületet és az anyagminőséget is egyeztetni kell. A kommutátor és a kefetartó állapotát szintén érdemes ellenőrizni, mert a rendellenesen gyors kopás vagy az erős szikrázás gyakran nem pusztán elhasználódott szénkefét jelez.