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I processi coinvolti per ristrutturare completamente un collettore

Several industries – including mining, steel, rail and power generation – rely on large motors equipped with commutators to produce the power required by their applications. However, without precision maintenance, these vital components can become inefficient and eventually fail. John Bird, Commutator Supervisor at Sulzer”s Birmingham Service Centre looks at the processes involved in delivering a fully refurbished commutator.

The first, and possibly most important step, is communication with the customer to ensure that all the necessary information has been received; especially the history of the commutator, which will have a bearing on the type of refurbishment to be carried out. The best way to illustrate the process is using an example that was completed by Sulzer’s engineers recently.

Inizialmente il cliente ha inviato una serie di disegni e ha chiesto un preventivo per riassemblare un commutatore del diametro 1.9m utilizzato nell'industria dell'acciaio. Questo è un compito abbastanza comune e comporta lo smantellamento del componente, la pulizia e il riutilizzo delle piastre di rame originali con un nuovo isolamento in mica.

The in-house commutator production facility at Sulzer”s Birmingham Service Centre is able to refurbish almost any commutator or slip ring assembly and Sulzer is the only facility capable of building new Pollock commutators. The design capability combined with machining expertise and supported by a dedicated team of experienced engineers enables Sulzer to deliver commutator and slip ring projects to budget and on time.

Reinserire o no?

Quando il lavoro è arrivato in officina, sul componente è stato notato un precedente numero di lavoro Sulzer e le registrazioni hanno mostrato che era già stato riassetto una volta in precedenza. Sulzer consiglia di reinserire i commutatori solo una volta prima di essere ricostruiti con nuovo rame. Questo perché il lavoro richiede una quantità di rame da lavorare fuori dalle piastre e se questo viene fatto più di una volta può indebolire la piastra e può causare screpolature.

Sulla base delle informazioni disponibili, Sulzer ha consigliato al cliente che sarebbe stato meglio rinnovare completamente il commutatore, compresa la produzione di nuove lastre. Seguendo questo consiglio, il cliente ha accettato e il progetto ha avuto inizio.

The next step was to measure all of the dimensions and compare them to the original drawings and with Sulzer”s own drawings from the previous refurbishment job. This commutator consisted of 816 copper bars and 816 mica segments that separate the copper. Overall the component weighed in at close to 4 tonnes.

Produzione di maschere

Per ogni lavoro è necessaria una maschera per disporre le barre di rame e i segmenti di mica nella forma corretta. Poiché questo particolare commutatore era stato precedentemente riparato da Sulzer, era già disponibile la maschera corretta. Nei casi più estremi, un seminario nuovo di zecca deve essere prodotto dall'officina di Sulzer, come quella che è stata creata per un commutatore del misuratore 3.5 che conteneva barre di rame 2,400.

Una volta che tutte le misure sono state registrate, il rame originale viene rimosso e il telaio in acciaio viene pulito e pronto per le nuove barre di rame prodotte in casa.

Ciò implica iniziare con un pezzo di rame rettangolare piatto e fresare un angolo su una superficie in modo che la lastra sia leggermente cuneiforme. L'angolo viene calcolato con molta attenzione in modo che quando tutti i segmenti sono assemblati formino un cerchio perfetto. Pertanto, maggiore è il diametro del commutatore, minore è l'angolo sulla piastra.

Le piastre di rame vengono quindi assemblate, con i fogli di mica tra ciascuna piastra per l'isolamento, nella maschera preparata, che consiste in un numero di sezioni che sono tutte imbullonate insieme. A questo punto è fondamentale essere certi che il numero corretto di barre sia stato assemblato e quindi vengono contate e riconteggiate, solo per essere sicuri.

Consolidamento

Il processo di consolidamento prevede che i bulloni della maschera vengano serrati in modo che le sezioni vengano disegnate insieme comprimendo insieme le barre di rame e i fogli di mica. Questo inizia con i bulloni che vengono serrati a un valore iniziale prima che l'assemblaggio completo venga collocato in una stufa per ammorbidire e consolidare la mica. Una volta uscito dalla stufa, i bulloni vengono nuovamente serrati e il processo viene ripetuto fino al raggiungimento della coppia di bulloni richiesta.

With the mica consolidated, the entire jig assembly is mounted in a large lathe to allow the machining process to be completed. This is where the rectangular plates are machined to the exact shape and dimensions required by the drawings. In essence, two “V” profiles are machined at each end of the bars to allow them to be located in the steel frame that has been previously stripped and cleaned.

Mentre la lavorazione è in fase di completamento, il telaio in acciaio viene reisolato per consentire al nuovo commutatore di essere posizionato sulla sezione inferiore prima che la sezione superiore venga aggiunta e avvitata. A questo punto viene misurato il run-out per assicurarsi che il commutatore funzioni correttamente quando viene reinstallato. Su questo particolare componente, la specifica era per un run-out massimo di 30 millesimi di pollice o 0.76 mm sopra il diametro di 1.9 m.

I bulloni vengono quindi serrati progressivamente e l'intero componente viene sostituito nella stufa prima che la coppia di bulloni venga nuovamente aumentata. Questo processo viene ripetuto fino a quando il telaio in acciaio mantiene il rame in posizione e la maschera può essere rilasciata.

Testing

Una volta che il commutatore è stato riassemblato e controllato, si sposta nella zona di prova dove sono terminate le prove di alta tensione, i test di resistenza di isolamento e quelli di resistenza da barra a barra. Con un foglio di prova pulito, il commutatore viene collocato sul tornio per il processo di lavorazione finale per produrre il diametro esterno finito. Tutti i test elettrici vengono quindi ripetuti per garantire l'integrità completa dell'isolamento, dopo il quale il componente viene imballato e rispedito al cliente.

Process Industry Informer

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