Memahami Cacat Kuas
Definisi: Apa itu Cacat Kuas?
Cacat sikat Terdapat masalah pada sikat karbon atau logam-grafit yang menghantarkan arus listrik antara komponen diam dan berputar pada motor DC, motor AC rotor lilit, generator, dan rakitan cincin selip. Cacat yang umum terjadi meliputi keausan sikat, posisi dudukan yang tidak tepat, getaran (pantulan), percikan api, kontaminasi, dan masalah tegangan pegas. Cacat ini menyebabkan masalah kelistrikan (transfer arus yang buruk, busur api), masalah mekanis (getaran akibat pantulan), dan dapat menyebabkan kerusakan komutator atau cincin selip jika tidak diperbaiki.
Meskipun mesin jenis sikat menjadi kurang umum karena maraknya motor induksi AC, pemahaman tentang cacat sikat tetap penting untuk penggerak DC, motor rotor lilitan, generator, dan peralatan khusus di mana sikat masih merupakan komponen penting.
Cacat Kuas Umum
1. Keausan Kuas
Mekanisme keausan normal tetapi dapat dipercepat:
- Keausan Normal: Kehilangan material secara bertahap akibat gesekan, tipikal 1-2 mm per 1000 jam
- Keausan yang Dipercepat: Arus tinggi, pelumasan buruk (tidak ada lapisan karbon), kontaminasi
- Gejala: Kuas diperpendek, mendekati panjang minimum
- Konsekuensi: Tekanan pegas lemah saat aus, kontak buruk, percikan meningkat
- Tindakan: Ganti jika sudah aus hingga panjang minimum (biasanya 1/3 hingga 1/2 dari panjang asli)
2. Gemeretak Kuas (Memantul)
Sikat kehilangan kontak secara berkala:
- Penyebab: Tekanan pegas tidak memadai, komutator kasar, getaran, komutator eksentrik
- Gejala: Percikan yang terlihat, dengungan atau derak yang terdengar, kebisingan listrik
- Getaran: Menciptakan dampak pada frekuensi lintasan batang komutator
- Kerusakan: Mempercepat keausan komutator, menciptakan kerusakan lengkung
- Frekuensi: Berceloteh biasanya dalam kisaran 100-1000 Hz
3. Penempatan Sikat yang Buruk
- Deskripsi: Permukaan sikat tidak sesuai dengan kelengkungan komutator
- Penyebab: Sikat baru tidak terpasang, pemasangan tidak tepat, tingkat sikat keras
- Memengaruhi: Area kontak berkurang, kepadatan arus tinggi, pemanasan terlokalisasi
- Gejala: Percikan berlebihan, titik panas, keausan cepat
- Solusi: Prosedur run-in yang tepat, pemilihan jenis sikat, batu dudukan
4. Kontaminasi
- Oli/Gemuk: Mengurangi gesekan, mencegah pembentukan lapisan karbon, menyebabkan pelacakan
- Debu: Partikel abrasif mempercepat keausan
- Kelembaban: Menyebabkan korosi, mempengaruhi kontak listrik
- Penumpukan Debu Karbon: Dapat melakukan hubungan pendek antar segmen atau membuat jalur pelacakan
5. Masalah Pegas Sikat
- Pegas Lemah: Tekanan tidak cukup, kontak buruk, memantul
- Pegas Rusak: Tidak ada tekanan, sikat tidak bersentuhan
- Tekanan Salah: Terlalu tinggi (keausan berlebihan) atau terlalu rendah (kontak buruk)
- Korosi: Pegas terkorosi, kehilangan elastisitasnya
6. Percikan dan Busur Api
- Percikan api terlihat pada antarmuka sikat-komutator
- Penyebab: getaran, kontak buruk, kelebihan beban, kerusakan komutator
- Kerusakan progresif: permukaan komutator berlubang
- Dapat menyebabkan flashover (busur listrik melintasi beberapa segmen)
Tanda-tanda Getaran
Getaran Terkait Sikat
- Berceloteh: Getaran frekuensi tinggi (100-1000 Hz) dari pantulan sikat
- Frekuensi Batang Komutator: Jumlah batang komutator × RPM / 60
- Harmonik Listrik: Beberapa harmonik dari busur api dan gangguan arus
- Kebisingan Pita Lebar: Konten frekuensi tinggi acak dari percikan
- Modulasi Amplitudo: Jika eksentrisitas memvariasikan tekanan kontak
Efek Mekanik Sekunder
- Gesekan sikat menciptakan gaya tangensial
- Keausan sikat yang tidak merata dapat menyebabkan ketidakseimbangangejala seperti
- Asimetri tekanan pegas memengaruhi pemusatan rotor
Metode Deteksi
Inspeksi Visual
- Panjang Kuas: Ukur panjang yang tersisa, ganti jika < minimal
- Permukaan Kontak: Harus halus, sesuai dengan komutator
- Memicu: Amati di tempat yang gelap (percikan cahaya normal, percikan kuat bermasalah)
- Kontaminasi: Periksa penumpukan minyak, debu, dan karbon
- Kondisi Pegas: Verifikasi apakah pegas masih utuh dan memberikan tegangan yang tepat
Tes Listrik
- Resistensi Kontak Sikat: Harus rendah dan konsisten di semua kuas
- Tekanan Pegas: Ukur dengan skala pegas (biasanya tekanan kontak 1,5-3,5 psi)
- Penurunan Tegangan: Di seluruh antarmuka sikat-komutator (harus < 1V per sikat)
Getaran dan Akustik
- Pengukuran akselerometer frekuensi tinggi
- Emisi akustik untuk deteksi lengkung
- Pemantauan ultrasonik untuk korona atau pelacakan
- Analisis spektrum untuk frekuensi batang komutator
Pencitraan Termal
- Sikat panas menunjukkan kontak yang buruk atau kelebihan beban
- Titik panas pada komutator menunjukkan masalah lokal
- Ketidakseimbangan suhu antara set kuas
Pemeliharaan dan Koreksi
Perawatan Sikat Rutin
- Frekuensi Inspeksi: Bulanan untuk mesin kritis, triwulanan untuk aplikasi umum
- Pembersihan: Vakum debu karbon, bersihkan permukaan komutator
- Pemeriksaan Panjang: Ganti sikat pada panjang minimum
- Ketegangan Pegas: Verifikasi tekanan yang benar
- Kondisi Komutator: Periksa skor, pitting, palang tinggi
Penggantian Sikat
- Gunakan grade yang benar untuk aplikasi (konsultasikan dengan produsen)
- Ganti semua sikat dalam satu set bersama-sama
- Pastikan dudukan sikat terpasang dengan benar
- Kuas baru memerlukan waktu pemakaian (24-48 jam) agar dapat terpasang sepenuhnya
- Verifikasi tekanan pegas yang tepat setelah pemasangan
Perawatan Komutator
- Bersihkan secara teratur dengan pelarut atau batu yang disetujui
- Putar komutator (mesin) jika beralur atau kasar
- Potong mika di antara batang jika ditentukan
- Periksa palang yang tinggi, palang yang longgar, segmen yang rusak
Praktik Terbaik Pencegahan
Praktik Operasional
- Beroperasi dalam arus terukur untuk meminimalkan pemanasan sikat
- Hindari frekuensi awal yang berlebihan (arus awal memberi tekanan pada sikat)
- Menjaga lingkungan tetap bersih (mencegah kontaminasi)
- Kontrol kelembaban (terlalu kering atau terlalu basah mempengaruhi kontak)
Pemilihan dan Desain
- Tentukan tingkat kuas yang sesuai untuk aplikasi (lunak/keras, kerapatan arus)
- Jumlah sikat yang cukup untuk kepadatan arus
- Desain tempat sikat yang tepat
- Pertimbangkan alternatif tanpa sikat untuk instalasi baru
Cacat sikat, meskipun spesifik untuk mesin DC dan rotor belitan, merupakan komponen perawatan penting yang memerlukan pemeriksaan dan penggantian rutin. Memahami mekanisme keausan sikat, praktik perawatan yang tepat, dan gejala diagnostik memungkinkan pengoperasian motor tipe sikat yang andal dan mencegah kerusakan listrik dan mekanis yang dapat diakibatkan oleh perawatan sikat yang terabaikan.