A Kandó Kálmán Műszaki Főiskolán tervezett, és készített motorfékpad bemutatása az eredeti gépkönyv fényképekkel kiegészítve.

Gemeter Jenő munkája

1. A készülék működési elve

Villamos motorok terhelési vizsgálataihoz (terhelési jelleg­görbék felvétele, melegedés, stb..) különböző fékező berendezése­ket, fékpadokat használnak.

Ezen fékberendezések berendezések egyike az örvényáramú fékpad, mely­nek működése azon a fizikai felismerésen alapszik, hogyha egy fém­tárcsát mágneses térben forgatunk, arra fékező erő hat. Az örvényáramú fékpadoknál általában alumíniumból készített fémtárcsát használunk (kisebb fordulatszám tartományban esetleg vörösrézből), melyet valamilyen módon a fékezendő motor tengelyéhez csatlakozta­tunk. A mágneses teret a tárcsa kerülete mentén mágnespatkókkal hozhatjuk létre, melyeket célszerű egyenárammal gerjeszteni a fe­lesleges veszteségek elkerülése érdekében. A mágneses tár erősségének változtatásával változtatni tudjuk a motor tengelyére ható fékezőnyomaték nagyságát.

Ha a mágnespofákat mérlegszemen képezzük ki, lehetőség nyílik a reakció erő mérésével a létrehozott fékezőnyomaték nagyságának mérésér is.

2. A készüllek leírása

A Kandó Kálmán Villamosipari Műszaki Főiskolán tervezett és elkészített örvényáramú fékpad névleges fékező teljesítménye 1500 W, 3000 1/min fordulatra vonatkoztatva. Rövid üzemben (1-2 perc), azonban alkalmas 10 Nm nagyságú fékezőnyomaték kifejtésére is.

A féktárcsa 308 mm átmérőjű, 4,8 mm vastag öntött alumínium tárcsa, melyet kúpos hüvellyel (patronokkal) erősítünk a vizsgá­landó motor tengelyére. A patronok Ø 14 mm, Ø 19 mm és Ø 24 mm-es tengelyvégű motorokhoz készültek, és a szabványos tengelyvégekhez rendelt reteszeknek magfelelő slicceléssel vannak ellátva a ten­gelyen történő elfordulás megakadályozása céljából. A szorítóanya meghúzása (a patronok rászorítása a tengelyvégre) körmös kulcs se­gítségével történik. A féktárcsát a féktárcsa agytól hőálló betét szigeteli, akadályozva a féktárcsában keletkező hő áramlását a tengelyvégen keresztül a motorba.

A mágneses teret a fékpadon két darab 8 mm légrésű, egyená­rammal gerjesztett elektromágnes hozza létre. A mágnesek kereszt­metszete 30x30 mm, anyaga ARMCO vas. A tekercselés 36x70 mm területen 4000 menet Ø 0,65 mm-es rézhuzalból készült. A két mágnes sorba van kötve ás flexibilisen csatlakozik a fékpad alaplapjához.

A mágneshíd 2 db 6203 típusú mélyhornyú golyóscsapággyal van felfüggesztve az oszlopon, középállását plexilap mögött elmozdult mutató jelzi. A fékezőnyomaték mérése a készülékhez tartozó sú­lyokkal történik, melyekkel 0,25 m-es karon kell a mérleget kie­gyenlíteni. A mérleg érzékenysége 0,025 Nm, mely az 5 Nm-es névleges nyomaték mellett 0,5 % pontosságnak felel meg.

A motor felerősítése a fékpadra talpas motor esetén 4 db szorító pánttal történik egy 20 mm vastag textilbakelit asztalra, melynek magasságát ás oszlophoz való helyzetét 4 db M16-os menetes szárral lehet változtatni.

Talpastól eltáró kivitel esetén a menetes szárakra húzott két tex­tilbakelit heveder szorítja a motort az asztalhoz. Extrém esetben a menetes szárak a mellékelt 4 db toldattal meghosszabbíthatók.

A fékpadhoz elkészített gerjesztés szabályozó egység változ­tatható nagyságú egyenfeszültséget biztosít a különböző terhelési fokozatok beállításához. A szabályozó egység egyfázisú váltakozó áramú hálózatról üzemeltethető, a váltakozó feszültséget először egy toroid transzformátorral változtatjuk, majd azt egyenirányítva egy változtatható ellenálláson keresztül vezetjük a fékpad ger­jesztő tekercselésébe. A jobb oldali forgatógombbal a toroid fe­szültségét változtatva durván beállítjuk a kívánt gerjesztést, majd a baloldali gombbal elvégezzük a finomítást.

A gerjesztés szabályozóba beépített ampermérő méri a gerjesztő egyenáram nagyságát, mellyel a 0,8 A értéket csak rövid ideig lép­hetjük túl. A készülék túáram vádelmét a gerjesztési oldalon 2 db 1,25 A-es üvegcsöves (Wichman) biztosító látja el.

A berendezés I. érintésvédelmi osztályba tartozik, a földe­lést földelt dugaszoló aljzatba történő csatlakozás biztosítja. A fékpad földelése a gerjesztés szabályozóhoz csatlakozó három eres kábelen keresztül történik, a fékpadot külön földelni nem szüksé­ges.

3. A készülék üzembe helyezése és használata

A készültek üzemeltetése nem támaszt különös igényeket a fel­használóval szemben.

A fékpadot gyakorlatilag vízszintes asztallapon elhelyezve üzemeltetjük. Elhelyezés előtt a fékpad három lába alá az elcsúszás megakadályozása céljából a mellékelt gumilapokat rakjuk. Amennyi­ben az asztallap lényegesen eltérne a vízszintestől, a fékpad három menetes lábával ez korrigálható.

A gerjesztés szabályozó szabad csatlakozó dugóját dugjuk a fékpad aljzatába, majd a gerjesztés szabályozó hálózati csatlakozó­jával csatlakozzunk egy egyfázisú földelt dugaszold aljzatba.

A kapcsoló bekapcsolása előtt a toroid (jobb oldali) forgató gombját tekerjük minimális állásba (Óra járásával ellenkező irány­ba).

A vizsgálandó motor fékpadra helyezését a féktárcsának a mo­tor tengelyére való rögzítésével kezdjük. Célszerű a motorhoz mel­lékelt reteszt a tengelyvég fészkében hagyni, mert ezzel is meg­gátoljuk a patron esetleges megcsúszását a tengelyvégen. A motor tengelyvégére először a szorító anyát, majd a megfelelő méretű patront toljuk fel, kúpos végével kifelé. Ezután a szorító anyát felcsavarva a féktárcsa agyra, rögzíthetjük a féktárcsát a motor tengelyén. A szorító anya meghúzásához használjuk a mellékelt kör­mös kulcsot.

A fékpad motortartó-asztalának axiális mozgatásához lazítsuk meg az oszlopok kontra anyáit (M16) villáskulccsal, majd a recézett oszloprögzítő anyákat kissé meglazítva a tárgyasztalt a megfelelő helyzetbe állíthatjuk.

(Ehhez a beállításhoz nem kell az asztallap rögzítő anyákat kila­zítani!). Beállítás után ellenkező sorrendben húzzuk meg az oszloprögzítő anyákat.

A vizsgálandó motor tengely magasságának megfelelő tárgyasz­tal magasságot az asztalrögzítő anyák meglazításával kezdjük. A tárgyasztalnak olyan magasságban kell elhelyezkednie, hogy a fel­helyezett motor tengelyvonala ne térjen el 2 mm-nél jobban a mér­leg forgási középpontjától. A tárgyasztal párhuzamosságát az alaplappal tolómérővel ellenőrizzük. A motor felhelyezése előtt a 8 db M16-os anyával rögzítsük a tárgyasztalt.

A féktárcsával felszerelt motor felhelyezésénél ügyeljünk ar­ra, hogy az alumínium féktárcsa nehogy befeszüljön a mágnes lég­résébe, mert deformációt szenvedhet. A motort a tárgyasztalon a motor talpát az asztalhoz szorító pántokkal rögzítjük. A pántok meghúzása előtt győződjünk meg arról, hogy a motor középen van-e, ás a féktárcsa akadálytalanul forog-e a légrésben. (Ez a csatlako­zási mód sokkal kevésbé érzékeny az egytengelyűségre mint a csa­págyazott féktárcsás kivitel.)

A gerjesztés szabályozó bekapcsolása előtt a toroidot (jobb­oldali gomb) tekerjük nullára, a finomszabályzót (baloldali gomb) pedig az óra járásával egyező (maximális) végállásba. A kívánt nyomatéknak megfelelő súly felhelyezése után a toroiddal akkora feszültséget adunk a gerjesztő tekercsre, hogy a mérleg kissé kilendüljön. Ezután a finomszabályzóval csökkentve a gerjesztést a mutatót középállásba hozzuk. A féktárcsa melegedése miatt egy idő múlva a mérleg újból túllendül, a finomszabályzóval ismételten csökkenteni kell a gerjesztést. Ugyanez a jelenség játszódik le, ha a motor melegedése miatt csökken a motor fordulatszáma.
 

4. Fejlesztési lehetőségek

A Kandó Főiskolán tervezett és elkészített fékpad további be­ruházással többlet szolgáltatásra is képes.

A fejlesztés elsősorban a mérendő motor fordulatszámának automatikus kijelzését valósíthatná meg. A fordulatszám automati­kus kijelzését főiskolánkon a féktárcsára erősített 60 jeles fény-visszaverődéses jeladóval oldottuk meg, mely 1 mp-es kapuidő­vel digitálisan jelzi ki a percenkénti fordulatszámot.

Fejlesztési lehetőség kínálkozik a terhelőnyomaték automati­kus kijelzésére is. Ezt főiskolánkon a fékpadra történő erőmérő cella felszerelésével oldottuk meg. A kifejtett terhelőnyomaték, kijelzése megvalósítható akár analóg, akár digitális módon.

További fejlesztési lehetőség a fékpadhoz illesztett mikro­számítógépes mérés szabályozó egység, mely a mindenkori fordu­latszámon ás terhelőnyomatékon kívül a motor tengelyteljesítményét is digitálisan kijelzi. A szabályozó egység alkalmazásával elérhetjük azt, hogy a fékpad a kézi üzemmódban beállított terhe­lőnyomatékot vagy tengelyteljesítményt a melegedéstől függetlenül automatikus üzemmódban a gerjesztés szabályozásával állandó érté­ken tartja.

Az előbbiekben vázolt _fejlesztési lehetőségeket már megvalósítottuk. Ilyen színvonalon működnek fékpadjaink az EVIG-ben, az Ipari Műszergyárban (Iklad) más intézetekben.

A fékpad terhelési jelleggörbéje
(Ø 308 mm átmérőjű, 4,8 mm vastag Al, 4500 menet, 7,5 mm légréssel)

Az eredeti gépkönyvet készítette: Gemeter Jenő, főiskolai adjunktus, 1990.

vissza