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電刷
閱讀�8858時間�2016-07-27 15:33:43

電刷是與�(yùn)動件作滑動接觸而形成電連接的一種導(dǎo)電部�。電刷是用于換向器或滑環(huán)上,作為�(dǎo)入導(dǎo)出電流的滑動接觸�。它的導(dǎo)電,�(dǎo)熱以及潤滑性能良好� 并具有一定的�(jī)械強(qiáng)度和抑制換向性火花的本能。幾乎所有的直流電機(jī)以及換向式電�(jī)都使用電�,它是電�(jī)的重要組成部��

基本定義

  我國行業(yè)推薦�(biāo)�(zhǔn)《JB/T4003-2001電機(jī)用電刷》中把電刷分為四大類�
  1.石墨電刷�
  2.電化石墨電刷�
  3.樹脂粘合石墨電刷�
  4.金屬石墨電刷�
  電刷廣泛適用于各種交直流�(fā)電機(jī)、同步電動機(jī)、電瓶直流電動機(jī)、吊車電�(jī)集電�(huán)、各型電焊機(jī)等等。隨著科�(xué)技�(shù)的發(fā)�,電�(jī)的種類和使用的工況條件越來越多樣化,因而需要有各種不同品級的電刷來滿足這些要求,故電刷的種類也隨著電機(jī)工業(yè)的發(fā)展而越來越多。人�?yōu)榱耸褂煤凸芾砩系姆�?,對眾多的電刷�(jìn)行了分類�

分類方法

  1,按材質(zhì)的軟硬可分為軟質(zhì)電刷,中硬質(zhì)電刷和硬�(zhì)電刷�
  2,按電刷的使用對象可分為汽輪�(fā)電機(jī)用電刷,軋鋼電機(jī)用電�,牽引電�(jī)用電�,汽車拖拉機(jī)用電刷,電動工具用電�,飛�(jī)電機(jī)用電等�
  3,按 電刷的顏色分為黑色電�(用純碳石墨材料制�)和有 色電�(用銅等金屬材料和石墨制成 ) �
  4,按電刷材料的不同,可分為:(1)石墨電�。(2)電化石墨電�。(3)金屬石墨電��
  �1)石墨電�
  它是在天然石墨中加入瀝青、煤焦油等粘合劑混合壓制而成。它�(zhì)地軟,潤滑性能較好,摩擦系�(shù)低,但因含雜�(zhì)較多而易使整流器受損。一般適用于整流條件正常、負(fù)載均勻的電機(jī)�
 ?�?)電化石墨電�
  它是由石�、焦炭等作原�,近2500℃以上高溫處理而制成。其性能�(yōu)�,故使用范圍廣,可用于各類型的電�(jī)及整流條件較困難的電�(jī)��
 ?�?)金屬石墨碳�
  它是在石墨中滲入銅及少量�、鉛等金屬粉末混合而制�,具有優(yōu)良的�(dǎo)電�,載流量�,特別適合交流繞線失異步電動�(jī)和電電流直流電機(jī)�
  (4) 純金屬電�
  它是用薄的金屬片制成。有時為了改善性能,會的金屬片表面鍍一層其它貴金屬。比如銀鈀合金。這種電刷的導(dǎo)電性極�。電刷上損耗不�,但耐磨性差,導(dǎo)致電�(jī)壽命低。由于刷片薄,也不能承受大電�。常用于微型小電�(jī)

選用

  1、從直觀來看,電刷應(yīng)�(dāng)?shù)菇堑皿w、規(guī)格適�(dāng)、結(jié)�(gòu)�(guī)�、導(dǎo)線的截面和長度符合要�,沒有松�、脫�、破�、掉�、掉角、卡箍等�(xiàn)��
  2、從使用來看,電刷使用性能良好的標(biāo)志主要有以下幾種情況�
  �1)使用壽命長并且不磨損換向器或集電環(huán),不使換向器出現(xiàn)劃痕、不�、燒�、拉絲等�
  �2)具有良好的換向和集流性能,且能量損耗小�
 ?�?)電刷運(yùn)行時,不過熱,噪音小,不破損,刷辮不變色,不燒蝕�
 ?�?)運(yùn)行過程中,能夠在換向器或集電�(huán)表面較快地形成一層均��
  3、通過儀器對電刷�(jìn)行檢�。從技�(shù)層面看,電刷�(yīng)�(dāng)符合國家部頒�(biāo)�(zhǔn)。通過儀器可對電刷按照《電刷技�(shù)性能表》所要求的性能�(jìn)行檢�。如電刷的電阻率、洛氏硬�、體積密�、電流密�、接觸電壓降、摩擦系�(shù)�50小時磨損、允許圓周速度、單位壓�,甚至金屬含量的大小等等。不知這些參數(shù)都是怎么測得�。有會的專家給指點一�。并且這些參數(shù)是否為一般電�(jī)的測量數(shù)�(jù),而對于電動工具電�(jī)電刷來說,又是怎么測呢�
  4、在同一電機(jī)上,�(yīng)選擇使用同一型號、同一制造廠的電刷。由于不同制造廠生產(chǎn)的電刷性能差別很大,甚至同一制造廠在不同時間生�(chǎn)的電刷性能也有所差別。因�,針對同一電機(jī)來說,應(yīng)盡量選擇同一型號同一制造廠,是同一時間生產(chǎn)的電�,以防止由于電刷性能上的差異造成并聯(lián)電刷電流分布的不平衡,影響電�(jī)的正常運(yùn)��
  5、對于個別換向特別困難的大中型電機(jī),可選擇采用分辮電刷。目的是以增加電刷內(nèi)短路電流的方式來改善換向性能。對于單向旋�(zhuǎn)換向困難的電�(jī),可選擇采用組合電刷。即滑入邊選擇使用潤滑性能�、成膜能力強(qiáng)的低電阻值石墨基電化石墨電刷,滑出邊選擇使用換向性能好的高電阻率的炭黑基電化石墨電刷。這樣既易形成氧化�,又對換向性能起到極大的改善作用。在滑出邊也可采用碳纖維�(fù)合電�,突出利用其滅弧能力�(qiáng)的特點,從而使電機(jī)的運(yùn)行取得效��
  �(shè)計選�
  電刷的選擇對電動�(jī)換向時抑制火花有重要的作�,應(yīng)按功�、電�、負(fù)載特性及換向器圓周速度等條件選�。一般常用電化石墨電刷,因其電阻系數(shù)和接觸電壓較�,對抑制火花有利。但對于低壓電動�(jī)而言,過大的接觸電壓使它在總電壓降落中所占比例太�,因此采用金屬石墨電刷�

寬度

  電刷所覆蓋的換向片�(shù)至少�(yīng)保證能與m重繞組的支路相聯(lián),即電刷寬度bb�(yīng)滿足下式�
  bb>mt 0 m----繞組的重�(shù)�
  電刷的長�
  電刷的電流密度可查相�(yīng)的電刷規(guī)范。電刷長度lb.
  Lb=2I/pbbJb
  式中Jb----電刷電流密度,一般取12A/cm2.
  如果電流很大,且lb. >>bb,則�(yīng)增加刷桿上的電刷并聯(lián)�(shù),使每只電刷的面積不致太大,使接觸更為可��
  電刷與刷架的配合
  電刷裝入刷架�,應(yīng)以電刷能夠上下自由移動為�,只有這樣,才能確保電刷在彈簧的壓力下隨著不斷的磨�,而與整流子或集電�(huán)持續(xù)保持緊密接觸。因�,電刷的四個側(cè)面與刷架�(nèi)壁之間必須留有一定的間隙。實踐證明,這個間隙一般在0.1~0.3毫米之間。既不宜過大,也不宜過小。間隙過小,可能造成電刷卡在刷架�,彈簧無法壓緊電刷,電機(jī)工作失去意義;間隙過�,電刷則會在架內(nèi)�(chǎn)生擺�,不僅出�(xiàn)噪音,更重要的是出現(xiàn)火花,對整流子或集電�(huán)�(chǎn)生破壞性影��
  刷架的下端邊�
  距整流子或集電環(huán)表面的距離應(yīng)保持�2~4毫米范圍�(nèi)。其距離過小,刷架易擦損整流子或集電�(huán);過�,電刷易顛動而造成損壞�
  電刷是電�(jī)(除鼠籠式電動機(jī)外)傳導(dǎo)電流的滑動接觸體。在直流電機(jī)�,它還擔(dān)�(fù)著對電樞繞組中感�(yīng)的交變電動勢,�(jìn)行換向(整流)的任務(wù)。實踐證明:電機(jī)�(yùn)行的可靠�,在很大程度上決定于電刷的性能�
  根據(jù)電刷的生�(chǎn)方法,分為兩�。一類是有色電刷,即金屬石墨電刷。一類是黑色電刷。有色電刷中,含有色金屬,主要是銅粉、銀�、其次是鉛粉、錫�、氧化鉛粉等,余量為鱗片石墨粉。各種金屬粉末含量多少隨電刷的技�(shù)要求而定。當(dāng)金屬含量�(dá)�!"#以上�,可不加粘結(jié)�,將粉末混勻后直接壓制成�。否則要加入粘結(jié)劑(煤瀝青、煤焦油或樹脂等)。黑色電刷選用石油焦、瀝青焦、炭�、木炭以及天然石墨粉等,加入部分粘結(jié)劑(如煤瀝青、煤焦油和人造樹脂等)制造的。采用樹脂粘�(jié)劑經(jīng)固化制造的電刷為高電阻電刷,而焙燒后的產(chǎn)品稱炭刷和石墨刷(以天然石墨為主要原料)�(jīng)石墨化后的產(chǎn)品稱電化石墨�
  制造電刷所使用的原料分三類,一是金屬粉�;二是炭和石墨粉�;三是粘�(jié)�。由于電�(jī)的使用工況條件不�,所以電刷的種類繁多。不同牌號的電刷,其技�(shù)性能上有較大的差�。所以需要在配方和工藝中�(jìn)行調(diào)�。配方組成包括:!)選用不同的原料和所占比例;")干粉的粒度組成�#)粘�(jié)劑的種類、性質(zhì)和所占比例。制造電刷所使用的原料較�,它們具有不同的物質(zhì)�(jié)�(gòu)和性能,將這些不同性質(zhì)的原料按一定比例配合混勻,則得到與單一原始原料性能完全不同的綜合效�。干粉粒度組成,影響它的堆積密度,由于顆粒間的相互搭接的差異,產(chǎn)生不同程度的孔隙(氣孔)。顆粒越�(xì),表面積也越�,需粘結(jié)劑多。顆粒的長寬比不�,成型后電刷具有各向異性。煤瀝青、煤焦油粘結(jié)劑的組成十分�(fù)�,它的生�(chǎn)方法、技�(shù)指標(biāo)以及加入量的多少,均直接影響�(chǎn)品的最終性能。到目前為止,還不能根據(jù)電刷性能要求,采用理論計算的方法,設(shè)計產(chǎn)品配方。一般是根據(jù)理論計算和實際試驗相�(jié)合的方法確定。當(dāng)生產(chǎn)工藝和原料質(zhì)量改變時,原來的配方便不一定適�,此時應(yīng)修改工藝與配�,才能達(dá)到原定的�(zhì)量標(biāo)�(zhǔn)和使用要�。對于使用信�(yù)較高的產(chǎn)品,�(yīng)盡量維持配方和工藝的�(wěn)��

故障處理

  1.為保障電�(jī)的正常運(yùn)�,正確選擇電刷型號是十分重要�,由于制造電刷時所選用的原材料和工藝不�,其技�(shù)性能也有差異。因此在選擇電刷�,應(yīng)該綜合考慮電刷的性能和電�(jī)對電刷的要求。電刷使用性能良好�(biāo)志應(yīng)該為�
  a 在換向器或集電環(huán)表面能較快形成一層均�、適度和�(wěn)定的氧化薄膜�
  b 電刷的使用壽命長,并不磨損換向器或集電環(huán)
  c 電刷具有良好的換向和集流性能,使火花抑制在允許的范圍�(nèi),并且能量損耗小�
  d 電刷�(yùn)行時,不過熱,噪音小,裝配可�,不破損�
  2.電刷裝入刷握�(nèi)要保證能夠上下自由移動,電刷與刷握內(nèi)壁的間隙�0.1-0.3毫米之間,以避免電刷和刷握之中因間隙過大�(chǎn)生擺動。刷握下邊緣距整流子表面的距離應(yīng)該保持在2毫米左右。如距離過小,刷握容易觸傷換向器,距離過大,電刷易顫動而導(dǎo)致破��
  3.在同一臺電�(jī)�,原則上�(yīng)該使用同一種型號的電刷,但對于個別換向特別困難的大中型電機(jī),可采用雙子電刷,其滑入邊采用潤滑性能好,滑出邊采用抑止火花能力強(qiáng)的電�,從而使電刷的運(yùn)行得到改��
  4.電刷磨損到一定程度要更換新的電刷,電刷一次全部更�,如果新舊混用,可能會出�(xiàn)電流分布不均勻的�(xiàn)�。對于大型機(jī)�,停�(jī)更換電刷,勢必影響生�(chǎn),可以選擇不停機(jī),我們通常建議客戶的做法是每次更換20%的電刷(即每臺電�(jī)的每個刷桿的20%�,每次間隔時間為1-2�,待磨合再逐步更換其余電刷,以保證�(jī)組的正常連續(xù)�(yùn)��
  5. 為了使電刷與換向器接觸良�,新電刷�(yīng)該�(jìn)行磨弧度,磨弧度一般在電機(jī)上�(jìn)�。在電刷與換向器之間放置一件細(xì)玻璃砂紙,在正常的彈簧壓力下,沿電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向研磨電刷,砂紙應(yīng)該盡量粘緊換向器,直至電刷弧面吻�,然后取下砂紙,用壓縮空氣吹凈粉�,再用軟布擦拭干�。研磨電刷不宜采用金剛砂�,以防金剛砂顆粒嵌入換向器槽�(nèi),在電機(jī)�(yùn)行時,擦傷電刷和換向器表�。磨弧后,電�(jī)�20-30%以負(fù)荷運(yùn)�(zhuǎn)�(shù)小時,使電刷和換向器磨合,并建立均勻的氧化薄�。再逐步提高電流至額定負(fù)荷�
  6. 施于同一臺電�(jī)各電刷的單位壓力�(yīng)力求均勻,以免電流分配不�,導(dǎo)致個別電刷�(chǎn)生過熱和火花。電刷的單位壓力�(yīng)按“電刷技�(shù)性能表”來選擇,對于轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)或在振動條件下工作的電機(jī),應(yīng)適當(dāng)提高單位壓力,一保證正常工作。打個比方:牽引�(jī)電機(jī)的電刷單位壓力為0.4-0.6kgf/cm2�
  通常電刷單位壓力過高,是電刷的磨損加�,單位壓力過�,接觸不�(wěn)定,容易出現(xiàn)�(jī)械火��

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