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：張云鶴

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電刷     電刷的定義：電刷的定義：GB/T2900.7-1996中5.1電刷brush的定義為：與運動件作滑動接觸而形成電連接的一種導(dǎo)電部件。
     我國行業(yè)*標準《JB/T4003-2001電機用電刷》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。
     電刷是用于換向器或滑環(huán)上，作為導(dǎo)入導(dǎo)出電流的滑動接觸體。它的導(dǎo)電，導(dǎo)熱以及潤滑性能良好， 并具有一定的機械強度和換向性火花的本能。幾乎所有的直流電機以及換向式電機都使用電刷，它是電機的重要組成部件。廣泛適用于各種交直流發(fā)電機，同步電動機，電瓶直流電動機，吊車電機集電環(huán)，各型電焊機等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電機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工業(yè)的發(fā)展而越來越多。人們?yōu)榱耸褂煤凸芾砩系姆奖?，對眾多的電刷進行了分類。目前國內(nèi)外流行的主要分類方法有： 
     1，按材質(zhì)的軟硬可分為軟質(zhì)電刷，中硬質(zhì)電刷和硬質(zhì)電刷。 
     2，按電刷的使用對象可分為汽輪發(fā)電機用電刷，軋鋼電機用電刷，牽引電機用電刷，汽車拖拉機用電刷，電動工具用電刷，飛機電機用電等。
     3，按 電刷的顏色分為黑色電刷（用純碳石墨材料制成）和有 色電刷（用銅等金屬材料和石墨制成 ） 。
     下面說一下電刷的選用：
     1、從直觀來看，電刷應(yīng)當(dāng)?shù)菇堑皿w、規(guī)格適當(dāng)、結(jié)構(gòu)規(guī)范、導(dǎo)線的截面和長度符合要求，沒有松動、脫落、破損、掉邊、掉角、卡箍等現(xiàn)象。 
     2、從使用來看，電刷使用性能良好的標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、不平、燒蝕、拉絲等。 
     （2）具有良好的換向和集流性能，使火花抑制在允許的范圍內(nèi)，并且能量損耗小。 
     （3）電刷運行時，不過熱，噪音小，不破損，刷辮不變色，不燒蝕。 
     （4）運行過程中，能夠在換向器或集電環(huán)表面較快地形成一層均勻、適度和穩(wěn)定的氧化薄膜。 
     3、通過儀器對電刷進行檢測。從技術(shù)層面看，電刷應(yīng)當(dāng)符合國家部頒標準。通過儀器可對電刷按照《電刷技術(shù)性能表》所要求的性能進行檢測。如電刷的電阻率、洛氏硬度、體積密度、電流密度、接觸電壓降、摩擦系數(shù)、50小時磨損、允許圓周速度、單位壓力，甚至金屬含量的大小等等?，F(xiàn)在我*弄不清的就是這兒。不知這些參數(shù)都是怎么測得的。有會的專家給指點一下。并且這些參數(shù)是否為一般電機的測量數(shù)據(jù)，而對于電動工具電機電刷來說，又是怎么測呢？ 
     4、在同一電機上，應(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產(chǎn)的電刷性能也有所差別。因而，針對同一電機來說，應(yīng)盡量選擇同一型號同一制造廠，是同一時間生產(chǎn)的電刷，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，影響電機的正常運行。 
     5、對于個別換向特別困難的大中型電機，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。對于單向旋轉(zhuǎn)換向困難的電機，可選擇采用組合電刷。即滑入邊選擇使用潤滑性能好、成膜能力強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。這樣既易形成氧化膜，又對換向性能起到*的改善作用。在滑出邊也可采用碳纖維復(fù)合電刷，突出利用其滅弧能力強的特點，從而使電機的運行取得*效果。

現(xiàn)在說說小功率電機電刷在設(shè)計時的選用：
     電刷的選擇對電動機換向時抑制火花有重要的作用，應(yīng)按功率、電壓、負載特性及換向器圓周速度等條件選用。一般常用電化石墨電刷，因其電阻系數(shù)和接觸電壓較高，對抑制火花有利。但對于低壓電動機而言，過大的接觸電壓使它在總電壓降落中所占比例太大，因此采用金屬石墨電刷。
     1．電刷的寬度。
     電刷所覆蓋的換向片數(shù)至少應(yīng)保證能與m重繞組的支路相聯(lián)，即電刷寬度bb應(yīng)滿足下式：
     bb＞mt 0 m----繞組的重數(shù)。
     2．電刷的長度
     電刷的電流密度可查相應(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，則應(yīng)增加刷桿上的電刷并聯(lián)數(shù)，使每只電刷的面積不致太大，使接觸更為可靠。
     3．電刷與刷架的配合。
     電刷裝入刷架后，應(yīng)以電刷能夠上下自由移動為宜，只有這樣，才能確保電刷在彈簧的壓力下隨著不斷的磨損，而與整流子或集電環(huán)持續(xù)保持緊密接觸。因此，電刷的四個側(cè)面與刷架內(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中，彈簧無法壓緊電刷，電機工作失去意義；間隙過大，電刷則會在架內(nèi)產(chǎn)生擺動，不僅出現(xiàn)噪音，更重要的是出現(xiàn)火花，對整流子或集電環(huán)產(chǎn)生破壞性影響。
     4．刷架的下端邊緣距整流子或集電環(huán)表面的距離應(yīng)保持在2~4毫米范圍內(nèi)。其距離過小，刷架易擦損整流子或集電環(huán)；過大，電刷易顛動而造成損壞。
     電刷是電機（除鼠籠式電動機外）傳導(dǎo)電流的滑動接觸體。在直流電機中，它還擔(dān)負著對電樞繞組中感應(yīng)的交變電動勢，進行換向（整流）的任務(wù)。實踐證明：電機運行的可靠性，在很大程度上決定于電刷的性能。
     根據(jù)電刷的生產(chǎn)方法，分為兩類。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、銀粉、其次是鉛粉、錫粉、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術(shù)要求而定。當(dāng)金屬含量達到!"#以上時，可不加粘結(jié)劑，將粉末混勻后直接壓制成型。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、炭黑、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。采用樹脂粘結(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）經(jīng)石墨化后的產(chǎn)品稱電化石墨刷
     制造電刷所使用的原料分三類，一是金屬粉末；二是炭和石墨粉末；三是粘結(jié)劑。由于電機的使用工況條件不同，所以電刷的種類繁多。不同牌號的電刷，其技術(shù)性能上有較大的差異。所以需要在配方和工藝中進行調(diào)整。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；#）粘結(jié)劑的種類、性質(zhì)和所占比例。制造電刷所使用的原料較多，它們具有不同的物質(zhì)結(jié)構(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*不同的綜合效果。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）。顆粒越細，表面積也越大，需粘結(jié)劑多。顆粒的長寬比不同，成型后電刷具有各向異性。煤瀝青、煤焦油粘結(jié)劑的組成十分復(fù)雜，它的生產(chǎn)方法、技術(shù)指標以及加入量的多少，均直接影響產(chǎn)品的zui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結(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用，此時應(yīng)修改工藝與配方，才能達到原定的質(zhì)量標準和使用要求。對于使用信譽較高的產(chǎn)品，應(yīng)盡量維持配方和工藝的穩(wěn)定

5. 為了使電刷與換向器接觸良好，新電刷應(yīng)該進行磨弧度，磨弧度一般在電機上進行。在電刷與換向器之間放置一件細玻璃砂紙，在正常的彈簧壓力下，沿電機旋轉(zhuǎn)方向研磨電刷，砂紙應(yīng)該盡量粘緊換向器，直至電刷弧面吻合，然后取下砂紙，用壓縮空氣吹凈粉塵，再用軟布擦拭干凈。研磨電刷不宜采用金剛砂紙，以防金剛砂顆粒嵌入換向器槽內(nèi)，在電機運行時，擦傷電刷和換向器表面。磨弧后，電機先20-30%以負荷運轉(zhuǎn)數(shù)小時，使電刷和換向器磨合，并建立均勻的氧化薄膜。再逐步提高電流至額定負荷。
     6. 施于同一臺電機各電刷的單位壓力應(yīng)力求均勻，以免電流分配不均，導(dǎo)致個別電刷產(chǎn)生過熱和火花。電刷的單位壓力應(yīng)按“電刷技術(shù)性能表”來選擇，對于轉(zhuǎn)速較高的電機或在振動條件下工作的電機，應(yīng)適當(dāng)提高單位壓力，一保證正常工作。打個比方：牽引機電機的電刷單位壓力為0.4-0.6kgf/cm2。
     通常電刷單位壓力過高，是電刷的磨損加劇，單位壓力過小，接觸不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)機械火花。
     電刷的火花產(chǎn)生的原因和排除的方法
     導(dǎo)致原因 處理方法
     a   附加極調(diào)整不良----------用分流或調(diào)整附加極氣隙，或改換電刷型號。
     b   云母突出------------－下刻云母或使用磨蝕性較大的電刷
     c   換向器升高片連接處斷開------ 重新焊接
     d   電刷位置不正確---------- 調(diào)整刷握至正確位置
     e   刷握的間距或排列不勻------－ 糾正刷握的間距和排列
     f   換向器或集電環(huán)偏心--------－在額定轉(zhuǎn)速下車削或重新研磨
     g   換向器松動，換向片有高低------ 緊固一下，車削或重新研磨
     h   換向片有油污------------ 清掃換向片和密封軸承
     i   電刷粘附或滯留在刷握里--------檢查電刷尺寸是否正確，清掃電刷和刷握除去任何毛刺
     j   電刷磨合不佳------------－磨合電刷
     k   電刷型號不適合電機 
     關(guān)于電刷的顫震
     原因 處理方法
     a 換向片或云母突出----------－緊固換向器，下刻云母
     b 刷握離開換向器或離集電環(huán)太遠----－調(diào)整刷握至換向器的距離為2毫米
     c 換向器或集電環(huán)橢圓----------車削或重新研磨換向器或集電環(huán)
     d 刷握安裝松動------------－安裝緊固片
     e 電刷在刷握內(nèi)太松----------－如果刷握磨耗，需更換新的
     f 電刷型號不合適 
     關(guān)于電刷磨損不均勻的問題
     故障 處理方法
     a. 電機過載--------------－ 降低和限制電機負荷
     b. 換向器或集電環(huán)上有油污--------清掃換向器或集電環(huán) 
     c. 電刷和刷桿間的電阻不均等------－清掃和緊固連接處
     e. 電刷接觸面有磨蝕粒子--------－重新磨合和清掃電刷表面 
     f. 電流分配不均勻------------調(diào)整電刷壓力
     g. 電刷型號混用------------－只可安裝一種型號的電刷