电动工具用电刷的选择
电机碳刷知识点总结
电机碳刷知识点总结一、电机碳刷的概念电机碳刷是一种用于直流电机中的零部件，也称为电刷或碳刷。
它是一种导电性能很好的碳制品，通常由碳和其他材料混合而成。
碳刷是直流电机中传统的电刷结构，它通过摩擦电刷与电机旋转子上的集电环之间的摩擦产生电接触，从而使电流传导到旋转子上，驱动电机工作。
碳刷通常由电刷体和电刷簧组成。
二、电机碳刷的分类1. 按照用途分类根据碳刷的用途不同，可以分为电动工具用碳刷、电动汽车用碳刷、通信设备用碳刷、航空航天设备用碳刷等。
2. 按照形状分类根据碳刷的形状不同，可以分为平刷、圆刷、笔刷等。
3. 按照材料分类根据碳刷的材料不同，可以分为纯碳刷、合金碳刷、纳米碳刷等。
三、电机碳刷的特点1. 导电性好：电机碳刷由碳制成，导电性能极好，能够有效地将电流传导到旋转子上。
2. 耐磨性好：碳刷具有很好的耐磨性，可以在摩擦磨损的情况下保持稳定的电刷效果。
3. 热稳定性好：电机工作时会产生一定的热量，碳刷能够良好的耐受这种热量，不易变形、熔化。
4. 自润滑性好：碳刷具有一定的自润滑性，能够减少摩擦带来的磨损，延长碳刷的使用寿命。
5. 轻量化：碳刷由碳制成，重量较轻，在电机高速旋转时不会造成额外的负荷。
四、电机碳刷的应用领域1. 电动工具电动工具中的电机碳刷用于传导电流，驱动电机工作，常见于电钻、磨削机、切割机等工具中。
2. 电动汽车电动汽车中的电机碳刷用于传导电流，驱动电机工作，是电动汽车关键的零部件之一。
3. 通信设备通信设备中的电机碳刷用于传导电流，驱动设备中的电机运转，如风扇、印刷机等。
4. 航空航天设备航空航天设备中的电机碳刷用于驱动各种飞行器的电动机，如导弹、卫星等。
五、电机碳刷的维护与保养1. 定期检查：定期检查电机碳刷的磨损情况，及时更换磨损严重的电机碳刷。
2. 清洁保养：定期清洁电机碳刷及其周围的灰尘和杂质，保持碳刷的良好导电性能。
3. 合理使用：避免长时间超负荷使用电机，以减少碳刷的磨损。
为什么电动工具一般都有刷电机,用无刷电机不行吗？为什么呢？
直流有刷电机：启动快速、制动及时、调速平稳、控制简单、结构简单、价格便宜。
重点是价格便宜！价格便宜！价格便宜！而且它启动电流大，在低速时扭矩（旋转力）大，能带很重的负荷。
但是由于碳刷和换向片之间存在摩擦，所以直流有刷电机容易产生火花、发热、噪音、对外界环境有电磁干扰，而且效率低、寿命短。
因为碳刷属于损耗品，容易出故障，而且用一段时间需要更换。
直流无刷电机：由于直流无刷电机省去了碳刷，所以噪音小、无需维护、故障率低、使用寿命长，而且运行时间和电压比较稳定，对于无线电的设备干扰要小。
但是它的价格贵！价格贵！价格贵！无刷电机扭矩特性不如有刷电机的扭矩特性好，或者说有刷电机容易把功率密度搞得高一些！这是因为有刷电机转子的磁力是由电流产生的，可以用大电流来产生强磁场。
而无刷电机要么靠感应产生磁场，或者采用永磁体。
特别是采用永磁体，成本要高一些。
有刷电机成本比较低，但是需要经常维护电刷或整流子。
有刷电动工具和无刷电动工具区别使用寿命；使用寿命肯定无刷电动工具长，因为没有碳刷磨损。
转速；无刷电动工具高于有刷电动工具。
而且采用数字变频控制，可控性好。
有刷电动工具运转速度低于无刷电动工具，启动后速度恒定调速不容易。
维护；有刷电动工具除了碳刷更换频繁，与电机的周边附件也要更换，维修成本高。
无刷电动工具基本上免维护，一旦坏了就是更换电机了。
有刷电机应用非常广泛，我们平常玩的小马达就是有刷电机，有刷电机由定子，转子和电刷组成，通过旋转磁场来获得动转动的力矩，定子上固定有南极和北极两块磁铁。
电机转动的时候，通过电刷和换向器接触，不同时间点会给不同线圈或者相同线圈的两个不同电极通电，线圈通电会产生磁场，线圈产生磁场的N-S极和最靠近的定子上的固定磁铁的N-S极有着角度差，根据磁场异性相吸、同性相斥的原理，这种同性相斥的力量就会推动转子转动。
无刷电机：无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。
由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。
电工实操考试项目题目电工证考试题
本套试卷为电工精选题库，总共300道题！题目几乎覆盖电工常考的知识点。
题库说明：本套电工题库包含（选择题150道，多选题50道，判断题100道）一、单选题(共计150题,每题1分)1.坚持办事公道，要努力做到( )。
A.公私不分；B.公正公平；C.有求必应；D.全面公开答案:B2. 直流电机的电刷因磨损而需更换时应选用( )的电刷。
A.与原电刷相同B.较原电刷稍硬C.较原电刷稍软D.任意软硬答案:A3. 对照电机与其铭牌检查,主要有( ).频率.定子绕组的连接方法。
A.电源电压B.电源电流C.工作制答案:A4. 发电厂与用电负荷中心相距较远,为了减少网络损耗,所以必须建设( ).高压.超高压输电线路,将电能从发电厂远距离输送到负荷中心。
A.升压变电所B.降压变电所C.中压变电所答案:A5. 在直流电机中，为了改善换向，需要装置换向极，其换向极绕组应与( )。
A.主磁极绕组串联B.主磁极绕组并联C.电枢绕组串联D.电枢绕组并联答案:C6. 从实际发生的事故中可以看到,70%以上的事故都与( )有关。
A.技术水平B.人的情绪C.人为过失答案:C7. 检定0.5级电能表应采用( )级的检定装置。
A.0.05；B.0.1；C.0.2；D.0.03。
答案:B8. 图中符号A表示( )。
A.电流表B.电压表C.功率表答案:A9. 在放大电路中，为了稳定输出电流，应引入( )。
A.电压负反馈B.电压正反馈C.电流负反馈D.电流正反馈答案:C10. 在企业的活动中，( )不符合平等尊重的要求。
A.根据员工技术专长进行分工B.对待不同服务对象采取一视同仁的服务态度C.师徒之间要平等和互相尊重D.取消员工之间的一切差别答案:D11. 热继电器的整定电流为电动机额定电流的( )%A.100B.120C.130答案:A12. 脚扣使用时,将脚掌穿入脚扣的皮带与脚扣踏板之间,再在皮带扣的扣压两侧接上一段适当长度的橡胶带,将橡胶带扣在( )。
工业及牵引电机用碳刷性能简介
名称：进口碳刷详细内容一、含金属的石墨电刷牌号用途电刷牌号类别各国可互换牌号主要技术性能参数产地牌号 电阻系数μΩ,Μ 比重g/cm3 电流密度A/Cm3线速度Μ/S适用:钢铁、冶金、水泥、电业、线缆、纸业行业的低压、交直流电机集电环(滑环)。
含铜量48%-50%德国 RC53 1.3 3.212 35英国CM9 32.811 35日本 M5502.5 2.96 15 35法国CG651 1.4 2.913 35含铜量65%-70% 德国 RC73 0.2 4.215 30英国CM5H 0.35 3.914 30英国CM5B0.9 3.514 30法国 CG6650.3 4.05 18 30日本 M-2 0.5 4.4 20 30适用:低电压、大电流、接地装置、电镀、电线电缆、制版、铜箔等行业的流水线。
含铜量80%-90% 德国RC87 0.1 5.2 20 25英国CMIS0.32 5.5 23 30法国OMC0.06 5.98 28 20名称：汽车电刷详细内容电机用电刷性能介绍型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途N48 71 59 1.58 13.8 2.50 0.19 15.5 51换向良好,适用于电流密度9.5A/cm2条件下运行N6000 60 66 1.55 13.8 2.40 0.19 15.5 41 广泛应用于低负载和干燥或湿度变化大的环境下成膜性好,适用寿命长CE50 46 64 1.66 25 2.50 0.20 15.5 51基本材料CA35,经浸渍处理,可用于牵引电机CN16 54 63 1.65 17 2.70 0.20 15.5 51该材料经浸渍处理,具有良好的换向性能和较好的使用寿命CE7DE7 55 92 1.80 35 2.50 0.15 15.5 51使用于机车牵引电机和矿用牵引电机T900 51 72 1.68 31 1.70 0.22 12.5 41特别适用于低湿度和高温条件下的牵引电机G159W 30 50 1.60 30 3.00 0.15 12 51 适用于电压调整器ME778 55 70 1.83 17.5 2.30 0.14 15 51换向性能好,广泛应用于电力机车和轻轨牵引电机[关闭窗口名称：铜石墨电刷详细内容电机用电刷性能介绍型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途CM1S 0.32 9 5.5 68 0.24 0.11 23 30金属含量高,适用于接地装置和电锁生产线CM3H 0.20 10 4.30 27 0.52 0.10 16 25适用于集电环电机,也用于12V以下直流电机CM5H 0.35 15 3.90 23 0.86 0.09 14 30适用于40V以下直流电机和交流电机集电环CM5B 0.90 20 3.50 33 1.00 0.09 14 30 类似于CM5H,换向性能好,使用于40V以下直流电机和交流电机集电环CM9 3.00 25 2.80 29 1.16 0.11 11 35 适用于60V以下直流电机,电动机忽然交流电机集电环SM3 2.05 29 2.50 16.5 0.90 0.15 15 20银石墨电刷,适用于测速电机和微型电机名称：电动工具电刷详细内容工业级电动工具用碳刷性能型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途PM803CJ 838 35 1.443 13.5 VH H 8 23120V串激电机,各类电动工具,IM629 1500 27 1.43 15.0 VH VL 10 25240V1000W以下吸尘器H836(GC) 53 - 1.57 20.0 M VL 12 40120V电动工具,家用厨房电机H836(GT) 370 19.5 1.55 5.7 M VL 12 40120V电动工具,家用厨房电机CN16 62 69 1.60 - M VL 15 40 120V电动工具,切割机PM805 940 23 1.90 / VH L 10 45120V以下消费类电机/电动工具PM818 254 41 1.60 24.0 VH H 8.5 23120V各种功率电动工具,厨房电器PM825 889 41 1.60 24.5 VH L 8.5 45 120V以下电动工具PM829 508 40 1.66 14.0 VH L 8.5 23120V以下磨光机,动力制动机EG845 40 55 1.6 / M VL 15 40 切割机等小功率电动工IM624(GT) 1800 21 1.75 10.5 H VL 10 25240V以下电动工具.600以下吸尘器IM824 953 27 1.48 17.6 VH VL 12 25110-240V.1000W以下电动工具和吸尘器IM834 508 25 1.70 24.3 H VL 15 25120V1000W以上吸尘器IM839 1778 24 1.41 14.6 VH VL 12 50240V1500W以上吸尘器H805 165 30 1.65 26 M VL 12 40110V电动工具.24V以下DC电动工具H100(GC) 23 30 1.7 22.5 M VL 12 40120V电动工具.搅拌机.修枝机.割草机名称：工业用电刷详细内容工业及牵引电机用碳刷性能简介型号电阻率uΩ.m 肖氏硬度e体积密度g/cm3抗折强度Mpa接触压降V摩擦系数≤额定电流密度A/cm2允许圆周速度m/s主要用途EGOR 12 36 1.55 21 1.94 0.09 10 50适用于一般直流电机和铜质滑环CX25EG19 22 32 1.45 9 2.40 0.18 10 41良好的城膜性及换向性能,适用与扎钢电机。
电机碳刷
四. 電機用碳刷4.1. 對碳刷的基本要求: (Technical request of carbon brush)碳刷是通過與換向器表面的動態摩擦接觸給電機轉子提供電能的傳導元件. 因此, 我們對碳刷有以下基本要求:a). 在換向器的表面能形成適宜的氧化亞銅,石墨和水份等組成的表面薄膜.b). 使用壽命長、對換向器的磨損要小.c). 電功率損耗和機械損耗要小.d). 碳刷下不出現對馬達有害的火花.e). 噪聲小.f). 不易破碎.g). 在一些應用器件中,要求馬達具備低的電磁干扰水准.當然, 能否滿足上述要求, 除碳刷本身外, 還與馬達的結構, 碳刷裝置的安裝以及運行條件等有關.4.2.碳刷的材料: (Material of carbon brush)1.石墨、樹脂粘結的碳刷: (Resin-bonded graphite)這種碳刷含有天然石墨或人造石墨和少量礦物質, 礦物質含量的不同, 使得碳刷在運行時對換向器表面有不同程度的磨蝕. 這種碳刷因含有天然石墨或人造石墨, 硬度較低, 但其阻尼性和潤滑性較好, 表現出明顯的抗磨性, 可以在較小的電負荷下工作. 這種碳刷材料有較高的比電阻, 而且橫向電阻與縱向電阻的比值較大, 在具有相同碳刷接觸壓降下, 碳刷與換向片間的短路電流較小.2. 硬碳碳刷: (Hard carbon brush)這種碳刷混料時, 加入了適量的摩擦物質, 因而對換向器表面有較強的研磨作用, 特別適用于具有云母絕緣片的換向器, 即使換向片遭到電火花嚴重燒蚀或磨损, 也能保证碳刷与换向器保持良好接触, 但较强的研磨作用也加速了换向器的磨损. 这种碳刷材料也具有较高的比电阻.3.碳−石墨碳刷: (Carbon graphite)这种碳刷硬度较低, 对换向器表面的研磨较轻, 使用这种碳刷应力求避免换向器表面因机械加工造成的斑痕. 通过树脂浸渍的碳−石墨材料可以明显降低摩擦系数, 減小電火花的影響, 适用于串励电机. 这种碳刷材料的比电阻值高. 可以获得较好的换向状态和降低电磁干扰.4.金属−石墨碳刷: (Metal graphite)这种碳刷中混有不同含量的金属粉未, 主要是铜粉, 有時也用銀粉. 这种碳刷材料体电阻很小, 碳刷与换向片的接触电阻也很小, 接触电压降亦小, 可以承载较大的电负荷. 220V交流电压下工作的串励电机不宜采用此种碳刷.4.3. 各種影響因素: (Some affect element)4.3.1. 电刷的损耗: (Loss of brush)1. 电刷接触损耗: (Contact loss of brush)电刷与换向器接触压降与电流无关, 而与电刷的材料及种类有关. 因此,每极电刷接触损耗:I U P b cb ∆=式中: b U ∆ − 电刷的接触电压降(国标 GB755-81 规定, 每一极性电刷的接触电压为:碳 − 石墨, 石墨电刷 1V; 金属石墨电刷 0.3V)2. 电刷的摩擦损耗: (Friction loss of brush)对电刷的摩擦损耗, 可按下式计算:b b b fb A P P μ= 式中: fb P − 电刷的摩擦损耗 (W) b μ − 摩擦系数. (对换向器取 3.02.0-.)b P − 电刷压力, Pa P b 31020⨯≈. b A − 电刷总工作面积 (2m )V − 换向器的圆周速度 (s m /)4.3.2. 无线电干扰: (Radio interfere)无线电干扰是指无用的高频信号对接收有用的信号造成的扰乱, 所涉及的 频率范围为 150KHz - 300MHz. 连续干扰由脉冲或杂乱的噪声或两者的重叠噪 声产生. 一般持续时间在 200ms 以上. 有换向器的电动机产生的干扰是这个 类型.电动机驱动的电动工具, 家用电器和类似器具无线电干扰的大小, 用干扰 电压和干扰功率来度量.- 干扰电压单位为 V μ(微伏), 用分贝表示时, 1 V μ 为 0dB .- 干扰功率单位为 )(1012pW W -, 用分贝表示时, 1pW 为 0dB .即: 0lg 20)(U U V dB =μ 或 0lg 20)(P P pW dB = 換向器極距. 式中, U 和 P 分别为干扰电压和干扰功率, V U μ10=, pW P 10=.4.3.3. 电气性能对碳刷的要求: (Electric request of carbon brush)串励电机所使用的碳刷应能承受较高的电负荷.下述几种因素对碳刷的使用有明显的影响.1. 换向状况. (Reversing)由线圈绕制匝数的不对称和磁极几何位置的不对称造成的磁场不对称, 会使碳刷受到一个附加的电负荷. 为了克服它的影响, 就要使换向器与电枢绕组 有一个合适的接法, 其主要内容是换向器相对电枢绕组的角度 − 接觸角的选 择. 然而串励电机经常在不同负载下工作, 为了有个较好的换向状态, 只能通 过试验寻找一个合适的接觸角, 使其在这种情况下换向状况最理想. 为了改善换向, 对可以移动电刷位置的电动机, 可将碳刷位置从磁极间几何中心轴线逆 转方向移动一个角度. 在小功率的单相串励电动机. 多数己将碳刷位置固定, 因此常见到的措施是将换向元件与换向片的接线位置顺电机旋转方向作了移 动. 其道理与逆转向移动碳刷位置一样. 应注意的是, 这种移动换向元件与换 向片的接线位置的方法, 仅适用于单一方向运转的单相串励电动机, 对于作正 反转运行的这类电机一般是不采用的. 移动电刷位置或移动换向元件与换向片 的接线位置, 还应注意移动的距离必须恰当, 过大或不足都会增大换向火花.2. 换向時變壓器電動勢的影响 (Affect of reversing transformer voltage)被電刷短路的換向元件中, 存在著三種電動勢, 即自感電動勢 r e , 電樞反 應電動勢 a e 和變壓器電動勢 t e (在 DC 馬達中不存在變壓器電動勢) r e , a e 均正比于 n 和 I , 可用逆轉向移電刷或順轉向移銲點抑制, 但 t e 與 n 和 I 無關, 只能在設計中加以控制, 通常取 V e t 8<, 为了限制变压器电 势的偏大以改善换向, 在设计上绕组总匝数不变时, 还可以减少电枢绕组每 个元件的匝数, 采用较多的换向片数. 这对于电枢槽数较少的情况是适宜的. 在产品中, 常见的换向片数是电枢槽数的 2 或 3 倍. 近來的經驗告訴我們, 既使是有 10-12V 的換向電壓, 如果正確的選擇了碳刷, 一樣可以達到令人 滿意的運行效果.3. 电子调速电路的影响. (Affect of electric control circuit)当采用可控硅调速电路来调节电机转速时, 畸变的电压波形造成主磁场波形畸变和不对称, 这往往使两个碳刷的磨损不一致. 为了克服这一问题. 可以 采用 “混合配置” 碳刷的方法来弥补.4. 碳刷材料的影响 (Affect of carbon brush)碳刷的电阻率可以是 0.01 - 2000 μΩm, 其值差达 105 倍. 含金属材料的金属碳刷电阻率最低, 而碳 − 石墨材料可高达 2000 μΩm. 碳刷与换向器间 的接触电压降比刷体压降大的多, 这主要是因为碳刷与换向器表面的接触点较 少, 碳刷有效横截面积缩小, 导致电阻值增大. 另外, 换向器表面形成的氧化 膜增大了接触电阻. 对于 110/220V 电压下工作的电机多采用碳 − 石墨树脂 浸渍碳刷或树脂粘结石墨碳刷. 这样, 可以保证换向电流较小.5. 额定电负荷的取值. (The value of specified electric load)碳刷的各種情況決定了其所承受的電負荷. 對于用可控硅調速的電機, 畸變的電流峰值可達額定值的 500%, 所以碳刷的電流密度應選擇偏低一些. 一 般來說, 較高的電負荷會破壞換向器表面的氧化膜, 導致換向器磨損; 而太低 的電負荷, 也會導致摩擦的不穩定.4.3.4. 機械因素對碳刷的影響. (Mechanical affect of carbon brush)近年來, 為了提高電機的經濟性, 電機的重量/功率比不斷減小, 電機的轉速 不斷提高, 機械性能不斷的改善. 但由於機械負載過大, 影響了碳刷的使用壽命. 其主要影響因素如下:1.碳刷在刷握內的運動. (The movement of the carbon brush in the brushholder)處于額定工作狀態下工作的電機, 換向器的轉動會使碳刷在刷握內不停地擺動和滑動, 必須把擺動的振幅控制在最小的範圍內. 一般間隙應在 0.065-0.213 mm 之內. 除非碳刷是按照 IEC 標准 136/1, 或者 DIN 標准 43000 和43008 制作而成的. 這種方法制成的碳刷主要按標準的規格. 同樣的道理可以運用在碳刷座的生產中, 當然, 按照 IEC 和DIN 標準生產的碳刷座, 可以保證一定程度的碳刷與碳刷座之間的間隙. 這種按標準的生產適用于普通管狀的碳刷座. 也適用于用精密工具生產出來的壓力碳刷座, 但不適用于等級較差的產品. 平滑的碳刷運動, 相對的可以達到較長的碳刷壽命, 但在可以反轉的情況下, 必須特別注意切向尺寸, 碳刷與碳刷座之間的間隙越小越好.為了在碳刷磨損情況下, 也不會有過大的搖擺, 刷握邊緣距換向器表面的距離不应超過 2mm, 一般應取 1mm 左右. 碳刷與碳刷座之間的間隙必須小于0.8 mm, 以免因碳刷粉塵和高離子空間引起電弧放電. 為了提高電機運轉的平穩性, 可以在碳刷端部采用一種傾斜角的安裝方式, 作用在碳刷的彈簧壓緊力在垂直碳刷滑動方向上產生一個分力, 以便使碳刷始終保持在一個確定的位置上, 碳刷的擺動產生一個阻滯效應.2.碳刷對的換向器的壓強. (The pressure of carbon brush to commutator)碳刷對換向器表面的壓強很重要, 因為這個壓強是用來保證碳刷與旋轉的換向器始終處于良好的接觸狀態. 如果壓強過小, 會引起碳刷的振動加劇, 特別是當換向器工作面的圓柱度值較大時, 碳刷的往复運動跟不上其徑向變化量的變化, 造成碳刷脫離換向器表面, 此時, 碳刷與換向器只能以電弧形式傳遞電流, 造成換向片和碳刷嚴重燒蝕. 如果碳刷對換向器表面的壓強過大, 機械摩擦損耗就會明顯增大, 換向器表面溫升增高, 銅氧化膜電阻減小, 造成換向惡化. 因此, 碳刷彈力是一個非常重要的因素, 碳刷彈力正確值是在碳刷與換向器接觸的機械損耗和電損耗最小的情況下獲得的. 如果碳刷彈力不正確, 則會導致機械損耗與電損耗其中之一過大.3.碳刷的工作面. (Touch surface of carbon brush)為了提高工作效率, 縮短初始磨合週期, 使電機盡快地進入額定工作狀態和穩定的電磁干擾水平(此時電機方可出廠), 應力求碳刷與換向器的实际接觸80以上. 為此, 我們可以把碳刷工作面預先制成各種面積達到整個刷面的%形狀圓柱弧面和斜面, 圓柱弧面的半徑 R 應比換向器工作面半徑 r 值大 1mm 左右. 帶有鋸齒波紋狀槽的工作面是預先將工作面和換向器切線速度方向開有固定形狀的槽, 磨合時接觸處由點至線至面的增大, 直至達到理想狀態. 此時 , 即使碳刷與換向器的接觸面積還沒有達到期望值, 電機也已能進入額定工作狀態. 而且這些溝槽還有利于排出換向火花, 減少對刷面和換向器的燒蝕. 采用上述處理的碳刷極大地縮短了磨合周期, 有明顯的效益.4.對換向器表面的要求. (Requirement to commutator)(1) 正確的表面粗糙度. (Surface roughness)為了盡快使碳刷與換向器磨合, 換向器表面必須具有合適的粗糙度 (峰谷高值).(2) 換向器的不圓度. (The T.I.R. of commutator)不圓度是指換向器的外圓柱表面相對幾何圓柱相關的各種偏離. 這種偏離可能是局部的小平面, 也可能是成組的或單個的換向片的突起, 也可能是由于 強度低在運行時產生的相關變形, 或精密切削時由于各種因素所造成的表面不 規則變化. 換向器的不圓度嚴重地降低了碳刷的使用壽命. 甚至有可能在極短 時間內造成工作故障. 為了克服不圓度的影響, 應在生產中對下列環節着重加 以控制:a. 換向片的材料不能太軟, 或碰銲接時對換向片的壓力要合適, 以免換向片翹起或銲接不牢. 一般硬度應為 10595HB HB -.b. 改善精車加工工藝. 對帶絕緣槽的換向器 應使用金剛石車刀切削其工作面, 切削速度為 300m/min, 最大速度不超過 350m/min, 走刀量應為 r m /6030μ-, 最後一刀進刀深度為 0.05 - 0.1mm.c. 嚴格控制不圓度, 兩相鄰換向片高度差, 圓周變化量.(3) 換向器的擺振. (Vibrate come from concentric of commutator)當換向器軸線與其回轉軸線不重合時, 就會產生換向器的擺振 (偏擺),由于換向器的擺振, 碳刷往复運動振幅增大, 碳刷與換向器表面接觸狀態呈週 期性變化. 為了保證碳刷的使用壽命和換向良好, 應嚴格控制擺振值.(4) 換向片片間絕緣. (Insulation between commutator bar to bar)換向片間絕緣的方式, 一般可分為兩種: 絕緣槽式和無槽平整式. 對高速串勵電機而言, 由于轉速較高, 線速度較大, 或采用電子調速系統, 必須使用 絕緣槽式的換向器. 為了提高工作的平穩性, 槽寬一般不應超過 0.7mm.4.3.5. 碳刷的噪聲: (Noise of carbon brush)碳刷的噪声是电机主要噪声原因之一, 主要包括有: (a) 碳刷振动噪声,由碳 刷的径向跳动和切向摆动产生, 噪声的频率 mkn f k = Hz, 其中, m 为任意正整 数, K 为换向片数, n 为电动机的转速 (r/s). (b) 碳刷的摩擦噪声. 由换向器表 面与碳刷接触表面的摩擦作用而产生. 特点是分布在一个较宽的频带上, 频率较高 且不稳定, 声级有波动. (c) 火花噪声, 由换向火花产生.降低碳刷噪声的措施可着手于: 换向器沟槽的宽度, 表面光洁度和硬度. 碳刷 与刷盒配合间隙, 碳刷与换向器硬度的匹配, 碳刷的倾斜角度等因素的调整. 限制 火花, 对转子应进行精密动平衡.4.3.6. 銅綠的形成: (Patina formation)磨合後的換向器表面被一層黑色的薄膜所覆蓋, 這層黑色的薄膜是一層薄的氧 化亞銅上定向的排布了一層微小的碳的薄片而形成的, 碳刷不是運行在換向器材料的表面上, 而是運行在這層薄膜上. 這層在碳刷和換向器之間的薄膜的厚度可達到 1000 , 但不能超過 100 . 當這個薄層形成之後, 磨損就只有換向器表面和碳刷 表面的不規則和換向器表面的氧化, 燒結的變化. 另外, 溫度, 濕气, 浮塵雜物和 電流在碳刷和換向器之間的傳遞會影響到銅氧化薄膜的形成, 如果銅氧化薄膜不穩 定就會出現換向惡劣, 火花, 碳刷的快速磨損, 鉅齒形換向器表面, 硬的碳刷材料 刮換向器表面的現象.4.4. 設計攷慮及注意事項: (Notice in design)4.4.1. 尺寸方面: (Dimension)1. 橫截面: (c S ) (Section)橫截面的大小主要取決于最大工作電流,按照碳刷所能承受的最大電流密度, 可計算出碳刷的最小橫截面面積. 以避免碳刷承受過大的電流密度. Ds I S c = 式中: Ds : 碳刷的電流密度.2. 切向寬度: (c W ) (Tangential dimension)一般直流電機是按換向片的寬度來決定碳刷的寬度的.而小容量的直流微電機,換向器的片數較少, 我們不妨擬定出一個換向器的極距.p D a c πτ= 式中: c τ: 換向器極距.a D : 換向器直徑.p : 極數.由于碳刷的寬度與換向區的寬度直接有關, 為了適當地限制換向區的寬度, 碳刷的寬度應限制在: c c W τ3.0≈ 左右.3. 軸向長度: (a L ) (Axis dimension)軸向長度的決定, 主要根據橫截面的大小和切向寬度. cc a W S L = 4. 徑向長度. (Radial dimension)徑向長度主要攷慮在馬達的壽命要求和內部空間的大小, 在條件充許的情況下, 越長越好.5. 有效接觸面積. (Efficiency contact area)碳刷在整個馬達的運行過程中, 碳刷的有效接觸面積會隨著碳刷的磨損不斷的變化, 有效接觸圓弧的位置也會不斷的變化,因此, 設計時要攷慮到碳刷在整個變化過程中不要引起短路.4.4.2. 碳刷導線: (Brush shunt)碳刷導線給碳刷和碳刷座之間提供了一個低電阻的電流通路(外部環路). 另 外, 它也給碳刷提供了個外部傳導熱和散熱的路徑. 碳刷導線由細的導線分幾股 扭合而成, 通常, 導線的材料是冷拔後退火的銅絲,如果電刷用在惡劣空氣環境中,通常選擇給導線鍍錫. 如果運行在高振動的條件下, 可以加幾根不銹鋼絲來提高尋線的性能, 以奐導線僵硬. 導線不可太長, 以奐新碳刷的導線碰到機器的旋轉部分或接地部分等潛在的危險性. 導線也不可太短, 以奐碳刷在快要磨完時被導線的長度限制而不能接觸到碳刷.導線截面的選擇以碳刷中通過的電流密度為基礎, 還必須注意導線的拉出力, 它確保導線不會在馬達高速運轉中碳刷因高頻振動疲勞破碎而掉出.4.4.3. 碳刷與換向器的接觸: (Carbon brush contact with commutator)1. 接觸表面的半徑: (Radii of contact surface)原則上說, 碳刷與換向器接觸面的圓弧半徑應該相吻合于換向器的接觸面圓弧半徑, 才能有好的運行特性. 但這要保證碳刷的中心線與換向器的中心完全吻合, 在實際生產中不可能做到. 因為碳刷座和碳刷之間, 一定要有某種程度的間隙. 這樣, 碳刷與換向器接觸時, 就會有輕微的偏擺.同時, 碳刷的中心線與換向器的中心也存在差異.為了確保碳刷與換向器的較好接觸, 碳刷的接觸半徑必須大于換向器的半徑. 以避免碳刷的尖角嵌入換向器槽中, 在實際設計一個新的碳刷時,最好取接觸面半徑大于換向器半徑 10-20% (經驗法則取1 mm)在上述情況下, 由於碳刷的接觸半徑大, 而換向器的接觸半徑小, 因此, 初始的碳刷與換向器的接觸實際上是線性接觸 (或點接觸), 接觸面積很小, 同時初始的彈弓彈力會很大, 則通過接觸面的電流密度就很大,這就使得初始碳刷磨損很快, 達到我們所期望的碳刷與換向器的快速磨合.這樣, 雖然不能一下子就達到碳刷的最大傳導電負載的能力, 但可以很快的達到馬達正常運行的穩定的速度、性能、甚至電磁干擾水准.值得一提的是換向器的槽, 換向器的槽在初始的磨合中也有很大的作用. 它可以切削碳刷材料. 使碳刷更快的磨合.2. 初始接觸換向器的方式: (Initial contact way)(1) 底弧切式接觸. (Undercut contact)這種接觸方式多用于安裝在碳刷片上的碳刷, 由于碳刷片是彈性彎曲的, 很難將碳刷的中心線與換向器的中心線對齊. 因此即使碳刷弧面與換向器的弧面方向一致, 也不能保證裝配後兩弧面相吻合. 選擇這種方式可以減少初始接觸面積, 使初始接觸面的電流密度加大, 使初始磨損加快, 從而使碳刷更快地渡過初始磨損, 雖不能立即到達最大的承載能力, 但可以更快地進入正常的工作狀態.(2) 底斜切式接觸. (Slant angle contact)這種接觸方式多用于外形較小的碳刷座式直流微電機,由于內部空間較小, 碳刷本身和碳刷座的幾何尺寸都較小,而碳刷和碳刷座之間必須有一定的間隙, 同時由于制造公差的存在, 與底弧切式接觸一樣, 既使碳刷弧面與換向器的弧面方向一致. 也不能保證裝配後兩弧面相吻合, 選擇這種方式同樣可以減少初始接觸面積, 使初始接觸面的電流密度加大, 從而使碳刷更快地渡過初始磨損, 更快在進入正常的工作狀態.(3) 底齒面形接觸: (Alveolus contact)這種接觸方式同前面兩種方式一樣, 都可使碳刷更快地渡過初始磨損, 更快在進入正常的工作狀態. 其優點是與換向器的接觸點更多, 這種形狀的碳刷在交流和直流馬達中都有應用.(4) 圓弧面式接觸. (Cylinder surface contact)這種接觸方式多用于幾何尺寸較大, 材料比較耐磨的碳精, 由于幾何尺寸相對較大,則制造公差相對就比較小, 碳精的中心線與換向器的中心線相差就比較小, 采用這種方式對使用這種碳刷的馬達來說, 就可以較快地進入正常的工作狀態.4.4.3. 制造碳刷的壓力方向: (Press direction in manufacture process)在用粉未冶金的方法制作碳刷時, 我們對壓結的方向有要求, 壓結方向必須垂直于換向器的中心線與碳刷的中心線所形成的平面. 如下圖所示. 如果壓結面平行于與換向器的接觸面, 其一是導電性能不好, 其二是磨損快, 在馬達的運行中, 碳刷會出現掉渣等不良現象. 讓我們以石墨碳刷和銅-石墨碳刷為例來分別進行說明.1. 石墨碳刷: (Graphite)由于石墨晶體層面之間的距离 ( 3.35 ) 比層面上碳原子間的距离( 1.42 ) 大得多, 因此石墨有明顯的各向异性. 則層面方向的電阻要比垂直于層面方向的電阻小得多, 因此理想的碳刷與換向器的接觸方向應該是碳刷的微觀石墨層面方向垂直于換向器的接觸面. 這就要求我們在設計時控制壓力的方向, 以有助于形成垂直于換向器的接觸面石墨層面.2. 銅-石墨碳刷: (Copper – graphite)由于銅-石墨混合料在高壓力作用下成形時, 銅粉的微粒會在垂直于壓力的方向上延伸成片狀, 使得延伸方向的電阻很小, 而壓力方向的電阻相對的很大. 這也就要求我們在設計時控制壓力的方向, 以便形成垂直于換向器的接觸面的銅粉微粒的延伸方向, 使這個方向的電阻小, 傳導電負荷的能力增強, 熱損耗也相對的減到最小.4.5. 换向火花的划分原则与判断标准(Commutation flash classification)直流电机的火花產生的原因有二:1.惡劣換向, 過大的電流密度, 電負載過大.2.芯振, 換向器圓度差, 碳刷彈力不足, 機械摩擦力過大.嚴重的火花會加大碳刷的磨損速度, 破壞換向器, 加大電磁干扰, 火花可分为有害火花与无害火花, 主要是根据对换向器和电刷有害, 无害来区分的. 有害火花将破坏换向器表面的氧化膜, 使之出现烧焦或损坏, 使电刷无法正常工作, 甚至因电弧飞越而导致环火事故, 造成电机的破坏. 无害火花是指不对换向器和电刷造成危害的火花. 尽管它们的表面也可能出现轻微的黑痕与灼痕, 但不发展, 且黑痕可以用汽油, 酒精等擦去, 不影响电机的正常工作. 因此, 直流电机并不要求无火花, 而允许存在无害火花.我国电机根据国标 GB755-81 的规定, 火花共分 5 级, 主要是根据火花特征及对12于 2 级.4.6. 電刷的磨蝕及磨合分析. (Wear loss and bed in of carbon brush)4.6.1. 電刷的磨蝕電刷的磨蝕由機械磨蝕和電磨蝕兩部分構成. 二者產生的機理不同, 但它們之間相互影響, 使磨蝕加劇. 在使用電刷的電機中, 電刷的磨損, 往往決定了該電機的使用壽命, 因而是一個重要的問題, 但是, 電刷的磨蝕受電的、機械的、化學的、環境的等諸多因素的影響, 又是一個非常複雜的問題.1.機械影響因素. (Mechanical affect)(1)換向器表面的粗糙度不合適, 磨擦系數加大.(2)換向器表面不能形成穩定而厚度適中的氧化膜, 使動態摩擦系數大.(3)電刷壓力不合適.(4)環境中塵埃過多, 散布在換向器表同, 形成研磨作用.(5)環境中存在氯氣、酸性氣體等, 破壞了換向器表面的氧化膜.2.電因素的影響. (Electric affect)(1) 換向火花引起−在後刷邊形成的換向火花, 使該處的溫度升高, 一些電刷的微粒燒灼後伴隨火花飛出, 造成後刷邊及其相應電刷表面的凹阬, 進一步促使火花加強. 當電流過小, 即電刷的電流密度過低時, 換向器表面不能形成氧化膜, 換向來化, 火花加大, 使電刷磨損加快; 反之, 電流密度過大, 所形成的氧化膜被火花燒掉, 同樣, 使換向惡化, 隨之, 火花更大, 電刷的電磨蝕更大了.(2) 環火的引起−此時, 電刷和換向器表面溫度更高, 後刷邊被燒紅, 電刷以小塊的形式迸出, 使整個電刷的接觸面更成了不整齊的犬牙狀, 以後的磨蝕就更嚴重了, 如果發生環火時不立即斷開電源, 電刷可能被燒焦直至報廢.。
电刷的类别型号特征和主要应用范围
电刷的类别型号特征和主要应用范围电刷是一种利用电刷与旋转的电机之间的接触摩擦产生电流的装置。
根据其用途和特点的不同，电刷可以分为多个类别和型号，并且被广泛应用于许多不同的领域。
一、类别：1.旋转电刷：旋转电刷是最常见的电刷类型，它的主要特点是旋转的电机与固定的电刷之间有接触摩擦，产生电流。
2.滑动电刷：滑动电刷是一种类似于旋转电刷的电刷类型，但是它主要是通过滑动而不是旋转来实现接触摩擦，产生电流。
3.换向电刷：换向电刷主要用于交流电机中，它的主要作用是实现电流的换向，将电流导入正确的线圈以产生正常的旋转。
4.接触电刷：接触电刷主要用于传输信号和数据，它的特点是接触面积较小，摩擦较轻，可以有效地传输信号而不产生过多的电流。
二、型号：1.电机用电刷：根据电机的不同类型和规格，电机用电刷有不同的型号和尺寸，常见的有碳刷、聚酯刷等。
2.发电机用电刷：发电机用电刷主要用于产生直流电，常见的型号有石墨电刷、钨电刷等。
3.电动工具用电刷：电动工具用电刷主要用于电动工具的电机中，以提供动力，常见型号有碳刷、铜箔电刷等。
4.滑动电刷：滑动电刷分为线圈式滑动电刷和刷电机滑动电刷两种型号，分别用于电动机和滑移环境。
三、特征：1.导电性好：电刷由导电材料制成，如碳、铜、银等，具有良好的导电性能，能够有效地传导电流。
2.耐磨性强：由于电刷常常与旋转的电机或滑动的设备接触摩擦，所以具有较强的耐磨性，能够长时间使用而不损坏。
3.热稳定性好：电刷能够快速散热，具有较好的热稳定性，不易因长时间使用而损坏。
4.寿命较长：由于电刷具有较好的导电性和耐磨性，所以能够长时间使用而不损坏，寿命较长。
四、主要应用范围：1.电动工具：电动工具中的电机常使用电刷作为关键部件，如电钻、电锯、电动摩托车等。
2.汽车和摩托车：汽车和摩托车中的发电机和起动机常使用电刷，如发电机的碳刷。
3.电动车和电动自行车：电动车和电动自行车中的电机使用电刷作为电源装置。
碳刷使用注意事项
碳刷使用注意事项碳刷是一种常用的电刷，广泛应用于电机、发电机、传动机械等设备中，用于导电和传递电能。
使用碳刷需要注意一些事项，以确保其正常运行和延长使用寿命。
以下是关于碳刷使用的注意事项。
1. 选择适合的碳刷类型和规格：根据设备的要求和工作环境，选择合适的碳刷类型和规格。
不同的碳刷具有不同的导电性能和耐磨性能，选择适合的碳刷可以提高机器的效率和使用寿命。
2. 安装前检查：在安装碳刷之前，应仔细检查碳刷的外观和尺寸是否符合要求。
如果碳刷有损坏或变形，应及时更换。
3. 确保良好的接触：使用碳刷时，要确保碳刷与电机转子或集电环之间有良好的接触。
接触不良可能导致电流不稳定或发生断流现象。
可以使用良好导电的润滑油或导电膏来提高碳刷与集电环的接触性能。
4. 检查碳刷磨损：定期检查碳刷的磨损情况。
如果碳刷磨损超过一定限度，就需要及时更换新的碳刷。
磨损过多的碳刷可能会导致电机过热或失效。
5. 清洁碳刷和集电环：定期清洁碳刷和集电环表面的污垢和灰尘。
污垢的积聚会影响碳刷与集电环的接触性能，并降低导电效率。
可以使用刷子或压缩空气将碳刷和集电环进行清洁。
6. 避免碰撞和振动：在使用碳刷的设备中，应避免碳刷受到剧烈的碰撞和振动，这可能会导致碳刷脱落或损坏。
如果发现碳刷松动或损坏，应立即进行维修或更换。
7. 避免过载：避免碳刷在过载状态下运行。
过载可能会导致碳刷磨损加剧和损坏，还可能影响设备的整体运行和安全性能。
8. 应用正确的工作温度范围：在使用碳刷的设备中，要注意工作温度范围的限制。
过高的温度会导致碳刷失效，过低的温度则会降低碳刷的导电性能。
应根据碳刷的材料和规格选择适当的工作温度范围。
9. 定期保养和维修：定期保养和维修设备中的碳刷部件，以延长碳刷的使用寿命。
保养措施包括清洁、润滑和更换磨损的碳刷。
维修时应注意正确安装和调整碳刷位置。
10. 根据使用情况调整碳刷寿命：根据设备的使用情况和工作负荷，调整碳刷的更换周期。
电动工具电机维修考核试卷
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.电动工具电机维修时，带电操作是安全的。（）
2.电动工具电机运行时，发热是正常现象，无需关注。（）
3.在电动工具电机维修过程中，使用非原厂配件可能导致电机性能下降。（√/×）
4.电动工具电机的转速只与电源电压有关。（）
A.检查电机霍尔元件
B.清洁电机转子
C.更换电机轴承
D.检查控制器
8.关于电动工具电机的日常保养，以下哪种说法是错误的？（）
A.使用后应及时清理电机表面灰尘
B.长时间不用时应定期启动电机运转
C.检查电源线是否有破损、老化现象
D.可以在潮湿环境下使用电动工具
9.以下哪个部件不是电机的主要组成部分？（）
B.绝缘测试
C.负载测试
D.外观检查
18.以下哪些情况可能导致电动工具电机停止运行？（）
A.过载保护触发
B.温度过高
C.电源断电
D.控制器故障
19.在电动工具电机维修过程中，以下哪些做法是安全的？（）
A.断电操作
B.使用绝缘手套
C.佩戴防护眼镜
D.在潮湿环境下操作
20.以下哪些材料常用于电动工具电机的绝缘处理？（）
（）
3.电动工具电机维修时，常用的绝缘测试仪有_______和_______。
（）（）
4.为了防止电动工具电机过热，通常会配备_______和_______等冷却装置。
（）（）
5.电动工具电机的效率通常受到_______、_______和_______等因素的影响。
（）（）（）
6.在维修无刷电机时，需要检查的关键部件是_______和_______。
美尔森碳刷技术参数
美尔森碳刷技术参数一、概述美尔森碳刷技术是一种用于电动机、发电机、风力发电机、电动工具等设备中的关键部件。
它通过与旋转部件摩擦来传递电流，实现电机的正常运转。
美尔森碳刷技术参数主要包括碳刷材料、碳刷尺寸、导电性能、寿命等方面。
二、碳刷材料1. 碳刷材料的种类美尔森碳刷技术采用多种材料制造碳刷，常见的材料有天然石墨、人造石墨、金属碳、金属碳化物等。
不同的材料具有不同的导电性能、耐磨性和热稳定性。
2. 碳刷材料的选择碳刷材料的选择需要根据具体应用场景来确定。
对于高速旋转设备，需要选择具有良好耐磨性和导电性能的材料；对于高温环境，需要选择具有良好热稳定性的材料。
此外，碳刷材料的选择还需要考虑成本和可靠性等因素。
三、碳刷尺寸1. 碳刷尺寸的设计原则美尔森碳刷技术参数中的碳刷尺寸是根据设备的需求来确定的。
一般来说，碳刷的尺寸应适合设备的电机结构和空间布局，确保碳刷与旋转部件之间的接触良好。
2. 碳刷尺寸的影响因素碳刷尺寸的选择会受到电机功率、电流密度、电刷磨损速度等因素的影响。
较大的尺寸可以承受更高的电流密度，但也会增加与旋转部件之间的接触阻力。
因此，在设计碳刷尺寸时需要综合考虑各种因素，以满足设备的要求。
四、导电性能1. 导电性能的要求美尔森碳刷技术参数中的导电性能是指碳刷的导电能力。
导电性能好的碳刷可以保证电机的正常运转，减小能量损耗，提高电机的效率。
2. 导电性能的影响因素碳刷的导电性能受到多种因素的影响，包括碳刷材料、碳刷接触电阻、碳刷与旋转部件之间的接触压力等。
碳刷材料的导电性能主要取决于其电阻率，导电性能好的材料通常具有较低的电阻率。
同时，碳刷与旋转部件之间的接触良好也是保证导电性能的重要因素。
五、寿命1. 寿命的定义美尔森碳刷技术参数中的寿命是指碳刷使用的时间或使用次数，也可以表示为碳刷的使用寿命。
寿命是评估碳刷性能的重要指标之一。
2. 寿命的影响因素碳刷的寿命受到多种因素的共同影响，包括碳刷材料的耐磨性、碳刷与旋转部件之间的接触压力、碳刷的磨损速度等。
曲线锯设计
个人收集整理仅供参考学习曲线锯的设计说明书专业：机械设计制造及其自动化指导教师张建荣组长熊狄楠组员郑书楼姜云晓龚约陆涛张扬林上红课题名称曲线锯的设计内容及任务一、设计的主要技术参数1，输入功率/电流（美线产品）一般在370W/3A~710W/6A之间，2，锯片的空载往复速率：500~3200Min-1（从1~6 档）。
3，往复行程（Stroke）：18MM~26MM。
4，最大切割深度50到110MM。
Makita甚至标称锯木的最大切割能力达到135MM。
5，抬刀功能通常设定有0，1，2，3档二、毕业设计图纸1．整体装配图2．控制原理图3．各部零件图三、设计说明书1．说明书中文摘要2．总体方案的分析与确定3．电机及组件的选择4．传动装置的设计5．重要零部件的设计目录第1章概述11.1 曲线锯的简介 (1)1.2 曲线锯的功能 (1)1.3 曲线锯的分类1第2章电钻的总体设计方案22.1 曲线锯的结构及工作原理22.2 主要技术参数的确定2第3章电动机及电器元件的选择33.1 电动机的选择33.1.1 单向串励电动机的结构和规格33.1.2 单向串励电动机型号的选择33.2 风扇的选择43.2.1 风扇的直径43.2.2叶片数43.2.3叶片形状43.3 换向器的选择53.4 电刷装置的选择53.5 开关的选择63.6 电源线及护套的选择6第4章传动装置的设计74.1 往复传动的设计74.2 减速齿轮的设计第5章三维建模结构设计补充说明8结论10第1章概述1.1 曲线锯的简介主要用于切割金属和有色金属。
切割金属时，切屑处理能力更强。
锯齿较大（6，8 tpi）,切割木材及其他木制品时效率更高。
碳钢曲线锯个人收集整理勿做商业用途用于切割各种木材及非金属。
锯齿被磨尖，呈圆锥型，切割很快而且切屑处理能力更强。
1.2 曲线锯的功能高速钢制曲线锯主要用于切割有色金属，木材和非金属。
碳化粗砂曲线锯用于切割化纤玻璃、瓷砖、复合材料、胶合布、大理石地砖等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电动工具用电刷的选择
电刷是电动工具的关键部件，它直接影响电动工具的寿命，EMC，换向火花等性能和安全指标。
电刷由刷体，弹簧，电刷的软接线和铜联接片组成。
一.刷体材料的技术要求
1.刷体材料:AC电动工具用的刷体材料是用碳,焦,石墨质材料, DC 电动工具用的刷体材料是铜,银,锡,石墨质材料.粘结剂是沥青,焦油和树脂的混合物.
2. 刷体材料切割:除了整体模压外,大部份刷体是用大块压制材料切割的, 刷体材料切割时，应使和换向器的接触面和刷体的压制方向垂直，不允许套截（图1示）.否则会影响其电气性能和加快磨损速度. 刷体的切向方向电阻率应为最大,可压抑换向电流(切向电流),径向方向电阻率应为最小,可降低主电流的损耗,降低电刷的温度.
3. 刷体的物理性能指标
(1)体积密度大,耐磨性好；空载《0.1mm/h。
负载《0.2mm/h。
(2)接触压降大，火花小：空载火花，负载火花，反向火花，冲击火
花，起动火花,过载火花都小。
EMC好,吸收谐波能力强。
(3)硬度适中，摩擦系数小，对换向器的损伤小.
(4)电阻率：小于500μΩＭ。
电刷和刷握的温升低，对换向器和机壳
的损伤小。
(5)电流密度：220—240V: 10-15A/cm*cm.
100—120V: 15-20A/cm*cm.
(6)膨胀系数小：防止电刷在刷盒内胀死.
(7)抗折强度: 20—30N/ mm* mm.保证电刷在高速和振动剧烈的情
况下不开裂和损坏.
但是,各项指标往往是相互制约的,如电阻率是和密度,抗折强度,电流密度相互排斥的.
4. 电刷和换向器的配对：重要的标志是在换向器的表面引成光泽的，黑色的氧化膜。
在换向的过程中,电刷,水汽和铜发生了物理和化学反应,产生了一层光滑的耐磨的保护层(氧化亚铜和碳水复合层),使换向器的表面电阻率提高,可有效压制火花,而电刷与换向器的接触面也十分光亮和耐磨.
(1)电刷和换向器的配对越好,氧化膜的形成的时间越短.
(2)氧化膜的形成的速度应跟上氧化膜的破坏和磨损,也就是说在
电动工具的寿命范围内,换向器上都应有氧化膜的存在.
(3)对于专业电动工具用的电刷,应根据电压,电流,转速,换向器的
铜排材料和产品由专业电刷厂专门配置.配置完成后,参数和相
关的材料就不允许变化.
(4)为了有利氧化膜的快速形成,新电刷与换向器接触的端面应为
圆弧形, 圆弧的大小应和换向器的外径相吻合,圆弧上面应有
齿形样的条纹,有利于空气和水汽的进入.
5. 电刷的尺寸
(1)电刷的切向宽度是电机学的公式决定的
1) 220V～240V 铁芯一槽对二片换向器
T=(3.14*D/N)*1.67
2) 110V～120V 铁芯一槽对一片换向器
T=(3.14*D/N)*（1.33-1.5）
铁芯一槽对二片换向器
T=(3.14*D/N)*1.67*1.2
式中: T--电刷的切向宽度, D---换向器的外径, N--换向器的片数把计算的结果加以圆整.双向运行或有刹车的电机向下圆整,单向运行的电机向上圆整.电刷的切向宽度不能跨三片,以防止过多的线圈的短路。
电刷的切向宽度也不能小于换向片的宽度. 同时电刷的切向宽度不能和换向片节距的整数倍相等.
项目工程师在项目设计前要全面考虑产品的额定电压的变化,应事先考虑刷盒的通用性.
(2)电刷的轴向长度是由刷体的电流密度决定的.
A=I/δ/T
式中A--电刷的轴向长度, I—额定输入功率,δ—电刷允许电流密度对于专业的电动工具,要求寿命长的电动工具,对于不是通过直接渠道供应的品牌电刷材料,都应留有佘量.
(3)电刷的径向高度是由寿命决定的。
R=(H*K)+3.5
式中 R-电刷的径向高度, H—寿命(小时),
K—常数(0.15—0.18) 刷体材质好的取小值, 刷体材质差的取大值, 上述公式已确定了电刷的尺寸范围,根据经验可以微调.
二．电刷的弹簧
电刷的弹簧有圆柱形，盘簧（省空间），扭簧。
1．弹簧的材料：65锰钢(耐温150℃)或不锈钢(NICR18TA,耐温可达400℃)淬火。
不用45钢和高碳钢。
2．弹簧的定位：弹簧应定位刷体的中间
3．弹簧的压力：电刷的压力600/700 g --300/350g/cm*cm。
电刷的压力过小，电刷的电气磨损坛加，电刷的压力过大，电刷的机械磨损坛加，电刷的压力适中，电刷的磨损最小（图2）。
如果电机的功率较大，电刷的压力取上限，如果电机的功率较小，电刷的压力取下限。
4. 圆柱弹簧的长度: 弹簧的长度应和刷盒的空间相配.把电刷放在刷盒内,以整个刷体全部刚弹出为准.
(1) 弹簧的自由长度
(2) 弹簧的第一压缩长度：装配铜联接片后弹簧的长度.
(3) 弹簧的第二压缩长度: 电刷快磨损完时的弹簧长度.
(4) 弹簧的第三压缩长度: 新电刷装入刷盒后弹簧的压缩长度.刷盒的弹簧空间长度应是弹簧直径和圈数之积的 1.2倍以上.也就是说弹簧不应压死.
THK=D*N/1.2
5. 圆柱弹簧的直径,圈数和外径
可依照经验,选用合适的弹簧的直径,圈数和外径, 应保证弹簧的第二压缩长度时, 电刷的压力为300--350g/cm*cm。
弹簧的第三压缩长度时电刷的压力600--700 g /cm*cm。
功率大的和冲击类的工具取上
限值,功率小的取下限值.
单相串激电机从200—2800W, 圆柱弹簧的直径从φ0.35—φ0.6,有效圈数从10—16,外径从φ5—φ10. 功率大的和冲击类的工具取上限值,功率小的取下限值.
根据产品的要求,也可制成塔形弹簧,大小端弹簧等.
三．电刷的软接线
1. 电刷的软接线的技术要求
注: 弹簧的实际脱出拉力应大于标准的规定,对于电锤,冲击电钻等振动较大的产品,尤其重要.
2. 电刷的软接线的材料：经过软化处理的多股电介铜绞线(线硬)或编织线(线软,价格高)。
3．电刷的软接线用铜粉(或铁粉,镀银铜粉)填充方法和刷体联为一体,连接电阻尽可能小(可用伏安法测量)，防止发热.脱离.铜粉的质量和针压工艺十分重要。
为了增加拉力,可填入少许粘结剂.
4. 电刷的软接线应全部和铜片焊接,不脱焊.
5. 电刷的多股软接线的扭转方向应和装配时帽盖的旋转方向一致.否则在装配的过程中铜辫会散,许多铜丝会碰到弹簧.
注意：如果电刷的软接线和刷体，铜片联接不好，铜片和刷握接触不好，电流通过电刷的弹簧，电刷的弹簧发热退火，失去弹性，这是常发生的现象。
所以，有时要把电刷的软接线和定子直接相联，能大大提高电刷的寿命，提升EMC的成功机会。
四．电刷的安全和保护
1．无论在工具上装上新电刷还是电刷磨完后，都不应引起电气安全距离的缩小.
2. 对于专业型的电动工具,工具的寿命很长,电刷磨完后可置换,为了不损坏换向器,电刷上应装备有限位,用一个小弹簧和一块塑料片,阻止换向器和电刷的导通.限位装置可和软接线是同轴的和不同轴的(省
空间).
3. 对于专业型的电动工具,在电刷磨完前2—3毫米时利用感应的原理,点亮LED指示灯,报警,可提示你尚可使用的时间.
五．电刷和刷盒
1. 电刷和刷握的间隔应为单面０.05-0.12MM。
金属刷握取小值，塑料刷握取大值。
树脂型电刷取大值(树脂型电刷的膨胀系数较大).
2. 圆柱形弹簧应能在刷盒内自由移动.
3. 电刷的联接片应保持和刷盒铜套的良好的电接触.
综上所述,电刷的质量不但决定本体的材料,而且还决定于软接线,铜粉,弹簧,联接片等质量和许多小工艺.
六. 电刷的供应商：
220-240V：崇德（L型）摩根（839，824，834）
100-120V：东洋（X79，105S）富士
对于国内电刷的供应商，向上述厂采购的坯料进行加工的,相应的技术指标应打折计算。