电动工具碳刷压力选定方法
电动工具碳刷的质量参数
电动工具碳刷的质量参数电动工具碳刷的质量参数碳刷质量要求火花检查:换向火花空载/负载小于1 1/2级；尺寸检查：碳刷体尺寸符合产品图样的尺寸要求；焊接质量检查:接线片与碳刷辫间承受50N的拉力测试；碳刷辫面积检查:碳刷辫的直径/股数及缠绕方式符合图样要求；质量保证检查: 每批次提供材质质保书(材质、电阻率、肖氏硬度、体积密度等) 。
外观1、料件无混装、错装现象；2、制件表面应色泽均匀，材质统一；3、无破损，裂痕，缺料等现象；4、接线片等冲压件修整干净，无明显毛刺；5、碳刷辫缠绕齐整，无散线现象；碳刷辫填冲检查1．剖体检查，填碳刷辫埋深度小于5MM；2．碳刷辫填埋部分应整齐、有序；3．碳刷体与碳刷辫间能承受15N的拉力；寿命检查1．空载运行，摩损量小于0.08~0.10MM/H；2．负载运行，摩损量小于0.10~0.15MM/H；硬度检查符合国家/行业标准产品须全部符合ROHS要求，对部分产品的环保要求如PAHS,DOP等，每年必须提供一份第三方测试报告型号肖氏硬度e额定电流密度(g/cm2 )主要用途EG84555 15 切割机等小功率800WH8093712120V 电动工具H809(GT)3012120V 电动工具IM624(GC)2210240V 以下电动工具IM624(GT)2110240V 以下电动工具IM7052312110V-240V、600-1200WIM8242710 110V-240V、1000W以下IM834251520V 1000W 以上IM8392412 240V、1500W以上IM8432313 120V吸尘器IM8442514 120V-240V,适合大功率PM2060*8 240V电动工具PM3285*10 120V.240V电动工具PM803CJ358 120V串激电机CN166915 120V电动工具、切割机PM8052310 120V以下电动工具PM8294010 120V以下磨光机。
碳刷压簧压力测量方法
碳刷压簧压力测量方法嘿，大家好，今天咱们来聊聊一个小话题——碳刷压簧压力测量方法。
听起来好像很专业对吧？其实也没那么复杂，咱们可以轻松搞定。
想象一下，碳刷和压簧就像是一对默契的搭档，缺一不可，正是因为有了它们，咱们的电机才能好好工作。
可是，要让这对搭档保持最佳状态，就得定期测测压力。
说到测量，这可不是随便拿个尺子就能搞定的。
得讲究点儿技巧，才能把事情做到最好。
咱们得知道，碳刷压簧的压力直接影响着电机的性能，压力太大，碳刷磨损快，电机发热；压力太小，接触不良，电机运转不稳。
这就像你穿鞋太紧，走两步就觉得难受；或者太松，踩一脚就脱了。
压力得刚刚好。
为了测量这个压力，咱们可以用一个简单的工具——压力计。
把这个小家伙放在压簧上，轻轻一按，压力的数值就出来了。
可别小看这个数字，它可是关乎电机“生死”的重要信息。
不过，压力计的选择也很关键。
有的压力计高大上，有的则相对简单。
咱们要根据实际情况来挑选，像挑菜一样，得看新鲜程度。
测量的时候一定要稳当，不能心急。
慢慢来，保证测量的准确性。
就像做菜，不小心加多了一味调料，整道菜都没法吃了。
这时候，不妨请个朋友帮忙，一个人量，一个人看，效果会更好。
二人配合，像极了打游戏，一个打前面，一个打后方，默契得很。
咱们要学会读取压力计的数据。
这就好比看电视时，要懂得什么是高清，什么是标清。
有些压力计的数据很直观，有些则需要点儿技巧。
要是遇到不懂的地方，别害羞，赶紧查查说明书或者问问身边的行家，千万别让自己陷入迷茫。
记住，求知是没有坏处的，就像你走在路上，看到一个陌生的地方，总得问问路人，才能找到方向。
测量完压力后，别急着收工。
接下来就是记录数据。
这一步同样重要，记下来的数据能帮助你对比，了解每次测量的变化。
就像你买菜时，记录下每次花费，久而久之，才能看出哪儿便宜，哪儿贵。
要是发现压力不对劲，别慌。
检查一下碳刷，看看是不是磨损严重，或者压簧是不是老化了。
换个新的，可能问题就解决了，别觉得麻烦，定期维护才能长久。
安装碳刷的注意事项
安装碳刷的注意事项
安装碳刷的注意事项
碳刷是电机中不可或缺的一部分，它能够保证电机正常运转并提高其使用寿命。
在安装碳刷时，需要注意以下事项：
1. 碳刷的选择
首先，应该选择适合自己电机型号和规格的碳刷。
如果选择不当，会导致电机无法正常工作或者使用寿命缩短。
2. 清洁工作
在安装之前，应该清洁好电机内部和外部的灰尘和杂物。
这样可以避免灰尘等杂物进入到电机内部，影响电机的正常工作。
3. 碳刷与端盖接触面处理
碳刷与端盖接触面要保持清洁、平整、光滑，不能有杂质、油污等。
可以用细砂纸轻轻打磨一下，使其表面平整光滑。
4. 碳刷长度测量
在安装之前需要测量碳刷长度是否符合要求。
如果长度过长或过短都会影响电机的正常运转。
5. 碳刷角度调整
在安装之前需要调整好碳刷角度。
如果角度不正确会导致碳刷磨损不均匀或者过早磨损。
6. 碳刷安装
在安装碳刷时，需要注意碳刷的方向。
一般来说，电机上部分的碳刷应该与下部分的碳刷方向相反。
如果方向不正确会导致电机无法正常工作。
7. 碳刷压力调整
在安装之后需要调整好碳刷的压力。
如果压力过大会加速碳刷磨损，如果压力过小会影响电机的正常工作。
8. 碳刷寿命检测
在安装之后需要定期检测碳刷寿命。
一旦发现碳刷寿命到期，应该及时更换。
总结
以上就是安装碳刷需要注意的事项，希望能够对大家有所帮助。
在安装过程中要认真细心，做好每一个环节，这样才能保证电机的正常运转和使用寿命。
电动工具之碳刷技术
EMI检测设备
结 论
由于换向产生的放电火花属于高频电磁波，所以炭 刷主要影响EMI性能中的功率项目，对电压项目的影响相 对较小。 炭刷作为整个电机中很小的一个零件，其对EMI性能 的影响是相当小的。电机的设计理念及制造工艺才对EMI 性能起决定性的作用。当存在EMI要求时，我们不能也不 可能完全寄希望于炭刷来解决所有的EMI问题。
炭刷在电机中的EMI机理
火 花 炭 刷
整 流 子 片 整 流 子 片
如图所示：电机转动时，炭刷在换向器巴片上滑动。炭刷的作 用是：相邻的两个巴片被炭刷短路，与之相连的电动机绕组上流过 很大的短路电流。当炭刷脱离前一个巴片向后一个巴片滑动时，电 机绕组瞬时开路，产生很大的反电动势，从而触发炭刷与前一个巴 片之间的放电火花，这是同利用开关断开电感负载的情况是一样的 （日常经验：拔出插头时产生放电火花）。只是在电机中由于炭刷 不停地在换向器的巴片组上滑动，放电火花将连续地周期性发生。 在这个过程中产生的放电火花在电磁波中为尖峰瞬变噪声，这 些噪声会延着电机机壳，导线向周围空间进行辐射。 从电磁兼容的角度来看脉冲的频谱带太宽是我们不希望的，因 为高频成分比低频成分是更容易通过辐射或偶合途径传播的，这样 的话非常容易对其他设备产生影响（注：随着目前电动工具的智能 化，放电火花会对电动工具里的电子线路产生影响，从而影响工具 使用）。
铜 套
炭 刷
电气石墨质 炭素石墨质 树脂系 金属石墨
X系列 MF-401
间隙
上述内容仅作参考
换向皮膜
换向器皮膜 =导电性＋润滑性皮膜 换向器皮膜必须保持适当的厚度。
磨削作用过剩材质，或低 温、低湿度的状态下使用
皮膜太薄
增加换向器和炭刷的机械磨 损
换向器皮膜的厚度控制较 好。磨削作用和皮膜形成 作用的平衡。并且火花小。 炭刷材质的皮膜形成 作用强，缺乏研磨性。 或者温度高，火花 大。
发电机碳刷维护标准1.
发电机碳刷维护标准一、检查维护方法：1、检查碳刷是否接触良好，无卡塞，在刷握内能自由活动，电刷在刷框内应有0.1~0.2mm的间隙，更换摇摆和滞涩的电刷。
2、电刷软线连接完整，接触牢固，无接地现象。
3、检查碳刷与铜辫的接触及励磁回路中各部螺丝是否松动。
4、用弹簧称检查电刷压力,，正常碳刷压力应该为1.5—2.0公斤，各碳刷压力差别不应超过10%，1—3#发电机不符合要求时对恒压簧进行更换，4#发电机调整压力使其均匀。
5、边缘无破碎，不能过短，剩1/3高度（低于20mm）应更换碳刷。
6、使用红外线测温仪检查各碳刷及刷辫连接线等处温度，各处温度没有显著差别，不超过100℃,连接线不发热，温度不超过75℃。
7、刷握、刷架清洁无垢，必要时用毛刷清扫。
每天4点班对1—4#发电机用干净白布侵少许酒精擦试滑环。
8、查出有破碎、研磨不良、压力不均匀、牌号不对等现象，应予以消除9、检查碳刷的振动、跳动不应过大10、检查汽轮机油有无外泄，甩到集电环上及碳刷上。
二、注意事项：1、进行碳刷调整前，应尽量降低发电机无功，减少励磁电流，必要时可转移部分负荷，以减少碳刷冒火。
2、进行碳刷调整时，应有专人监护，工作人员应穿绝缘鞋，工作服袖口应扣好，注意防止转动机械及异物飞出伤人，同时应特别注意防止励磁回路发生短路和接地，工器具不能相互传递，女工应将长发或辫子卷在帽子内。
3、工作时不得同时接触两极或一极与接地部份，也不能两个人同时进行工作。
调整、清扫碳刷及滑环时，须有实践经验的人员进行。
4、碳刷必须逐个进行调整，禁止用两手同时碰触励磁回路和接地部分，或两个不同极的带电部分。
发现碳刷严重发热或火花较大时，严禁直接提起该碳刷，必须先从未冒火及发热不很严重的碳刷开始调整，待火花减小，碳刷烧红开始转暗后方可调整该碳刷。
5、若检查转子碳刷刷框、刷架及转子滑环表面炭末、灰尘较多，引起碳刷冒火时，应及时报告车间，用干净的压缩空气进行吹扫。
6、同一台机组使用的碳刷必须一致，不可掺插使用，每次更换碳刷时必须使用同一厂家，同一型号的碳刷。
电动工具碳刷培训教程
电刷的基本知识
5.4、炭刷和刷架的配合间隙
种类 铜套 电气石墨质 炭素石墨质 树脂系 金属石墨
材质名 黄铜 351A
105S BX-388
X系列
MF-401
厚度公差 0~+0.2 -0.05~-0.15 -0.05~-0.15 -0.10~-0.20 -0.10~-0.20
宽度公差 0~+0.1 -0.02~-0.07 -0.02~-0.07 -0.07~-0.12 -0.05~-0.15
★ 炭刷的硬度——相对而言，炭刷的硬度越小，炭刷同整流子的接触性能越好， 炭刷的跟随性越好，EMI性能越好；
★ 炭刷的弹性模量——一般认为，弹性模量小的炭刷换向性能好，整个换向系统 的运行也比较平稳，炭刷在运行过程中的弹跳能力也小，换向性能好。
EMI和炭刷后处理的关系
浸渍处理: 通常情况下我们可以通过对炭刷进行浸渍的方式来改善EMI性能；但
为电刷，电刷由此诞生。铜电刷缺乏弹性，接触很不稳定。到1883 年，Forbs首次使用炭素材料制成了电刷。当时的电刷是用粘结剂把无 定型炭固定住。它的研磨性较大，电流容量较小，缺乏均一性。直到 1896年，E.G.Acheson成功地生产出了人造石墨，具备了电刷要求的 特性，用炭做的电刷 ——“炭刷”随之诞生。 2、电刷的作用
是，含浸受到基础材料的开口方式的影响会产生很大的偏差，同时，浸 渍油在实际使用过程中会有挥发的情况，会对实际使用过程产生影响。
双层炭刷： ①.炭刷中间加入绝缘的粘结胶带，可以提高炭刷的换向性能（如三
明治式炭刷）； ②.炭刷是由两部分组成，其中初期的接触部分使用天然石墨等光滑
的材料，剩余部分使用其他材质。现实意义不大。
Brush Wear rate mm/100hour
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.。
电动工具用电刷的选择
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)*1.672) 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。
角磨机碳刷的正确安装方法
角磨机碳刷的正确安装方法
角磨机碳刷的正确安装方法如下：
1. 将碳刷做好标记，在安装前要核对一下刷子是否和电机相匹配。
2. 将刷握和碳刷的螺丝松动，把碳刷卸下来，注意不要用蛮力。
3. 将碳刷安装到刷握中，但不要过紧，保证碳刷和换向器能够很好的
接触。
4. 调整碳刷和换向器之间的压力，一般是6~7kg。
5. 紧固换向器压碳刷的螺丝，这时可以观察碳刷和换向器之间的火花，如果火花高而且有冒烟的现象，需要再次调整碳刷和换向器之间的压力。
6. 把所有螺钉都紧固一遍，防止有松动。
这样就可以完成角磨机碳刷的安装了。
如果是需要拆装，最好是找到
专业的人员来进行操作，以免在操作过程中对角磨机造成损伤。
串激电机基本知识及工艺(new)
防止生绣; 要做到轻拿轻放转子,防止相互间的碰撞,影响转子的动平
衡.
定子工艺流程之入槽绝缘纸
两端绝缘纸露出铁芯长度为2.2-2.5MM,一般 与端板平齐;
内壁绝缘纸露出铁芯极靴长度1.5MM; 绝缘纸成型好,不起皱.不弯折
弹簧钢丝
碳素弹簧钢丝多采用材质为：65#,70#、 65Mn、82B、72A、72B。
碳素琴钢丝 ，是经铅浴淬火后冷拉而成， 具有非常高的强度极限和弹性极限，是广泛 应用的小弹簧材料，材质为：60～80， T8MnA～T9A60Mn～70Mn 。
弹簧用不锈钢丝（见下页）
压缩弹簧用不锈钢丝（耐温300C）
发条弹簧一般选用、55SiMnVB、 55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB、302、 316等牌号的扁钢带。
常用弹簧设计
发条弹簧与圆柱弹簧
单相串激电机的主要零部件材料
漆包线
1、设计上，专业电动工具产品有一项重要的特征就是在运 行的时候，会产品很高的温度，因而必须选择耐热等级 高的漆包线。否则，当如果绕组线圈的耐温能力不能满 足需要时，就必然会在高温下发生绝缘层的损坏，导致 绕组短路烧机；
火花抑制在允许的范围内，并且能量损耗小。 d 碳刷运行时，不过热，噪音小，装配
可靠，不破损。
单相串激电机的主要零部件材料
碳刷弹簧
碳刷弹簧压力范围在电动工具上采用350～500g/cm² 之间。弹簧压力过大将加大碳刷与换向器表面的摩擦,破 坏换向器表面的氧化亚铜薄膜,使换向情况恶化,弹簧压力 过小,会使碳刷与换向器表面的接触不良,碳刷容易跳动, 造成火花的增大,弹簧压力的取值方法:功率大的取大值， 功率小的取小值.弹簧质量的好坏，取决于选用材料和加 工工艺，尤其是控制材质的淬火温度。弹簧是与碳刷接 触的，它是一个导电体，工作温度也很高，在高温下弹 簧不能软化，不能失去正常压力。
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电动工具碳刷压力选定方法
电动工具的火花与碳体的材料、
碳刷与换向器的配合、
换向器表面粗糙度等诸多方面都有关系。
其中，
碳刷相对换向器在某个压力下的火花及耐磨情况会是最完美的：压力太小会造成两者接触不良而跳火；
压力太大了火花也会大并且不耐磨。
那么，
这个力多大才是最合适的呢？
有没有什么好的方法能够确定或测量这个力？
碳刷的磨损主要是两方面的，
一方面是机械磨损：
这和机器的运转情况，
碳刷的材料的耐磨性以及弹簧压力有关，
另一方面是电气磨损：
这与马达的功率、电压、碳刷的材料含油量及等级有关，
在机器、马达、碳刷一定的情况下，
改变弹簧力可以改变碳刷的磨损情况。
弹簧力大了可以减小电气磨损，
但机械磨损却增大了，
弹簧力小了，
可以减小机械磨损，
但电气磨损随之增大。
所以确定弹簧力的问题也就是如何在这两个磨损中找到一个最优点的问题。
另一方面，
随着碳刷的磨损，
弹簧力是变化的，
对于圆柱弹簧，
弹簧力与压缩量成正比，
对于圆锥弹簧，
弹簧力受压缩量的影响相比有所改善，
对于卷簧，
在某个角度区域会有一段较平缓的力值。
我们要求弹簧力值随碳刷磨损的变化量越小越好，
所以现在越来越多的工具中使用卷簧。
我们设计弹簧压力的时候可以向碳刷供应商咨询得到适应于该碳刷的弹簧力值范围。
如果需要自己通过测试得到最优力值的话，
有一个笨办法：
运行工具，
每隔一段时间记录碳刷的长度直到碳刷磨完，
得到碳刷磨损速度曲线，
文档冲亿季，好礼乐相随
磨损最为平缓的那段对应的弹簧力值即为最优力值。