電動工具用電刷的選擇.doc

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1、電動工具用電刷的選擇電刷是電動工具的關鍵部件，它直接影響電動工具的壽命，EMC，換向火花等性能和安全指標。電刷由刷體，彈簧，電刷的軟接線和銅聯(lián)接片組成。一.刷體材料的技術要求1.刷體材料:AC電動工具用的刷體材料是用碳,焦,石墨質(zhì)材料,DC電動工具用的刷體材料是銅,銀,錫,石墨質(zhì)材料.粘結(jié)劑是瀝青,焦油和樹脂的混合物.2.刷體材料切割:除了整體模壓外,大部份刷體是用大塊壓制材料切割的,刷體材料切割時，應使和換向器的接觸面和刷體的壓制方向垂直，不允許套截（圖1示）.否則會影響其電氣性能和加快磨損速度.刷體的切向方

2、向電阻率應為最大,可壓抑換向電流(切向電流),徑向方向電阻率應為最小,可降低主電流的損耗,降低電刷的溫度.3.刷體的物理性能指標(1)體積密度大,耐磨性好；空載《0.1mm/h。負載《0.2mm/h。(2)接觸壓降大，火花?。嚎蛰d火花，負載火花，反向火花，沖擊火花，起動火花,過載火花都小。EMC好,吸收諧波能力強。(3)硬度適中，摩擦系數(shù)小，對換向器的損傷小.(4)電阻率：小于500μΩＭ。電刷和刷握的溫升低，對換向器和機殼的損傷小。(5)電流密度：220—240V:10-15A/cm*cm.100—120V:

3、15-20A/cm*cm.(1)膨脹系數(shù)?。悍乐闺娝⒃谒⒑袃?nèi)脹死.(2)抗折強度:20—30N/mm*mm.保證電刷在高速和振動劇烈的情況下不開裂和損壞.但是,各項指標往往是相互制約的,如電阻率是和密度,抗折強度,電流密度相互排斥的.4.電刷和換向器的配對：重要的標志是在換向器的表面引成光澤的，黑色的氧化膜。在換向的過程中,電刷,水汽和銅發(fā)生了物理和化學反應,產(chǎn)生了一層光滑的耐磨的保護層(氧化亞銅和碳水復合層),使換向器的表面電阻率提高,可有效壓制火花,而電刷與換向器的接觸面也十分光亮和耐磨.(1)電刷和換向器

4、的配對越好,氧化膜的形成的時間越短.(2)氧化膜的形成的速度應跟上氧化膜的破壞和磨損,也就是說在電動工具的壽命范圍內(nèi),換向器上都應有氧化膜的存在.(3)對于專業(yè)電動工具用的電刷,應根據(jù)電壓,電流,轉(zhuǎn)速,換向器的銅排材料和產(chǎn)品由專業(yè)電刷廠專門配置.配置完成后,參數(shù)和相關的材料就不允許變化.(4)為了有利氧化膜的快速形成,新電刷與換向器接觸的端面應為圓弧形,圓弧的大小應和換向器的外徑相吻合,圓弧上面應有齒形樣的條紋,有利于空氣和水汽的進入.5.電刷的尺寸(1)電刷的切向?qū)挾仁请姍C學的公式?jīng)Q定的1)220V～240V

5、鐵芯一槽對二片換向器T=(3.14*D/N)*1.672)110V～120V鐵芯一槽對一片換向器T=(3.14*D/N)*（1.33-1.5）鐵芯一槽對二片換向器T=(3.14*D/N)*1.67*1.2式中:T--電刷的切向?qū)挾?D---換向器的外徑,N--換向器的片數(shù)把計算的結(jié)果加以圓整.雙向運行或有剎車的電機向下圓整,單向運行的電機向上圓整.電刷的切向?qū)挾炔荒芸缛?以防止過多的線圈的短路。電刷的切向?qū)挾纫膊荒苄∮趽Q向片的寬度.同時電刷的切向?qū)挾炔荒芎蛽Q向片節(jié)距的整數(shù)倍相等.項目工程師在項目設計前要全面考

6、慮產(chǎn)品的額定電壓的變化,應事先考慮刷盒的通用性.(1)電刷的軸向長度是由刷體的電流密度決定的.A=I/δ/T式中A--電刷的軸向長度,I—額定輸入功率,δ—電刷允許電流密度對于專業(yè)的電動工具,要求壽命長的電動工具,對于不是通過直接渠道供應的品牌電刷材料,都應留有佘量.(2)電刷的徑向高度是由壽命決定的。R=(H*K)+3.5式中R-電刷的徑向高度,H—壽命(小時),K—常數(shù)(0.15—0.18)刷體材質(zhì)好的取小值,刷體材質(zhì)差的取大值,上述公式已確定了電刷的尺寸范圍,根據(jù)經(jīng)驗可以微調(diào).二．電刷的彈簧電刷的彈簧有圓

7、柱形，盤簧（省空間），扭簧。1．彈簧的材料：65錳鋼(耐溫150℃)或不銹鋼(NICR18TA,耐溫可達400℃)淬火。不用45鋼和高碳鋼。2．彈簧的定位：彈簧應定位刷體的中間3．彈簧的壓力：電刷的壓力600/700g--300/350g/cm*cm。電刷的壓力過小，電刷的電氣磨損壇加，電刷的壓力過大，電刷的機械磨損壇加，電刷的壓力適中，電刷的磨損最?。▓D2）。如果電機的功率較大，電刷的壓力取上限，如果電機的功率較小，電刷的壓力取下限。4.圓柱彈簧的長度:彈簧的長度應和刷盒的空間相配.把電刷放在刷盒內(nèi),以整個刷

8、體全部剛彈出為準.(1)彈簧的自由長度(2)彈簧的第一壓縮長度：裝配銅聯(lián)接片后彈簧的長度.(3)彈簧的第二壓縮長度:電刷快磨損完時的彈簧長度.(4)彈簧的第三壓縮長度:新電刷裝入刷盒后彈簧的壓縮長度.刷盒的彈簧空間長度應是彈簧直徑和圈數(shù)之積的1.2倍以上.也就是說彈簧不應壓死.THK=D*N/1.25.圓柱彈簧的直徑,圈數(shù)和外徑可依照經(jīng)驗,選用合適的彈簧的直徑,圈數(shù)和外徑,應保證彈簧的