碳刷和滑環(huán)間工作面磨損有兩種:一是純機械磨損;一是在電流作用下電氣磨損和機械磨損。
(1)純機械磨損
碳刷和
滑環(huán)概況相接觸,由于彈簧壓力的作用和材料彈性變形的緣故,使直接接觸部門相互嵌進(jìn)。當(dāng)相對滑動時,固然有磨擦作用而形成磨損。若是碳刷顆粒細(xì)軟,則碳粉易被沾在滑環(huán)概況,使其滑環(huán)成為具有亮滑的石磨鏡面,碳刷的磨面也很滑膩,兩者機械的磨損都較小。但若是碳刷質(zhì)量欠安,顆粒粗硬,或甚至含有少數(shù)如金剛砂之類的硬質(zhì)顆粒,則必然會對滑環(huán)概況進(jìn)行刮割,使后者泛起金屬光澤或紋路,碳刷自己磨面也會泛起硬粒脫落后而劃出的紋道,這就使機械磨損年夜年夜增加。
(2)在電流作用下的電氣磨損和機械磨損
在電流作用下,不僅有機械磨損,還有電氣磨損。所謂電氣磨損,指的是由于電弧高溫文放電等身分的作用,使極面材料遭到損壞的情況。而由于電氣磨損影響極面,所以也會對機械磨損的水平發(fā)生影響。
由于電暢通流暢過碳刷和滑環(huán)的接觸面,且其直接傳導(dǎo)的部位不竭變更,電流密度又很年夜,使一些點溫度很高;又由于電弧的高溫作用,會使兩側(cè)極面局部融化、脫落,金屬會釀成金屬蒸汽,碳刷則結(jié)構(gòu)松化,受氧化侵蝕而脫落,此即電氣磨損的浮現(xiàn)??墒?,極性分歧,磨損情況是紛歧樣的。在電弧作用下,陽極(正極)概況局部灼熱而蒸發(fā)出“金屬蒸汽”,使陽極概況損蝕,這叫“陽極蒸發(fā)”;陰極(負(fù)極)因受正離子撞擊和高溫作用發(fā)射電子,使陰極概況也蒙受破壞,這叫“陰極粉化”。由于陽極蒸發(fā)和陰極粉化的作用,碳刷和滑環(huán)由于電流標(biāo)的目的分歧會泛起極性差異。
當(dāng)電流由碳刷流向滑環(huán)時,此時碳刷為正極,滑環(huán)為負(fù)極,則成效是:碳刷面上發(fā)生細(xì)小水平的陽極蒸發(fā),碳粒、石墨離子遷移到滑環(huán)概況,碳刷有電氣磨損。滑環(huán)概況有輕細(xì)的陰極粉化,并附著碳粒、石墨,成潤滑、光澤的鏡面。由于滑環(huán)概況平滑,機械磨損較小。
當(dāng)電流由滑環(huán)流向碳刷時,此時碳刷為負(fù)極,滑環(huán)為正極,則成效是:碳刷面上發(fā)生陰極粉化,電氣磨損小?;h(huán)概況發(fā)生陽極蒸發(fā)。年夜量金屬蒸發(fā),使其概況損蝕嚴(yán)重,同時,這些金屬粒子也易附于碳刷磨損面上,反過來會使換向器概況嚴(yán)重磨損,泛起條痕。這類情況下,滑環(huán)概況粗拙,呈金屬亮光,面間機械磨損年夜。
總的來說,當(dāng)碳刷為正極時:碳刷電氣磨損年夜,機械磨損輕細(xì),滑環(huán)的電氣磨損和機械磨損都很小;當(dāng)碳刷為負(fù)極時,碳刷電氣磨損小,機械磨損年夜,滑環(huán)的電氣磨損、機械磨損都很年夜。
為了使磨損平均一些,對于滑環(huán),由于正環(huán)電流由碳刷流向滑環(huán),碳刷正極性,滑環(huán)負(fù)極性,故正環(huán)磨損?。煌?,負(fù)環(huán)磨損年夜,故兩環(huán)極性應(yīng)經(jīng)常更調(diào)。各電廠年夜修時常倒換正、負(fù)環(huán)的毗連電纜,就是這個事理。
當(dāng)沒有電流時,碳刷磨面上的粗硬粒子易嵌進(jìn)滑環(huán)概況,引發(fā)較年夜的機械磨損,甚至引發(fā)磨擦振動。當(dāng)流過電流時,碳刷磨面上的粗硬粒子被炸裂、粉化,沾在概況,減小磨擦,使機械磨損減小,并使碳刷運行十分安靜冷靜僻靜。所以,在正常電流情況下,電流對減小機械磨損還有益處??墒牵羰请娏髅芏蛇^年夜,則陽極蒸發(fā)嚴(yán)重,會使電氣磨損加重。而電氣磨損加重后,使滑環(huán)概況粗拙化,碳刷概況附著金屬粉,機械消耗又會增加,所以經(jīng)由過程碳刷的電流密度應(yīng)有一個限度。
至于彈簧壓力,對磨損也有影響。壓力太小,碳刷和滑環(huán)概況接觸不穩(wěn)定,容易引發(fā)電弧,使電氣磨損增年夜。壓力過年夜,刷面的硬粒對滑環(huán)概況刮割嚴(yán)重,又會使機械磨損增加。是以,彈簧壓力要適中。