碳刷名詞解釋
碳刷是電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)或其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械的固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間傳遞能量或信號(hào)的裝置，它一般是純碳加凝固劑制成，外型一般是方塊，卡在金屬支架上，里面有彈簧把它緊壓在轉(zhuǎn)軸上，比如石油鉆井完成后，需要進(jìn)行檢測(cè)，就要從井筒放儀器下去，就是通過(guò)碳刷將信號(hào)從旋轉(zhuǎn)部分（外包鋼絲的電纜滾筒）送到地面儀器的。碳刷的樣子有點(diǎn)像擦鉛筆的橡皮條那樣，頂上有導(dǎo)線引出。體積有大有小。碳刷作為一種滑動(dòng)接觸件，在許多電氣設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)品材質(zhì)主要有電化石墨，浸脂石墨，金屬（含銅，銀）石墨。
碳刷的作用
有刷電機(jī)里面頂在換相器表面，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，將電能通過(guò)換相器輸送給線圈，由于其主要成分是碳，稱為碳刷，它是易磨損的。應(yīng)定期維護(hù)更換，并清理積碳。
碳刷的種類
碳刷有樹脂類，電化類，和有色金屬類，它們因材料和工藝不同而使用在不同的電機(jī)上。檢驗(yàn)碳刷的方法為保障電機(jī)的正常運(yùn)行，正確選擇碳刷型號(hào)是十分重要的，由于制造碳刷時(shí)所選用的原材料和工藝不同，其技術(shù)性能也有差異。因此在選擇碳刷時(shí)，應(yīng)該綜合考慮碳刷的性能和電機(jī)對(duì)碳刷的要求。碳刷使用性能良好標(biāo)志應(yīng)該為：
1 在換向器或集電環(huán)表面能較快形成一層均勻、適度和穩(wěn)定的氧化薄膜。
2 碳刷的使用壽命長(zhǎng)，并不磨損換向器或集電環(huán)
3 碳刷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。
4 碳刷運(yùn)行時(shí)，不過(guò)熱，噪音小，裝配可靠，不破損。
碳刷的正確安裝方法
1.碳刷裝入刷握內(nèi)要保證能夠上下自由移動(dòng)，碳刷與刷握內(nèi)壁的間隙在0.1-0.3毫米之間，以避免碳刷和刷握之中因間隙過(guò)大產(chǎn)生擺動(dòng)。刷握下邊緣距整流子表面的距離應(yīng)該保持在2毫米左右。如距離過(guò)小，刷握容易觸傷換向器，距離過(guò)大，碳刷易顫動(dòng)而導(dǎo)致破損。
2.在同一臺(tái)電機(jī)上，原則上應(yīng)該使用同一種型號(hào)的碳刷，但對(duì)于個(gè)別換向特別困難的大中型電機(jī)，可采用雙子碳刷，其滑入邊采用潤(rùn)滑性能好，滑出邊采用抑止火花能力強(qiáng)的碳刷，從而使碳刷的運(yùn)行得到改善。
3. 施于同一臺(tái)電機(jī)各碳刷的單位壓力應(yīng)力求均勻，以免電流分配不均，導(dǎo)致個(gè)別碳刷產(chǎn)生過(guò)熱和火花。碳刷的單位壓力應(yīng)按“碳刷技術(shù)性能表”來(lái)選擇，對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)或在振動(dòng)條件下工作的電機(jī)，應(yīng)適當(dāng)提高單位壓力，一保證正常工作。打個(gè)比方：牽引機(jī)電機(jī)的碳刷單位壓力為0.4-0.6kgf/cm2。通常碳刷單位壓力過(guò)高，是碳刷的磨損加劇，單位壓力過(guò)小，接觸不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)機(jī)械火花。
碳刷更換的周期標(biāo)準(zhǔn)
1.碳刷磨損到一定程度要更換新的碳刷，碳刷最好一次全部更換，如果新舊混用，可能會(huì)出現(xiàn)電流分布不均勻的現(xiàn)象。對(duì)于大型機(jī)組，停機(jī)更換碳刷，勢(shì)必影響生產(chǎn)，可以選擇不停機(jī)，我們通常建議客戶的做法是每次更換20%的碳刷（即每臺(tái)電機(jī)的每個(gè)刷桿的20%），每次間隔時(shí)間為1-2周，待磨合再逐步更換其余碳刷，以保證機(jī)組的正常連續(xù)運(yùn)行。
2. 為了使碳刷與換向器接觸良好，新碳刷應(yīng)該進(jìn)行磨弧度，磨弧度一般在電機(jī)上進(jìn)行。在碳刷與換向器之間放置一件細(xì)玻璃砂紙，在正常的彈簧壓力下，沿電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向研磨碳刷，砂紙應(yīng)該盡量粘緊換向器，直至碳刷弧面吻合，然后取下砂紙，用壓縮空氣吹凈粉塵，再用軟布擦拭干凈。研磨碳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(jī)運(yùn)行時(shí)，擦傷碳刷和換向器表面。磨弧后，電機(jī)先20-30%以負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)小時(shí)，使碳刷和換向器磨合，并建立均勻的氧化薄膜。再逐步提高電流至額定負(fù)荷。
幾種常見碳刷故障產(chǎn)生的原因及解決方法
一、火花產(chǎn)生的原因和排除的方法
1.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，或改換碳刷型號(hào)。
b 云母突出－－－－－－－－－－－－－下刻云母或使用磨蝕性較大的碳刷
c 換向器升高片連接處斷開－－－－－－ 重新焊接
d 碳刷位置不正確－－－－－－－－－－ 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－－－－－－－－－最好在額定轉(zhuǎn)速下車削或重新研磨
g 換向器松動(dòng)，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 碳刷粘附或滯留在刷握里－－－－－－－－檢查碳刷尺寸是否正確，清掃碳刷和刷握除去任何毛刺
j 碳刷磨合不佳－－－－－－－－－－－－－磨合碳刷
k 碳刷型號(hào)不適合電機(jī)
2.關(guān)于碳刷的顫震原因 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(yuǎn)－－－－－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(dòng)－－－－－－－－－－－－－安裝緊固片
e 碳刷在刷握內(nèi)太松－－－－－－－－－－－如果刷握磨耗，需更換新的
f 碳刷型號(hào)不合適
3.關(guān)于碳刷磨損不均勻的問(wèn)題故障 處理方法
a. 電機(jī)過(guò)載－－－－－－－－－－－－－－－ 降低和限制電機(jī)負(fù)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. 碳刷和刷桿間的電阻不均等－－－－－－－清掃和緊固連接處
e. 碳刷接觸面有磨蝕粒子－－－－－－－－－重新磨合和清掃碳刷表面
f. 電流分配不均勻－－－－－－－－－－－－調(diào)整碳刷壓力
g. 碳刷型號(hào)混用－－－－－－－－－－－－－只可安裝一種型號(hào)的碳刷
碳刷的維護(hù)
碳刷在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)。常會(huì)維護(hù)不好而造成事故，甚至停機(jī)停產(chǎn)。反之，加強(qiáng)對(duì)集電裝置部分的維護(hù)，能及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，可以免除很多事故的發(fā)生。帶有換向器的電機(jī)，由于碳刷不但起傳導(dǎo)電流的作用，而且還起換向作用，因而其監(jiān)護(hù)工作量要大得多。經(jīng)常和仔細(xì)觀察換向火花的狀態(tài)和特征是非常重要的。直流電機(jī)換向火花的大小和狀態(tài)，是影響換向諸因素綜合作用的反映，是電機(jī)運(yùn)行情況好壞的主要標(biāo)志。因而仔細(xì)觀察火花的產(chǎn)生及其變化規(guī)律，是分析火花產(chǎn)生的原因和采取措施來(lái)消除火花的根據(jù)。 電機(jī)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生火花的形態(tài)，通常分為點(diǎn)狀火花（很微弱且不連續(xù)）；粒狀火花（較點(diǎn)狀火花大，亮度也較點(diǎn)狀火花強(qiáng)）；火球狀火花（在碳刷滑出邊上停留或浮動(dòng)的紅色或白色的明亮球狀火花）；火舌狀火花（在碳刷滑出時(shí)，火花拖長(zhǎng)，有短火苗，一般為紅色）；爆鳴狀火花（火花明亮，有較大的放電聲響）；飛濺狀火花（火舌拖出較長(zhǎng)，有火星飛越現(xiàn)象）；環(huán)火狀火花（碳刷滑出邊火花拖長(zhǎng)并附在換向器表面形成環(huán)火，嚴(yán)重時(shí)形成正負(fù)刷架間的弧光短路）。
制作碳刷材料的類別
金屬石墨類
該類碳刷的主要材料是電解銅和石墨。根據(jù)使用需要有時(shí)也采用銀粉（精密儀器上用的，非常貴）、鋁粉、鉛粉等其他金屬，這些碳刷里面又有含黏結(jié)劑和不含黏結(jié)劑之分。這類碳刷既有石墨的摩擦特性又有金屬的高導(dǎo)電性，因此，適用于高負(fù)荷和換向要求不高的低電壓電機(jī)（如汽車啟動(dòng)馬達(dá)等）。其圓周速度不超過(guò)30米/秒。
天然石墨類
天然石墨是該類碳刷的主要原材料黏結(jié)劑采用瀝青或樹脂，經(jīng)過(guò)烘焙或1000度燒結(jié)而成。這類電機(jī)有良好的潤(rùn)滑性能和集流性能。多數(shù)用于運(yùn)行平穩(wěn)的中小型直流電機(jī)和高速汽輪發(fā)電機(jī)集電環(huán)。
電化石墨類
主要成分是碳黑、焦碳和石墨等各種碳素粉末材料組成，經(jīng)2500度高溫處理，使轉(zhuǎn)化為微晶型人造石墨。這類碳刷具有優(yōu)異的換向性和自潤(rùn)滑性能，廣泛用于各類交直流電機(jī)不但壽命長(zhǎng)，而且對(duì)換向器的磨損小。
碳刷對(duì)應(yīng)設(shè)備的型號(hào)選擇
關(guān)于碳刷型號(hào)的選擇，對(duì)整個(gè)電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定起很關(guān)鍵的作用
固定式直流電機(jī)
平云母：
工業(yè)規(guī)格——————————————D308\D374L\D214
分馬力———————————————D308\D374L\D214
下刻云母：
無(wú)附加極——————————————D214\D308\D374b
有附加極：
小型——10千瓦以下———————－－D104\D214\D172
中型——小于500千瓦：
速度低于18米/秒———————－－－D172\D214
速度大于18米/秒———————－－－D172\D374n
大型——大于500千瓦
速度低于18米/秒———————－－－D214\D374b
速度低于18米/秒—————－－－——D374b\D374n\D376n
特殊工作條件
長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行———————————D172nm\D214
負(fù)荷波動(dòng)嚴(yán)重————————————D374b\D376n
軋鋼電動(dòng)機(jī)—————————————D374b\D214
軋鋼發(fā)電機(jī)—————————————D374n\D376n
電化學(xué)生產(chǎn)—————————————D308\D214
高速勵(lì)磁機(jī)—————————————D312\D374b\D374n\D376n
旋轉(zhuǎn)放大器和正交磁場(chǎng)電機(jī)——————D308\D252
旋轉(zhuǎn)和電動(dòng)變流機(jī)——————————D372\D214\D374n
電鍍發(fā)電機(jī)—————————————J204\J201
電焊發(fā)電機(jī)—————————————D104\D214\J204\S6m\S3
勵(lì)磁機(jī)———————————————J204\J201\D104\D172
