集電環(huán)的結(jié)構(gòu)與常見故障修理方法
1。集電環(huán)的結(jié)構(gòu)
集電環(huán)的結(jié)構(gòu)由于制造工藝的不同而有多種。它們的共同點(diǎn)是都由導(dǎo)電環(huán)、絕緣和固定支撐3個(gè)主要部分組成，只在組裝工藝上有所區(qū)別，下面主要介紹常見的中型電機(jī)集電環(huán)和中、低速的大型電動(dòng)機(jī)集電環(huán)。
2.裝配式集電環(huán)，主要由金屬環(huán)、襯套（薄鋼板彎成的的開口套，又叫緊圈套）、絕緣襯墊和套筒等組成。絕緣襯墊可采用環(huán)氧酚醛玻璃布板或塑型云母板制成，套筒一般用鑄件車制而成。金屬環(huán)采用過(guò)盈配合與套筒緊固.該類型集電環(huán)主要用于中型電動(dòng)機(jī)。
3.螺桿裝配式集電環(huán).這種集電環(huán)的金屬環(huán)用絕緣墊圈相互絕緣，借助帶有絕緣套筒的螺桿固定在支架上,適用于中;低速的大型電動(dòng)機(jī)。
4.熱套式集電環(huán).這種集電環(huán)的金屬環(huán)直接加熱套在包有絕緣層的轉(zhuǎn)軸上,適用于高速電動(dòng)機(jī).金屬環(huán)一般采用黃銅;青銅或低碳鋼制作,高速電動(dòng)機(jī)的金屬環(huán)用高強(qiáng)度合金鋼(如35SiMn)制成.大型電動(dòng)機(jī)集電環(huán)的金屬環(huán)之間有時(shí)還裝配絕緣隔板,加以大金屬環(huán)之間的爬電距離。
2.集電環(huán)常見故障與修理
（1）銅環(huán)表面粗糙。集電環(huán)的銅環(huán)表面因長(zhǎng)時(shí)間使用或電刷質(zhì)量及壓力不適當(dāng)?shù)仍蛟斐蛇^(guò)度磨損;燒損而變得粗糙時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。
粗糙的程度過(guò)小時(shí),可在電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),用一塊00號(hào)砂布包在一塊木板上,對(duì)銅環(huán)表面進(jìn)行打磨.
粗糙的程度比較大時(shí),則應(yīng)將其單獨(dú)拆卸下或者拆除整個(gè)轉(zhuǎn)子,架在車床上,對(duì)銅環(huán)表面進(jìn)行打磨.
(2).銅環(huán)松動(dòng).銅環(huán)松動(dòng)表現(xiàn)在圓周方向或軸向.松動(dòng)時(shí),會(huì)造成電刷與其接觸不穩(wěn)定而打火,使銅環(huán)表面出現(xiàn)麻坑,環(huán)體過(guò)熱的現(xiàn)象.
(3).接線桿與銅環(huán)接觸不良.當(dāng)某一個(gè)銅環(huán)較其他兩個(gè)明顯過(guò)熱時(shí),很可能是因其接線桿與銅環(huán)的連接部位接觸電阻較大,發(fā)熱嚴(yán)重而造成的.這種故障可以用測(cè)量電阻的方法查出,此電阻值應(yīng)在0.001歐姆以下為正常。檢出后,如是采用螺紋連接的,可將接線桿旋下,用絲錐(可能要焊接一段加長(zhǎng)桿)旋入孔內(nèi),清除螺絲孔中的氧化層,加工一根螺紋稍微大于原接線桿旋入螺孔中。
(4). 銅環(huán)間短路。1）由于連接桿絕緣套管破損造成的銅環(huán)間短路,可更換破損的套管。2).由于銅環(huán)間塑料開裂并進(jìn)入碳粉而造成的短路,若裂紋比較淺,可將裂紋適當(dāng)開大后灌入環(huán)氧樹脂;若裂紋比較深則應(yīng)該更換新的集電環(huán)。
(5).銅環(huán)對(duì)地短路.銅環(huán)對(duì)地短路即與其鋼質(zhì)軸套之間發(fā)生短路,這種故障發(fā)生在內(nèi)層,一般比較難修理。
(6).整體松動(dòng)。由于軸套或軸的配合問(wèn)題造成集電環(huán)整體松動(dòng)時(shí),可將集電環(huán)軸孔車大后,加入一個(gè)套筒進(jìn)行固定。
電刷裝置的種類與常見故障修理方法
電刷裝置是指電刷，刷盒(或稱為刷握)、壓指及壓簧、刷架等組成的系統(tǒng)。
(一).幾種常見的電刷裝置
三相繞組轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)集電環(huán)上有3個(gè)金屬滑環(huán),分別與轉(zhuǎn)子三相繞組相接.因此也經(jīng)有3組電刷與其相配合,從而與外接起動(dòng)電阻相連.根據(jù)轉(zhuǎn)子的電流大小,1組電刷可由2~4個(gè)電刷組成,它們由電刷架(一般由鍍鋅鐵板制作)連接成并連關(guān)系.
中型電動(dòng)機(jī)常用可調(diào)壓簧式。
1)可調(diào)壓簧式。它的優(yōu)點(diǎn)是，可通過(guò)人工調(diào)節(jié)壓板上的上下位置，來(lái)改變壓簧對(duì)電刷的壓力，從而補(bǔ)償電刷磨短而造成的壓力下降,此類電刷裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單.
2)恒壓彈簧式。在電刷磨損過(guò)程中，電刷上所承受的壓力基本保持不變。
3)渦形彈簧式(盤形彈簧式)。渦形彈簧式又稱為盤形彈簧式。在電刷磨損，所受壓力有所變化時(shí)，它可以自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整理。
4)杠桿拉簧式.由于卡板(即為杠桿)與兩個(gè)彈簧3和9的共同作用,使電刷在正常磨損范圍內(nèi)所受壓力基本保持在要求的范圍內(nèi)。
2.電刷裝置常見故障及修理
1)電刷過(guò)熱。電刷所受壓力過(guò)大。主要是由壓簧未調(diào)整好或壓簧的彈力過(guò)大（可能使用了不同規(guī)格的壓簧）造成。
電刷所受正常壓力的數(shù)值可以從說(shuō)明書或有關(guān)手冊(cè)中查詢到。其測(cè)量方法如下：
用一個(gè)小型彈簧秤鉤拉電刷上端,提拉彈簧秤并觀看電刷與集電環(huán)面接觸點(diǎn).在電刷剛剛離開集電環(huán)表面時(shí),彈簧秤的示值即為電刷所受壓力.吊拉電刷可以利用刷辯(有兩條刷辯必須對(duì)稱)或在上端打一個(gè)橫孔后穿過(guò)的一根銅絲或尼龍繩.
若想更準(zhǔn)確地確定電刷離開集電環(huán)的時(shí)刻,也就是說(shuō)使測(cè)量值更精確,可在集電環(huán)與電刷間接一個(gè)電路,燈泡熄滅的瞬間即為斷開時(shí)刻.
2)單個(gè)電刷電流密度較大時(shí).放置在一個(gè)集電環(huán)的電刷,若其中某些電刷與集電環(huán)接觸不實(shí),則其他接觸較好的電刷就會(huì)因分擔(dān)較多的電流而發(fā)熱.解決的方法是查明接觸不實(shí)的原因之后排除之.
3)電刷含銅量少于標(biāo)準(zhǔn)值.當(dāng)由于電刷制造時(shí)錯(cuò)用材料或材料本身經(jīng)不合格,或錯(cuò)用了其他型號(hào)的電刷等原因,造成電刷含銅量少于標(biāo)定值(例如80%)時(shí),則電刷的電阻會(huì)大于標(biāo)定值,從而產(chǎn)生較多的熱量而過(guò)熱.
此時(shí)應(yīng)更換合格或原用型號(hào)的電刷.
(二)電刷與集電環(huán)接觸面有較大火花.
1)電刷在刷盒內(nèi)過(guò)松或過(guò)緊.常用電動(dòng)機(jī)電刷與刷盒之間有一個(gè)合理的間隙。過(guò)大則會(huì)造成電刷較大的擺動(dòng),使其與集電環(huán)表面接觸不穩(wěn)定而產(chǎn)生火花;若過(guò)小,則電刷上下移動(dòng)不靈活,同樣也會(huì)因接觸不穩(wěn)定而產(chǎn)生火花。
2)刷盒離集電環(huán)表面距離過(guò)大。刷盒下口與集電環(huán)表面的距離應(yīng)在2~4mm之間，過(guò)大則易造成電刷擺動(dòng)而產(chǎn)生火花。
3)電刷與集電環(huán)接觸面積小于電刷截面的75%.此時(shí)除會(huì)產(chǎn)生火花外,還會(huì)造成電刷過(guò)熱.可用00號(hào)砂布來(lái)回拉動(dòng),將電刷拉成需要的接觸面.
4)電刷或集電環(huán)材質(zhì)過(guò)硬或不均勻.
5)電刷所受力過(guò)小.由于電刷磨損;壓簧受熱彈力減小等原因,造成電刷所受力減小,從而造成與集電環(huán)接觸不良而產(chǎn)生火花.
6)集電環(huán)有較大的徑向跳動(dòng).由于加工制造或使用時(shí)的磨損等原因,集電環(huán)表面的徑向跳動(dòng)過(guò)大時(shí),會(huì)造成電刷的跳動(dòng)而產(chǎn)生火花.
7)當(dāng)電動(dòng)機(jī)因安裝不穩(wěn)定等原因有較大振動(dòng)時(shí),也會(huì)出現(xiàn)火花較大的現(xiàn)象.
(三)電刷磨損過(guò)快.
1)電刷含碳量過(guò)多,即材料成分不合格或用錯(cuò)牌號(hào).
2)電刷所受壓力過(guò)大.
3)集電環(huán)表面粗糙.
4)工作環(huán)境過(guò)于干燥或潮濕.
5)負(fù)載太小.負(fù)載太小時(shí),由于電流很小而不能在電刷與集電環(huán)的接觸面形成一層較硬的氧化膜,使得電刷磨損比較快.
(四)集電環(huán)磨損過(guò)快.
1)集電環(huán)材質(zhì)不合格.常用銅環(huán)的含銅量應(yīng)該在80%左右;含硅量應(yīng)在3%左右.若含銅或含硅量過(guò)少,則不耐磨.可通過(guò)打硬度和化驗(yàn)化學(xué)成分來(lái)鑒定.
2)電刷過(guò)硬或壓力過(guò)大.
(五)電刷引線(刷辯)斷后的更換方法.
1)錫焊法.當(dāng)引線斷裂但在電刷上還保留一部分時(shí),可將與原來(lái)的引線相同規(guī)格的軟銅線與剩余部分焊接在一起。 2)鉚接或用螺釘連接.在電刷上端打孔,用鉚釘或螺釘將引線與電刷連接.
3)用銅粉塞填壓接法.此方法是電刷制造廠使用的一種正規(guī)生產(chǎn)方法,需要用一個(gè)專用工具-空心沖具來(lái)進(jìn)行。
