炭刷技术交流会上海东洋炭素工业有限公司2007年3月15日目录�炭刷的种类及用途�炭刷的基本知识�换向皮膜�安全炭刷�炭刷的主要制造过程�主要生产、检测设备�炭刷与EMC�电动工具电机用主要炭刷材料物理参数一览表�电动工具试验结果炭炭刷刷一般产业用一般产业用吸尘器吸尘器电动工具电动工具炭刷的种类及用途银石墨质银石墨质铜石墨质铜石墨质金属石墨炭刷金属石墨炭刷电气石墨质电气石墨质树脂系树脂系炭素石墨系炭素石墨系石墨质石墨质电装用电装用其他家电产品其他家电产品触点用触点用炭刷的基本知识1、炭刷的发展史1836年，Pixii发明了带整流子（换向器）的直流电机，使用铜作为电刷，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、炭刷的作用炭刷的作用是在电机的固定部件与旋转部件——整流子（换向器）或集电环之间传导电流。在直流电机和交流电机中，被炭刷短路的线圈的电流方向在接触过程中改变180°。炭刷的基本知识3、炭的性质a）轻；b）良好的电传导性；c）良好的热传导性；d）自润滑性。4、炭刷的主要物理参数对性能的影响电阻率——电阻率越高，对火花压制越有利；电压降会增加，电机的效率会下降；同时，炭刷的温升会增加，有可能会导致炭刷胀死在刷架中。抗折强度——抗折强度越高，炭刷越耐磨。硬度——硬度越高，炭刷越耐磨，噪音会增大；同时对换向器的磨损也会增加。炭刷的基本知识密度——密度对炭刷性能的影响最小。定性地讲，密度越高，炭刷越耐磨。综合来讲，电阻率和抗折强度对炭刷的性能起着决定性作用。这四个参数是相互作用的。它们的影响作用如下：密度↑→硬度↑→电阻率↓→抗折强度↑密度↓→硬度↓→电阻率↑→抗折强度↓5、炭刷与弹簧和换向器的关系炭刷、弹簧和换向器是电机整流（换向）系统的三大核心部件。它们三者的配合对电机的性能起着至关重要的作用。5.1、炭刷对弹簧的要求炭刷与换向器的接触是靠弹簧的压力决定的。炭刷的磨损简单地分为：机械磨损和电气磨损两种。炭刷的基本知识弹簧弹力与炭刷的机械磨损和电气磨损关系如下：弹簧弹力↑→机械磨损↑→电气磨损↓弹簧弹力↓→机械磨损↓→电气磨损↑关系图如右图所示。5.2、炭刷对换向器的要求在电机的整个运行过程中，炭刷始终和换向器接触着，不停地对电流进行换向。在电机的高速运行过程中，对换向器的硬度、片间高度差、真圆度和稳定性有很高的要求。012345020406080SpringPressureKPaBrushWearratemm/100hourMecanicalElectricalTotal炭刷的基本知识根据STI的经验，除了片间绝缘性能，换向器的性能还要包括以下几个方面：材料：CuAg合金中，银的含量（P/T：0.1%，V/C：0.3%）结构：具有环状耐高温加固条结构。真圆度：在高温、高速、连续运行一段时间后的条件下检测试验前：Max-Min≤5μm；试验后：Max-Min≤20μm；相邻巴片间的高度差：≤0.5μm表面粗糙度：Ra为0.8~1.2μm硬度：维氏105~115（HV）；布氏100~110（HB）换向器热处理：200℃-12小时。炭刷的基本知识5.3、弹簧压强的配合种类材质名起始压强终了压强用途KPaKPa20~3030~4025~3525~35电气石墨质351A40~50直流工业电机、大电流密度电动工具炭素石墨质105S50~70电动工具、园林工具、小家电树脂系X系列50~60吸尘器、小家电金属石墨MF-40150~60直流电机弹簧压力的设计，及所需要的炭刷材料需要经过试验验证，方可实施。上表中所列数值仅作参考。由于炭刷材料的特殊性——相对弹簧、刷架和换向器而言比较脆弱，弹簧对炭刷的压力最好应为面接触（涡簧），次之为线接触（压簧），尽量避免点接触（扭簧），否则炭刷易发生开裂。若电机结构的局限性必须为扭簧，应在与炭刷接触部位增加直线段，如下页所示。炭刷的基本知识涡簧压簧扭簧扭簧上述内容仅作参考铜套炭刷间隙种类材质名厚度公差宽度公差铜套黄铜0~+0.20~+0.1炭素石墨质105SBX-388-0.05~-0.15-0.02~-0.07电气石墨质...
