碳刷和滑環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。當相對滑動時,固然有磨擦作用而形成磨損。若是碳刷顆粒細軟,則碳粉易被沾在滑環概況,使其滑環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。但若是碳刷質量欠安,顆粒粗硬,或甚至含有少數如金剛砂之類的硬質顆粒,則必然會對滑環概況進行刮割,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生影響。
由于電暢通流暢過碳刷和滑環的接觸面,且其直接傳導的部位不竭變更,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,會使兩側極面局部融化、脫落,金屬會釀成金屬蒸汽,碳刷則結構松化,受氧化侵蝕而脫落,此即電氣磨損的浮現。可是,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出“金屬蒸汽”,使陽極概況損蝕,這叫“陽極蒸發”;陰極(負極)因受正離子撞擊和高溫作用發射電子,使陰極概況也蒙受破壞,這叫“陰極粉化”。由于陽極蒸發和陰極粉化的作用,碳刷和滑環由于電流標的目的分歧會泛起極性差異。
當電流由碳刷流向滑環時,此時碳刷為正極,滑環為負極,則成效是:碳刷面上發生細小水平的陽極蒸發,碳粒、石墨離子遷移到滑環概況,碳刷有電氣磨損。滑環概況有輕細的陰極粉化,并附著碳粒、石墨,成潤滑、光澤的鏡面。由于滑環概況平滑,機械磨損較小。
當電流由滑環流向碳刷時,此時碳刷為負極,滑環為正極,則成效是:碳刷面上發生陰極粉化,電氣磨損小。滑環概況發生陽極蒸發。年夜量金屬蒸發,使其概況損蝕嚴重,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重磨損,泛起條痕。這類情況下,滑環概況粗拙,呈金屬亮光,面間機械磨損年夜。
總的來說,當碳刷為正極時:碳刷電氣磨損年夜,機械磨損輕細,滑環的電氣磨損和機械磨損都很小;當碳刷為負極時,碳刷電氣磨損小,機械磨損年夜,滑環的電氣磨損、機械磨損都很年夜。
為了使磨損平均一些,對于滑環,由于正環電流由碳刷流向滑環,碳刷正極性,滑環負極性,故正環磨損小;同理,負環磨損年夜,故兩環極性應經常更調。各電廠年夜修時常倒換正、負環的毗連電纜,就是這個事理。
當沒有電流時,碳刷磨面上的粗硬粒子易嵌進滑環概況,引發較年夜的機械磨損,甚至引發磨擦振動。當流過電流時,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。可是,若是電流密渡過年夜,則陽極蒸發嚴重,會使電氣磨損加重。而電氣磨損加重后,使滑環概況粗拙化,碳刷概況附著金屬粉,機械消耗又會增加,所以經由過程碳刷的電流密度應有一個限度。
至于彈簧壓力,對磨損也有影響。壓力太小,碳刷和滑環概況接觸不穩定,容易引發電弧,使電氣磨損增年夜。壓力過年夜,刷面的硬粒對滑環概況刮割嚴重,又會使機械磨損增加。是以,彈簧壓力要適中。