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電刷在集電環(huán)上運(yùn)行時(shí)，在其接觸面上形成一層均勻、適度、穩(wěn)定的氧化膜，這是電機(jī)運(yùn)行良好的主要標(biāo)志之一。由于這層氧化膜的存在，改變了電刷與集電環(huán)的接觸特性、減少了摩擦、降低磨損、延長(zhǎng)使用壽命。氧化膜是一種復(fù)合薄膜，其組成成分與電刷型號(hào)及集電環(huán)的材料成分有關(guān)。氧化膜的正常厚度在8～10O m的范圍內(nèi)，一般為25 m。用電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，電刷與集電環(huán)接觸面是由無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)相接觸。一般接觸面積只有電刷總面積的千分之幾左右。接觸面積的大小，由電機(jī)的轉(zhuǎn)速、集電環(huán)材質(zhì)的硬度、加工精度、偏擺度、電刷的材質(zhì)、電刷上的壓力大小等因素來(lái)決定。有研究發(fā)現(xiàn)，外加電壓小時(shí)，氧化膜是絕緣的。當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，氧化膜被擊穿。當(dāng)擊穿后，不管電流如何增加，由于導(dǎo)電點(diǎn)的增加、導(dǎo)電面積的擴(kuò)大，則接觸電壓保持恒定。氧化膜具有非常好的潤(rùn)滑性能。以石墨電刷為例，電刷與集電環(huán)接觸表面起潤(rùn)滑作用的潤(rùn)滑層主要是石墨膜。這層石墨膜，將電刷與集電環(huán)分開(kāi)，使摩擦在石墨潤(rùn)滑層間進(jìn)行，降低了摩擦系數(shù)，減少了摩擦熱的產(chǎn)生，減少了電刷的磨損。電刷的過(guò)熱故障，很多情況是由于氧化膜被破壞且無(wú)法重新建立導(dǎo)致的。銅電刷則生成銅氧化物薄膜。
電刷使用性能良好標(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) 電刷的使用壽命長(zhǎng)，并不磨損換向器或集電環(huán)；
(3) 電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) 電刷運(yùn)行時(shí)，不過(guò)熱、噪聲小、裝配可靠、不破損。
2.電機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意的電刷方面的問(wèn)題
電刷和集電環(huán)的價(jià)值不高，技術(shù)含量也不高，但是，對(duì)電機(jī)的正常運(yùn)行卻有很大的關(guān)系，稍不注意就會(huì)造成很大的損失。因此，為確保電機(jī)的安全運(yùn)行，一定要注意對(duì)電刷的日常維護(hù)和保養(yǎng)，尤其要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
(1) 電刷裝入刷握內(nèi)要保證能夠上下自由移動(dòng)，電刷與刷握內(nèi)壁的間隙在O．1—0．3 mm之間，以避免電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 mm左右。如距離過(guò)小，刷握容易觸傷換向器，距離過(guò)大，電刷易顫動(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)的電刷。對(duì)于個(gè)別換向特別困難的大中型電機(jī)，可采用雙支電刷，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)的電刷，從而使電刷的運(yùn)行得到改善。
(3) 電刷磨損到一定程度要更換新的電刷。電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)更換電刷，勢(shì)必影響生產(chǎn)，可以選擇不停機(jī)。我們通常建議客戶(hù)的做法是每次更換20％的電刷(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電刷，以保證機(jī)組的正常連續(xù)運(yùn)行。
