直流電機(jī)運轉(zhuǎn)過程中,電刷在電流通過下不斷摩擦磨損,是典型的載流摩擦磨損過程。由于電場、電流及電弧等電因素介入到摩擦系統(tǒng)中,再加上濕熱、鹽霧對潤滑、腐蝕等因素的耦合,電刷的腐蝕磨損存在粘著磨損、磨粒磨損、氧化磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損、電弧燒蝕等多種不同機(jī)理。
隨著電刷與換向器運動摩擦,摩擦副表面材料溫度升高,材料微觀區(qū)域表面發(fā)生塑性變形,摩擦阻力增大,進(jìn)而產(chǎn)生粘著磨損,并伴有磨粒磨損。電刷與換向器之間有電流通過,其接觸表面除機(jī)械摩擦之外,還由接觸電阻產(chǎn)生大量熱量,進(jìn)一步加劇了電刷的粘著磨損。再加上電刷在脫離換向器瞬間會產(chǎn)生電弧,電弧侵蝕造成電刷材料的融化、氣化和噴濺,既造成材料的直接消耗,又使得電刷換向器之間接觸電阻增大,生成更多熱量。
而在鹽霧和濕熱環(huán)境條件下,鹽溶液粘附在電刷表面、形成電解質(zhì)液膜,電刷材料為金屬銅合金,非常活潑,生成電化學(xué)反應(yīng),腐蝕效果明顯。再加上換向器和電刷之間的電場作用,電化學(xué)反應(yīng)速度更快,對電刷的腐蝕磨損作用更大。
由于載流摩擦磨損和電化學(xué)腐蝕的耦合作用,鹽霧+潮熱環(huán)境條件下的直流電機(jī)電刷腐蝕磨損速度遠(yuǎn)超單一機(jī)理下的磨損,
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