Изготовление щеток для электродвигателей

Видео по этой теме:

Многие электроинструменты, электроприборы, электрооборудование использует коллекторный электродвигатель, у которого внутри имеются графитовые щётки. Эти щетки контактируют с ротором (вращающейся частью электрического двигателя), передавая ему электроэнергию на обмотки. Поскольку графитовым щеткам постоянно в процессе работы приходится тереться о контактное колесо ротора, естественно, что со временем эти щётки постепенно стираются. Приходит момент когда электродвигатель перестаёт работать (либо начинает работать в ненормальном для себя режиме). Пришла пора менять графитовые щётки.

Наиболее простым способом решить проблемы с изношенными щетками будет просто заменить новыми, запасными. Если же нет в наличии запасных, и не представляется возможность приобрести новые, то графитовые щётки можно изготовить и самому. Не так уж это и сложно. Для этого нам понадобится кусок графита, из которого мы будем делать нашу щётку нужного размера и формы. Где можно раздобыть графит?

Как известно троллейбусы используют достаточно большие куски графита, которые стоят на концах их рогов, что контактируют с проводами наверху. Именно эти графитовые щетки скользят по проводам во время езды троллейбуса. Насколько мне известно из приходится менять достаточно часто (могут даже несколько раз за смену). Изношенные, сколотые, поврежденные щетки графита выбрасывают прямо на дорогу при замене в пути. Если походить по дороге на кольцевой остановке (там где происходит разворот маршрута) возле бордюра можно найти такие щётки из графита. Либо просто можно подойти к водителю троллейбуса и попросить щётку (их ещё называют графитовые угли).

Итак, кусок графита мы раздобыли. Теперь приступим к изготовлению графитовой щётки на электродвигатель своими руками. Самодельная щётка из графита обрабатывается очень просто. Берём наш графитовый уголь, сначала вырезаем нужную форму и размеры обычной пилкой по металлу. Далее напильником с крупной насечкой придаем более ровный и аккуратный вид. Сразу предупреждаю, что во время работы с графитом лучше надевать перчатки, которых не жалко испачкать. У меня от незнания были все руки черные (хотя они отмываются).

Теперь о том как сделать графитовую щетку для электрического двигателя полноценного вида, то есть с отходящими проводом, на которое нужно подавать питание. На одном конце нашем графитовом кусочке вокруг делаем небольшой пропил. На него мы намотаем оголенный конец провода. Чтобы придать более аккуратный вид подсоединенным проводу к куску гранита я сделал небольшое отверстие миллиметровым сверлом, которое проходило через круговой распил и выходило в край куска. В это отверстие я продел конец провода и вывел его, так сказать, наружу. Чтобы наглядно увидеть процесс изготовления самодельной графитовой щётки для электродвигателя смотрите видео ниже.

Изготавливаем аналоги импортной щетки по чертежам Заказчика.
Во избежания технической ошибки, просим присылать запросы, чертежи на адрес электронной почты r-s-com@r-s-com.ru r-s-com@mail.ru

+ Подбор материала по параметрам электрдвигателя,
+ Возможность изготовления пробных отбазцов (партия от 10шт),
+ Погрешность исполнения 0,1мм.

двойная (разрезная) щетка накладкой НК-6(резина + текстолит)			для моторчик вентилятора
вклеенная накладка НК-6, стекловолоконная изоляция проводников	ассиметричный вывод, тех. паз по внутренней стороне	с креплением накладки НК-6 на проводники	код 0927, 0432	код 0901
Меднографитовая щетка с проточкой для ограничителя износа				Меднографитовая щетка с выступом для ограничения износа
с пазом для прижимной пружины	по граняим, фиксатором для пружины	код 1232
для поломоечной машины			для двигателя МР132М (Болгария)
код 1252, 1253	код 1140	электрографитовая	код 1235	код 0669	код 0482
для домашней техники		круглая меднографитовая, электрографитовая щетка (код 0910)
в комплектации с пружиной, наконечник прямоугольник, пятак, скоба

изготавливается диаметром от 3,2 до 10мм, дина до 30мм

Применяются в электрических машинах, генераторах и тяговых электродвигателях для железнодорожного транспорта, экскаваторах, металлургической промышленности, генераторах постоянного тока автотракторного электрооборудования, электрических машинах с тяжелыми условиями коммутации т.п.

К меднографитовым щеткам относятся марки: МГС5, МГ, МГ4, МГСО, МГС21, МГС51, МГС20, М1, М1А, МГ2, М3, М6, 611М, МГС9А, МГ64, М20, МГ4С.

К электрографитовым щеткам относятся марки: ЭГ2А, ЭГ4, ЭГ8, ЭГ14, ЭГ5, ЭГ71, ЭГ74, ЭГ84 ЭГ84-1, ЭГ86, ЭГ61, ЭГ62, ЭГ63, ЭГ17, ЭГ13.

Пример обозначения:

Щетка ЭГ 20х32х64 L125, 6П2х6, К1-2, ЭГ41, НК-2

• Щетка ЭГ — обозначает тип материала щетки ЭГ — электрографитовая, МГ-меднографитовая

• 20х32х64 — Размер щетки ширина, длина, и высота. Первые две цифры — это размер окна в которое вставляется щетка. Последняя цифра — это размер по которому изнашивается щетка в процессе работы.

• L125 — длина токопроводящего провода в милиметрах.

• 6П2х6 — тип наконечника.(см информацию далее)

• К1-2 — конструкция щетки (см информацию далее )

• ЭГ41 — Марка материала из которого изготовлена щетка. (см информацию далее )

• НК-2 — тип накладки (см информацию далее )

Щётки для электрических машин изготавливаются с токоведущим проводом и без него. Применяется провод марки ПЩ — неизолированный, нормальной гибкости. Длина токоведущего провода измеряется от наиболее выступающей части щётки до центра отверстия в наконечнике или до конца провода без наконечника.

Соединение токоведущего провода с телом щётки (заделка) может осуществляться методами конопатки (К), развальцовки (Р), пайки (П) и запрессовки (З).

Длина провода L выбирается по ГОСТ 12232-89 из ряда (мм):
16; 20; 25; 32; 40; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160.

Электрощетки — это элемент скользящего контакта электродвигателей и генераторов и служат они для отвода и подвода электрического тока на коллекторах, а так же на контактных кольцах двигателей. В зависимости от необходимых условий коммутации применяется один из возможных классов: угольнографитные (угольнографитовые), графитовые (графитные), электрографитированные (элекрографитные), меднографитные (меднографитовые), металлографитные (металлографитовые).

Выбирать их приходится в трех следующих случаях: в случае проектирования нового электродвигателя, при переводе электрической машины на другой режим работы, когда использующиеся ранее изделия перестают обеспечивать полноценное функционирование узлов токосъема и в том случае, если, когда установленный на работающем электродвигателе комплект угольных щеток изношен, а запасного комплекта аналогичной марки в распоряжении нет.

Основной момент правильного выбора щеток — это обеспечение электродвигателями требуемого режима работы сопряженного с ними оборудования при самых минимальных расходах на ремонт и обслуживание данных машин. Необходимые условия будут выполнены, при случае, если изделия удовлетворяют ряду требований, основными из которых являются следующие:
1. графитовые щетки не должны вызывать искрения связанного с переключением различных токов в замыкаемых секциях обмоток и должны качественно осуществлять коммутационный процесс электродвигателей и генераторов;
2. они должны обеспечить надежный контакт со всеми вращающимися элементами двигателя и не вызывать искрения, которое может быть связано с нарушением данного контакта;
3. они должны делать потери энергии в скользящем контакте как можно меньше;
4. они должны быть достаточно прочными, что исключит возможность их разрушения;
5. материал для производства графитовых электрощеток, должен быть износоустойчив, обеспечивающий сохранность всех поверхностей скольжения контактных колец и коллекторов, а так же не вызывать износа данных поверхностей.

Особенность всех перечисленных требований заключается в том, что большинство из них являются взаимоисключающими и выполнить одно из них можно только с помощью другого. Например, требование в пункте №1 можно выполнять, применяя материалы па сажевой основе, которые обладают повышенными свойствами коммутации, но износоустойчивость данных материалов в сравнении с графитовыми является низкой. В аналогичном противоречии находится требование указанное в пункте №5 требование о повышении износоустойчивости материалов для угольных электрощеток при одновременном снижении уровня их воздействия непосредственно на поверхности скольжения колец и коллекторов. При вышеуказанных обстоятельствах выбор электрических щеток для тех или иных условий эксплуатации — это серьезная задача, грамотное решение которой обеспечит получение хороших технико-экономических показателей работы электродвигателей, обслуживаемых ими исполнительных механизмов и всего предприятия в целом.

• Перед тем как установить электрощетки, необходимо очистить весь коллектор от пыли, нагара и грязи с помощью специальной шлифовальной бумаги. Аналогичным образом необходимо полностью очистить токосъемный узел от загрязнений.
• Для обеспечения более надежного скользящего контакта, нужно соблюдать рекомендуемый зазор между внутренней стенкой обоймы щеткодержателя и боковой поверхностью графитовой щетки.
• Периодически нужно проверять их на предмет износа. В случае, если он не превышает 20%, то возможна замена без предварительной пришлифовки, при более высоком проценте износа — необходимо заменить весь комплект.
• Провода угольной электрощетки не должны касаться друг друга или быть перекрещены, а каждый наконечник должен крепиться к отдельному болту.

Причины неудовлетворительной работы щеток

Плохая работа электрощеток для электрических машин может иметь разные признаки. Дефекты легко обнаруживаются в процессе регулярных наблюдений за состоянием электрощеток, щеткодержателей и рабочих поверхностей контактных колец и коллекторов, элементов их арматуры. Одинаковый дефект в работе различных деталей щетки может быть вызван рядом причин. В тот же момент какая-либо отдельная из них может вызвать появление разных дефектов. Указанные обстоятельства осложняют обнаружение причин, которые могут вызывать нарушение нормального функционирования скользящего контакта. Задача заключается в выявлении причин и устранении с наименьшими затратами труда и времени. Обобщение практики эксплуатации электродвигателей и генераторов говорит о том, что в наиболее частых случаях нарушение работы скользящего контакта должным образом, может быть вызвано следующими причинами:
1. Воздушное давление под щеткой выше атмосферного.
2. Неодинаковы зазоры магнитной системы.
3. Атмосфера загрязнена газами, которые вызывают коррозию.
4. Атмосфера запыленная.
5. В атмосфере содержится очень маленькое количество влаги.
6. Атмосфера насыщена различными химическими веществами.
7. В атмосфере есть содержание клеящих и липких веществ.
8. Атмосфера содержит большое количество влаги.
9. Неравномерное нажатие скользящего контакта.
10. Между кольцами оседает щеточная пыль.
11. Скользящий контакт свешивается с контактных колец.
12. Заедание деталей механизма щеткодержателя.
13. На контактной поверхности щетки есть неровности, которые воспроизводят неровности поверхности скольжения контактного кольца.
14. Неравномерное расположение скользящего контакта на кольцах синхронных машин, вызывающее неравномерно распределенный нагрев различных участков кольца.
15. Заедание электрических щеток в щеткодержателях.
16. Маленький угол наклона реактивных щеток.
17. Слишком мягкие щетки.
18. Слишком твердые.
19. Имеется слишком большая площадь поперечного сечения (высокие механические потери).
20. Слишком тяжелые.
21. Большое расстояние между нижней кромкой обоймы щеткодержателя и коллектором.
22. Очень большой зазор между обоймой щеткодержателя и щеткой.
23. Слишком велика МДС добавочных полюсов.
24. МДС добавочных полюсов не соответствует положенным условиям работы.
25. Местное биение пластин коллектора.
26. Слишком мала МДС добавочных полюсов.
27. Замкнутые коллекторные пластины.
28. На пластинах коллектора плохо сняты или совсем не сняты фаски.
29. На поверхности коллектора имеются плоские места (лыски).
30. Деформация коллектора.
31. Слишком маленькое контактное сопротивление скользящего контакта.
32. Слишком большое контактное сопротивление.
33. Неравномерное распределение электрического тока между включенными параллельно электрощетками.
34. Контактная поверхность коллектора и щеток была слишком заполирована (остеклена).
35. Неверно выбраны размеры токоведущих проводов и их наконечников или их соединение сделано некачественно.
36. Неверно выбраны размеры наконечников токоведущих проводов.
37. Слишком жесткий материал токоведущих проводов угольной щетки.
38. С контактным кольцом соприкасаются токоведущие провода.
39. Слишком короткие токоведущие провода скользящего контакта.
40. Слишком длинные токоведущие провода электрощетки.
41. Фундамент машины расшатан.
42. Недостаточная эластичность токоведущих проводов скользящего контакта.
43. Значительные колебания нагрузки.
44. Неверная обработка коллектора, которая обусловлена дрожанием резки.
45. Дисбаланс электрической машины.
46. Химическое взаимодействие поверхности коллектора электрической машины или кольца с материалом щеток у неработающей машины.
47. Остановка электрической машины происходит всегда в одном и том же положении.
48. Перегрузка электрической машины.
49. Между коллекторными пластинами выступает изоляция.
50. Электродвигатель или генератор довольно продолжительное время работает с низкой либо нулевой нагрузкой.
51. Износ подшипника электрической машины.
52. Выбрасывание смазки.
53. Содержание вредных примесей в материале контактного кольца.
54. Плохое качество скользящего контакта.
55. На поверхности кольца имеются плоские места (лыски).
56. Периодические изменения нагрузочного тока (или гармонические составляющие).
57. Давление пружин щеткодержателей занижено или завышено.
58. Неверно выбрано давление пружин щеткодержателей.
59. Неверная расстановка щеток по окружности коллектора.
60. Неверная установка скользящего контакта в радиальном направлении.
61. Щеткодержатель износился.
62. Очень высокий пусковой ток.
63. Несимметричное расположение скользящих контактов.
64. Тангенциальный размер выбран неверно.
65. Вибрация в связи с дефектами в системе передачи.
66. Плохая вентиляция.
67. Повреждения обмоток.
68. Биение в электродвигателе либо генераторе, особенно с вертикальным исполнением.
69. Повреждение пайки витковых или уравнительных соединений.
70. Неверный выбор марки щеток.

Перегрев различных щеткодержателей может быть в случае неравномерного распределения электрического тока между параллельно включенными электрощетками, уменьшением удельного нажатия на них и частицами пыли, которые попали в щеткодержатель непосредственно из окружающей среды. Мелкие частицы этой пыли могут быть причиной появления задиров и рисок на внутренних стенках в обойме щеткодержателя. При обнаружении, что какие либо детали угольной щетки электродвигателя или генератора находятся в плохом состоянии, и после выявления причин, из-за которых возникло такое состояние, нужно незамедлительно принять меры к их устранению. Необходимость проведения предписанных для этой цели действий определяется характером обнаруженного нарушения, режимом работы производства, на котором оборудование эксплуатируется и графиком его эксплуатации.