摩擦磨損論文資料(已修改)
2025-07-02 04:57 本頁(yè)面
【正文】 .2 電磨損試驗(yàn)裝置的研制 試驗(yàn)裝置研制背景電刷是電機(jī)中極為重要的部件, 它在電機(jī)的固定部件與旋轉(zhuǎn)部件之間傳導(dǎo)電流, 在直流電機(jī)或交流整流子電機(jī)中還起換向作用。現(xiàn)代工業(yè)要求電機(jī)朝高速、小型化方向發(fā)展, 這就要求電刷工作電流大、磨損速率小、摩擦系數(shù)小、具有高的比強(qiáng)度、比模量和良好的潤(rùn)滑耐磨性, 一定的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性, 而在各類耐磨、減磨材料中得到應(yīng)用。但目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)金屬基復(fù)合材料摩擦磨損性能的研究, 大都在機(jī)械磨損條件下進(jìn)行的,施加的摩擦壓力很大， 對(duì)通電狀態(tài)下的電磨損, 特別是電流強(qiáng)度變化對(duì)電刷耐磨性的影響和小壓力工作條件下磨損的研究報(bào)道較少?？紤]到電刷的實(shí)際工作狀況,本文將制得的銀一石墨復(fù)合材料電刷, 在模擬電機(jī)實(shí)際工作條件下, 研究復(fù)合電刷材料在不通電的純機(jī)械磨損和通人不同電流強(qiáng)度的電磨損條件下的磨損性能, 并對(duì)其電磨損機(jī)理進(jìn)行了初步探討。 試驗(yàn)裝置整體構(gòu)造和原理 試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖1 磨損實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖圖2 磨損試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖電磨損實(shí)驗(yàn)裝置主要由動(dòng)力系統(tǒng)、磨損測(cè)試系統(tǒng)、電刷支架固定及加載系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)原理示意圖如圖1，2所示。如圖采用的電磨損實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)主要包括以下幾大部分：(1) 動(dòng)力系統(tǒng)采用三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置，型號(hào)為JW5024,功率為60W,標(biāo)準(zhǔn)工作電壓380V,，頻率50Hz，絕緣等級(jí)為 E級(jí)，轉(zhuǎn)速為1400轉(zhuǎn)/分。(2) 電刷支架固定系統(tǒng)及加載系統(tǒng)如圖2所示，u行鐵片與電機(jī)底座用螺絲固定，電機(jī)底座采用球墨鑄鐵，目的就是為了減少電機(jī)的震動(dòng)，增加工作穩(wěn)定性和可靠性，降低工作噪音。(3) 磨損測(cè)試系統(tǒng)主要由電刷和對(duì)磨環(huán)構(gòu)成，電刷與對(duì)磨環(huán)相接觸（如圖1所示），利用對(duì)磨環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，小彈簧對(duì)電刷施加壓力，使電刷穩(wěn)定磨損。圖3 磨損實(shí)驗(yàn)裝置工作原理示意圖銀石墨基復(fù)合材料電磨損試驗(yàn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1217590《電機(jī)用電刷運(yùn)行試驗(yàn)方法》，在自制的電磨損實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行。原理如圖3所示。式樣為塊環(huán)滑動(dòng)。對(duì)磨環(huán)為紫銅，布氏硬度為110。一對(duì)電刷如圖3所示安裝在對(duì)磨環(huán)上，電刷由直流電源供給。直流電源裝置型號(hào)為WJ15V30A。提供的穩(wěn)定電流為0~，電刷由于支架的固定和彈簧的施壓作用，提供穩(wěn)定的摩擦力，然后通過控制直流電源的大小，調(diào)節(jié)電流的大小。在相同的工作時(shí)間內(nèi)，通過測(cè)量電刷的磨損量（計(jì)算電刷的重量減少量），來比較純機(jī)械磨損和電磨損的差異，并在電鏡的下觀察電刷磨面情況，分析帶電磨損的機(jī)理。 實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)部分設(shè)計(jì)通過調(diào)查市場(chǎng)上目前的電磨損實(shí)驗(yàn)裝置，發(fā)現(xiàn)大部分的實(shí)驗(yàn)裝置都存在著整機(jī)帶電現(xiàn)象和磨損壓力大的情況。為了消除磨損實(shí)驗(yàn)裝置由于對(duì)磨環(huán)與電機(jī)直接接觸而導(dǎo)致整機(jī)帶電的情況，在設(shè)計(jì)對(duì)磨環(huán)的時(shí)候，在對(duì)磨環(huán)和電機(jī)軸承直接加了一個(gè)聚乙烯的絕緣環(huán)，這樣就很好的隔開了對(duì)磨環(huán)與基體的接觸。從而在性能測(cè)試的時(shí)候，不受電機(jī)帶電的外界因素干擾。這就更好的使實(shí)驗(yàn)裝置貼近實(shí)際工作環(huán)境，更加使試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。針對(duì)市場(chǎng)上實(shí)驗(yàn)裝置大、靈活性不夠的情況，采用小型3相異步電機(jī)，這樣既保證了試驗(yàn)的靈巧性，又保證了其工作可靠性。并采用球磨鑄鐵作為底座，更好的減震作用。針對(duì)壓力大的問題，在刷握中放置小型彈簧，通過更換彈簧來調(diào)節(jié)壓力大小。由于電刷作用在對(duì)磨環(huán)上作用力較小，且銀石墨復(fù)合材料的電刷運(yùn)用在雷達(dá)等軍工產(chǎn)品上較多[19]。故對(duì)刷握的要求要高。本實(shí)驗(yàn)儀器刷握采用注塑成型的方法制造而成。既精度上達(dá)到試驗(yàn)的要求，且實(shí)驗(yàn)的成本費(fèi)用也相對(duì)降低。目前市場(chǎng)上采用裝卸式樣的方法一般有兩種[10]。一是取下直接粘貼在支臂上的試樣， 采用光學(xué)測(cè)量?jī)x器測(cè)量后，再粘貼繼續(xù)試。另一種方法是在不取樣的前提下， 將支臂旋轉(zhuǎn)到光學(xué)顯微鏡等儀器下進(jìn)行測(cè)量，這也存在較大的測(cè)量誤差，因?yàn)椴环奖阒苯釉谠囼?yàn)臺(tái)上標(biāo)定標(biāo)尺進(jìn)行精確測(cè)量，另外還需要配置一臺(tái)專
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