摩擦磨損論文資料-資料下載頁
2025-06-20 04:57本頁面
【正文】 粒表面上延展，使得石墨的表面積減少，銀相的表面積增加[24]。這種磨損表面形貌結構，有利于導電過程。（3）粘著磨損：電刷與銅集電環(huán)滑動接觸的早期，,晶格中的原子是靠金屬鍵結合的,維氏硬度小于銅,因此,銀分布在多孔石墨的孔隙中amp。,在石墨顆粒的表面鑲嵌有銀微顆粒,。（4）表面疲勞：電刷在滑動接觸過程中，由于機械應力的交變作用，在電刷表面引起了疲勞損傷，它表現(xiàn)為裂紋的形成和逐漸擴展。這是在電刷的滑出邊觀察到的顯微裂紋。起源于銀相的尖角處，沿著銀相和石墨顆粒邊界擴展。其中還有幾小段微裂紋被銀所填補，銀研壓塑性變形后阻礙和延緩了裂紋的擴展。疲勞磨損還在石墨顆粒的表面產生了顯微凹坑。（1）電刷的接觸摩擦：在摩擦過程中，石墨具有降低摩擦系數和潤滑的功能。這是由石墨的晶體結構所決定[27]，在平面層之間具有較低的結合能，在較小剪切應力的作用下，就容易使石墨沿晶面滑移，剝離下來的石墨在潔凈表面具有很強的吸附能力，牢牢地吸附在銅集電滑環(huán)的表面，石墨還能吸收空氣中水分，形成一層石墨水膜，具有良好的潤滑作用。從而使得集電環(huán)和電刷之間的摩擦發(fā)生在潤滑層之間，形成“邊界摩擦”或稱之為“邊界潤滑”。（2）摩擦理論把金屬的介面摩擦歸因于金屬結點的形成：電刷在集電環(huán)表面滑動接觸，在綜合應力的作用下，電刷中銀發(fā)生了塑性變形，并在石墨顆粒表面延展，增加了電刷與集電環(huán)之間的接觸表面，并在接觸區(qū)產生了結點生長，銀被焊接在銅集電環(huán)表面，會產生相當高的摩擦。由于存在石墨的潤滑作用，使得這種結點生成的能力減弱，從而減少了銀和銅之間的粘著作用。在電刷與集電環(huán)的接觸之間存在一個過渡層區(qū)[29]，在此區(qū)域中瞬間變化的電阻值受到很大的影響，在這個薄層狹小空間里存在著大量被剝落下來的炭粉。金屬微粒和空氣中的塵埃以及所形成的水膜。另外，電刷隨著集電環(huán)的高速旋轉，在電流的作用下，由于摩擦磨損和電能損耗轉變成熱能釋放，因此，電刷的使用溫度一般都高于室溫，當發(fā)生火花時，產生電弧而使得溫度會更高，在過渡層的接觸表面上的銀和銅都易于氧化。銅在180℃會生成氧化亞銅，銀在190℃時也會變成氧化銀，石墨在超過500℃也開始氧化。過渡層和集電環(huán)表面氧化膜的形成對平衡摩擦。磨損以及電流的傳導等都起著極其重要的作用。 結果與討論根據電刷磨損的物理過程，從現(xiàn)有的各種觀點認為，電刷的磨損乃是接觸元件之間動力相互作用的結果，從而改變了它們之間的接觸表面狀況，使得接觸表面發(fā)生了質變過程，電刷的磨損大致可分為三種形式：1. 沒有電流通過時的純機械磨損。2. 有電流通過時的機械磨損。3. 純電氣磨損。 電刷在整個滑動接觸過程中都是在電流的作用下進行的。當電流通過時，電流僅集中在電刷表面很小的接觸區(qū)面積上，而使得局部發(fā)熱，電刷表面的溫度升高，導致電刷表面的顆粒結合強度減弱或氧化，引起接觸材料表面顆粒脫落。電氣磨損過程還與極性有關，磨損是與接觸元件材料的陽離子移動方向有關，陽離子由正電刷移向集電環(huán)，再由集電環(huán)移向負電刷，而陽離子數與電流密度成正比，因此電流密度就決定了陽離子的強度。電流的作用外，陽離子強度還與電刷材質有關[30]，浸銀石墨電刷在磨損接觸過程中，在正電刷的接觸區(qū)和負電刷下的集電環(huán)表面都生成了金屬顆粒和氧化物，而產生了磨粒磨損，因此正電刷的磨損大于負電刷。由于集電環(huán)是一種鑄態(tài)金屬材料，電刷是一種粉末冶金材料，因而電刷的磨損速度大于集電環(huán)。電刷的機械磨損本身是一種復雜現(xiàn)象[17]，機械作用主要是通過四種磨損機理來破壞接觸元件表面顆粒之間的聯(lián)接。它們是粘著磨損機理，粒磨損機理，面疲勞機理，擦氧化機理。四種磨損機理一般很少單獨出現(xiàn)，它們可能同時起作用或交替發(fā)生作用。只有磨粒磨損和表面疲勞才能直接產生磨屑，粘著磨損和摩擦氧化是通過材料的轉移和反應產物的間接作用而產生磨屑脫落，松脫的磨屑一部份吸附在集電環(huán)的表面形成過渡層。
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