Ano ang ginagawa ng mga carbon brush?

Ang Pangunahing Pag-andar ng isang Carbon Brush

A carbon brush nagdadala ng de-koryenteng kasalukuyang mula sa nakatigil na mga kable sa loob ng isang power tool patungo sa umiikot na commutator o slip ring na naka-mount sa motor shaft, at ginagawa ito habang ang baras ay umiikot nang mabilis. Kung wala ang sliding contact na ito, hindi maaabot ng kasalukuyang ang umiikot na armature windings, kaya hindi lang tatakbo ang motor. Ang brush ay idinidiin laban sa commutator sa pamamagitan ng isang maliit na spring, at habang umiikot ang shaft, ang mukha ng brush ay dumudulas sa isang serye ng mga segment na tanso, bawat isa ay panandaliang nakikipag-ugnayan at pagkatapos ay ilalabas habang ang susunod na segment ay pumapalit. Ang patuloy na paglipat na ito ay kung ano ang nagpapahintulot sa magnetic field sa loob ng motor na bumaliktad sa tamang mga sandali, na siyang pangunahing prinsipyo na nagpapanatili ng isang direktang kasalukuyang motor umiikot sa isang direksyon sa halip na magkulong.

Paano Pinapanatili ng Sliding Contact na Nakasara ang Circuit

Sa loob ng isang unibersal na motor, ang commutator ay nahahati sa isang bilang ng mga insulated na mga segment ng tanso, at ang bawat segment ay kumokonekta sa ibang hanay ng mga windings sa armature. Habang dumadausdos ang brush mula sa isang segment patungo sa susunod, saglit itong tinutulay ang dalawang segment nang sabay-sabay, na siyang punto kung saan maaaring lumitaw ang isang maliit na spark, na kilala bilang commutation arcing. Ang isang brush spring ay karaniwang naglalapat ng isang contact force sa hanay ng 150 hanggang 300 gramo , sapat na upang humawak ng tuluy-tuloy na koneksyon nang hindi pinindot nang husto na ang friction ay nagsusuot ng hindi pantay na ibabaw ng commutator. Kung ang puwersa ng spring ay bumaba dahil ang isang spring ay humina o ang brush ay nagsuot ng mas maikli kaysa sa pinahihintulutan ng lalagyan nito, ang contact ay nagiging pasulput-sulpot, at ang motor ay maaaring tumakbo nang hindi pantay o mawalan ng kapangyarihan sa ilalim ng pagkarga.

Bakit Dalawang Brushes ang Ginagamit sa Maraming Maliit na Motor

Maraming mga handheld power tool ang gumagamit ng isang pares ng mga brush na nakaposisyon sa tapat ng isa't isa sa commutator, ang isa ay nagdadala ng kasalukuyang papasok at ang isa ay nagdadala nito pabalik. Binabalanse ng kaayusan na ito ang mekanikal na presyon sa baras at kumakalat ang pagkasira upang ang isang solong contact point ay hindi gumagawa ng lahat ng gawain. Sa mga tool na gumuhit ng mas mataas na kasalukuyang, tulad ng mga angle grinder o circular saws, ang mga brush ay kadalasang ginagawang mas malawak o binibigyan ng mas malaking contact face upang mahawakan ang karagdagang load nang hindi nag-overheat.

Mga Materyales sa Likod ng Carbon Brush Construction

Ang mga carbon brush ay hindi ginawa mula sa isang pare-parehong sangkap; ang termino ay sumasaklaw sa isang hanay ng mga komposisyon na nakabatay sa carbon na ininhinyero para sa iba't ibang kumbinasyon ng kondaktibiti, tigas, at pagpaparaya sa init. Ang mga purong graphite brush ay malambot at nagpapadulas sa sarili, na ginagawang malumanay ang mga ito sa ibabaw ng commutator, ngunit mas mababa ang dala ng mga ito kaysa sa mga timpla na may kasamang metal. Ang mga electrographite brush ay ginawa sa pamamagitan ng pag-init ng amorphous carbon sa isang mataas na temperatura, na nagbabago sa panloob na istraktura nito at nagpapabuti ng conductivity habang pinapanatili ang materyal na medyo malambot. Ang mga copper-graphite brush ay naghahalo ng pulbos na tanso sa carbon matrix, na kadalasang bumubuo sa pagitan 40 at 70 porsyento ng brush ayon sa timbang, at ang komposisyon na ito ay karaniwan sa mga tool na kumukuha ng malaking kasalukuyang, tulad ng mga vacuum motor at portable generator, dahil ang nilalaman ng tanso ay nagpapababa ng electrical resistance.

Bakit Unti-unting Ibinababa ng Friction at Arcing ang Brush

Sa bawat oras na dumudulas ang mukha ng brush sa commutator, nakakaranas ito ng kaunting mekanikal na alitan, at sa tuwing tatawid ito sa pagitan ng dalawang segment, nakakaranas ito ng maliit na electrical spark. Sa paglipas ng maraming oras ng operasyon, ang dalawang epektong ito ay nagsasama-sama upang unti-unting masira ang carbon block, na nagpapaikli sa haba nito sa bawat milimetro. Isang brush na nagsimula sa 12 millimeters sa haba ay maaaring masira sa isang lugar na malapit 4 o 5 milimetro pagkatapos ng matagal na paggamit sa isang madalas na pinapatakbo na tool, kung saan ang spring ay hindi na mapanatili ang tamang presyon laban sa commutator. Ang init ay gumaganap din ng isang papel, dahil ang matagal na mataas na kasalukuyang draw ay nagpapataas ng temperatura sa contact point, at ang paulit-ulit na pag-init at paglamig ay maaaring maging sanhi ng materyal ng brush na maging malutong at chip sa halip na magsuot ng pantay.

Pagkilala Kung Kailangang Palitan ang Brush

Ang isang pagod na brush ay may posibilidad na ipahayag ang sarili sa pamamagitan ng ilang mga kapansin-pansing sintomas sa halip na mabigo nang tahimik. Ang nakikitang spark sa paligid ng mga lagusan ng pabahay ng motor, isang nasusunog na amoy malapit sa takip sa likuran ng tool, isang motor na paulit-ulit na nawawalan ng kuryente sa ilalim ng pagkarga, at hindi pangkaraniwang dami ng itim na carbon dust na nakolekta sa loob ng housing ay karaniwang mga tagapagpahiwatig na ang contact surface ay humina na lampas sa isang workable point. Maraming mga tagagawa ang nagmamarka ng pinakamababang haba na magagamit nang direkta sa kapalit na brush o tinukoy ito sa dokumentasyon ng serbisyo ng tool, madalas sa isang lugar sa paligid. 6 na milimetro , sa ibaba kung saan ang spring pressure at contact area ay hindi na sapat para sa maaasahang kasalukuyang paglipat. Ang pagsuri sa haba ng brush sa panahon ng regular na pagpapanatili, lalo na sa mga tool na ginagamit araw-araw sa isang workshop setting, ay maaaring mahuli ang pagkasuot na ito bago ito maging sanhi ng ganap na paghinto ng motor.

Ang Repair Math

Ang isang kapalit na set ng carbon brush ay karaniwang nagkakahalaga ng isang maliit na bahagi ng isang bagong tool ng kuryente, at ang pagpapalit ng isang pares ng mga sira na brush ay kadalasang ang pagkakaiba sa pagitan ng pagretiro ng isang tool at pagkuha ng ilang taon pang paggamit mula dito. Kapag pinahaba ng katamtamang halaga ng mga piyesa ang buhay ng paggana ng isang motor na kung hindi man ay itatapon, ang enerhiya sa pagmamanupaktura, pag-iimpake, pagpapadala, at ang pasanin sa pagtatapon sa huli na nakatali sa paggawa ng kapalit na tool ay maiiwasan para sa medyo maliit na gastos. Ito ay bahagi kung bakit ang pagpapalit ng brush ay nananatiling isang karaniwang entry-level na pag-aayos na itinuro sa maraming mga kurso sa pagpapanatili ng appliance at tool sa halip na isang espesyal na gawain na nakalaan para sa mga propesyonal na technician.

Pang-araw-araw na Tool na Nakadepende sa Mga Carbon Brushes

Lumilitaw ang mga carbon brush sa loob ng malawak na hanay ng mga kagamitan sa sambahayan at pagawaan na lampas sa halatang cordless drill. Ang mga angle grinder, circular saw, at reciprocating saws ay umaasa lahat sa brushed universal motors dahil ang ganitong uri ng motor ay maaaring umabot sa mataas na rotational speed na kailangan para sa pagputol at paggiling habang nananatiling compact at murang gawin. Ang mga vacuum cleaner at kitchen mixer ay gumagamit ng mas maliliit na bersyon ng parehong teknolohiya, at ang mga portable generator, ilang ceiling fan, at mas lumang washing machine na mga motor ay nakadepende rin sa isang brush-commutator arrangement upang panatilihing dumadaloy ang kasalukuyang sa isang umiikot na armature. Ang mga automotive starter motor ay isa pang karaniwang halimbawa, kung saan ang mga brush ay humahawak ng maikli ngunit mabigat na pag-agos ng agos sa bawat oras na lumiliko ang makina.

Pagtutugma ng Universal Brush sa isang Partikular na Motor

Ang tamang pagpili ng isang unibersal na kapalit na brush ay mahalaga kapwa para sa pagpapanumbalik ng pagganap ng tool at para sa pag-iwas sa napaaga na pagkabigo na maaaring makapinsala sa commutator mismo. Mahalaga ang mga pisikal na dimensyon nang maaga sa proseso ng pagpili, dahil ang haba, lapad, at kapal ng carbon block ay kailangang tumugma nang malapit sa lukab ng may hawak ng brush; ang isang brush na maluwag na magkasya ay magdaldal laban sa commutator sa halip na mapanatili ang matatag na pakikipag-ugnay. Ang pag-igting sa tagsibol ay nangangailangan ng sapat na puwersa upang mapanatiling maayos ang pagkakaupo ng brush nang hindi pinipindot nang husto upang mapabilis ang pagkasira sa mga segment ng tanso, at ang mga unibersal na kit ay karaniwang may kasamang hanay ng mga opsyon sa tagsibol na umangkop sa iba't ibang kategorya ng tool. Dapat na tumugma ang wire terminal at connector style sa internal wiring ng tool para mai-install ang brush nang walang pagbabago, at ang mga brush na nilayon para sa mas mataas na kasalukuyang draw, tulad ng mga nasa malalaking anggulo ng grinder, sa pangkalahatan ay nangangailangan ng mas mataas na nilalaman ng metal para sa sapat na conductivity, habang pinipili ang mga brush na may mas malambot na graphite ratio kung saan mas mahalaga ang mas tahimik, mas maayos na operasyon kaysa sa raw current capacity. Ang materyal ng commutator ay sumasali rin sa desisyon, dahil ang ilang mga brush formulation ay mas banayad sa mga softer copper commutators habang ang iba ay formulated para sa mas mahirap, mas wear-resistant na commutator surface na makikita sa mga industrial-grade na motor. Ang isang mahusay na katugmang unibersal na kit ay tumutukoy sa mga variable na ito sa pamamagitan ng pag-aalok ng isang na-curate na hanay ng mga laki at configuration sa halip na umasa sa isang generic na hugis upang magkasya sa bawat tool.