Графитовые щётки для электроинструмента. тонкости выбора

Щетки электродвигателя: назначение, виды, замена

Коллекторный узел электродвигателя необходим, чтобы передать электроэнергию на обмотки якоря. Так как якорь производит вращательное движение во время работы, передача осуществляется через специальный контакт.

Для организации подвижного контакта во всех бытовых и промышленных двигателях не используют пластины из металла. Это обусловлено высокими оборотами, при которых трение металла об металл производило бы дополнительный нагрев рабочей поверхности и быструю выработку коллектора.

Поэтому в качестве контакта был выбран графит либо уголь. Получил он название – электрическая щетка.

Щетки электродвигателя

Контакт скользящего типа, предназначенный для подведения и отведения электричества на коллекторах либо кольцевых контактах всех типов электрических машин (электродвигатели и генераторы), получил название электрощетки.

Щетки электродвигателя выпускают как с проводниками из металла, так и без них. Закрепление провода в щетке выполняют методом развальцовки, впрессовки либо при помощи пайки. Тоководы щеточные бывают таких марок:

• МПЩ – специальный тип провода многожильный, изготовленный из проволоки медной;
• ПЩ – гибкий тип провода медного проволочного плетения;
• ПЩС – провод универсальный с повышенным показателем гибкости.

На подводящем проводе предусмотрены контактные наконечники. С помощью них провод закрепляется болтом щеточного держателя. Наконечники бывают вилочного, флажкового, двойного и пластинчатого типа.

Выбор щеточного контакта

Самое важное при подборе щеток электродвигателя – знать параметры выработанных щеток. Кроме геометрических размеров, новая щетка должна совпадать по марке графита, типу и сечению провода. Необязательно брать ту же марку, как у оригинала, но твердость щетки электродвигателя и режимы работы должны совпадать

Толщина провода не должна быть меньше оригинала, а гибкость соответствовать

Необязательно брать ту же марку, как у оригинала, но твердость щетки электродвигателя и режимы работы должны совпадать. Толщина провода не должна быть меньше оригинала, а гибкость соответствовать.

Основные ошибки при подборе щеточного контакта:

• Установка более жесткого графитового контакта туда, где использовались более мягкие. Результатом может стать быстрый износ коллектора.
• Установка «универсальных» щеток повсеместно. Это может нарушить режим работы устройства.
• Ориентировка при покупке щетки на маркировку графита сбоку старой щетки электродвигателя. Маркировка графита – это не маркировка параметров контакта!

Почему щетки искрят

Искрение щеток, скользящих по коллектору, закономерно, ведь в момент перехода от одной ламели к другой происходит дуговой микроразряд.

При правильном функционировании двигателя, исправности и соответствии всех элементов оно едва уловимо глазом. Но если сильно искрит щетка электродвигателя, причина говорит о неполадках в работе.

Игнорирование этого процесса чревато выходом из строя якоря.

Причины, из-за которых искрят щетки, следующие:

• Образование нагара либо загрязнений на коллекторе. Возможно при продолжительной работе двигателя без технического обслуживания на контактах коллектора образовалась тонкая пленка из нагара. Она имеет повышенное сопротивление, что приводит к искрообразованию. Устранить неполадку можно, обработав коллектор наждачной бумагой нулевой зернистости (в направлении, куда вращаются щетки).
• Замыкание соседних контактов коллектора пылью от графита или мелким медным порошком. В этом случае в цепях возрастают токи, что приводит к сильному искрообразованию. Перемычки следует аккуратно устранить острым предметом.
• Неправильный подбор параметров щеток. В результате несоответствия сопротивления контактов также будут искры на коллекторе. Нужно заменить графитовые щетки, основываясь на технической документации двигателя.
• Выработка щеток.
• Межвитковое замыкание в обмотках якоря. Проверить якорь и заменить в случае неисправности.

Замена щеток электродвигателя

Менять щетки необходимо тогда, когда от рабочей части осталось не менее трети, а также следовать правилам:

• Подбирать щетки, соответствующие параметрам предыдущих.
• Проводить визуальный осмотр коллектора и чистку при надобности.
• Если рабочая поверхность щеток имеет скос, не путать его расположение.
• Дать щеткам время на притирку, включая мотор без нагрузок, и затем удалить притирочную пыль с коллектора.

Заключение

Кроме всех перечисленных мероприятий по уходу за щетками, также существуют специальные смазки коллекторного узла. Они позволяют снизить механическую нагрузку на контакт и препятствуют образованию нагара.

Щетки из металла

Металлическая щетка, используемая как насадка для электрических дрелей, имеет несколько разновидностей, поэтому мы подробно расскажем о каждой.

Чашечная

Щетка чашечная для дрели применяется в особо трудоемких работах, чтобы очистить поверхность от разных загрязнений: сварочные окалины, следы коррозии, капли бетона, раствора или шлака. Их используют, чтобы подготовить поверхности для окрашивания или нанесения лака, грубой обработки железных заготовок.

Отлично обрабатывают значительные площади плоских стальных изделий на высокой скорости вращения. Они характеризуются такими техническими параметрами:

• диаметр — 6,5—15,0 см;
• коническая или торцевая форма;
• если применяется резьба, то только м10 и м14.

Совет! Довольно часто шлифовальные работы по металлу проводят на разных скоростях, при этом используют инструмент с регулировкой оборотов.

Такой метод позволяет более качественно обработать поверхность заготовки. Чашку выбирают конической формы, с прессованной в нее щетиной из довольно жесткой стальной проволоки, для лучшей обработки применяют щетки с различной длиной ворса. Для полировки дерева используется нейлоновая щетка аналогичной конструкции. Вначале с помощью щеток с не слишком жесткой проволокой взлохмачивают древесину, чтобы выделить ее структуру, а затем на самых быстрых оборотах полируют насадкой поверхность.

Коническая

Конического вида щетка применяется, как насадка для дрели, и используется в местах, куда трудно добраться, чтобы провести зачистку. За счет своеобразной конструкции она легко проникает в такие места, выполняя задачи, которые не по силам другим видам аналогичных насадок.

Дисковая

Щетка дисковая для дрели (их часто называют круговыми или овальными) используется как насадка для дрели, предназначенная для работы в особо труднодоступных местах для обработки больших участков поверхностей во время ремонта или строительства.

Основным компонентом шлифовки являются скрученные стальные нити, область применения — обработка сварочных соединений (швов и стыков). Качественное полирование придает всем деталям товарный вид. Щетки отличаются весьма высокой жесткостью и запасом прочности, длительностью активной эксплуатации.

Основные технические показатели:

• диаметр: 11,5—20 см;
• длина стального ворса — 7 см, диаметр отдельных нитей от 0,3 до 0,5 мм;
• толщина одного свитого жгута — 6—20 мм;
• резьба: м10, м14;
• рекомендованная скорость вращения при обработке — 12,5 тыс. об/м.

Для дрелей щетки по металлу изготавливают по специальной технологии — ворс заливается расплавленным пластиком, что значительно увеличивает прочность изделия и его назначенный ресурс эксплуатации.

Корщетка

Еще одно довольно специфическое название для такого вида насадок — корщетка для дрели. Корщетка для пневматической промышленной дрели используется для зачистки различных деталей от ржавчины, налетов флюса или во время полировки изделий для придания им товарного вида. Хвостовик 6 см длиной жестко закрепляется в патроне инструмента, нейлоновая основа отлично полирует тонкий стальной лист, не допуская при этом его повреждений за счет своей мягкости.

Одним из отечественных поставщиков таких насадок является завод механизированного инструмента из города Конаково, Тверской области. Предприятие имеет почти полувековой опыт производства ручного электрического и пневматического инструмента для промышленного использования.

Конаковской продукцией снабжаются многие промышленные предприятия России.

ЩЕТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1. ЩЕТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1.1. Щетка

— токопроводящий элемент, непосредственно соприкасающийся с коллектором или контактным кольцом, предназначенный обеспечивать электрическую связь подвижной и неподвижной частей электрической машины

1.2. Тангенциальный размер щетки

— размер щетки электрической машины в направлении касательной к рабочей поверхности коллектора или контактного кольца

1.3. Аксиальный размер щетки

— размер щетки электрической машины в направлении оси коллектора или контактного кольца

1.4. Радиальный размер щетки

— наибольший размер щетки электрической машины в направлении оси

1.5. Фаска щетки

1.6. Ось щетки

— осевая линия, проходящая через центры верхней и контактной поверхностей щетки электрической машины

1.7. Радиальная щетка

— щетка электрической машины, ось которой совпадает с продолжением радиуса коллектора или контактного кольца

1.8. Угол наклона щетки

1.9. Реактивная щетка

— щетка электрической машины, ось которой наклонена против направления вращения коллектора или контактного кольца

1.10. Волочащаяся щетка

— щетка электрической машины, ось которой наклонена в направлении вращения коллектора или контактного кольца

1.11. Угол скоса верхней поверхности щетки

1.12. Щетка «тандем»

1.13. Щетка«V —тандем»

1.14. Положительный угол скоса верхней поверхности щетки

1.15. Отрицательный угол скоса верхней поверхности щетки

1.16. Набегающий край щетки

— размер щетки электрической машины, под который входит контактная поверхность коллектора или контактного кольца при его вращении

1.17. Сбегающий край щетки

— край щетки электрической машины, из-под которого выходит контактная поверхность коллектора или контактного кольца при его вращении

1.18. Контактная поверхность щетки

— поверхность щетки электрической машины, непосредственно соприкасающаяся с поверхностью коллектора или контактного кольца

1.19. Скошенная контактная поверхность щетки

1.20. Закругленная контактная поверхность щетки

1.21. Верхняя часть щетки (верх щетки)

1.22. Верх щетки со скосом

1.23. Верх щетки с частичным скосом

1.24. Верх щетки наклонный

1.25. Частично наклонный верх

1.26. Верхняя часть щетки с уступом

1.27. Верх со скошенным углом

1.28. Верхняя поверхность щетки

1.29. Закругленная верхняя поверхность щетки

1.30. Верхняя поверхность щетки с канавкой

1.31. Верхняя поверхность щетки с пазом

1.32. Пазы для выхода пыли

1.33. Щетка с головкой

— щетка электрической машины, верх которой выполнен в виде выступа соответствующей формы

1.34. Головка щетки в виде «ласточкиного хвоста»

1.35. Головка щетки цилиндрическая

1.36. Головка щетки коническая

1.37. Боковые грани щетки

1.38. Внутренняя грань щетки

— грань щетки электрической машины, обращенная к сердечнику якоря

1.39. Наружная грань щетки

1.40. Лицевые грани щетки

1.41. Передняя лицевая грань щетки

1.42. Задняя лицевая грань щетки

1.43. Неразрезная щетка

1.44. Разрезная щетка

1.45. Раздельная щетка из двух материалов

1.46. Разрезная щетка с общим отдельным клинообразным верхом

1.47. Разрезная тройная щетка с общим отдельным верхом

1.48. Раздельная тройная щетка из двух материалов с общим отдельным верхом

1.49. Щетка армированная

1.50. Многослойная неразрезная щетка

— щетка электрической машины, изготовленная из слоев двух или более материалов

1.51. Щетка цельная из двух материалов

— щетка электрической машины, изготовленная из слоев двух материалов

1.52. Слоистая щетка с прокладкой из металлической сетки

1.53. Щетка со вставками

— щетка электрической машины, имеющая на контактной поверхности отверстия, через которые вводят специальный заполняющий материал (заполнитель)

1.54. Накладка щетки

— элемент арматуры щетки электрической машины, защищающий верхнюю поверхность щетки от механических повреждений, изолирующий и амортизирующий ее, а также равномерно распределяющий давление на щетку

1.55. Металлическая вставка щетки

1.56. Металлическая накладка щетки

1.57. Металлический верх щетки

1.58. Выступающая накладка щетки

1.59. Амортизирующая изоляционная накладка щетки

1.60. Токоведущий провод щетки

— элемент арматуры щетки электрической машины, предназначенный для подвода (отвода) электрического тока, конструктивно выполненный в виде гибкого провода

1.61. Изолирующий, защищенный токоведущий провод

1.62. Крепление токоведущего провода в тело щетки способом развальцовки

1.63. Крепление токоведущего провода в тело щетки способом запрессовки

1.64. Крепление токоведущего провода в тело щетки способом пайки

1.65. Крепление токоведущего провода в тело щетки способом конопатки

1.66. Луженый токоведущий провод

— токоведущий провод, состоящий из провода с оловянистым покрытием

Распространённые неисправности и причины их появления

Из-за особого принципа работы эти детали регулярно выходят из строя. Работая, они все время трутся о коллектор, и в результате изнашиваются. Бытовые шуруповерты, в которых стоят качественно изготовленные графитовые детали, сделаны таким образом, чтобы они истирались как можно медленнее. В инструменте, которым мало пользуются, критический износ случается в редких случаях. Изношенные щетки перестают контактировать с коллектором.

Если контакт теряется частично, то:

• повышается искрение;
• неравномерно вращается мотор;
• инструмент начинает дергаться.

Иногда в цепи происходит разрыв, который приводит к тому, что двигатель не запускается совсем. Если щетки заклинивает в направляющих и пружина не в состоянии хорошо прижимать их к коллектору, то они начинают зависать.

Зрительно можно определить следующие поломки:

• повреждения коллекторно-щеточного узла;
• сломанную прижимную пружину;
• обрыв провода щетки.

Для шуруповерта очень опасно их искрение, которое появляется из-за того, что на коллекторе накапливается грязи и нагар. Нужно очистить с помощью нулевой наждачной бумаги. Контакты замыкаются по причине накопления медного порошка или графитовой пыли. Все удаляют любым острым предметом, можно ножом.

Замена щеток при регулярном использовании шуруповерта требуется часто

Искрение будет наблюдаться, если контакты отличаются по уровню сопротивления, а щетки по основным параметрам подобраны неправильно. Даже правильно подобранным деталям понадобится некоторое время на то, чтобы они притерлись. Профессионалы советуют запустить двигатель вхолостую без нагрузки. Необходимо регулярно очищать коллектор. Для продления срока эксплуатации шуруповерта используют специальные смазки.

Болгарки без задней рукоятки

У шлифмашин, не имеющих задней рукоятки, замена щёток производится в следующей последовательности:

1. Вывинтить саморез с торца болгарки.
2. Стянуть защитный цилиндрический кожух.
3. Стянуть крышечку с блока контакта.
4. Поддеть тонкой отвёрткой прижимную крышечку щётки и вытянуть графитовый стержень.
5. Вставить новую щётку, закрыть блок контакта крышкой.
6. Повторить все действия с другой щёткой.
7. Надеть кожух на УШМ и зафиксировать его саморезом.

Часто встречается другой способ крепления щёток. В этом случае последовательность действий будет следующая:

1. Снять кожух, предварительно вывинтив саморез.
2. Освободить щётку от прижимной ленточной пружины, подковырнув последнюю отвёрткой.
3. Извлечь щётку из направляющего блока, подковыривая отвёрткой.
4. Снять контакт щётки с разъёма. Также при помощи подковыривания отвёрткой.
5. Соединить контакт нового графитового стержня с разъёмом, вставить щётку в направляющий блок и прижать пружиной.
6. Повторить все действия со второй щёткой, закрыть корпус кожухом и привинтить его саморезом.

Это два самых распространённых способа замены графитовых контактов. Хотя не исключены и другие варианты конструкций шлифмашин.

Расшифровка условных обозначений марок материала щеток

Условное обозначение	Полное обозначение	Условное обозначение	Полное обозначение	Условное обозначение	Полное обозначение
9	МГС5	56	611ОМ	83	М3
12	ЭГ2А	59	ЭГ4Э	84	ЭГ84
14	ЭГ4	61	ЭГ61	85	ЭГ85
17	МГ	62	ЭГ62	86	М6
18	ЭГ8	63	ЭГ63	87	ЭГ51А
19	МГ4	65	ЭГ17	88	611М
20	Г20	66	ЭГ13П	89	МГС9А
21	МГСО	67	ЭГ13	91	МГ64
32	Г22	68	ЭГ2АФ	92	МГСО1
34	Г21	71	ЭГ71	93	М20
41	ЭГ14	72	МГС20	94	20
43	Г3	74	ЭГ74	95	МГ4С
44	Г4	74К	ЭГ74К	96	96-0
50	ЭГ50	75	ЭГ75	97	М1А
51	ЭГ51	77	МГСОА	103	Г33
52	МГС21	79	ЭГ74АФ	106	ЭГ86
53	МГС51	81	М1	108	ЭГ84-1
82	МГ2

Самые распространенные марки щеток на сегодня:

• Электрографитовые ЭГ-14, ЭГ-4, ЭГ-8, ЭГ2А, ЭГ71, ЭГ-74, ЭГ8, Г3
• Меднографитовые М1, МГСО, МГ4, МГ2, МГ, 611ОМ, МГС7

В случае если оригинальная марка неизвестна, то можно подобрать щетки по эксплуатационным характеристикам которые приведены в следующей таблице:

Марка	Тверд.	Удельное электрич. сопр., мк Ом*м	Коэффи-циент трения, не более	Плотн. тока, А/см2, не более	Номи-нальное давление на щетку, кПа	Линейная скорость, м/с, не более	Преимущественная область применения
ЭГ4	2 — 6	6 — 16	0,25	12	20	60	Электрические машины постоянного тока с резко выраженной неравномерностью нагрузки; гребные двигатели; электропривод вентиляторов, машины универсального назначения; Контактные кольца цепей возбуждения турбогенераторов мощностью менее 200 МВт и одноякорных преобразователей; Электрические машины постоянного тока небольшой мощности для контактных колец синхронных и асинхронных двигателей с фазным ротором
ЭГ14	8 — 30	20 — 38	0,25	12	40	45	Электропривод различного назначения, в т.ч. мощные двигатели и генераторы с резко выраженной неравномерностью нагрузок; гребные двигатели; сварочные и тяговые енераторы; Крановые двигатели постоянного тока; электрические машины постоянного тока для черной и цветной металлургии и для контактных колец
ЭГ141	10 — 30	20 — 60	0,3	17	30	50	Тяговые и вспомогательные электрические машины ж/д и городского транспорта, а также электрические машины общего промышленного применения
ЭГ2А	8 — 21	11 — 27	0,23	12	25	50	Вспомогательные электрические машины подвижного состава ж/д, тепловозов, промышленного транспорта; генераторы и двигатели с резко выраженной неравномерной нагрузкой
ЭГ50	11 — 31	19 — 39	—	13	15	60	Электродвигатель постоянного тока МЭ 272, для вентиляторов системы охлаждения двигателей транспорта
ЭГ2АФ1	6 — 22	10 — 32	0,23	15	20	90	Контактные кольца турбогенераторов и синхронных компенсаторов
ЭГ61А ЭГ61 УМК	20 — 65	36 — 72	0,15	17	40	60	Электрические двигатели напряжением до 500В для подвижного ж/д состава, современных магистральных электровозов
ЭГ-71 УМК	6 -14	19 — 35	0,30	12	25	45	Машины постоянного тока напряжением до 500 В. с тяжёлыми условиями коммутации
ЭГ74	15 — 55	35 — 75	0,22	20	40	50	Электрические машины постоянного тока с наиболее тяжелыми условиями коммутации и резко выраженной неравномерностью прикладываемых нагрузок; мощные тяговые двигатели некоторых типов современных локомотивов
ЭГ75	—	35 — 65	0,17	15	40	50	Электрические тяговые двигатели и высоковольтные вспомогательные машины современных магистральных электровозов; тяговые электрические машины с тяжелыми условиями коммутации и повышенными температурами нагрева
ЭГ841 ЭГ84 УМК	—	40 — 80	0,16	17	40	55	Тяговые и вспомогательные двигатели городского транспорта; тяговые двигатели мощных самосвалов с электроприводом
МГ-4	10 — 22	1,3 не более	0,20	24	25	30	Контактные кольца одноякорных преобразователей, асинхронных двигателей и синхронных генераторов; машины постоянного тока напряжением до 40 В
611ОМ	6 — 12	8 — 28	0,30	15	30	90	Электрические машины с контактными кольцами; электрические машины низковольтные коллекторные с облегченными условиями коммутации

Если у вас стояли щетки иностранного производства, то для того чтобы вам помогли подобрать наиболее подходящие, необходимо обратиться к сотрудникам нашей компании.

Из чего состоят

Основным элементом является графит, который почти на 15% состоит из золы. К другим составляющим следует отнести битумы, газы, диоксид кремния, оксиды фосфора и железа. Удельный вес сырья зависит от показателей его дисперсности и концентрации тонких пород. В естественных условиях графит не плавится. Даже если его накаливать в обширной струе воздуха, процесс горения будет тяжелее, чем у алмазов. В пламени вольтовой дуги графит постепенно улетучивается, но не растекается.

Даже в кислотах материал долго сохраняет физические свойства, а при контакте с неорганическими соединениями образует вспышки. В составе оригинальных запчастей может быть и свинцовый сурик. Так называется тяжелый металлический порошок, который получают посредством термической обработки глета-полуфабриката. Он вдвое повышает устойчивость материалов к эксплуатационным нагрузкам и окислению. В итоге такие конструкции не ржавеют даже в морской воде.

Из чего изготавливают

Щетки на болгарку и прочие электроинструменты изготавливаются из разных материалов, но основными являются — уголь и графит. Именно этот материал имеет низкий коэффициент трения, а также обладает повышенной прочностью к истиранию. Для улучшения контакта, в состав графита или угля при изготовлении щеток добавляются разные примеси. В зависимости от используемых примесей, различают следующие виды щеток:

• Угольные
• Омедненные
• Угольно-графитовые
• Графитные
• Медно-угольные
• Медно-графитные

Состав основной части влияет не только на срок службы или износ, но еще и на такой параметр, как признаки искрения. Величина искрения щеток зависит от состава, из которого они изготовлены

При их покупке нужно обращать внимание на состав, и не приобретать оснастку неизвестного происхождения и сомнительного качества

Это интересно! В конструкции щеток находится керамический наконечник, который выполняет одну из важных задач. При истирании графитового слоя до предела, наконечник начинает контактировать с медными ламелями коллектора. Керамика не проводит электрический ток, поэтому болгарка при истирании щеток будет работать с перебоями или вовсе не будет включаться, пока устройства не будут заменены.

Щетки электродвигателя

Контакт скользящего типа, предназначенный для подведения и отведения электричества на коллекторах либо кольцевых контактах всех типов электрических машин (электродвигатели и генераторы), получил название электрощетки.

Щетки электродвигателя выпускают как с проводниками из металла, так и без них. Закрепление провода в щетке выполняют методом развальцовки, впрессовки либо при помощи пайки. Тоководы щеточные бывают таких марок:

• МПЩ – специальный тип провода многожильный, изготовленный из проволоки медной;
• ПЩ – гибкий тип провода медного проволочного плетения;
• ПЩС – провод универсальный с повышенным показателем гибкости.

На подводящем проводе предусмотрены контактные наконечники. С помощью них провод закрепляется болтом щеточного держателя. Наконечники бывают вилочного, флажкового, двойного и пластинчатого типа.

Это интересно: Виды электросчетчиков для квартиры и частного дома, их отличия — разъясняем по пунктам

Бесщеточный мотор преимущества и недостатки

Бесщеточный мотор гарантирует более длительный срок службы, поскольку на самом деле нет щетки, чтобы его изнашивать. Они могут работать более 1000 часов. Безщеточные моторы более энергоэффективны, чем щеточные.

Однако они изначально стоят дороже, чем щеточные моторы. Вам также необходимо коммутировать устройства, такие как кодировщики и контроллеры.

Щеточный двигатель сильно шумит, тогда как их бесщеточные аналоги менее шумные. Бесщеточный двигатель также предлагает более высокое отношение крутящего момента к весу. Что еще? Нет необходимости иметь дело с ионизирующими искрами от коммутатора и электромагнитными помехами.