Файл: Лившиц, П. С. Скользящий контакт электрических машин (свойства, характеристики, эксплуатация).pdf

рис. 5-2 приведены данные ряда авторов, свидетельствующие о том, что имеют место случаи, когда интенсивность износа электрощеток различной полярности противоположна показанной на рис. 5-1.

испытания графитных электрощеток на контактных кольцах диа­

62

с большим содержанием меди (марки МГ64) на коллекторе элек­ трической машины типа АДН и натуральнографитных электрощеток марки 611М, на стальных контактных кольцах синхронного компен­ сатора. Разнообразие результатов подтверждается также публика­ циями в Японии и ФРГ. Так, японские авторы сообщили, что раз­ личие в полярном износе, подобное показанному на рис. Б-2,а, имеет место при испытании на бронзовых кольцах электрощеток «цветных» марок, содержащих в своем составе более 60% медного порошка. Испытания электрощеток с меньшим содержанием меди и электрощеток графитного класса дают результаты, подобные изо­ браженным на рис. 5-2,6, в, г и д [Л. 5-2]. По сведениям, опубли­ кованным в ФРГ, влияние полярности на износ электрощеток также связано с их составом: электрощетки из «черных» материалов при использовании на коллекторах влияния полярного эффекта не испы­ тывают; этот эффект особенно отчетливо проявляется при исполь­ зовании электрощеток из «цветных» материалов на контактных кольцах, причем он будет таким, как это описано в (Л. 5-2].

Столь противоречивые результаты исследования влияния поляр­ ности на износ электрощеток объясняются чрезвычайной сложностью явления. Явление простого механического износа само по себе явля­ ется достаточно сложным. В условиях рассматриваемой задачи на него накладываются еще процессы прохождения тока через скользя­ щий контакт. Последнее существенно осложняет наблюдения и пре­

к изучению механизма явления. В соответствии с установившимися взглядами износ представляет собою результат динамического * взаимодействия контактирующих элементов; его следствием явля­ ются уменьшение размеров этих элементов, изменение состояния поверхностей взаимодействия и, в конечном счете, изменение слу­ жебных качеств, находящихся в контакте тел [Л. 5-3, 5-4]. В самом общем виде износ обусловлен действием механических, электриче­ ских, химических, и электролитических факторов. Действие механи­ ческих факторов проявляется путем нарушения связей между части­ цами перемещающихся относительно друг друга твердых тел. Опи­

зоны контактов; 4 — упругого деформирования.

Абразивный износ вызывается выступающими частицами одного из контактирующих элементов, прорезающими поверхность другого контактирующего элемента. При этом с последнего срезаются струж­ ки или отдельные зерна материала. Фрикционный износ обязан своим происхождением молекулярным силам сцепления, действие

* В самом широком смысле этого слова, включая и электро­ динамическое взаимодействие.

63

приварились, и превращаются в продукты износа. Износ, опреде­ ляемый пластическим оттеснением материала из зоны контакта, свя­ зан с действием сил трения, а износ, определяемый упругим де­ формированием, связан с поверхностной усталостью контактов ма­ териалов, происходящей вследствие действия на ограниченных участ­ ках действительного контакта повторяющихся деформирующих уси­ лий.

Износ, определяемый действием сил трения и упругим дефор­

где Е — модуль упругости; Р — коэффициент, зависящий от микро­ геометрии контакта; Сто — исходная прочность; | i — коэффициент тре­ ния; р—удельная нагрузка нЗ поверхности трения; t — коэффици­ ент, характеризующий противоусталостные свойства материала со­ гласно уравнению

(5-2)

Здесь К — постоянная; Т — сила трения; п — число циклов до разрушения нагруженного образца.

Доля механической составляющей в общем объеме износа элек­ трощеток оценена в работе [Л. 5-2]. Авторы упомянутой работы счи­ тают, что у катодно-поляризованной электрощетки механическая со­ ставляющая износа занимает 1/3 общего износа, а у анодно-поля­ ризованной электрощетки даже 1/2.

Действие факторов, определяющих электрический износ элемен­ тов электрического скользящего контакта, следует учитывать двоя­ ким образом: при отсутствии искрения в контакте и при наличии такового. Все показанные на рис. 5-2 графики построены по данным

ционально току. Наряду с указанным наблюдались случаи, когда эта общая закономерность нарушалась. Объяснение влияния тока на рассматриваемый процесс содержится в работе Р. Хольма [Л. 1-9],

званные процессы связаны, естественно, с полярностью, и это дает

чество катионов пропорционально току, то сила тока и определяет интенсивность совершаемых ими воздействий. Характер такого воз­ действия помимо тока будет определяться еще и видом электро-

64