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IEC 60136 Ed. 3.0 b:2024 Dimensions, marking and testing of carbon brushes and dimensions of brush-holders for electrical machinery, 2024

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IEC 60136 Ed. 3.0 b:2024 Dimensions, marking and testing of carbon brushes and dimensions of brush-holders for electrical machinery, 2024

English [Go to Page]
CONTENTS
FOREWORD
1 Scope
2 Normative references
3 Terms, definitions and symbols [Go to Page]
3.1 Terms and definitions
3.2 Symbols
4 Units and marking [Go to Page]
4.1 Units
4.2 Marking [Go to Page]
4.2.1 Units
4.2.2 Additional marks on the brush
4.2.3 Additional marks for brush-holders
5 Principal dimensions and tolerances of brushes [Go to Page]
5.1 Sequence
5.2 Standard dimensions
5.3 Tolerances on principal dimensions [Go to Page]
5.3.1 General tolerances
5.3.2 Split brushes
5.3.3 Metal-graphite brushes
5.4 Recommended combinations of principal dimensions [Go to Page]
5.4.1 Combination for t and a
5.4.2 Square brush
6 Complementary dimensions of brushes [Go to Page]
6.1 Chamfers [Go to Page]
6.1.1 Angle
6.1.2 Dimension
6.1.3 Non-reversing chamfer
6.2 Angles for contact and top bevels [Go to Page]
6.2.1 Angles for contact bevel
6.2.2 Angles for top bevel
6.2.3 Combination of angles
6.3 Pressure area
6.4 Depth of insertion qi of the flexible (shunt) in the brush
6.5 Residual material width adjacent to the flexible
6.6 Safe length of a worn brush rm
7 Terminations of brushes: flexibles and terminals [Go to Page]
7.1 Flexibles [Go to Page]
7.1.1 General
7.1.2 Nominal area and maximum diameter of flexibles
7.1.3 Length of flexible
7.1.4 Flexible protection
7.2 Terminals [Go to Page]
7.2.1 General
7.2.2 Axial spade terminals
7.2.3 Flag terminals
7.2.4 Double shoe terminals
7.2.5 Tubular terminals
7.2.6 Soldered terminals
7.2.7 Current capacity of terminals
8 Test procedures for determining physical properties of brushes [Go to Page]
8.1 General
8.2 Measurement of electrical resistance of brush/flexible connection [Go to Page]
8.2.1 General
8.2.2 Test equipment
8.2.3 Test procedure
8.2.4 Test procedure for method b) (mathematical)
8.2.5 Calculation and report
8.3 Measurement of the pull strength of tamped or moulded connections [Go to Page]
8.3.1 General
8.3.2 Principle
8.3.3 Test equipment
8.3.4 Test procedure
8.3.5 Calculation and report
9 Brush-holder dimensions and configuration [Go to Page]
9.1 General
9.2 Dimensions of the inside of the brush-box [Go to Page]
9.2.1 Main dimensions
9.2.2 Tolerances and clearances on brush-box t and a
9.2.3 Dimensions and tolerances on brush-box chamfer
9.3 Check of brush-box dimensions [Go to Page]
9.3.1 General
9.3.2 Gauging of dimensions t and a
9.3.3 Gauging of chamfers
9.4 Serrations on fixing face of the brush-holder [Go to Page]
9.4.1 General
9.4.2 Profile and dimensions of serrations
9.4.3 Location of serrations
9.5 Brush-holder mounting position
Annex A (normative) Equivalent dimensions in inches
Annex B (normative) Values of the principal dimensions of metal-graphite brushes
Annex C (informative) Considerations relative to brush stability [Go to Page]
C.1 General
C.2 Radial brush without top bevel angle operating in bidirectional rotation
C.3 Radial brush with top bevel angle operating in the forward direction
C.4 Radial brush with top bevel angle operating in the reverse direction
C.5 Trailing type brushes
C.6 Reaction type brush with top bevel angle
Annex D (informative) Flexibles configuration
Annex E (informative) Flexible location
Annex F (informative) Recommended values of thickness for spade, flag and double shoe terminals
Annex G (informative) Technical questionnaire for the definition of a carbon brush
Bibliography
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Examples of brush components
Figure 2 – Chamfer height
Figure 3 – Contact bevel angle α
Figure 4 – Top bevel angle β
Figure 5 – Pressure area width for commutator and for slip-ring
Figure 6 – Depth of insertion
Figure 7 – Residual material width
Figure 8 – Safe length of a worn brush
Figure 9 – Flexible dimensions lS and dS for different examples of brushes
Figure 10 – Definition of distance dP for different types of brush connection
Figure 11 – Brush-holder box chamfer height
Figure 12 – Definition of serration location distance
Figure 13 – Safe remaining length mark for different brush designs
Figure 14 – Main dimensions for a wedge-edge brush
Figure 15 – Preferred orientation for anisotropic grades depending on the application
Figure 16 – Angle of chamfers
Figure 17 – Split brush
Figure 18 – Non-reversing chamfer height
Figure 19 – Sharp edge when a contact bevel angle α is applied
Figure 20 – Flat surface of edge when a top bevel angle β is applied
Figure 21 – Flexible configuration illustration
Figure 22 – Definition of shape and dimensions of axial spades terminals
Figure 23 – Definition of shape and dimensions of flag terminals
Figure 24 – Definition of shape and dimensions of double shoe terminals
Figure 25 – Definition of shape and dimensions of tubular terminals
Figure 26 – Definition of shape (example) and dimensions of formed spade terminal
Figure 27 – Definition of shape (examples) and dimensions of two types of pin terminals
Figure 28 – Examples of testing device for the measurementof the connection electrical resistance
Figure 29 – Example of contact probe for flexible
Figure 30 – Example of contact probe for brush
Figure 31 – Measurement of connection resistance for a moulded or tamped connection
Figure 32 – Measurement of connection resistance for a riveted connection
Figure 33 – Alternative method for the measurementof connection resistance in case of 2 rivets
Figure 34 – Connection with a metal top soldered or riveted to the block
Figure 35 – Iterated determination of location P of Probe 2
Figure 36 – Test equipment for the measurement of the pull out force
Figure 37 – Example of support device for brushes with inclined connection hole
Figure 38 – Profile of serrations – cross-sectional view
Figure C.1 – Illustration of rotational moments for a radial brush
Figure C.2 – Illustration of forces applied on a radial brushwith top bevel angle operating in the forward rotation
Figure C.3 – Illustration of forces applied on a radial brushwith top bevel angle operating in the reverse direction
Figure C.4 – Illustration of forces applied on a trailing brushwith a top bevel angle operating in the forward direction
Figure C.5 – Illustration of forces applied on a reaction brush
Figure E.1 – Flexible location
Figure G.1 – Main dimensions
Figure G.2 – Brush operation
Tables [Go to Page]
Table 1 – Symbols for each unit system
Table 2 – Standard dimensions of brush block
Table 3 – Tolerances on t, a and r
Table 4 – Recommended combination of t, a and r
Table 5 – Dimension of chamfer height c
Table 6 – Recommended values of non-reversing chamfer height
Table 7 – Preferred values for contact bevel angle α and top bevel angle β
Table 8 – Typical combination values for contact bevel angle α and top bevel angle β
Table 9 – Recommended minimum values of pressure area width wp
Table 10 – Maximum values of depth of insertion qi
Table 11 – Example of maximum values of qi for an EG grade
Table 12 – Minimum width of residual material
Table 13 – Recommended nominal area for flexibles and their corresponding maximum diameter
Table 14 – Standard lengths of flexibles lS and tolerances
Table 15 – Standard values of spades terminals dimensions
Table 16 – Standard values of flag terminals dimensions
Table 17 – Standard values of double shoe terminals dimensions
Table 18 – Standard values of tubular terminals dimensions
Table 19 – Standard values of formed spade terminals dimensions and tolerances
Table 20 – Minimum values of current capacity for terminals
Table 21 – Tolerances on brush box dimensions and clearances
Table 22 – Maximum value of the brush-box chamfer height cH
Table A.1 – Standard dimensions and tolerances on brush dimensions t ⨯ a ⨯ r in inch system
Table A.2 – Nominal and maximum dimensions of chamfer height c to be used in inch system
Table A.3 – Recommended minimum value of wp to be used in inch system
Table A.4 – Maximum values of depth of insertion qi
Table A.5 – Recommended nominal area for flexibles (shunts) and their corresponding maximum diameter
Table A.6 – Standard lengths of flexibles lS and tolerances
Table B.1 – t ⨯ a ⨯ r tolerances and clearance for metal graphite grades
Table C.1 – Overview of the different mechanical configurations (bevel angles) in operation
Table D.1 – Configuration of flexibles
Table F.1 – Recommended thickness for spade, flag and double shoe terminals corresponding to screws diameter
Table G.1 – Elements to be included in a form
Français [Go to Page]
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS
1 Domaine d'application
2 Références normatives
3 Termes, définitions et symboles [Go to Page]
3.1 Termes et définitions
3.2 Symboles
4 Unités et marquages [Go to Page]
4.1 Unités
4.2 Marquages [Go to Page]
4.2.1 Unités
4.2.2 Marques supplémentaires sur le balai
4.2.3 Marques supplémentaires sur les porte-balais
5 Dimensions principales et tolérances sur les balais [Go to Page]
5.1 Séquence
5.2 Dimensions normalisées
5.3 Tolérances sur les dimensions principales [Go to Page]
5.3.1 Tolérances générales
5.3.2 Balais jumelés
5.3.3 Balais métallographitiques
5.4 Combinaisons recommandées pour les dimensions principales [Go to Page]
5.4.1 Combinaisons pour t et a
5.4.2 Balai carré
6 Dimensions supplémentaires des balais [Go to Page]
6.1 Chanfreins [Go to Page]
6.1.1 Angle
6.1.2 Dimension
6.1.3 Chanfrein d'irréversibilité
6.2 Angles du biseau de contact et angles du biseau supérieur [Go to Page]
6.2.1 Angles du biseau de contact
6.2.2 Angles du biseau supérieur
6.2.3 Combinaison d'angles
6.3 Surface d'application de la pression
6.4 Profondeur d'insertion qi du câble (shunt) dans le balai
6.5 Largeur du matériau résiduel adjacent au câble
6.6 Limite d'utilisation d'un balai usé rm
7 Connexions des balais: câbles et cosses [Go to Page]
7.1 Câbles [Go to Page]
7.1.1 Généralités
7.1.2 Surface nominale et diamètre maximal des câbles
7.1.3 Longueur du câble
7.1.4 Protection du câble
7.2 Cosses [Go to Page]
7.2.1 Généralités
7.2.2 Cosses axiales
7.2.3 Cosses drapeaux
7.2.4 Cosse à double bourrelet
7.2.5 Cosses tubulaires
7.2.6 Cosses soudées
7.2.7 Intensité admissible des cosses
8 Procédures d'essai pour déterminer les propriétés physiques des balais [Go to Page]
8.1 Généralités
8.2 Mesurage de la résistance électrique de la connexion câble/balai [Go to Page]
8.2.1 Généralités
8.2.2 Équipement d'essai
8.2.3 Procédure d'essai
8.2.4 Procédure d'essai pour la méthode b) (mathématique)
8.2.5 Calcul et rapport
8.3 Mesurage de la résistance à l'arrachement des connexions scellées ou moulées [Go to Page]
8.3.1 Généralités
8.3.2 Principe
8.3.3 Équipement d'essai
8.3.4 Procédure d'essai
8.3.5 Calcul et rapport
9 Dimensions et configuration des porte-balais [Go to Page]
9.1 Généralités
9.2 Dimensions intérieures de la cage du porte-balais [Go to Page]
9.2.1 Dimensions principales
9.2.2 Tolérances et jeux sur les dimensions t et a de la cage du porte-balais
9.2.3 Dimensions et tolérances sur le chanfrein de la cage du porte-balais
9.3 Vérification des dimensions des cages de porte-balais [Go to Page]
9.3.1 Généralités
9.3.2 Vérification des dimensions t et a
9.3.3 Vérification des chanfreins
9.4 Face de fixation crantée du porte-balais [Go to Page]
9.4.1 Généralités
9.4.2 Profil et dimensions des crans
9.4.3 Position des crans
9.5 Position de montage du porte-balais
Annexe A (normative) Dimensions équivalentes en pouces
Annexe B (normative) Valeurs des dimensions principales des balais métallographitiques
Annexe C (informative) Considérations relatives à la stabilité du balai [Go to Page]
C.1 Généralités
C.2 Balai radial sans angle du biseau supérieur qui fonctionne en mode bidirectionnel
C.3 Balai radial avec angle du biseau supérieur qui fonctionne dans le sens de rotation à droite
C.4 Balai radial avec angle du biseau supérieur qui fonctionne dans le sens de rotation inverse
C.5 Balais traînants
C.6 Balai à réaction avec angle du biseau supérieur
Annexe D (informative) Configuration des câbles
Annexe E (informative) Position des câbles
Annexe F (informative) Valeurs recommandées pour l'épaisseur des cosses axiales, des cosses drapeaux et des cosses à double bourrelet
Annexe G (informative) Questionnaire technique pour la définition d'un balai
Bibliographie
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Exemples de composants de balais
Figure 2 – Hauteur du chanfrein
Figure 3 – Angle du biseau de contact α
Figure 4 – Angle du biseau supérieur β
Figure 5 – Largeur de la surface d'application de la pression pour le collecteur et la bague
Figure 6 – Profondeur d'insertion
Figure 7 – Largeur du matériau résiduel
Figure 8 – Limite d'utilisation d'un balai usé
Figure 9 – Dimensions du câble lS et dS pour différents exemples de balais
Figure 10 – Définition de la distance dP pour différents types de connexions de balai
Figure 11 – Hauteur du chanfrein de la cage du porte-balais
Figure 12 – Définition de la distance de positionnement des crans
Figure 13 – Longueur restante avant d'atteindre la limite d'utilisation pour différentes conceptions de balais
Figure 14 – Dimensions principales d'un balai trapèze
Figure 15 – Orientation préférentielle des nuances anisotropes en fonction de l'application
Figure 16 – Angle des chanfreins
Figure 17 – Balai jumelé
Figure 18 – Hauteur du chanfrein d'irréversibilité
Figure 19 – Arête vive lorsqu'un angle du biseau de contact α est appliqué
Figure 20 – Surface plane d'une arête lorsqu'un angle du biseau de contact β est appliqué
Figure 21 – Représentation de la configuration des câbles
Figure 22 – Définition de la forme et des dimensions des cosses axiales
Figure 23 – Définition de la forme et des dimensions des cosses drapeaux
Figure 24 – Définition de la forme et des dimensions des cosses à double bourrelet
Figure 25 – Définition de la forme et des dimensions des cosses tubulaires
Figure 26 – Définition de la forme (exemple) et des dimensions des cosses fourches
Figure 27 – Définition de la forme (exemples) et des dimensions des deux types de cosses pastilles
Figure 28 – Exemples de dispositifs d'essai pour mesurer la résistance électrique de la connexion
Figure 29 – Exemple d'électrode de contact pour câble
Figure 30 – Exemple d'électrode de contact pour balai
Figure 31 – Mesurage de la résistance de connexion pour une connexion moulée ou scellée
Figure 32 – Mesurage de la résistance de connexion pour une connexion rivetée
Figure 33 – Autre méthode possible pour mesurer la résistance de connexion lorsque 2 rivets sont présents
Figure 34 – Connexion avec une plaquette métallique soudée ou rivetée au bloc
Figure 35 – Détermination itérée de la position P de l'Électrode 2
Figure 36 – Équipement d'essai pour mesurer la force d'arrachement
Figure 37 – Exemple de dispositif de support pour les balais avec un trou de connexion incliné
Figure 38 – Profil des crans – vue en coupe
Figure C.1 – Représentation des moments de rotation pour un balai radial
Figure C.2 – Représentation des forces appliquées sur un balai radial avec angle du biseau supérieur qui fonctionne dans le sens de rotation à droite
Figure C.3 – Représentation des forces appliquées sur un balai radial avec angle du biseau supérieur qui fonctionne dans le sens de rotation inverse
Figure C.4 – Représentation des forces appliquées sur un balai traînant avec angle du biseau supérieur qui fonctionne dans le sens de rotation à droite
Figure C.5 – Représentation des forces appliquées sur un balai à réaction
Figure E.1 – Position des câbles
Figure G.1 – Dimensions principales
Figure G.2 – Fonctionnement du balai
Tableaux [Go to Page]
Tableau 1 – Symboles pour chaque système d'unités
Tableau 2 – Dimensions normalisées d'un bloc de balai
Tableau 3 – Tolérances sur t, a et r
Tableau 4 – Combinaisons recommandées pour t, a et r
Tableau 5 – Dimension de la hauteur du chanfrein c
Tableau 6 – Valeurs recommandées pour la hauteur du chanfrein d'irréversibilité
Tableau 7 – Valeurs préférentielles pour l'angle du biseau de contact α et l'angle du biseau supérieur β
Tableau 8 – Valeurs de combinaison types pour l'angle du biseau de contact α et l'angle du biseau supérieur β
Tableau 9 – Valeurs minimales recommandées pour la largeur de la surface d'application de la pression wp
Tableau 10 – Valeurs maximales de la profondeur d'insertion qi
Tableau 11 – Exemples de valeurs maximales de qi pour une nuance EG
Tableau 12 – Largeur minimale du matériau résiduel
Tableau 13 – Surface nominale recommandée pour les câbles et diamètre maximal correspondant
Tableau 14 – Longueurs normalisées des câbles lS et tolérances
Tableau 15 – Valeurs normalisées des dimensions des cosses axiales
Tableau 16 – Valeurs normalisées des dimensions des cosses drapeaux
Tableau 17 – Valeurs normalisées des dimensions des cosses à double bourrelet
Tableau 18 – Valeurs normalisées des dimensions des cosses tubulaires
Tableau 19 – Valeurs normalisées des dimensions des cosses fourches et tolérances
Tableau 20 – Valeurs minimales de l'intensité admissible pour les cosses
Tableau 21 – Tolérances sur les dimensions de la cage du porte-balais et jeux
Tableau 22 – Valeur maximale de la hauteur du chanfrein du porte-balais cH
Tableau A.1 – Dimensions normalisées et tolérances sur les dimensions t ⨯ a ⨯ r des balais en système impérial (pouces)
Tableau A.2 – Dimensions nominales et maximales de la hauteur du chanfrein c à utiliser dans le système impérial (pouces)
Tableau A.3 – Valeur minimale recommandée de wp à utiliser dans le système impérial (pouces)
Tableau A.4 – Valeurs maximales de la profondeur d'insertion qi
Tableau A.5 – Surface nominale recommandée pour les câbles (shunts) et diamètre maximal correspondant
Tableau A.6 – Longueurs normalisées des câbles lS et tolérances
Tableau B.1 – Tolérances sur t ⨯ a ⨯ r et jeu sur les nuances métallographitiques
Tableau C.1 – Vue d'ensemble des différentes configurations mécaniques (angles du biseau) en fonctionnement
Tableau D.1 – Configuration des câbles
Tableau F.1 – Épaisseur recommandée pour les cosses axiales, les cosses drapeaux et les cosses à double bourrelet en fonction du diamètre des vis
Tableau G.1 – Éléments à inclure dans un formulaire [Go to Page]

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