Композиция для изготовления коллекторов и контактных колец электрических машин

 

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (11) S(so Н 01 R 39/04 ( а ( у ( (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3415958/24-07 (22) 31.03.82 (46) 07.10.83. Бюл. и 37 (72) А.С,фиалков, Н.A.Êîðìèëèöûíà, Ю.С.Крылов, А.А.Козырев, В .М.Кормилицын и Г.В .Чамина (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных иэделий (53) 621.313. 047. 2 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 368637, кл. Н 01 R 39/20, 1970.

2. Патент ГДР М 62114, кл. 21 d 59 1968. (54)(57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КОЛЛЕКТОРОВ И КОНТАКТНЫХ КОЛЕЦ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАВИН, содержащая углеродистые компоненты и связующее, о тл и ч а ю щ а я с я,тем, что, с целвю повыаения прочностных характеристик, тик изделия, она выполнена иэ частиц следующего гранулометрического состава, масА:

С размером частиц более 250 ммкм 3,0-10

С размером частиц

250-63 ммкм 10-25

С размером частиц менее 63 ммкм Остальное при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Углеродистые ком(.поненты 65-85

Связующее 15-35

1046812

30-40

Известный щеточный материал непригоден для изготовления кол- . лекторов и колец в связи с тем, что он изготовлен на основе техни30 ческого углерода и поэтому в значительной степени подвергается электрической эрозии и окислению в условиях повышенных температур, и, во-вторых, предлагаемое соотношение частиц различного размера в материале не позволяет достигнуть высокой плотности упаковки частиц и необходимой для конструкционного материала прочности.

Наиболее близкой к предлагаемой является композиция для изготовления коллекторов и контактных колец электрических машин, содержащая углеродистые компоненты и связующее1 21. 45

Недостатком известного материала является нестабильность свойств готового продукта, связанная с большим разбросом гранулометрического состава частиц. 50

Цель изобретения - повышение стабильности электрофизических и электроконтактных свойств, прочностных характеристик углеграфитовых коллектоРов, контактных колец. 55

Укаэанная цель достигается тем, что композиция для изготовления коллекторов и контактных колец электричес"

Изобретение относится к электротехнике и касается материалов, из которых могут быть изготовлены коллекторы и контактные кольца электрических машин, 5

Для снижения электрических потерь и улучшения стабильности работы узла токосъема коллекторных электрических машин необходимо снижение переходного падения напряжения на пару 10 щеток, спрямленные вольтамперные характеристики и снижение коэффициента трения. Такими свойствами обладают -углеграфитовые коллекторные материЗЛЫе 15

Известна контактная щетка 11 на основе термического углерода (сажи) и пека, изготовленная иэ пресс-порошка со следующим гранулометрическим составом, вес.4: 20

С размером частиц более 250 ммк 0,5-2 5

С размером частиц

250-63 ммк

С размером частиц 25 менее 63 ммк Остальное ких машин, содержащая углеродистые ком лоненты и связующее, выполнена из частиц следующего гранулометрическо" го состава, мас.й:

С размером более 250 ммкм 3 10

С размером250-63 ммкм -1 0-25

С размером менее

63 имки Остальное при следующем соотношении компонентов, мас.4:

Углеродистые компоненты 65-68

Связующее ::15-35

Пример 1. Пековый кокс в количестве 65 мас., просеянный через, сито 010, и 35 мас.3 высокотемпературного пека с температурой размягчения

120-140 С совместно обрабатывают в виброиельнице И-400-1,5 в течение

50 мин при температуре смещения 20о

50 С. Полученную смесь вальцуют 3 ра" за на вальцах 502-037 при 260-270 С.

Охлажденную вальцованную массу размалывают на молотковой дробилке типа ДМ-300. Полученный пресс-порошок имеет следующий гранулометрический состав, мас.3:

С размером частиц более 250 ммк 18,6

С размером

63-250 ммк . 41,4

С размером менее

63 ммк Остальное

Затем полученную смесь гранул прессуют при комнатной температуре на гидравлическом прессе ПД 476 при удельном давлении 140 ИПа.

Заготовки имеют кажущуюся плотность 1,65 г/cMÐ и диаметр 30 70 мм.

Кольца обжигают в периодической печи Ридгаммера в углеродной засыпке при 1200 С, а затеи графитируют в печи РС-100 при 2800 С и часовой вы держке при этой температуре °

Изготовленные кольца фрезеруют и подвергают испытаниям в паре со щетками класса ЭГ и Г, определяют также твердость, удельное электрическое сопротивление, прочность на сжатие и изгиб, коэффициент трения в паре графит-графит.

Полученный материал имеет следующие характеристики: удельное электрическое сопротивление 28-31 икОм м

/ твердость 15-23 кПа 10 ; прочность на сжатие 35-42 ИПа; прочность на

1046812

45

3 изгиб 18,9-23,3 Nna коэффициент трения О, 15. Полученный материал не имеет прочностных характеристик, удовлетворяющих требованиям, предь" являемым к углеродным конструкционным иатериалам. . Пример 2. Кокс в количестве

65 мас., просеянный через сито 010,. и 35 масА высокотемпературногб пека с температурой размягчения 135 С совместно обрабатывают B вибромельнице И400-1,5 в течение 50 мин при температуре смешения 20-50 С. Полученную смесь вальцуют 3 раза на валь. цах 502-037 при 260-270 С. Охлажденную вальцованную массу размалывают . на молотковой дробилке типа ДИ"300 и рассеивают на три фракции с раэме", рами гранул более 250 ммк,250-63 ммк, менее 63 ммк. Затем порошки сиешива ют друг с другом в соотношении, мас А: °

Фракция более

250 ммк 5 фракция 250-63 ммк 1 5 фракция менее

63 ммк 80

Полученную смесь гранул прессу ют при комнатной температуре на гидравлическом прессе ПД-476 при удельном давлении 140 ИПа. Заготовки,, имеющие кажущуюся плотность 1, 55 г/с4 термообрабатывают аналогично примеру 1 °

Пример 3, По технологии примера 1 изготавливают кольца с использованием коксопековых частиц, полученных размолои вальцованной массы вначале на молотковой дробилке

ДИ-300, затем на роликово-маятниковой дробилке СИ49 А, дающей возможность получать частицы меньшего .размера.

Полученный пресс-порошок имеет следующий гранулометрический состав, масА:

- С размером частиц более 250 ммк 7

С размером 250-63 ммк 25

С размером менее

63 имк Остальное

П р и и е р 4. По технологии примера 1 изготавливает кольца с использованием коксопековых частиц, полученных размолом вальцованной массы на дископальчиковой мельнице, Полученный пресс-порошок имеет следующий гранулометрический состав, мас.4:

С разиерои частиц более 250 иик 2

С разиером 250-63 мик 9

С размером менее

63 иик Остальное

П р и и е р 6 . Графит в количестве

85 весЖ и анилинофенолфориальдегидную смолу иарки Сф342А в количестве

l5 sec.3 перемешивают в иешалке при комнатной температуре 1 ч, Смесь вальцуют при 115-130 С на вальцах с электрообогревом типа ПД 630. Вальцован.ную массу раэмалывают на молотковой дробилке типа ДИ, затеи нв дископальчиковой мельнице и просеивают через сетку 045..

Полученный пресс-порошок имеет . следующий гранулометрический состав, мас.3:

0 С раэиером частиц более 250 ммк 8

С размером частиц

250-63 ммк 20

С размером частиц

63 ммк Остальное

Пример 7. По технологии примера 1 изготовливают кольца с Hchollb зованием коксопековых частиц, полученных размолом вальцованной массы на дископальчиковой мельнице.

Полученный пресс-порошок имеет следующий гранулоиетрический состав, масА:

С разиером частиц более 250 ммк 3

С размером частиц

250.-63 ммк 12

С размером частиц менее 53 ммк Остальное

Пример 8. По технологии при. мера l изготавливают кольца с исполь зованием коксопековых частиц, полученных размолом вальцованной массы на дископальчиковой мельнице.

Полученный пресс-порошок имеет следующий гранулометрический состав мас.4:

С размером частиц более 250 ммк 9

С размером частиц

50. 250-63 имк 10

С размером частиц менее 63 ммк Остальное

Затем смесь гранул прессуют в кольцевой пресс-форме размером

55 30 70 мм при 180-220 С с двумя подпрессовками и конечном давлении

100-120 ИПа с выдержкой в пресс-фврме 3 мин.

101)6812

))рочнос r ь ив сиатие

Удельное элен Твердость тросолротие- KGB 104 ление мк.Ом.м

))ример

° 24, 8-27. 0 ",25 О, 18

56,6-67,5

26-4&

Изеест)) 18,6-30,3

Предлаг зеве)) 1

0,14

35-42

I8,9-28,3

15-23

28-31

Не измеряется

50-83

0,23

102- I 12

40-49

0,)2

l7,2-22,4

17,4-)8,8

97,5- 105,0 33 ° &-44

48-77

48-71

0,)9

0,12

36,2-42,8 0,13

90,0- 100,0

98,5-110,0

0,23

20-26

20-22

0 ° 34

40,5-46,9

28,9-43,6

0,18 4

37" 57

60-82

65,0-70,0

92" 100

96-102

18-23

0,15

0,07

0,18

3&-40

38-.52

0 31

19-22

0,2&

40-41

49-57

24-28

4в

0,15

Составитель В.Чернова

Редактор Н.Ковалева Техред М.Тепер

Корректор А.3имокосов

Заказ 7739/50 Тираж 590

ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., Подписное

СССР д. 4i5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1) Часть полученных колец испытывают без дальнейшей термообработки, часть подвергают обжигу до 9ррос

Из данных таблицы видно, что с увеличением содержания гранул размером менее 63 ммк прочностные характеристики материала также увеличиваются. Однако содержание их выше 853приводит к недопустимо высокому коэффициенту трения в паре графит-графит и перегреву коллектора.

Предлагаемый коллекторный материал обеспечивает возможность варьиро-

В таблице даны свойства по" лученных коллекторных материалов.) И))а

1 износ кол- )Коэффициент

--) лектора, трен я по грана изгиб мм/1000 ) фитУ

25 вания свойствами путем задания определенного соотношения между гранулами заданного размера.

Зкономия от использования предлагаемого материала в основном достигается за счет замены меди уг- леграфитовым материалом и составит 7 руб. 29 коп. на один коллектор.