Металлокерамическая композиция для электрощетки

 

Изобретение относится, к электротехнике и ьюжет быть использовано для изготовления электрощеток электрифицированных транспортных средств. Целью изобретения является повышение износостойкости электрощетки путем снижения потерь на трение в контакте. Это обеспечивается тем, что 10- 98 мас.% графита, 0,5-45 мас.% органической антифрикционной добав1{и и 1,5-45 мас.% полупроводниковой добавки композиционно объединены в гранулы . После, охлаждения гранул их смешивают со стабилизирующей добавкой , свинцом и медью. Содержание компонентов в металлокерамической компрзиции составляет, мас.% : композиционно объединенные гранулы 3,5- 45,0; стабилизирующая добавка 1,0- 5,0; свинец 0,5-7,5; медь остальное. 1 табл. . . (С (Л N9 СО ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1239777

А1 (5D4H 01 R 39 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 „., К А ВТОРСН01 1 СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3799969/24-07 (22) 09.10.84 (46) 23;06.86. Бюл. Ф 23 (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного трайспорта и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий (72) П.П.Смаэнов, А.А.Реморов, В.В.Бельдей, А.М.Бордаченков, В.П.Степанов, О.В.Чикунов, В.В.Мезинов, Л.Г.Козлов и Ю.Н.Щерба (53) 621.3.047 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1045318, кл. Н 01 R 39/20, 1983.

Авторское свидетельство .СССР

У 770416, кл. Н 01 R 39/24, 1979. (54) МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОЩЕТКИ (57) Изобретение относится. к электротехнике и может быть использовано для изготовления электрощеток электрифицированных транспортных средств.

Целью изобретения является повьппение износостойкости электрощетки путем снижения потерь на трение в контакте.

Это обеспечивается тем, что lO98 мас.% графита, 0,5-45 мас.X органической антифрикционной добавки и

1,5-45 мас.7 полупроводниковой до бавки композиционно объединены в гранулы. После охлаждения гранул их смешивают со стабилизирующей добавкой, свинцом и медью. Содержание компонентов в металлокерамической композиции составляет, мас.Х: композиционно объединенные гранулы 3 545,0; стабилизирующая добавка 1,0-.

5,0; свинец 0,5-7,5; медь остальное.

1 табл.

1239777

Изобретение относится к электротеxHHKe и касается металлокерамических композиций для электрощеток, работающих в условиях предельных значений плотностей тока, значительных вибраций и ударных нагрузок, например в токопроводящих заземляющих устройствах злектрофицированных транспортных средств.

Основной особенностью указанных устройств является перепача электрического тока с минимально допустимыми значениями электрических и механических потерь в контакте. При этом обеспечивается разгрузка подшипников тре- >5 ния транспортных средств от действия электрического тока, что позволяет существенно повысить надежность их эксплуатации.

Цель изобретения — повышение износостойкости щетки путем снижения потерь на трение в контакте за счет регулирования политурообраэования.

П р и M е р 1. (известный) . Порошки меди ПМС1 (78 мас.X), графита (13 мас,X) и карбонильного никеля (5 мас.X), свинца (5 мас.X) и стабилизирующую добавку смешивают в

30 течение 1 ч в смесителе турбулентного типа. Затем из полученной смеси прессуют при удельном давлении

2500 кгс/см заготовки щеток Ф 40 мм и высотой 52 мм. Заготовки спекают в защитной атмосфере при 800 С в печи непрерывного действия. После спекания заготовки калибруют под размер 4 40 мм и высоту 52 мм в прессформе при удельном давлении

1000 кгс/см . Щетки подвергают армировке.

Пример 2. В грануляторе объемом 100 дм при постепенном подъеме температуры от 20 до 150 С в течение 1 ч производят подготовку композиционно объединенных гранул, I состоящих из 58 мас,7. графита, 1,5 мас.% полупроводниковой добавки — тонкоизмельченной двуокиси циркония и 0,5 мас.X органической антифрикционной добавки — полимера на основе фурилового спирта, получаемого при нагревании из раствора фурилового спирта (72,8 мас.X), воды (24,3 мас.X) с ортофосфорной кислотой (2,9 мас.7), загружаемого в гранулятор при смешении и гранулировании композиционно объединенных гра45,0

10,0

Далее по технологии и режимам примера 1 и 2 изготовляют металлокерамические щетки, содержащие компоненты, мас.Х!

Композиционно объединенные гранулы 3,5

Стабилизирующая добавка 1,0

Свинец 0,5

Медь, Остальное

Пример 5. По технологии и режимам примера 1 и 2 с использованием гранул, изготовленных по примеру 3, изготовляют металлокерамические щетки следующего состава, мас.X:

Композиционно объединенные гранулы 25,0

Стабилизирующая добавка

3,0 нул. После охлаждения гранул в смесителе объемом 100 дм загружают з их и производят смешение с карбонильным никелем (стабилизирующая добавка), свинцом и медью в смесителе в течение 1 ч. Содержание компонентов составляет, мас.X:

Композиционно объединенные гранулы 3,5

Стабилизирующая добавка l,0

Свинец 0,5

Медь Остальное

Пример 3. По технологии и режимам примера 2 готовят гранулы следующего состава, мас.X:

Органическая антифрикционная добавка 25,0

Полупроводниковая добавка 25,0

Графит 50,0

По технологии и режимам примера

1 и 2 изготовляют металлокерамические щетки следующего состава, мас.X:

Композиционно. объединенные гранулы 3,5

Стабилизирующая добавка l,0

Свинец 0Ä5

Медь Остальное

Пример 4. По технологии и режимам примера 2 готовят гранулы следующего состава, мас.Х:

Органическая антифрикционная добавка 45,0

Полупроводниковая добавка

Графит

1239777

Свинец 4,0

Медь Остальное . П р .и м е р 6. По технологии и режимам примера 1 и 2 с использованием гранул, изготовленных по примеру 3, изготовляют металлокерамические щетки, следующего состава, мас.Ж:

Композиционно объединенные гранулы 45,0

Стабилизирующая добавка 5 0

Свинец 7,5

Медь Остальное

Щетки, изготовленные по примерам

1 — 6 подвергают испытаниям на специальной модельной установке.

B процессе дальнейшей разработки проведены исследования по определению граничных значений содержания 2!1 компонентов как в композиционно объединенных гранулах, так и в металлокерамической композиции электрощетки (примеры 7 — 1О) с использованием технологии и режимов при- 25 меров 1 и 2.

Результаты испытаний композиций при J 40 А/см .по примерам приведены в таблице.

Использование в составе металло- ЗО керамической щетки композиционно объединенных гранул, состоящих иэ графита, органической антифрикционной и полупроводниковой добавок, позволяет достигнуть положительного

3S комплексного эффекта при работе токопередающего устройства. Наличие в гранулах полупроводниковой добавки в виде двуокиси циркония способствует уменьшению искрения в контакте без увеличения электрических потерь, существенному улучшению коммутации при воздействии значительных вибрационных и ударных нагрузок.

Органическая антифрикционная добавка, например полимер на основе фурилового спирта, в сочетании с графитом существенно снижает потери на трение в .широком диапазоне токовых нагрузок в контакте, способствует регулированию процесса политурообразования на контактируемой со щеткой поверхности контактного тела.

Применение в составе металлокера,мической щетки традиционных материапав в сочетании с композиционно объединенными гранулами позволяет

1 наилучшим образом использовать их известные и новые, полезные для скользящего электрического контакта, свойства. Свинец является неорганической антифрикционной добавкой, улучшает стабильность контактнрования щетки с контактным телом особенно при устоявшемся процессе политурообразования. Медь, обладающая высокой электропроводностью, обеспечивает достижение наименьших электрических потерь в контакте °

Стабилизирующая добавка, содержащаяся в металлокерамической щетке, значительно снижает вероятность

"разбухания" щетки, а в сочетании с другими компонентамй, главным образом с полупроводниковой и антифрикционной добавками из элемента, разрушающего политуру, превращается в добавку полирукпщего типа.

Это объясняется тем, что процессы образования политуры с использованием повышенного количества антифрикционных добавок (органического и неорганического вида! превалируют над процессами разрушения политуры.

Формула изобретения

Металлокерамическая композиция для электрощетки, содержащая медь, свинец, графит, стабилизирующую добавку из коллоидного металла> выбранного из группы никель, кобальт, цинк, полупроводниковую добавку в виде двуокиси циркония, органическую антифрикционную добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости путем снижения потерь на трение в контакте за счет регулирования политурообразования, !О-9S мас.Ж графита, 0,5-45 мас.Ж органической антифрикционной добавки и 1,5-45 мас.7. полупроводниковой добавки композиционно объединены в гранулы при следующем соотношении компонентов, мас.Т:

Композиционно. объединенные гранулы 3,5-45,0

Стабилизирующая добавка l,0-5,0

Свинец 0,5-7,5

Медь Остальное

1239777

3I

3С ф, Й ж С|3СЬ

<о о33 Ж !»« > Ef 33 С| Ф (33

|« а о о о

С»

«3i

С0

С0

Ch б ь

ФО

Ch а ь. ф 3Ч

00 "O6 а, а ь ь

33 въ м

1 Ol

63 Э

O r. 33, 3С Е 3|л о л

Ф ° ь о о

ФФ 3

CV а

С0

4Ф3

° \ о

|/3

С Ч о

4 4 а ь

00 б

С| а

Cl (Ф3 а о

Ы» СЧ

4Ф| Ф

° . а

D Q О

СЧ

М 3 а

С0

О0

Ф а о

33Ф 3 3 и 33О а

l kO(! Л0

1 I

1.Ф I&! С«4

l33 в

33

О3 1

1О 3

I 3 о

3

f O3

v o о м

kf

Ol I

Ж к

um

Ю М 3 О в а в а о о о -Ф о о

Ф

4f Vt

in а

f»

С> б л

CV а о и «%

|Ф3 а

|Ф3

Cl 3 еЬ33) о о о

in М 1 43

Ф СЧ CV о а а

3Ф| 4Ч

CV б в

|33 |3

Ф

6Ъ 3Ф| о о о о

in |Р\

r I о о .о

° ° а а а а аЧ 3Ч о

° Ф а а м . м

»t CV о

431 а а

СЧ о а

CV о ю

4Ч ь СЧ а 4Ф3 а а

И3 а и3 443

CV О -43 ЕЧ

In.

in ь с|

I и

43 33. ф g йЧ -4Ф| ф Ь

И I ф OI

В

М 33l ф 3,3

Ю

О3 Ь 0Ф

00 33 33

Й

В 4Ч

3Ц °

Ь 33

12

Г

6 ф

М

Ц о

X 3 |33

Ф

3 о

OOO t !O

O 3CO3

1*. я

OatÜ а ф I ф

3С f ) Ф L Ж

O3 l й(! !

Й 1 !

О О О О О О О 00 а О Ф б а Ф а с| in 33 |1 о о ь о.о о а а а а а ° Ч)

00 О О О О,а в й1 3 in е ол а

3 о

Ь 5 х о !

3! а j I 3