Способ изготовления электроугольных изделий


 


Владельцы патента RU 2560490:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) (RU)

Изобретение относится к изготовлению электроугольных изделий. Способ прессования изделий в виде щеток электромашин и вставок токосъемников троллейбусов включает смешивание графитового наполнителя со связующим, засыпку полученной смеси в полость матрицы, подпрессовку ее горизонтальным пуансоном при открытой в верхней части матрице и затем прессование изделия вертикальным пуансоном. Подпрессовку порошковой смеси ведут при скорости перемещения горизонтального пуансона, равной (0,2÷0,0004m) мм/с, где m - масса порошковой смеси, г. Обеспечивается увеличение плотности, повышение электропроводимости получаемых изделий. 1 пр.

 

Изобретение относится к порошковой технологии, а именно к способам получения электроугольных изделий, в частности щеток электромашин, контактных вставок токосъемников для городского и железнодорожного транспорта и других изделий из порошковых композиций на основе углерода.

Известен способ изготовления электроугольных изделий электротехнического назначения из наполнителя в виде кокса с добавками и связки в виде каменноугольной смолы и пека (Темкин И.В. Производство электроугольных изделий. - М.: Высшая школа, 1975, с.13). Способ включает получение порошковой композиции, последующее прессование из нее изделий, дальнейшую термообработку и механическую обработку. Прессование ведут с удельным усилием до 30 МПа со скоростью вертикального пуансона 15-30 мм/с, где полуфабрикаты формируют в холодном состоянии в пресс-формах (Темкин И.В. Производство электроугольных изделий. - М.: Высшая школа, 1986, с.114-116).

Недостатками указанного аналога являются низкая плотность получаемых изделий и пониженные их физико-механические свойства.

Низкая плотность обусловлена загерметизацией летучих газов в порах между частицами порошка. После операции прессования и при дальнейшей термообработке удаление этих газов малозначительно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является способ изготовления электроугольных изделий - щеток, контактных вставок для электротранспорта (Патент на полезную модель №133444, Пресс-форма для прессования порошков, МПК B22F 3/03, от 20.10.2013). Способ включает смешивание графитового наполнителя со связующим и последующее прессование полученной порошковой смеси в пресс-форме с изменением размеров матрицы в процессе прессования. Изменение размеров матрицы в процессе прессования достигается в данном решении особенностью конструкции матрицы, включающей стенку, две подвижные боковины, плиту и горизонтальный пуансон. При изменении размеров полости матрицы выполняется подпрессовка порошковой смеси в открытой в вертикальном направлении матрице, приводящей к интенсивному удалению из засыпки порошковой смеси летучих газов (N2, O2, CO2, СО, SO2 и др.) и паров жидкостей. Этот способ по сравнению с указанным выше аналогом повышает плотность и улучшает физико-механические свойства полученных изделий. Однако он не учитывает кинематические показатели процесса подпрессовки, а именно скорости горизонтального пуансона в зависимости от массы получаемого изделия, что в недостаточной мере повышает плотность и улучшает физико-механические показатели изделий.

Следует отметить, что масса получаемых электроугольных изделий колеблется от 25 г (щетки электромашин) до 450 г (вставки токосъемников трамваев). Самым важным показателем процесса подпрессовки является скорость горизонтального пуансона, поскольку именно она определяет время удаления летучих газов и паров жидкостей из порошковой смеси, следовательно, плотность получаемого изделия. Масса изделия напрямую зависит от объема порошковой смеси, а следовательно, от размеров полости матрицы и от хода горизонтального пуансона. Поэтому для каждого изделия для получения гарантированного повышения плотности необходимо вполне определенное время подпрессовки. Несоблюдение этого условия снижает эффективность способа.

Таким образом, основными недостатками наиболее близкого аналога являются недостаточная надежность повышения плотности и улучшения физико-механических свойств полученных изделий.

Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно повышение надежности увеличения плотности и улучшения физико-механических свойств получаемых изделий.

Поставленная задача решается тем, что в способе прессования электроугольных изделий в виде щеток электромашин и вставок токосъемников троллейбусов, включающем смешивание графитового наполнителя со связующим, засыпку полученной смеси в полость матрицы, подпрессовку ее горизонтальным пуансоном при открытой в верхней части матрице и затем прессование изделия вертикальным пуансоном, согласно предлагаемому решению подпрессовку порошковой смеси ведут при скорости перемещения горизонтального пуансона, равной (0,2÷0,0004m) мм/с, где m - масса порошковой смеси, г.

Указанная скорость горизонтального пуансона при подрпрессовке учитывает массу засыпки, а это позволяет гарантированно удалить из прессуемой порошковой смеси летучие газы и пары жидкости.

Уменьшение скорости горизонтального пуансона менее 0,2÷0,0004m снижает производительность способа изготовления изделий, а увеличение ее более 0,2÷0,0004m не позволяет полностью удалить газы из порошковой смеси даже малой массы.

Способ осуществляется следующим образом.

Графитовый наполнитель смешивают со связующим и готовую порошковую смесь засыпают в полость матрицы, имеющей для конкретного изделия максимальные размеры сечения. Включают в работу горизонтальный пуансон, который, перемещаясь со скоростью (0,2÷0,0004m), где m - масса засыпки порошка, выполняет подпрессовку путем уменьшения размеров

полости матрицы. При этом из открытой в верхней части матрицы свободно удаляются газы и пары жидкости. После завершения работы горизонтального пуансона при заданном сечении матрицы включают вертикальный пуансон, формируя изделие заданной формы и размеров.

Согласно предлагаемому способу были изготовлены щетки электромашин и вставки токосъемников троллейбусов из порошковых смесей, содержащих 86% искусственного графита и 14% порошковой фенолформальдегидной смолы.

Заготовки щеток массой засыпки порошковой смеси 25 г после подпрессовки горизонтальным пуансоном со скоростью, равной 0,2÷0,0004×25=0,19 мм/с, усилием прессования 14 МПа и прессования вертикальным пуансоном с усилием прессования 30 МПа имели размеры 10×15×25 мм. Время подпрессовки смеси составило 30 с. Плотность заготовки после прессования и термообработки увеличилась по сравнению с наиболее близким аналогом на 4,8%.

Вставки токосъемников троллейбусов с массой засыпки 100 г после подпрессовки горизонтальным пуансоном со скоростью 0,16 мм/с усилием прессования 18 МПа и прессования вертикальным пуансоном с усилием прессования 45 МПа имели размеры 18×23×80 мм. Время подпрессовки было равно 60 с. Плотность вставок после прессования и термообработки увеличилась на 3,2%, электропроводность увеличилась на 2,8%.

Предлагаемый способ найдет применение при производстве изделий из порошковых материалов на основе углерода в виде щеток электромашин и вставок токосъемников троллейбусов.

Способ прессования электроугольных изделий в виде щеток электромашин и вставок токосъемников троллейбусов, включающий смешивание графитового наполнителя со связующим, засыпку полученной смеси в полость матрицы, подпрессовку ее горизонтальным пуансоном при открытой в верхней части матрице и затем прессование изделия вертикальным пуансоном, отличающийся тем, что подпрессовку порошковой смеси ведут при скорости перемещения горизонтального пуансона, равной (0,2÷0,0004m) мм/с, где m - масса порошковой смеси, г.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области изготовления длинномерных печатных кабелей с термопластичной лаковой или пленочной изоляцией. Технический результат - обеспечение качественного продольного реза в межпроводниковом зазоре без нарушения целостности боковой изоляции на вырезаемых печатных кабелях, а также снижение брака, трудоемкости и себестоимости производства.
Изобретение относится к области нанесения на подложки металлических покрытий, а именно к нанесению электропроводящего слоя на полимерную или бумажную подложку при изготовлении антенн, работающих в диапазоне ультравысокой частоты.

Изобретение относится к области карт с электронным интерфейсом. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам соединения проводников, к конструкциям контактных соединений, используемых для соединения токоподводов электролизеров, электропечей и др.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам соединения проводников, используемых для соединения токоподводов электропечей для выплавки ферросплавов, ферроникеля и др.

Изобретение относится к элементам электрического оборудования, в частности к устройствам для ремонта электрических машин постоянного тока преимущественно закрытого исполнения, и предназначено для обработки коллекторов двигателей, используемых для мотор-колес большегрузного автотранспорта.

Изобретение относится к устройствам для создания электрического контакта между проводниками малых напряжений и большого тока и контакта временных заземлителей, а также может быть использовано для создания электрического контакта между массой свариваемого изделия и сварочного аппарата.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для выполнения операции закрепления токоведущего провода щеток электрических машин методом конопатки.

Устройство для нанесения покрытия на порошки сверхпроводящих соединений представляет собой вакуумную камеру с дуговым испарителем. Соосно дуговому испарителю установлен лоток для высокотемпературного сверхпроводящего (ВТСП) порошка.

Группа изобретений относится к устройствам формования литьем скважинного снаряда, калибровочным кольцам и способам изготовления калибровочного кольца для применения в устройстве.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для заполнения и герметизации капсул с металлическим порошком перед их компактированием.

Изобретение относится к способам трехмерной печати огнеупорных изделий. Способ включает создание 3D модели изделия, деление модели изделия на слои в поперечном сечении, нанесение слоя порошкообразного материала, нанесение рисунка сечения модели на слой порошкообразного материала жидким связующим, послойное отвердевание порошкообразного материала по 3D модели до завершения формирования изделия.

Группа изобретений относится к области бурового инструмента и способам его изготовления. Технический результат обеспечивается геометрической компенсацией, используемой для улучшения точности, с которой элементы могут размещаться на буровых долотах, формируемых с использованием прессования частиц и спекания.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу термической дегазации гранул жаропрочных сплавов и подготовке их к компактированию. .
Изобретение относится к химико-термической обработке изделий, получаемых методом порошковой металлургии, а именно к азотированию. .

Изобретение относится к машиностроению и металлургии, а именно к двигателестроению, металлическим композиционным материалам и изготовлению изделий из металлических порошков, и может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС) различных по назначению машин и силовых установок.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности касается изготовления электродов для сварки и электроискрового легирования поверхностей деталей, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении прессованных металлических и диэлектрических заготовок, имеющих открытые полости или отверстия. В способе на вставку наносят слой реологической жидкости, а на последнюю насыпают осесимметричные гранулы из легкоплавкого материла, затем вставку с жидкостью и гранулами помещают в магнитное поле и выдерживают до затвердевания реологической жидкости, затем вставку с реологической жидкостью и гранулами устанавливают в пресс-форму и прессуют до формирования заготовки, после чего снимают магнитное поле, удаляют реологическую жидкость и спекают заготовку при температуре выше температуры плавления материала гранул, удаляют расплавленные гранулы и вынимают из заготовки вставку. Изобретение обеспечивает повышение качества прессованных заготовок при снижении трудоемкости изготовления прессованных заготовок с полостями или отверстиями. 5 ил., 2 пр.
Наверх