Способ изготовления щеток с запрессованным токоведущим проводом и устройство для его осуществления
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6|) Дополнительное к авт. свид-ву (221 Заявлено22.03.76 (21) 2344252/24-0 с присоединением заявки №
Государственный комитет
Совета Министров СССР
А0 делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано15.03.78. Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания 1 .63.9h.
Р. М. Рубинер (72) Автор изобретения (71) 3а я в и тель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЩЕТОК С ЗАПРЕССОВАННЫМ
ТОКОВЕДУЩИМ |1РОВОДОМ
И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Изобретение относится к области изгoTQBления электрошеток с запрес-.îâàííûì токоведушим проводом.
Известен способ изготовления щеток с запрессованным токоведущим проводом, обладающий целым рядом преимуществ, важнейшие из которых — высокое качество заделки, поскольку при нагреве имеет и место спекание и обжатие канатика токоведушего провода телом щетки; резкое сокращение брака и трудоемкости при механической обработке за счет исключения таких операций по узлу крепления токоведушего провода, как сверление, вальцевание, калибровка, конопатка и т. д., брака. который особенно велик для щеток, обладающих невысокой механической прочностью, причем в качестве материала токоведушего провода может быть использована только медь или медь, допированная легирующими примесями.
Цель изобретения — повышение надежности и прочности токоведущего провода.
Известен способ изготовления щеток с запрессованным токоведущим проводом с последующей термообработкой, включающий в себя нагрев, выдержку и охлаждение в защитной среде при транспортировке через нагревательную печь и с источником тепла указанный токоведущий провод экранируют и дополнительно охлаждают. Устройство содержит печь с источником тепла и каналом термообработки необогреваемую полость, расположеннук) вдоль канала термообработки и связанную с ним по всей длине, например, через щель в разделяющей их теплоизоляционной перегородке, сис тему транспортировки и охлаждения.
Однако существующие способы изготовления щеток с запрессованным токоведушим проводом исключают нагрев щеток до температур выше, чем температура начала пластической деформации материала токоведушего провода, что не позволяет использовать метод запрессовки при изготовлении целого ряда щеток, температура нагрева которых при термообработке должна превышать |050 С.
Токоведуший провод в процессе нагрева экранируют от источника тепла и дополнительно охлаждают, для чего в необогреваемой полости уста новл ен ы пер жа тел и — теплоотводы токоведушего провода щетки. выполненные в виде стальных мембран, а система транспортировки щеток выполнена в виде изолированной от окружающей среды полых корпусов с нишами вдоль щели со стороны теплоизоляционной перегородки, снабженной теплоизоляционными вставками, высота которых не больше
598165 глубины заделки токоведушего провода в тело щстки.
Щетки с запрессованным токоведушим rrp<>водом в цепи устанавливают так, что токоведуп<ий провод экранируется от источника теп;Ict телом шстки, и <тхлаждают в процессе термообработки. что позволяет вести термообработку шсток при температуре тела щетки на !000 — 1500 С, превышающую максимально допустимую для токлвсдушего провода, поскольку тепловой поток, при указанной установке, подводится к токоведушему проводу только в узле крепления (заделка) через поверхность контакта токовсдушего провода с телом щетки, а так как коэффицис 500 С по сушеству приходится на границу раздела канатик провода — тело щетки в узле заделки, при этом .он в силу малого по абсолютной величине коэффициента тсмпературопроводности тела щетки не оказывает сушсственного влияния на поле температур, по крайней мере, в зоне рабочей части тела щетки. т. е. той части, которая работает на износ при эксплуатации щеток на электрических ма<пиllBx. Предлагаемый способ термообработки применяется не только для изготовления черных шеток, т. е. щеток на основе сажи, кокса, пека, смол и т. д. (материалов, коэффициент температуропроводности композиции которых мал), но он применим и для изготовления цветных шеток, т. е. шеток на основе меди и др. цветных металлов, коэффициент температуропроводности композиции которых сравним с коэффициентом температуропроводности меди токоведушего провода, поскольку температура термообработки тела щетки из указанных композиций не составляет величину на сотни градусов, превышаюших 1050 С, т. с. температуру размягчения меди, а потому температурный перепад на границе раздела провод— тело щетки не может превышать неско.<ьких десятков градусов, а, следовательно, и <.ãо влияние на искривление температурного поля тела шетки несущественно. Кроме того, предлагаемый способ позволяет вести термообработку щеток с обычным проводом до температур, для которых в настоящее время можно использовать только легированный или внутреннекислен. ный провод (до 1050 С), поскольку он обеспечивает охлаждение провода в узле заделки до температур, выше которых начинается интенсивная потеря работоспособности токоведущего провода (600 С) . На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 — устройство для изготовления щеток с запрессованным токоведушим проводом по предлагаемому способу, продольный разрез; на фиг. 3 — схема работы устройства. Устройство содержит печь, которая имеет канал термообработки 1, под сводом и вдоль l(! 55 боковых стенок которого расположены резисторы 2 — источник тепла, причем в зависимости от рабочей температуры, на которую рассчитана печь, футеровка производится пеношамотом или пеноуглеродом, а в качестве резисторов используют соответственно нихромовую проволоку или графитированную ленту из вискозы (полиакрилнитрила). Под канала термообработки образован составом вагонеток 3 с нссочным затвором 4, на корпусе 5 (необогреваемая полость) которых расположен теплоизоляционный слой 6 (теплоизоляционная псрегородка). В теплоизоляционном слое 6 имеются прорези 7 (шели) для пропуска через них в ниши 8 полого корпуса 5 токоведушего провода 9 шетки 10, для чего шетки устанавливают на теплоизоляционный слой 6 плоскостью, через которую в тело щетки запрессован токоведуший провод, при этом шетки устанавливают боковыми плоскостями (большими или малыми. в зависимости от режимы термообработки) плотно одна к другой, и вдоль свободных несоприкасаю<цихся друг с другом боковых поверхностей помешают на теплоизоляционный слой 6 теплоизоляционные вставки !1, толшина которых одного порядка с глубиной заделки токоведушего провода в тело шетки. Ниши 8, образованные стальными мембранами 12, вмонтированными в корпус 5, расгораживают корпус (необогреваемую полость) по длине на изоляционные друг от друга каналы 13, связанные со штуцерами 14, а через систему трубопроводов 15 — с компрессором 16. Вагонетки устанавливают на рельсовом пути и перемешают при помоши толкателей 17, причем переход с обгонного п ти 18 на путь 19 канала термообработки для подачи вагонетки в печь и наоборот при выходе ее из печи осушествляют при помоши передаточных тележек 20. В торцах печи размсшены завесы 21, которые изолируют канал термообработки, способствуя тем самым сокрашению расхода защитного газа. Устройство с печью работает следчюшим образом. Щетки 10 с запрессованным токоведущим проводом 9, установленные на теплоизоляционном слое 6 состава вагонеток 3, находяшихся на обгонном пути 18, при помоши толкателей 17 и передаточной тележки 20 переводятся на путь 19 канала термообрыботки . По мере прохода вагонетками 3 через завесу 21 на входе в канал термообработки щетки 10 оказывается под действием теплового потока резисторов 2 источника тепла. Начинается процесс термообработки шеток, при этом тепловой поток под действием градиента температур в теле шетки распространяется и на токоведуший провод 9, пропущенный через прорези 7 в ниши 8 корпуса 5 вагонеток 3. По достижении температуры в узле заделки токоведушего провода значений, не превышаюц(их допустимого (не более 600 C для обь<чного провода, не. бо.тее-1;000 C для легированного добавками ниобия и хрома и не более 1050 С для внутренне "окисленного) под 1 По заверп ении процесса термообработки щеток вагонетк 3 через завесу 2! на выходе из печи при помощи толкателя 17 выталкиваются на передаточную тележку 20, при помощи которой о«а переводится с пути 19 на путь 18, гд и осуществляется съем щеток с вагонеток. Отключение компрессора 16 перед разгрузкой щеток 10 и включение компрессора после загрузки щеток на вагонетку 3 осуществляется на обгонном пути 18, так как обжатие мембранами 12 токоведушего провода 9 придает рядам щеток на вагонетках 3 необходиму при «сремешен«ях вагонеток жесткость. Форм ила изобретен их 5 действием давления хладагента, подаваемого начиная с этого момента или раньше в каналы !3 но системе трубопроводов 15 от компрессора 16, происходит обжатие токоведущего про вода 9 и гцеток 10 стабильными мембранами 12 в результате чего начинается процесс интенсив ного охлаждения токоведущего провода 9. Ин тенсивность этого охлаждения регулируется как путем установки на выходе . гадагента «з каналов 13 соответствующего штуцера !4 так и за счет регулирования давления каналах 13, при этом, например, увеличе ние давления имеет своим следствием эф фективности охлаждения не только за счет расхода хладагента, но и за счет того, что стальные мембраны, выжимаясь, -приходят в соприкосновение с большой поверхностью канатика токоведущего провода. как по периметру его, так и по длине, т. е. расстояние между зоной поглощения тепла токоведущим проводом (узел заделки) и зоной отдачи тепла токоведушим проводом (стальные мембраны в месте контакта с проводом) уменьшается, а следовательно, сокращается путь теплового потока — растет теплопередача. Наличие теплоизоляционных вставок 11 вдоль рядов цеток 10 также благоприятно сказывается на эффективности охлаждения токоведушего провода, так как уменьшает тепловой поток к токоведущему проводу в узле заделки, способствуя поддержанию температуры зоны заделки на нужном уровне. а так как эта зона не работает на износ в процессе эксплуатации щеток на электрических машинах то отличие в свойствах этой зоны от свойств рабочей части щеток не оказывает влияния на работоспособность шетки. При использовании в качестве хладагента воздуха сброс его производится в атмосферу, а при использовании в качестве хладагента защитного газа или специальной жидкости, например гидропласта, хладагент через штуцер 14 поступает в радиатор («а чертеже не показан). а затем уже к компрессору. 16. 1. Способ изготовления щеток с запрессованным токоведушим проводом с последун» .ей термообработкой, включающий нагрев, выдержку и охлаждение в заш«тной среде при транс20 портировке через нагревательную печь, с источником тепла, orëè÷àþè<èI!ñë тем, что, с целью повышения надежност«н прочности токоведушего провода, в процессе нагрева токоведуший провод экранируют от источника тепла и дополнительно охлаждают. 2. Устройство для осуществления способа изготовления щеток, содержащее печь с источником тепла и каналом термообработки, необогреваемую полость, расположенную вдоль канала термообработк«и связанную с ним по всей длине, например, через щель в разделяющей их теплоизоляционной перегородке, систему транспортировки и охлаждения, отличаюигеесх тем, что в обогреваемой полости установлены держатели-теплоотводы токоведущего провода шетк«, выполненные в в«де ста lhных мембран, а система транспортиповк щеток выполнена в виде изолированных от окружающей среды полых корпусов с нишами Вдоль щели со стороны теплоизоляц«он ной пфрегородк«. снабженной теплоизоляционными Вставками, высота которых «е больше глубины за40 дел ки токоведушего провода в тело шетк«. 598165 Б-Б Фиг. 2 4виг. J Составитель В. Попова Корректор А. Гриценко Подписное Техред О. Луговая Тираж 960 Редактор Т. Окунева Заказ 1261 45! 1НИИПI! Г ocy!I II>cI IIeIIIIoIu комитета Совета Яннис|ров CC(.Р но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-36, Раугп кая наб., д. 4/5 Филиал II!ID «ПатеIIT», г. Ужгород, 3л. Проектная, 4
