Контактное кольцо

 

Ъ -1

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >743087

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 06.1277 (21) 2550080/24-07 с присоединением заявки ¹

4 (23) Приоритет

Опубликовано 250880 Бюллетень №23

Р1) м. кл.

Н 01 R 39/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и (53) УДК 621.313. .047.3(088.8) Дата опубликования описания 250680 (72) Авторы изобретения

P .Ô. Бекишев, Г.A. Бокман, Я.I . Давидович, С.Г. Зайчиков, В A. Михайлова и В.Г. Титов

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С .М. Кирова (71) Заявитель (54) КОНТАКТНОЕ КОЛЬЦО

Изобретение относится к скользя щему токосъему, в частности к контактным кольцам для узлов скользящего токосъема, преимушественно электрических машин.

Известны контактные кольца, в том числе и для электрических машин, выполненные иэ углеродных материалов, Эти кольца йзготавливаются прессованием углеграфитовых порошков с последующим.обжигом, графитацией н механической обработкой (1).

Существенным недостатком таких кблец является их низкая механическая. прочность, в частности малые допустимые напряжения на растяжение, высокая хрупкость ." Недостатком известных колец является также и сложность их изготовления, Особенно сложность проведения термической ооработки. Большие усадки прессованных углеграфитовых материалов при термообработках (объемная усадка углеграфитовых прессованных материалов достигает 10 - 15%) требует обязательной механической обработки для получения заданных размеров.

Технологическая сложность изгоговления усугубляется еще и сложностью осуществления токоподвода к кон. тактным кольцам из прессованных углеграфитовых порошков, так как высокая температура при обжиге и графитации не допускает заделку выводов до проведения термообработки, т ° е. в процессе прессования.

Для повышения механической проч10 ности прессованных углеродных контактных колец предлагалось пропитывать их отверждающими смолами. Однако некоторое повышение механической прочности, в основном допустимых напряжений на сжатие, изгиб и растяжение, не исключает Бовышенной хрупкости таких колец. Следует отметить, что при этом и значительно усложняется технология изготовления колец (2).

Известен также элемент скользя20 щего токосъема, выполненный из углеродных волокнистых материалов (3).

Однако допустимые напряжения для этих материалов, в частности допустимые напряжения на растяжение остаются практически беэ изменения.

Цель данного изобретения — повышение механической прочности углеродных контактных колец и упрощение их изготовления.

743087

Согласно изобретению эта цель достигается тем, что в качестве углеродного волокнистого материала лля изготовления колец использован жгут из графитированных.волокон, уложенный на кольцевую оправку в виде многорядной непрерывной спирали, слои и ряды которой соединены между собой связующим.

Оправка выполнена из металла и служит в виде металлического кольца, токоподводом к кольцу или из изоляционного материала и служит корпуеом, а между слоями намотано несколько витков гибкой металлической ленты, служащей токоподводом. Существо предложения поясняется фиг. 1, 2 и 15

3, где на фиг. 1 показано контактное кольцо на металлической оправке; на фиг. 2- контактное кольцо на изоляционном корпусе, а на фиг. 3 примерная технологическая схема изготов- щ ления данных колец.

Для изготовления колец применяется выаокомодульное углеродное графитированное.волокно в виде жгута.

Такое волокно имеет относительно высокую механическую прочность — допус тимое напряжение на растяжение Ср

200 — 250 кгс/cq, модуль упругости

Е > 30 ° 10 кгс/мм и невысокое удельное сопротивление p = 5 10 Ом/м. Углеродный жгут 1, пропитанный связующим, 30 уложен в многорядную спираль (фиг. 1), количество рядов 2 в которой определяется заданной шириной кольца и диаметром жгута. Первые ряды спирали уложены на оправку 3, которая может 35 быть временной технологической или же постоянной в виде металлического кольца, используемого в качестве токоподвода или корпуса. Для соединения с обмоткой к кольцу известными способами пайкой или сваркой подсоединен гибкий провод.

Для изготовления колец может быть применена также углероцная графитированная ткань или тканная лента, с физико-механическими свойствами, близ-45 кими к вышеприведенным. Контактное кольцо в этом случае представляет собой (фиг. 2) однорядную спираль из плотно уложенных предварительно пропитанных связующим слоем углерод- 50 ной ткани 1. Оправка 2 выполнена из изоляционного материала и служит корпусом контактного кольца. Для токоподвода между слоями углеродной ткани укладывается несколько витков 55 гибкого металлического проводника 3, Для изготовления колец может быть применена следующая технология: углеродный графитированный жгут 1, сматываемый с бабины 2 (фиг. 3) проходит через систему натяжных роликов

3 и попадает в ванну 4, где пропитывается раствором связующего 5. Излишки связующего отжимаются роликами

6 и жгут плотно, виток к витку, наматывается на оправку 7. Натяг жгута определяется толщиной жгута и колеблется в пределах О, 2-0, 6 кгс . Для увеличения плотности кольца и улучшения контакта его элементов кольцо после намотки подвергается объемному прессованию в гидростате при температуре 160 С и удельном давлении

30 — 40 кгс/см . Излишки связующего выдавливаются во внутреннюю полость пресс-формы . Для стабилизации геометрических размеров кольца производится его термообработка нагревом на воздухе при 4 =160 10 С.

В качестве связующего может быть использован ряд термореактивных материалов, таких как эпоксидные, бакелитовые или фурфольные смолы. Для повышения проводимости связующего и улучшения фрикционных свойств кольца в связующее может быть введена дисперсная проводящая и антифрикционная компоненты .

Данное контактное кольцо имеет предел прочности при растяжении от

33 до 50 кгс/мм, что значительно выше прочности колец, изготовленных из лучших марок порошковых прессованных материалов, например, MIII"-8, имеющий прочность на растяжение всего

275 - 280 кгс/см . Значительно выше ри этом и ударная вязкость.

Формула изобретения

l. Контактное кольцо для скользящего токосъема, преимущественно электрических машин, выполненное иэ углеродных волокнистых материалов, отличающееся тем, что, с целью повышения его механической прочности и упрощения изготовления, в качестве углеродного волокнистого материала использован жгут из углеродных графитированных волокон, который уложен на кольцевую оправку в виде многорядной непрерывной спирали, слои и ряды которой соединены между собой связующим

2. Контактное кольцо по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оправка выполнена из металла и служит то-. коподводом к.кольцу.

3. Контактное кольцо по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оправо ка выполнена из изоляционного материала и служит корпусом, а между слоями намотано несхолько витков гибкой металлической ленты, служащей токоподводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 879414, кл . 21 о 60, 1953 .

2. Патент ГДР 9 6 2372, кл 21 д" 60, 1968.

3. Лвторское свидетельство СССР

9 427904, кл . С 01 В 31/04, 1974.

743087

Фиг. 2

4ис3

Составитель В. Чернова

Редактор Н. Катаманина Те ред М.Петко Корректор И. Муска

Заказ 3477/46 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4