CS202667B1 - Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů - Google Patents

Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů Download PDF

Info

Publication number
CS202667B1
CS202667B1 CS774775A CS774775A CS202667B1 CS 202667 B1 CS202667 B1 CS 202667B1 CS 774775 A CS774775 A CS 774775A CS 774775 A CS774775 A CS 774775A CS 202667 B1 CS202667 B1 CS 202667B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
brushes
brush
hermetizing
graphite material
compounds
Prior art date
Application number
CS774775A
Other languages
English (en)
Inventor
Georgij N Fridman
Jurij N Vasilijev
Abram S Fialkov
Vladimir P Sosedov
Alexandr A Tarasov
Jakov G Davidovic
Nikolaj S Voronin
Alexej G Sirokov
Alexandr J Sokolovskij
Anatolij A Kozyrev
Roza P Berlizova
Jevgenij M Kozlov
Anatolij A Bojko
Andrej N Gusev
Olga B Kazakova
Valerij A Fugol
Nadezda V Kalinina
Valentina M Emeljanova
Abram J Gluskin
Original Assignee
Georgij N Fridman
Jurij N Vasilijev
Abram S Fialkov
Vladimir P Sosedov
Alexandr A Tarasov
Jakov G Davidovic
Nikolaj S Voronin
Alexej G Sirokov
Alexandr J Sokolovskij
Anatolij A Kozyrev
Roza P Berlizova
Jevgenij M Kozlov
Anatolij A Bojko
Andrej N Gusev
Olga B Kazakova
Valerij A Fugol
Nadezda V Kalinina
Valentina M Emeljanova
Abram J Gluskin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georgij N Fridman, Jurij N Vasilijev, Abram S Fialkov, Vladimir P Sosedov, Alexandr A Tarasov, Jakov G Davidovic, Nikolaj S Voronin, Alexej G Sirokov, Alexandr J Sokolovskij, Anatolij A Kozyrev, Roza P Berlizova, Jevgenij M Kozlov, Anatolij A Bojko, Andrej N Gusev, Olga B Kazakova, Valerij A Fugol, Nadezda V Kalinina, Valentina M Emeljanova, Abram J Gluskin filed Critical Georgij N Fridman
Priority to CS774775A priority Critical patent/CS202667B1/cs
Publication of CS202667B1 publication Critical patent/CS202667B1/cs

Links

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Description

(54)
Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů
Vynález se týká uhlografitového materiálu pro kartáče elektrických strojů, obsahující v celém objemu rozptýlené fosforové sloučeniny a hermetizačnl prostředek.
Jedním ze současných směrů technického pokroku ve zdokonalování elektrických strojů je zvyšování spolehlivosti při současném snižování měrné hmotnosti nezbytných aktivních elektrotechnických materiálů na jednotku výkonu, zejména cestou zvýšení rychlosti otáčení a pracovních teplot vinutí.
U kolektorových elektrických strojů to naráží na vážné potíže při zabezpečování dostatečně spolehlivé komutace a odolnosti proti opotřebení dvojice kluzných kontaktů.
Zvláště složitý je problém zabezpečení práceschopnosti kartáčového kontaktu při pracovních teplotách nad 150 °C, když se odsorbce vodních par z okolní atmosféry na třoucích se kontaktních plochách stává minimální.
Jednou z cest odstranění vzniklých nedostatků je zlepšení vlastností uhlografitového materiálu jeho impregnací v různých směsích.
Ve světové patentové literatuře je zaznamenáno mnoho předpisů na takové směsi, zejména na základě vysychajících rostlinných olejů, různých pryskyřic, polyesterů a jiných látek organických i neorganických. Například patentní spisy NSR δ. 1 091 218, 1 241 903,
202 667
202 007
Francie 1 005 261, USA 2 989 490, 2 425 046 a další.
Hluboká analýza a provedené výzkumy ukazují, že známé předpisy impregnačních směsí a přísad zvyšují zdroj práce kartáčů (netýká se speciálních režimů jejich práce) v průměru dvakrát až třikrát a jsou vhodné pro práci v pásmu teplot do 200 až 250 °C.
Nejvíce se blíží předmětu tohoto vynálezu patent na uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů, obsahující pyrofosforečnan sodný a vy tvrzenou směs nenasycených pryskyřic (polyesterů), vydaný ve Velké Británii č. 823 964. Kartáče, popsané v tomto patentu, jsou určeny pro práci v těžkých podmínkách a ve velkých výškéch.
Avšak tento materiál nedovoluje zabezpečit uspokojivou schopnost kartáčů k práci v širokém rozsahu teplot, protože se pyrofosforečnan sodný, jako celkově fosfáty lehkých kovů, poměrně rychle rozkládá.
Cílem tohoto vynálezu je odstranit výše uvedené nedůstatky. Základem tohoto vynálezu je úloha vytvořit uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů a způsob jeho výroby, který by zajistil podstatné, o jeden řád, zvýšení odolnosti proti opotřebení dvojice kluzných kontaktů kolektorových elektrických strojů při jejich práci v širokém rozmezí teplot, tlaků a vlhkostí, impregnací pórovitého uhlografitového materiálu fosfáty, převážně těžkých kovů, a zejména ultrafosféty zinku, manganu a jiných kovů, s nésledovným zapouzdřením filmotvornými polymerovými pojidly, zlepšujícími kontaktní charakteristiky navrhovaného materiálu a dodávajícími ultrafosfétům hydrolytickou pevnost.
Ultrafosféty jsou jednou ze skupin fosforových sloučenin, kde poměr anhydridu kyseliny fosforečné ke kysličníku kovu je větší než jedna.
Tento úkol se řeší tím, že uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů, obsahující v celém objemu rozptýlené fosforečné sloučeniny a hermetizačni prostředek, ae podle vynálezu vyznačuje tím, že jako fosfátové sloučeniny obsahuje sloučeniny kyseliny metafosforečné β kovy 8 nestechiometrickým množstvím kysličníku fosforečného, například manganem, zinkem, hořčíkem, lithiem, draslíkem, hliníkem, železem, olovem, jednotlivě nebo jejich kombinace v množství 0,1 až 15 % hmotnostních materiálu kartáčů a jako hermetizačnl prostředek obsahuje furylalkohol, linoleáty kovů, glyptalovou, melaminovou, epoxydovou, fenolformaldehy.dovou, polyamidovou, polyimidovou a jiné polyesterové pryskyřice odděleně, resp. jednotlivě, nebo jejich kombinace v polymerizujícím stavu v množství 0,5 až 10 %, vztaženo na hmotnost uhlografitového materiálu.
Zavedení sloučeniny kyseliny metafosforečné s kovy s nestechiometrickým množstvím kysličníku fosforečného do uhlografitového materiálu mu dodá, ve srovnání a ostatními známými složkami, nejvyšší tepelnou odolnost, protože tyto sloučeniny jsou z celé skupiny fosforových sloučenin nejdéle účinkujícími generátory anhydridu kyseliny fosforečné a kyseliny fosforečné, schopných dobře ee odsorbovat na třecích plochách při pracovních teplotách do 400 °C a vyšších, což zajiěluje normální provoz kluzného elektrického kontaktu v širokém rozsahu vysokých pracovních teplot.
202 067
Avšak tyto sloučeniny nemají dostatečnou hydrolytickou pevnost a ve vlhkém prostředí (při provozu nebo skladování kartáčů) se rychle rozkládají a aktivně působí na kovová čás ti elektrických strojů. Kromě toho, počátek jejich pracovního pásma teplot, jako generáto rů anhydridu kyseliny fosforečné, je dost vysoko, což snižuje efektivnost práce kartáčů při poměrně nevysokých pracovních teplotách.
Pro ochranu těchto sloučenin před hydrolýzou a pro rozěíření pracovního pásma teplot kartáčů, se do uhlografitového materiálu, obsahujícího tyto sloučeniny, přidává hermetizu jící složka, která obalí částice uvedených sloučenin, a při následující polymerací uzavře tyto sloučeniny v pórech uhlografitového materiálu. Složení hermetizující složky se volí také s ohledem na zlepšení kontaktních vlastností kartáčů. Kartáčový prach z kartáčů, impregnovaných v naznačeném složení, se vyznačuje sníženou agresivností k izolovaným plochám elektrických strojů, což zvyšuje celkovou úroveň využití odporu izolaee, a tlm dodatečně zvyěuje spolehlivost provozu kolektorových elektrických strojů v těžkých podmínkách využívání.
Z toho vyplývá, že tento vynález je založen na efektu společného působení sloučenin kyseliny metafosforečné s kovy, obsahujících nadbytečné nestechiometrické množství kyslič· niku fosforečného a pryskyřic, uzavírajících uvedené sloučeniny v pórech uhlografitového materiálu a zlepšujících jeho kontaktní charakteristiky.
Dále je pro úplné pochopení obsahu tohoto vynálezu uveden konkrétní příklad výroby uhlografitového materiálu pro kartáče elektrických strojů, což je jenom ilustrací tohoto vynálezu a neomezuje to jeho rozsah. Popis je prováděn s poukazem na přiložený výkres, na kterém jsou vyobrazeny třecí charakteristiky kluzného kontaktu: kartáč - kolektor.
Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů, zhotovený libovolným známým způsobem a nařezaný jako polotovar na rozměr hotových kartáčů, ale bez krytu a přívodních lanek, se podrobuje kombinovanému opracování.
Nejdříve se polotovary kartáčů za účelem odstranění vlhkosti vysušují při teplotě až 130 °C po dobu 1 až 2 hodiny, potom se umístí do autoklávu a vakuuji se do nepatrného zbytkového tlaku.
Dále se do autoklávu umístí vodní roztok, obsahující 0,4 mol chloridu manganu, zinku nebo chloridů jiných kovů, nebo jejich směsí, a 0,6 mol ortoforečné kyseliny v 1 litru vody a pod tlakem se vhání dusík nebo jiný inertní plyn do tlaku 0,5 až 1 MPa a po ponechání polotovarů v roztoku pod tlakem po dobu 0,5 až 2 hod. se z autoklávu vyjmou a vysušují se na vzduchu při pokojové teplotě po dobu asi 3 dnů.
Na vzduchu předběžně vysušené polotovary kartáčů se podrobují tepelnému zpracování s postupným zvyšováním teploty do 500 až 600 °C do vzniku sloučenin kyseliny metafosforečné s kovy, obsahujících nadbytečné nestechiometrické množství kysličníku fosforečného v materiálu kartáčů.
202 867
V ostatních případech, jestliže se vyžaduje nepatrné procento napouštění, nebo tehdy když má materiál velkou pórovitost, může se jeho napouštění provádět v obyčejných napouštěcích vanách na vzduchu metodou ponořování.
Koncentrace roztoků v závislosti na pórovitosti materiálu a nezbytnosti dosažení daného přívažku po tepelném zpracování se může měnit v širokých mezích.
Polotovary kartáčů, napuštěné v jednom ze složení na základě ortofosforečné kyseliny a obsahující po vhodném tepelném zpracování zmíněné sloučeniny v množstvích od 0,1 do 15 %, vztaženo na hmotnost polotovaru kartáčů, se podruhé vysušují při teplotě 100 až 120 °C až do úplného odstranění vlhkosti, ochlazují se na teplotu 70 až 80 °C a v ohřátém stavu se ponořují do vany s impregnující složkou.
Jedna z variant předpisu druhého impregnujícího složení, zlepšující kontaktní vlastnosti materiálu, snižující adhezi kartáčového prachu k izolaci elektrických strojů a hermetizující uvedené sloučeniny, je následující:
1) 20 % z celkové hmotnosti složení - směs glyptalové pryskyřice β melaminem v poměru 5:1, rozpuštěných v toluolu do pracovní vazkosti;
2) 80 % z celkové hmotnosti složení - linoelát kobaltu s obsahem až 15 % kysličníku kobal tu, v roztoku toluolu.
Uvedené komponenty se spolu slévají a pečlivě se promíchají při pokojové teplotě. Doba napouštění polotovarů kartáčů v uvedeném složení je 1 až 2 hodiny.
Po napuštění polotovarů kartáčů ae tyto nechávají uležet po dobu 4 až 5 hodin na vzduchu a podrobují se tepelnému zpracování ve vzduchové peci a ventilací, ee stupňovitým zvyšováním teploty podle přibližného režimu:
120 °C 4 hodiny
150 °C 4 hodiny
180 °C 2 hodiny
V závislosti na značce a určení kartáčů ee může suchý zbytek impregnujícího polymere vého složení, po druhém tepelném zpracování, pohybovat v mezích od 0,5 do 10 % hmotnosti polotovaru po prvním napouštění a tepelném zpracování, čehož se dosahuje změnami pracovní vazkosti impregnující směsi. Za účelem zajištění dlouhého setrvávání kartáčů ve fosfátopolyměrové impregnaci v případech zvýšené vlhkosti může být impregnace materiálu v polymerové složce s následujícím tepelným zpracováním provedena dvakrát.
V následující tabulce jsou uvedeny poměrné výsledky zkouěek některých typických variant kartáčů při pracovní teplotě kluzného kontaktu do 150 % °C.
202 067
Tabulka
Poměrné hodnoty zkoušek typických kartáčů při normálních atmosférických podmínkách
Varianty kartáčů Úbytek v mm za dobu v hodinách Odpor izolace cívek strojů po 500 hod. provozu
100 200 300 400 500
1) Uhlografitový mate-
riál bez impregnace 1,9 3,6 5,5 7,8 2,6 1
2) Podle 1, s obsahem pyrofosfátu dusíku a polyesterové pryskyřice
0,39 0,65
1,17 1,69
2,24
0,6
3) Podle 1, s obsahem sloučenin kyseliny metafosforečné
se zinkem 0,15 0,38 0,61 0,95 1,35 1,6
4) Podle 3, s obsahem směsi linoleátu kobaltu a melamino- glyptalové pryskyřice 0,18 0,39 0,5® 0,8 1,0 5
Jak je zřejmé z tabulky, nejlepší a nejstabilnější výsledek s řádově nižšími hodnota mi opotřebení a s vysokým odporem izolace je dosažen s kartáči, vyrobenými z uvedeného uhlografitového materiálu.
U kartáčů, obsahujících pouze sloučeniny kyseliny metafosforečné se zinkem a manganem a při provozu dokonce jen v atmosféře s normální vlhkostí, se projevuje tendence k rychlému růstu opotřebení, zatím co kartáče s obsahem pyrofosfátu sodíku a polyesterové pryskyřice, mimo zjevného zvětšení opotřebení, už při provozní teplotě do 150 °C, ve srovnání s kartáči podle vynálezu a druhými uvedenými variantami kartáčů, pro zvýšenou adhezi kartáčového prachu aa konci 500 hodinového provozu prudce snížily odpor izolace vinutí elektrických strojů.
Při zkoušce ve strojích s pracovními teplotami kluzného kontaktu nad 200 °C, a navíc rovněž v prostředí plynného suchého dusíku, odolnost proti opotřebení u nových kartáčů, ve srovnání se zkoušenými variantami z tabulky, stoupá o řád a více.
Na připojeném výkresu jsou znázorněny poměrné třecí charakteristiky kluzného kontaktu (závislost koeficientu třeníyi na teplotě t °C) s použitím uhlografitových kartáčů před a po zpracování podle vynálezu.
Křivka 1 - před zpracováním, křivka 2 - po zpracování. Materiál kolektoru - zirkoniová bronz
202 867
Jak je vidět z křivek, koeficient tření kartáčů β kombinovanou impregnací je značně nižěí, zvláětě ve vysokoteplotním pásmu jejich provozu.

Claims (1)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů, obsahující v celém objemu rozptýlené fosforové sloučeniny a hermetizační prostředek, vyznačující se tím, že jako fosforové sloučeniny obsahuje sloučeniny kyseliny metafosforečné s kovy s nestechiometric kým množstvím kysličníku fosforečného, například manganem, zinkem, hořčíkem, lithiem, draslíkem, hliníkem, železem, olovem, jednotlivě nebo jejich kombinace v množství 0,1 až 15 %, vztaženo na hmotnost materiálu kartáčů, a jako hermetizační prostředek obsahuje furylalkohol, linoleáty kovů, glyptalovou, melminovou, epoxydovou, fenolformaidehydovou, polyamidovou, polyimidovou a jiné polyesterové pryskyřice jednotlivě nebo v kombinaci v polymerizujfcím stavu, v množství 0,5 až 10 %, vztaženo na hmotnost uhlografitového materiálu.
CS774775A 1975-11-17 1975-11-17 Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů CS202667B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS774775A CS202667B1 (cs) 1975-11-17 1975-11-17 Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS774775A CS202667B1 (cs) 1975-11-17 1975-11-17 Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS202667B1 true CS202667B1 (cs) 1981-01-30

Family

ID=5427105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS774775A CS202667B1 (cs) 1975-11-17 1975-11-17 Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS202667B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4439491A (en) Oxidation retardant for graphite
US3294572A (en) Impregnation of carbon with silver
US4119572A (en) Carbon-graphite material for brushes of electric machines and method for preparing same
CA2202768C (en) Method for the oxidation protection of articles made of a carbon-containing composite material
US5980819A (en) Sintered oil-impregnated bearing, manufacturing method thereof, and motor comprising same
KR19990087118A (ko) 인 코팅된 철 분말 및 그의 제조 방법
EP0606851A1 (en) Inhibition of catalyzed oxidation of carbon-carbon composites
CN102969150A (zh) 一种含有改性陶土的电容器浸渍剂及其制备方法
CS202667B1 (cs) Uhlografitový materiál pro kartáče elektrických strojů
US3996408A (en) Carbon-graphite brushes for electric machines and method for manufacturing same
US3285774A (en) Method of treating wood with an organic solvent-soluble fire retardant
US3029167A (en) Impregnation method and carbonaceous articles impregnated with salts of organo phosphoric acid
US2412701A (en) Brush for electrical machinery
US2909452A (en) Electric contact carbon brush
US2448685A (en) Electrical contact brush
US3751294A (en) Brushes for electrical apparatus and methods for their manufacture
US2819989A (en) Dynamoelectric brush
RU2252191C1 (ru) Способ защиты углеграфитового материала от окисления
JPH0741376A (ja) 炭素繊維強化炭素複合材および摺動材
US3297493A (en) Process for providing an improved phosphate insulating coating on ferrous magnetic material
DE2552781C3 (de) Kohlegraphitmaterial für Bürsten von elektrischen Maschinen und Verfahren zu seiner Herstellung
US3804600A (en) Sintered porous iron article impregnated with oleic acid and an inhibitor for forming matching surfaces by friction
JPWO2007096989A1 (ja) モータ用金属黒鉛質ブラシ材料の製造方法
GB1513868A (en) Graphite carbon brushes
CN116598075B (zh) 一种屏蔽性好的发动机线束及其制备方法