RU2097886C1 - Electrical machine brush manufacturing process - Google Patents
Electrical machine brush manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2097886C1 RU2097886C1 RU96111846A RU96111846A RU2097886C1 RU 2097886 C1 RU2097886 C1 RU 2097886C1 RU 96111846 A RU96111846 A RU 96111846A RU 96111846 A RU96111846 A RU 96111846A RU 2097886 C1 RU2097886 C1 RU 2097886C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon filler
- oligomer
- brushes
- mixing
- heat treatment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и касается способа изготовления высокоомных щеток электрических машин, а именно электрических машин с затрудненными условиями коммутации. The invention relates to electrical engineering and relates to a method for manufacturing high-resistance brushes of electrical machines, namely electrical machines with difficult switching conditions.
Известен способ изготовления высокоомных щеток электрических машин (Лившиц П. С. Справочник по щеткам электрических машин. М. Энергоатомиздат, 1983, с. 13, 14 кл. III, гр. B, с. 38), включающий смешение углеродистого наполнителя (графита) с термореактивным олигомером (обычно бакелитовым лаком), прессование. A known method of manufacturing high-resistance brushes of electric machines (Livshits P.S. Handbook of brushes of electric machines. M. Energoatomizdat, 1983, p. 13, 14 cells III, column B, p. 38), including mixing a carbon filler (graphite) with thermosetting oligomer (usually bakelite varnish), pressing.
Недостатком известного способа является сравнительно низкая надежность щеточно-коллекторного узла машин бытовой техники и электроинструмента, что проявляется в повышенной скорости износа щеток, изготовленных по этому способу. Удельное электрическое сопротивление щеток, изготовленных по данному способу, не превышает 150 мкОм•м. The disadvantage of this method is the relatively low reliability of the brush-collector assembly of household appliances and power tools, which is manifested in the increased wear rate of the brushes made by this method. The electrical resistivity of the brushes made by this method does not exceed 150 μOhm • m.
Известен способ изготовления щеток электрических машин (заявка Японии N 58-26156, кл. H 01 R 39/26, 1983), включающий смешение углеродистого наполнителя (графита с зольностью менее 0,05) со связующим из синтетической смолы, измельчение полученной смеси, прессование и термообработку. A known method of manufacturing brushes of electric machines (Japanese application No. 58-26156, class H 01 R 39/26, 1983), comprising mixing a carbon filler (graphite with an ash content of less than 0.05) with a binder of synthetic resin, grinding the resulting mixture, pressing and heat treatment.
Недостатком данного способа является то, что изготовленные по нему щетки характеризуются низким удельным электрическим сопротивлением (80 100 мкОм• м) и, как следствие, неудовлетворительной коммутирующей способностью при работе на машинах с затрудненными условиями коммутации. The disadvantage of this method is that the brushes made from it are characterized by a low electrical resistivity (80 100 μOhm • m) and, as a result, unsatisfactory switching ability when working on machines with difficult switching conditions.
Известен также способ изготовления щеток электрических машин (авт. св. N 574799, кл. H 01 R 39/20 прототип), включающий смешение углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером, измельчение и прессование. There is also known a method of manufacturing brushes of electric machines (ed. St. N 574799, class H 01 R 39/20 prototype), comprising mixing a carbon filler with a thermosetting oligomer, grinding and pressing.
Недостатком щеток, изготовленных по известному способу, является то, что, несмотря на сравнительно высокие значения удельного электрического сопротивления (до 400 мкОм•м), они не обеспечивают надежность работы щеточно-коллекторного узла в результате низкой износостойкости щеток. The disadvantage of brushes made by the known method is that, despite the relatively high values of electrical resistivity (up to 400 μOhm • m), they do not ensure the reliability of the brush-collector assembly as a result of the low wear resistance of the brushes.
Целью изобретения является повышение надежности работы щеточно-коллекторного узла электрических машин с затрудненными условиями коммутации за счет улучшения эксплуатационных характеристик щеток. The aim of the invention is to increase the reliability of the brush-collector assembly of electrical machines with difficult switching conditions by improving the operational characteristics of the brushes.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления щеток электрических машин, включающем смешение углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером, измельчение, прессование, смешение углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером проводят при 100 140oC, затем обработанный углеродистый наполнитель подвергают термообработке при 190 - 270oC, после чего полученную массу смешивают с термореактивным олигомером с последующим измельчением и прессованием.This goal is achieved by the fact that in the known method of manufacturing brushes of electric machines, including mixing a carbon filler with a thermosetting oligomer, grinding, pressing, mixing a carbon filler with a thermosetting oligomer is carried out at 100-140 o C, then the treated carbon filler is subjected to heat treatment at 190 - 270 o C, after which the resulting mass is mixed with a thermosetting oligomer, followed by grinding and pressing.
Общими признаками предлагаемого технического решения с прототипом являются смешение углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером, измельчение и прессование. Common features of the proposed technical solution with the prototype are the mixing of a carbon filler with a thermosetting oligomer, grinding and pressing.
Отличительными признаками являются проведенные смешения углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером при 100 140oC, после чего обработанный таким образом углеродистый наполнитель подвергают термообработке при 190 270oC, а затем полученную массу смешивают с термореактивным олигомером с последующим измельчением и прессованием.Distinctive features are the mixing of the carbon filler with a thermosetting oligomer at 100 140 o C, after which the carbon filler thus treated is subjected to heat treatment at 190 270 o C, and then the resulting mass is mixed with a thermosetting oligomer, followed by grinding and pressing.
Техническое решение является промышленно применимым. Щетки, изготовленные по предлагаемому способу, имеют более высокие, чем известные серийные марки, эксплуатационные характеристики и в настоящее время применяются для комплектации двигателей воздуховсасывающих агрегатов мощностью до 1,2 квт. Проведенные предварительные испытания показали их преимущества также и при работе на двигателях электроинструмента и ряда бытовых приборов. The technical solution is industrially applicable. Brushes made by the proposed method have higher than well-known serial brands, operational characteristics and are currently used to complete the engines of air-suction units with power up to 1.2 kW. The preliminary tests showed their advantages also when working on the engines of electric tools and a number of household appliances.
Сущность изобретения заключается в следующем. Известно, что увеличение удельного электрического сопротивления щеток улучшает их коммутирующую способность, уменьшает износ щеток и улучшает состояние коллектора электрических машин с затрудненными условиями коммутации (электроинструмент, пылесосы и т. п. ). Добиться этой цели путем простого увеличения содержания в композиции нетокопроводящего связующего часто невозможно, так как это приводит к появлению трещин и вздутий при горячем прессовании и термообработке щеток. The invention consists in the following. It is known that increasing the electrical resistivity of brushes improves their commuting ability, reduces brush wear and improves the condition of the collector of electrical machines with difficult switching conditions (power tools, vacuum cleaners, etc.). To achieve this goal by simply increasing the content of a non-conductive binder in the composition is often impossible, since this leads to the appearance of cracks and swelling during hot pressing and heat treatment of the brushes.
В данном техническом решении предлагается проводить смешение углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером при 100 140oC, при этом в данном интервале температур, благодаря максимальной пластичности композиции, создаются условия нанесения на поверхность углеродистого наполнителя равномерной полимерной пленки, которая в результате термообработки при 190 270oC фиксируется на поверхности углеродистого наполнителя, переходя в неплавкое и нерастворимое состояние.This technical solution proposes to mix the carbon filler with a thermosetting oligomer at 100 140 o C, while in this temperature range, due to the maximum plasticity of the composition, conditions are created for applying a uniform polymer film to the surface of the carbon filler, which as a result of heat treatment at 190 270 o C fixed on the surface of the carbon filler, passing into a non-melting and insoluble state.
Смешение полученной таким образом массы с термореактивным олигомером позволяет получить пресскомпозицию, в последующем перерабатываемую методом прессования в высокоомные щетки без трещин и вздутий. Mixing the mass thus obtained with a thermosetting oligomer makes it possible to obtain a press composition, which is subsequently processed by pressing into high-resistance brushes without cracks and swelling.
В некоторых случаях, когда требуется существенно повысить удельное электрическое сопротивление щеток, проводят неоднократное повторение (не менее 2-х раз) цикла "смешение углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером при 100 140oC термообработка при 190 270oc" перед последующим смешением полученной массы с термореактивным олигомером, что позволяет в широких пределах (400 20000 мкОм•м) изменять удельное электрическое сопротивление щеток.In some cases, when it is necessary to significantly increase the electrical resistivity of the brushes, they repeatedly (at least 2 times) repeat the cycle "mixing the carbon filler with a thermosetting oligomer at 100 140 o C heat treatment at 190 270 o c" before further mixing the resulting mass with thermosetting oligomer, which allows a wide range (400 to 20,000 μOhm • m) to change the electrical resistivity of the brushes.
Пример 1. 40 кг (77 мас.) графита завальевского марки ЭУЗМ с зольностью 0,5 просеивают через сетку 025, загружают в смеситель типа ЗЛ-100. В работающий смеситель заливают 12 кг (23 мас.) 50 водного раствора меламиноформальдегидного олигомера смолы марки МС-Р100-С, ТУ 6-05-1867-79, включают обогрев и ведут перемешивание при нагревании до 100oC в течение 2 2,5 ч, затем обогрев отключают и массу охлаждают в смесителе до комнатной температуры. Предварительно обработанный олигомером графит выгружают из смесителя, загружают в сушильный шкаф типа СНОЛ-3,5 на металлических поддонах и подвергают термообработке при 220oC в течение 5 ч, охлаждают и просеивают через сетку 0,25. 48 кг (80 мас.) полученного порошка загружают в смеситель типа ЗЛ-100, в работающий смеситель заливают 12 кг (20 мас.) 50 водного раствора меламиноформальдегидного олигомера МС-Р100-С, включают обогрев и проводят смешение в течение 2 2,5 ч при повышении температуры до 95 100oC. Смесь выгружают из смесителя, охлаждают, просеивают через сетку 0,25. Из полученного таким образом пресспорошка прессуют заготовки размером 6,5 х 10 х 32 мм при следующих условиях: удельное давление прессования 500 кг/см2, температура 100 120oC, время выдержки под давлением составляет 20 с. Заготовки подвергают стабилизации в термошкафу при 200±10oC в течение 3 ч. Из полученных заготовок были изготовлены щетки размером 6,5 х 10 х 30 мм.Example 1. 40 kg (77 wt.) Of graphite Zavalevsky brand EUZM with an ash content of 0.5 sieved through a grid of 025, loaded into a mixer type ZL-100. In a working mixer, 12 kg (23 wt.) Of a 50 aqueous solution of a melamine-formaldehyde oligomer of a resin brand MS-P100-C, TU 6-05-1867-79 are poured, they are turned on and stirred while heating to 100 ° C for 2 2.5 h, then the heating is turned off and the mass is cooled in the mixer to room temperature. Graphite pretreated with an oligomer is discharged from the mixer, loaded into a SNOL-3,5 type oven on metal trays and subjected to heat treatment at 220 ° C for 5 hours, cooled and sieved through a 0.25 mesh. 48 kg (80 wt.) Of the obtained powder is loaded into a ZL-100 type mixer, 12 kg (20 wt.) Of a 50 aqueous solution of melamine-formaldehyde oligomer MS-P100-C are poured into a working mixer, they are heated and mixed for 2 2.5 h with increasing temperature to 95 100 o C. the Mixture is unloaded from the mixer, cooled, sieved through a grid of 0.25. From the thus obtained pre-powder, preforms of size 6.5 x 10 x 32 mm are pressed under the following conditions: specific pressing pressure 500 kg / cm 2 ,
Пример 2. 3 кг (57,7 мас.) графита завальевского марки ЭУЗМ с зольностью 0,5 ГОСТ 10274-79, просеянного через сетку 025, и 1 кг (19,3 мас.) графита искусственного на основе кокса по ТУ 48-20-54-84, просеянного через сетку 025, загружают в смеситель типа ЗЛ-10, перемешивают при комнатной температуре в течение 30±5 мин. в работающий смеситель заливают 1,2 кг (23 мас.) фенолоформальдегидного олигомера бакелитового лака по ГОСТ 901-78, включают обогрев и ведут перемешивание при нагревании до 120oC в течение 2,0 2,5 ч, затем обогрев отключают и массу охлаждают в смесителе до комнатной температуры.Example 2. 3 kg (57.7 wt.) Graphite of the Zavalevsky brand EUZM with an ash content of 0.5 GOST 10274-79, sifted through a 025 grid, and 1 kg (19.3 wt.) Of artificial graphite based on coke according to TU 48- 20-54-84, sieved through a 025 mesh, is loaded into a ZL-10 type mixer, stirred at room temperature for 30 ± 5 min. 1.2 kg (23 wt.) of the phenol-formaldehyde oligomer of bakelite varnish according to GOST 901-78 is poured into the working mixer, they are heated and stirred while heating to 120 o C for 2.0 2.5 hours, then the heating is turned off and the mass is cooled in the mixer to room temperature.
Предварительно обработанную бакелитовым лаком смесь углеродистых порошков подвергают термообработке в сушильном шкафу при 270oC в течение 4 ч.A mixture of carbon powders pretreated with bakelite varnish is heat treated in an oven at 270 ° C. for 4 hours.
4,8 кг (80 мас.) полученного порошка загружают в смеситель типа ЗЛ-10, в работающий смеситель заливают 1,2 кг (20 мас.) бакелитового лака. Последующая переработка осуществляется аналогично примеру 1. 4.8 kg (80 wt.) Of the obtained powder is loaded into a ZL-10 type mixer, 1.2 kg (20 wt.) Of bakelite varnish is poured into a working mixer. Subsequent processing is carried out analogously to example 1.
Пример 3. 1 кг (20,8 мас.) графита марки ЭУТ-1 по ГОСТ 10274-79, просеянного через сетку 025, и 3 кг (62,5 мас.) электрографита по ТУ ФЭО. 045.903, просеянного через сетку 025, загружают в смеситель типа ЗЛ-10, перемешивают в течение 20±5 мин, в работающий смеситель загружают 0,8 кг (16,7 мас. ) анилинофенолформальдегидного олигомера смолы марки СФ342А по ГОСТ 18694-80 и перемешивают в течение 20±5 мин. Массу выгружают и перерабатывают суховальцевым способом, дважды вальцуя на вальцах типа ПД-630 при 140oC. Вальцованную массу измельчают на дробилке типа ДМ 300 и просеивают через сито 0,25.Example 3. 1 kg (20.8 wt.) Graphite grade EUT-1 according to GOST 10274-79, sieved through a grid of 025, and 3 kg (62.5 wt.) Electrographite according to TU FEO. 045.903, sieved through a 025 mesh, is loaded into a ZL-10 type mixer, stirred for 20 ± 5 min, 0.8 kg (16.7 wt.) Anilinophenol-formaldehyde oligomer of resin type SF342A according to GOST 18694-80 is loaded into a mixer and mixed within 20 ± 5 minutes The mass is unloaded and processed by the dry mill method, twice rolling on rollers of type PD-630 at 140 o C. Rolled mass is crushed on a crusher type DM 300 and sieved through a 0.25 sieve.
Предварительно обработанную олигомером при вальцевании смесь углеродистых порошков подвергают термообработке в сушильном шкафу при 190oC в течение 6 ч, охлаждают и просеивают через сито 025.A mixture of carbon powders pretreated with an oligomer during rolling is subjected to heat treatment in an oven at 190 ° C for 6 hours, cooled and sieved through a 025 sieve.
4 кг (83,3 мас.) полученного порошка и 0,8 кг (16,7 мас.) анилинофенолоформальдегидного олигомера смолы марки СФ342А смешивают, вальцуют и измельчают выше изложенным способом. Последующую переработку проводят аналогично примеру 1. 4 kg (83.3 wt.) Of the obtained powder and 0.8 kg (16.7 wt.) Of an anilinophenol formaldehyde oligomer of the resin brand SF342A are mixed, rolled and ground above. Subsequent processing is carried out analogously to example 1.
Примеры 4 7. По технологии примера 1 были изготовлены щетки электрических машин с запредельными значениями температурных технологических параметров. Examples 4 7. According to the technology of example 1 were made brushes of electrical machines with transcendent values of temperature technological parameters.
Прототип. 1,5 кг (30 мас.) графита марки ЭУТ-2 по ОСТ 10274-79, просеянного через сетку 025, 2,8 кг (56 мас.) электрографита по ТУ ФЭО.054.903, просеянного через сетку 045, смешивают на холоду с 0,7 кг (14 мас.) анилинофенолоформальдегидного олигомера смолы СФЗ42А по ГОСТ 18694-80 в течение 30±5 мин в смесителе типа ЗЛ-10. Затем смесь дважды вальцуют на вальцах типа ПД-630 при 120 140oC, измельчают на дробилке типа ДМ-300 до прохода через сито 025. Пресспорошок прессуют при удельном давлении прессования 1000 кг/см2, температуре 180 190oC, времени выдержки под давлением 3 мин в виде блоков размером 10 х 62 х 80 мм. Из блоков затем были изготовлены щетки размеров 6,5 х 10 х 30 мм.Prototype. 1.5 kg (30 wt.) Graphite grade EUT-2 according to OST 10274-79, sifted through a mesh 025, 2.8 kg (56 wt.) Electrographite according to TU FEO.054.903 sifted through a mesh 045, mixed in the cold with 0.7 kg (14 wt.) Anilinophenol-formaldehyde oligomer of resin SFZ42A according to GOST 18694-80 for 30 ± 5 min in a mixer of the type ZL-10. Then the mixture is double-rolled on rollers of type PD-630 at 120 140 o C, crushed on a crusher type DM-300 to pass through a sieve 025. Press powder is pressed at a specific pressing pressure of 1000 kg / cm 2 , a temperature of 180 190 o C, holding time under 3 min pressure in the form of blocks measuring 10 x 62 x 80 mm. Then, brushes of dimensions 6.5 x 10 x 30 mm were made of blocks.
В щетках, изготовленных по примерам 1 7 и по прототипу, определялось удельное электрическое сопротивление по ГОСТ 9506.4-74. Износ и коммутирующая способность щеток проверялись при испытаниях на двигателе высоконагруженного пылесоса типа ПН-53Е мощностью 1 кВт. Конкретные значения переменных технологических параметров предлагаемого способа и прототипа, а также результаты испытаний щеток приведены в таблице. In brushes made according to examples 1 to 7 and according to the prototype, the electrical resistivity was determined in accordance with GOST 9506.4-74. The wear and commuting ability of the brushes were tested during tests on the engine of a high-loaded vacuum cleaner type PN-53E with a power of 1 kW. The specific values of the variable process parameters of the proposed method and prototype, as well as the test results of the brushes are shown in the table.
Условные обозначения параметров:
T1 температура смешения углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером, oC;
T2 температура термообработки обработанного углеродистого наполнителя, oC.Symbol conventions:
T 1 the temperature of mixing the carbon filler with a thermosetting oligomer, o C;
T 2 heat treatment temperature of the treated carbon filler, o C.
Как видно из таблицы, износостойкость и коммутирующая способность щеток, изготовленных по предлагаемому способу примеры (1 3), существенно выше по сравнению с прототипом. As can be seen from the table, the wear resistance and commuting ability of the brushes made by the proposed method, examples (1 3), significantly higher in comparison with the prototype.
Смешение углеродистого наполнителя с термореактивным олигомером при температуре ниже (пример 4) или выше (пример 5) предельных значений приводит к ухудшению коммутирующей способности щеток и возрастанию износа. Термообработка обработанного углеродного наполнителя при температуре ниже 190oC (пример 6) приводит к получению полуфабриката с трещинами и вздутиями, выше 270oC (пример 7) к возрастанию искрения щеток и увеличению их износа.Mixing a carbon filler with a thermosetting oligomer at a temperature lower than (Example 4) or higher (Example 5) limit values leads to a deterioration in the commutating ability of the brushes and increased wear. Heat treatment of the treated carbon filler at a temperature below 190 o C (example 6) leads to the formation of a semi-finished product with cracks and swelling, above 270 o C (example 7) to increase the sparking of the brushes and increase their wear.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111846A RU2097886C1 (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Electrical machine brush manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111846A RU2097886C1 (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Electrical machine brush manufacturing process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2097886C1 true RU2097886C1 (en) | 1997-11-27 |
| RU96111846A RU96111846A (en) | 1998-06-10 |
Family
ID=20181875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96111846A RU2097886C1 (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Electrical machine brush manufacturing process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2097886C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535932C2 (en) * | 2013-03-22 | 2014-12-20 | Закрытое акционерное общество "Электроконтакт" | Manufacturing method of brushes of electrical machines |
-
1996
- 1996-06-11 RU RU96111846A patent/RU2097886C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Лившиц П.С. Справочник по щеткам электрических машин. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 13, 14. 2. JP, заявка N 58-26156, кл. H 01 R 39/26, 1983. 3. SU, авторское свидетельство N 574799, кл. H 01 R 39/20, 1977. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535932C2 (en) * | 2013-03-22 | 2014-12-20 | Закрытое акционерное общество "Электроконтакт" | Manufacturing method of brushes of electrical machines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0535806B1 (en) | Thermoplastic coated iron powder components and methods of making same | |
| CN104917020B (en) | It is a kind of from homogeneous wear resistant resin type carbon brush and preparation method | |
| CN101913593B (en) | Graphite material for producing nanogate carbon and preparation method thereof | |
| JPH10503807A (en) | Iron powder constituent part containing thermoplastic resin and method for producing the same | |
| US1556990A (en) | Commutator brush | |
| RU2097886C1 (en) | Electrical machine brush manufacturing process | |
| US3382574A (en) | Method of making an electrical resistor | |
| US1856680A (en) | Dynamo brush | |
| JPH08315825A (en) | Manufacture of electrode for battery | |
| RU2267411C1 (en) | Method of manufacture of contact slippers | |
| CN111363303A (en) | Special glass fiber composite material for high-performance copper-clad commutator and preparation method thereof | |
| CN104882758A (en) | Metal electrographite brush having good conductivity and preparation method of metal electrographite brush | |
| CN110265850B (en) | Preparation method of electric brush for motor and obtained electric brush | |
| JP2918306B2 (en) | Conductive composite and method for producing the same | |
| JPH07213022A (en) | Preparation of metal graphite quality brush | |
| KR100225809B1 (en) | Method and apparatus for controlling operation of sequential filter in diesel engine | |
| CN113872002A (en) | Preparation method of electric brush | |
| JPH0388291A (en) | Metal graphite brush | |
| KR0152974B1 (en) | Manufacturing process of brush for vacuum cleaner | |
| KR100225810B1 (en) | Method and apparatus for controlling operation of sequential filter in diesel engine | |
| CN113224613B (en) | Preparation method of carbon brush for electric seat motor | |
| CN111244711B (en) | Electric brush material for motor | |
| JP2002155149A (en) | Method for preparing carbonaceous powder molding material | |
| CN113224606B (en) | Carbon brush for electric seat motor | |
| RU2002344C1 (en) | Method of electrical machine brushes making |