RU2529605C1 - Production method of sliding contacts - Google Patents
Production method of sliding contacts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529605C1 RU2529605C1 RU2013124179/02A RU2013124179A RU2529605C1 RU 2529605 C1 RU2529605 C1 RU 2529605C1 RU 2013124179/02 A RU2013124179/02 A RU 2013124179/02A RU 2013124179 A RU2013124179 A RU 2013124179A RU 2529605 C1 RU2529605 C1 RU 2529605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- semi
- finished product
- cross
- section
- caliber
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам изготовления скользящих контактов узлов токосъема, в частности щеток электромашин и контактных вставок железнодорожного и городского электротранспорта из порошковых композиций графит-фенолформальдегидная смола.The invention relates to electrical engineering, and in particular to methods of manufacturing sliding contacts of current collector assemblies, in particular brushes of electric machines and contact inserts of railway and city electric vehicles from graphite-phenol-formaldehyde resin powder compositions.
Известен способ изготовления контактных вставок (Патент РФ на изобретение №2267411. Способ изготовления контактных вставок, МПК B60L 5/08, от 10.01.2006), включающий смешение порошка графита с порошком связующего, прессование изделия из смеси при температуре 150-170°С и удельном давлении 30-40 МПа с выдержкой под давлением в течение 3-5 минут и последующую его термическую обработку по заданному режиму.A known method for the manufacture of contact inserts (RF Patent for the invention No. 2267411. A method of manufacturing contact inserts, IPC
Существенный недостаток этого способа заключается в пониженной до 1,55-1,60 г/см3 плотности получаемых изделий (Самодурова М.Н. и др. Статическое и высокоэнергетическое формование углеродных порошковых композиций // Металлург, 2011, №11, с.87-91). При такой плотности в объеме изделия содержится до 30-32% пор, которые увеличивают удельное электросопротивление вставок и снижают их электропроводность и прочностные свойства.A significant drawback of this method is the reduced density of the products obtained to 1.55-1.60 g / cm 3 (Samodurova M.N. et al. Static and high-energy molding of carbon powder compositions // Metallurg, 2011, No. 11, p. 87 -91). At such a density, up to 30-32% of the pores are contained in the product’s volume, which increase the electrical resistivity of the inserts and reduce their electrical conductivity and strength properties.
Основной причиной такой высокой пористости вставок является повышенная адсорбционная способность графита к газам атмосферы, парам воды и других жидкостей. Операция смешения способствует повышению адсорбции газов и паров на частицы графита. Операция прессования смеси в замкнутой пресс-форме с достаточно высокой скоростью движения верхнего пуансона до 35 мм/с и очень малом зазоре (около 150 мкм) между пуансоном и матрицей не позволяет удалить хотя бы часть газов и паров из изделия. Операция выдержки изделия под давлением, предназначенная для полимеризации связки, практически не позволяет удалять газы и пары, поскольку они уже в основном находятся в закрытых порах прессовок.The main reason for such a high porosity of the inserts is the increased adsorption capacity of graphite to atmospheric gases, water vapor, and other liquids. The mixing operation enhances the adsorption of gases and vapors on graphite particles. The operation of pressing the mixture in a closed mold with a sufficiently high speed of the upper punch up to 35 mm / s and a very small gap (about 150 μm) between the punch and the die does not allow at least some of the gases and vapors to be removed from the product. The operation of holding the product under pressure, intended for the polymerization of the binder, practically does not allow the removal of gases and vapors, since they are mainly located in the closed pores of the compacts.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению является способ (Патент РФ на изобретение №21096545. Способ изготовления контактных вставок токосъемников электрического транспорта. МПК B60L 5/08, от 27.04.1998), включающий горячее вальцевание смеси, измельчение полученного полуфабриката, рассев и горячее прессование в закрытой пресс-форме. Горячее вальцевание смеси в при температуре 110-140°С обеспечит существенное удаление газов и паров из нее в открытом очаге деформации, но последующие операции измельчения продукта вальцевания и рассева продукта измельчения снова приведут к адсорбции на частицах графита газов и паров.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed solution is the method (RF Patent for the invention No. 21096545. A method of manufacturing contact inserts of current collectors of electric vehicles. IPC
Отсюда основным недостатком этого способа является высокая пористость вставок, приводящая к их пониженным физическим и механическим свойствам, прежде всего прочности и электропроводности.Hence, the main disadvantage of this method is the high porosity of the inserts, leading to their reduced physical and mechanical properties, especially strength and electrical conductivity.
Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно повышение прочности и электропроводности.The objective of the proposed solution is to eliminate this drawback, namely increasing the strength and conductivity.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления скользящих контактов, включающем вальцевание порошковой смеси на основе углерода и прессование, согласно заявляемому решению порошковую смесь вальцуют в холодном состоянии в калибре, образованном четырьмя приводными валками, при соотношении поперечного сечения контейнера к поперечному сечению калибра, равном 1,5÷3, придавая полученному полуфабрикату поперечное сечение, близкое сечению готового контакта, и длину, равную суммарной длине нескольких контактов, а после выхода из калибра полуфабрикат разделяют на отдельные заготовки, и перед прессованием их нагревают до температуры 110÷140°С.The problem is solved in that in a method for manufacturing sliding contacts, including rolling a carbon-based powder mixture and pressing, according to the claimed solution, the powder mixture is cold-rolled in a caliber formed by four drive rolls, with a container cross-section to caliber cross-sectional ratio 1.5 ÷ 3, giving the resulting semi-finished product a cross section close to the cross section of the finished contact, and a length equal to the total length of several contacts, and after leaving the semi-finished caliber is divided into separate preforms, and before pressing, they are heated to a temperature of 110 ÷ 140 ° C.
Вальцевание порошковой смеси в холодном состоянии в калибре, образованном четырьмя приводными валками, длинномерного полуфабриката, состоящего из нескольких заготовок контактов, позволит удалить из полуфабриката основной объем (до 85-90%) газов атмосферы и паров жидкостей. Нагрев заготовок до температуры 110÷140°С обеспечит дополнительное удаление 3-5% газов и паров. Таким образом, до начала основной операции прессования из заготовки будет удалено 90-93% газов и паров.Cold rolling of the powder mixture in a caliber formed by four drive rolls of a lengthy semi-finished product consisting of several contact blanks will allow the bulk (up to 85-90%) of atmospheric gases and liquid vapors to be removed from the semi-finished product. Heating the workpieces to a temperature of 110 ÷ 140 ° C will provide additional removal of 3-5% of gases and vapors. Thus, before the start of the main pressing operation, 90-93% of gases and vapors will be removed from the workpiece.
Горячее прессование таких заготовок в нагретой до 170-180°С пресс-форме обеспечит дальнейшее повышение плотности контактов до 1,65-1,70 г/см3, а следовательно, увеличение прочности и электропроводности.Hot pressing of such blanks in a mold heated to 170-180 ° C will provide a further increase in the contact density to 1.65-1.70 g / cm 3 and, consequently, an increase in strength and electrical conductivity.
Уменьшение соотношения поперечного сечения контейнера к поперечному сечению калибра при вальцевании менее 1,5 не позволит удалить большую часть газов и паров из смеси и обеспечить заданную форму полуфабриката, а увеличение его более 3 приведет к пробуксовке процесса вальцевания вследствие недостатка сил трения на поверхностях контакта смеси с валками.A decrease in the ratio of the container’s cross-section to the caliber’s cross-section during rolling less than 1.5 will not allow to remove most of the gases and vapors from the mixture and provide the desired shape of the semi-finished product, and increasing it more than 3 will lead to a slipping of the rolling process due to the lack of friction forces on the contact surfaces of the mixture with rolls.
Нагрев заготовок до температуры менее 110°С не обеспечит дополнительного удаления газов и паров из заготовки и заданных условий выдержки под давлением при прессовании. Нагрев более 140°С опасен, поскольку еще до начала прессования может начаться полимеризация изделий, которая ведет к разрушению заготовки.Heating the workpieces to a temperature of less than 110 ° C will not provide additional removal of gases and vapors from the workpiece and the specified conditions of exposure under pressure during pressing. Heating over 140 ° C is dangerous, because even before the start of pressing, the polymerization of products may begin, which leads to the destruction of the workpiece.
Предлагаемый способ проиллюстрирован на фиг.1, 2, где на фиг.1 показана схема вальцевания порошковой смеси, на фиг.2 - то же (вид сверху).The proposed method is illustrated in figure 1, 2, where figure 1 shows a diagram of the rolling of the powder mixture, figure 2 is the same (top view).
На указанных чертежах обозначены: 1 - порошковая смесь; 2 - контейнер для смеси; 3 - калибр; 4 - обжимающие валки; 5 - полуфабрикат.On these drawings are indicated: 1 - powder mixture; 2 - container for the mixture; 3 - caliber; 4 - compression rolls; 5 - semi-finished product.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В задающий замкнутый по бокам контейнер 2 подается порошковая смесь 1, включается двигатель (не показан) вальцов, у которых все четыре обжимающие валки 4 приводные. Соотношение поперечного сечения S0 контейнера 2 к поперечному сечению S1 калибра 3 составляет 1,5÷3. Валки 4, вращаясь, обжимают порошковую смесь 1, и из калибра 3 она выходит в виде полуфабриката 5. После выхода из валков 4 отрезают дефектный конец полуфабриката 5 и делят полуфабрикат 5 на отдельные заготовки контактов, например отрезными абразивными кругами. Затем отдельные заготовки контактов подают в нагревательное устройство и нагревают их до температуры 110÷140°С.
После нагрева заготовки подают в нагретую пресс-форму и обжимают по толщине будущего контакта.After heating, the preform is fed into a heated mold and crimped in the thickness of the future contact.
Проведены испытания предлагаемого способа для изготовления опытного образца - скользящего контакта в виде электрощетки размерами 20×30×50 мм из материала, содержащего 86% электрографита по ТУ 1916-109-71-2000 и 14% фенолформальдегидной смолы марки СФП-ОПА. Указанную смесь массой 545 г задавали в вальцы (прокатную клеть) с четырьмя приводными валками (Барков Л.А. и др. Прокатка малопластичных материалов с многосторонним обжатием. - Челябинск, Металлургия, 1988, с.244-253, рис.119, 123), где она вальцевалась при соотношении S0 к S1, равном 2,3, и выходила со скоростью νп=0,5 м/с в виде полуфабриката с поперечным сечением 30×40 мм. Этот полуфабрикат разрезали на 8 заготовок длиной 50 мм, которые задали в нагревательное устройство и грели до 135°С. Прессовали нагретые заготовки с размера 40 мм до размера по высоте 20 мм.The proposed method was tested for the manufacture of a prototype — a sliding contact in the form of an electric brush measuring 20 × 30 × 50 mm from a material containing 86% electrographite according to TU 1916-109-71-2000 and 14% phenol-formaldehyde resin of the SFP-OPA brand. The indicated mixture, weighing 545 g, was fed into a roll (rolling stand) with four drive rolls (L. Barkov et al. Rolling of low-plastic materials with multilateral compression. - Chelyabinsk, Metallurgy, 1988, pp. 144-253, Fig. 119, 123 ), where it was rolled at a ratio of S 0 to S 1 equal to 2.3, and came out with a speed ν p = 0.5 m / s in the form of a semi-finished product with a cross section of 30 × 40 mm. This semi-finished product was cut into 8 blanks with a length of 50 mm, which were set into a heating device and heated to 135 ° C. Heated blanks were pressed from a size of 40 mm to a size in height of 20 mm.
Плотность полученных заготовок щеток составила 1,68 г/см3, среднее удельное электросопротивление 45 мкОм·м, средняя прочность на сжатие 55 МПа.The density of the obtained brush blanks was 1.68 g / cm 3 , the average specific electrical resistance was 45 μOhm · m, and the average compressive strength was 55 MPa.
Предлагаемый способ найдет применение при производстве щеток электромашин, а также контактных вставок для устройств токосъема как городского, так и железнодорожного электротранспорта.The proposed method will find application in the production of electric car brushes, as well as contact inserts for current collector devices of both urban and railway electric vehicles.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013124179/02A RU2529605C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Production method of sliding contacts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013124179/02A RU2529605C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Production method of sliding contacts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2529605C1 true RU2529605C1 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51656738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013124179/02A RU2529605C1 (en) | 2013-05-27 | 2013-05-27 | Production method of sliding contacts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2529605C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625622C1 (en) * | 2016-10-24 | 2017-07-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Method of obtaining contact inserts of trolleybuses |
RU2777829C1 (en) * | 2021-08-31 | 2022-08-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for manufacturing a copper-based bilayer powder strip for high-current interrupting electrical contacts |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1732388A1 (en) * | 1989-06-30 | 1992-05-07 | Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита | Antifriction material mainly for contact inserts of current collectors of electric rolling stock |
RU2109645C1 (en) * | 1994-11-01 | 1998-04-27 | Нижнетагильский химический завод "Планта" | Method of manufacture of contact inserts for electric transport current collectors |
US6638334B2 (en) * | 2000-07-21 | 2003-10-28 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Sliding contact material comprising Ag-Ni based alloy having Ni metal particles dispersed and clad composite material, and Dc compact motor using the same |
US7160632B2 (en) * | 2003-11-26 | 2007-01-09 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Material for sliding contacts, clad composite material and small-sized DC motor using the same |
RU2369935C2 (en) * | 2007-08-22 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПП "Контакт" | Method of manufacturing of electric contacts based on chrome and copper |
-
2013
- 2013-05-27 RU RU2013124179/02A patent/RU2529605C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1732388A1 (en) * | 1989-06-30 | 1992-05-07 | Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита | Antifriction material mainly for contact inserts of current collectors of electric rolling stock |
RU2109645C1 (en) * | 1994-11-01 | 1998-04-27 | Нижнетагильский химический завод "Планта" | Method of manufacture of contact inserts for electric transport current collectors |
US6638334B2 (en) * | 2000-07-21 | 2003-10-28 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Sliding contact material comprising Ag-Ni based alloy having Ni metal particles dispersed and clad composite material, and Dc compact motor using the same |
US7160632B2 (en) * | 2003-11-26 | 2007-01-09 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Material for sliding contacts, clad composite material and small-sized DC motor using the same |
RU2369935C2 (en) * | 2007-08-22 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПП "Контакт" | Method of manufacturing of electric contacts based on chrome and copper |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625622C1 (en) * | 2016-10-24 | 2017-07-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Method of obtaining contact inserts of trolleybuses |
RU2777829C1 (en) * | 2021-08-31 | 2022-08-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for manufacturing a copper-based bilayer powder strip for high-current interrupting electrical contacts |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101340113B1 (en) | Method of manufacturing powder metal plates | |
CN102074870A (en) | Manufacturing method for slot forming type commutator and products thereof | |
RU2457068C1 (en) | Line of continuous direct rolling of powder materials | |
CA2932903C (en) | Method and system for producing extrusion billets | |
JP2022553921A (en) | Apparatus, method and carbon pill for synthesizing graphene | |
RU2529605C1 (en) | Production method of sliding contacts | |
JP6042404B2 (en) | Method for producing porous granulated particles made of inorganic material | |
RU2494835C1 (en) | Method of trolleybus carbon contact strip extrusion | |
CN206254356U (en) | A kind of high-performance extruder for plastic processing | |
US1607389A (en) | Pressed-metal article and method of and machine for making same | |
CN207154526U (en) | A kind of flexible linear shaped charge shaped device | |
US2088422A (en) | Method of forming carbon electrodes | |
CN106149078A (en) | A kind of production technology of PTFE long and short fiber | |
US20160196931A1 (en) | Method for Producing Electrode Film for Electric Double Layer Capacitors | |
RU2508177C1 (en) | Method for obtaining contact inserts of trolley buses | |
RU2625622C1 (en) | Method of obtaining contact inserts of trolleybuses | |
RU2533893C1 (en) | Manufacturing method of sliding contacts from powder compositions based on carbon | |
WO2009099101A1 (en) | Metallic briquette manufacturing method | |
CN108529612A (en) | A kind of isostatic pressing formed graphite product and its production method | |
CN104128383A (en) | Continuous rolling and extrusion method and device | |
US1384498A (en) | Apparatus for making condensers | |
RU152323U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING POWDER PRODUCTS | |
Barkov et al. | Die technology and construction for compacting gas-saturated tungsten and carbon powders | |
KR101677921B1 (en) | cemented carbide apparatus using press die and punch of manufacturing bottle cap and manufacturing method thereof | |
RU2658561C1 (en) | Device for obtaining extraction of work pieces in the manufacture of lead oxide powders |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160528 |