RU2625622C1

RU2625622C1 - Method of obtaining contact inserts of trolleybuses

Info

Publication number: RU2625622C1
Application number: RU2016141797A
Authority: RU
Inventors: Леонид Андреевич Барков; Марина Николаевна Самодурова; Юлия Сергеевна Латфулина
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-07-17

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: powder compositions based on carbon from the press container are extruded through the mouthpiece to produce a semi-finished product in the form of two insert blanks facing each other with their soles and separated by the divider with opposite profile working surfaces. The profile working surfaces are calibrated in a four-roll pass with two profile drive rolls. Prior to the calibration of the profile working surfaces and thereafter, the inclined inlet and outlet sections of the insert blanks are compressed in the forming pass of the profile drive rolls with a normal specific force of 45÷50 MPa.

EFFECT: improving the quality of contact inserts.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к порошковой технологии получения изделий электротехнического назначения, в частности к способам получения контактных вставок токоприемников троллейбусов из порошковых композиций на основе углерода.The invention relates to powder technology for the production of electrical products, in particular to methods for producing contact inserts of trolleybus current collectors from carbon-based powder compositions.

Известен способ производства контактных вставок троллейбусов из композиций на основе углерода, включающий операцию смешивания наполнителя из порошка графита и связующего из порошка фенолформальдегидной смолы, компактирование композиции в пресс-форме при заданных температуре и удельном усилии и последующую термическую обработку полученного полуфабриката (Патент РФ на изобретение №2267411, Способ изготовления контактных вставок, МПК B60L 5/08, H01R 39/26, от 10.06.2004).A known method for the production of contact inserts of trolley buses from compositions based on carbon, including the operation of mixing a filler from graphite powder and a binder from a powder of phenol-formaldehyde resin, compacting the composition in a mold at a given temperature and specific force and subsequent heat treatment of the obtained semi-finished product (RF Patent for invention No. 2267411, Method for the manufacture of contact inserts, IPC B60L 5/08, H01R 39/26, dated 10.06.2004).

Основными недостатками известного способа являются пониженная плотность изделий, особенно на фасонной контактной поверхности вставок троллейбусов (Свидетельство на полезную модель РФ №39541, Контактная вставка токоприемников троллейбуса, МПК B60L 5/08, от 10.08.2004), а также низкая производительность способа. Низкая производительность способа обусловлена поштучным компактированием изделий (вставок) в пресс-форме, длительностью операций заполнения пресс-формы порошковой композицией и извлечения изделий из пресс-формы, а также малой скоростью компактирования. Известно, что для хотя бы частичного удаления газов атмосферы и паров из засыпки порошка в пресс-форме скорость перемещения пуансона пресс-формы должна быть равна 5-30 м/с (Темкин И.В. Производство электроугольных изделий. - М.: Высшая школа, 1975, с. 107).The main disadvantages of this method are the reduced density of products, especially on the shaped contact surface of trolley bus inserts (Certificate for Utility Model of the Russian Federation No. 39541, Contact insert of trolley bus current collectors, IPC B60L 5/08, dated 10.08.2004), as well as the low productivity of the method. The low productivity of the method is due to the single-piece compaction of products (inserts) in the mold, the duration of the operations of filling the mold with the powder composition and the extraction of products from the mold, as well as the low speed of compaction. It is known that for at least partial removal of atmospheric gases and vapors from the powder filling in the mold, the speed of movement of the mold punch should be 5-30 m / s (Temkin I.V. Production of coal products. - M.: Higher school , 1975, p. 107).

Пониженная плотность контактной поверхности изделий снижает их прочность, износостойкость, а также повышает значения их удельного электрического сопротивления. Низкая производительность способа повышает стоимость изделий.The reduced density of the contact surface of the products reduces their strength, wear resistance, and also increases the values of their electrical resistivity. The low productivity of the method increases the cost of products.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ получения контактных вставок троллейбусов, в котором порошковую композицию на основе углерода выдавливают из контейнера пресса через мундштук с формованием профильной рабочей поверхности вставки и последующим делением полученного полуфабриката на отдельные заготовки (Патент на изобретение РФ №2508177, Способ получения контактных вставок троллейбусов, МПК B22F 33/20, B60L 5/08, от 27.02.2014). Полуфабрикат выдавливают в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами заготовок вставок с противолежащими профильными поверхностями. После выхода из мундштука профильные поверхности заготовок калибруют в четырехвалковом калибре, образованном двумя гладкими и двумя приводными калиброванными противолежащими валками. После получения полуфабриката в виде нескольких заготовок вставок ведут его разделение на отдельные заготовки по вертикальной плоскости, а также осуществляют срез торцевых участков заготовок вставок под углом 60° для образования наклонных входных и выходных участков контакта вставки с токоведущим проводом.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed method is a method for producing contact inserts of trolley buses, in which a carbon-based powder composition is squeezed out of a press container through a mouthpiece with molding a profile working surface of the insert and then dividing the resulting semi-finished product into separate blanks (RF Patent No. 2508177, A method for producing contact inserts of trolley buses, IPC B22F 33/20, B60L 5/08, dated 02.27.2014). The semifinished product is squeezed out in the form of two blanks of inserts with opposite profile surfaces facing each other with their soles. After exiting the mouthpiece, the profile surfaces of the workpieces are calibrated in a four-roll gauge formed by two smooth and two driven calibrated opposite rolls. After receiving the semi-finished product in the form of several blanks of inserts, it is divided into separate blanks on a vertical plane, and they also cut the end sections of the blanks of the inserts at an angle of 60 ° to form inclined input and output sections of the contact between the insert and the current-carrying wire.

Этот способ по сравнению с указанным ранее аналогом за счет калибровки повышает плотность, твердость и износостойкость вставок. Однако после получения полуфабрикатов в дальнейшем резкой алмазными отрезными кругами формируют наклонные под 60° к их горизонтальной плоскости входные и выходные участки контакта вставки с токоведущим проводом, которые имеют пониженную плотность, твердость, прочность и износостойкость, что снижает работоспособность вставки ввиду действия значительных нагрузок на указанные поверхности. К тому же формование наклонных поверхностей вставки отрезными алмазными кругами снижает производительность способа.This method in comparison with the aforementioned analogue due to calibration increases the density, hardness and wear resistance of the inserts. However, after the semi-finished products are obtained by further cutting with diamond cutting wheels, the input and output contact sections of the insert with the current-carrying wire are inclined at 60 ° to their horizontal plane, which have a reduced density, hardness, strength and wear resistance, which reduces the performance of the insert due to the significant loads on these surface. In addition, the formation of inclined surfaces of the insert with diamond cutting wheels reduces the productivity of the method.

Таким образом, основными недостатками наиболее близкого аналога являются низкое качество получаемых вставок и малая производительность.Thus, the main disadvantages of the closest analogue are the low quality of the resulting inserts and low productivity.

Задачей предлагаемого решения является устранение указанных недостатков, а именно повышение качества вставок путем повышения их плотности, твердости, прочности и износостойкости и увеличение производительности.The objective of the proposed solution is to eliminate these disadvantages, namely improving the quality of the inserts by increasing their density, hardness, strength and wear resistance and increasing productivity.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения контактных вставок токоприемников троллейбусов, в котором порошковые композиции на основе углерода из контейнера пресса выдавливают через мундштук с получением полуфабриката в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами разделенных рассекателем заготовок вставок с противолежащими профильными рабочими поверхностями, калибруют профильные поверхности в четырехвалковом калибре с двумя профильными приводными валками и в дальнейшем разделяют полуфабрикат на отдельные заготовки, согласно предлагаемому решению до калибровки профильных рабочих поверхностей и после нее в формовочных калибрах профильных приводных валков наклонные входные и выходные участки заготовок обжимают с нормальным удельным усилием, равным 45÷50 МПа. При этом после выдавливания в четырехвалковых калибрах получают серию заготовок с перемычками между ними и в дальнейшем ведут разделение их алмазными отрезными кругами.The problem is solved in that in a method for producing contact inserts of trolleybus current collectors, in which carbon-based powder compositions are squeezed out of a press container to obtain a semi-finished product in the form of two insert blanks with opposite soles facing each other with opposite profile working surfaces, calibrated profile surfaces in a four-roll caliber with two profile drive rolls and further divide the semi-finished product into separate otovki, the proposed solution according to the calibration profile working surfaces and thereafter a molding caliber profile of driven rollers inclined inlet and outlet sections of the preforms are crimped with a specific normal force, of 45 ÷ 50 MPa. In this case, after extrusion in four-roll calibers, a series of blanks with jumpers between them is obtained, and subsequently they are separated by diamond cutting wheels.

Приложение к наклонным поверхностям входного и выходного участков при обжатии нормальных сжимающих усилий позволит проработать структуру этих ответственных при работе участков и повысить плотность, твердость, прочность и износостойкость вставок. Обжатие при изготовлении вставок их наклонных входных и выходных участков в тех же приводных валках, в которых осуществляется калибровка их профильных рабочих поверхностей, значительно повысит производительность способа. Усилит этот эффект и формование перемычек между заготовками, что уменьшит высота реза в вертикальной плоскости при разделении заготовок.Application to the inclined surfaces of the inlet and outlet sections during compression of normal compressive forces will allow us to work out the structure of these critical sections during operation and increase the density, hardness, strength and wear resistance of the inserts. Compression in the manufacture of inserts of their inclined inlet and outlet sections in the same drive rolls in which their profile working surfaces are calibrated will significantly increase the productivity of the method. This effect will also be enhanced by the formation of jumpers between the workpieces, which will reduce the cutting height in the vertical plane during the separation of the workpieces.

Приложение при обжатии наклонных участков удельного усилия менее 45 МПа приведет к недостаточному повышению их износостойкости, а при усилии более 50 МПа может привести к затеканию металла в зазоры между валками.When compressing inclined sections of a specific force of less than 45 MPa, it will lead to an insufficient increase in their wear resistance, and with a force of more than 50 MPa it can lead to the flow of metal into the gaps between the rolls.

Предлагаемый способ проиллюстрирован на фиг. 1-2, где на фиг. 1 показан общий вид линии по получению контактных вставок, на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.The proposed method is illustrated in FIG. 1-2, where in FIG. 1 shows a general view of a line for producing contact inserts; FIG. 2 is a section AA of FIG. one.

На указанных фигурах обозначены: 1 - контейнер пресса; 2 - мундштук; 3 - приводные калиброванные валки; 4 - гладкие валки; 5 - рассекатель, 6 - профильные участки заготовки, 7 - наклонные участки заготовки, 8 - перемычки.On these figures are indicated: 1 - container press; 2 - mouthpiece; 3 - calibrated drive rolls; 4 - smooth rolls; 5 - divider, 6 - profile sections of the workpiece, 7 - inclined sections of the workpiece, 8 - jumpers.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Нагретую примерно до 170-180°С порошковую композицию на основе углерода загружают в контейнер 1 пресса и выдавливают ее через мундштук 2 с рассекателем 5, одновременно формуя и разделяя порошковую композицию на две обращенные своими подошвами заготовки вставок. После выхода из мундштука 2 указанный полуфабрикат в виде двух обращенных друг к другу подошвами заготовок, разделенных рассекателем 5, задают в образованный приводными калиброванными валками 3 и гладкими валками 4 четырехвалковый калибр, где калибруют профильные рабочие поверхности 6 заготовок, а также обжимают наклонные поверхности 7 и перемычки 8 заготовок. После получения полуфабриката в виде нескольких заготовок вставок из него извлекают рассекатель 5 и алмазными отрезными кругами разделяют заготовки.The carbon-based powder composition heated to about 170-180 ° C is loaded into the press container 1 and squeezed out through the mouthpiece 2 with a divider 5, simultaneously molding and separating the powder composition into two insert blanks facing their soles. After exiting the mouthpiece 2, the specified semi-finished product in the form of two blanks facing each other with soles, separated by a divider 5, is inserted into a four-roll gauge formed by calibrated drive rolls 3 and smooth rolls 4, where profile work surfaces 6 of the blanks are calibrated, and inclined surfaces 7 and jumpers 8 blanks. After receiving the semi-finished product in the form of several blanks of inserts, the divider 5 is removed from it and the blanks are separated by diamond cutting circles.

Согласно предлагаемому способу были изготовлены заготовки вставок троллейбусов размером 86×27×19 мм из порошковой композиции, содержащей 86% искусственного графита, полученного измельчением отходов электродов «Челябинский электродный завод», и 14% фенолформальдегидной новолачной смолы. Полуфабрикат состоял из трех заготовок вставок. После выхода из мундштука вели в четырехвалковом калибре калибровку профильных рабочих поверхностей, а также обжимали наклонные под углом 60° к их горизонтальной плоскости участки вставки. Наклонные участки обжимали с нормальным удельным усилием 48 МПа. Износостойкость наклонных участков увеличилась на 13%.According to the proposed method, blanks of trolleybus inserts 86 × 27 × 19 mm in size were made from a powder composition containing 86% artificial graphite obtained by grinding the waste from the Chelyabinsk Electrode Plant electrodes and 14% phenol-formaldehyde novolac resin. The semi-finished product consisted of three blanks inserts. After exiting the mouthpiece, we calibrated the profile working surfaces in a four-roll gauge, and also pressed the sections of the insert inclined at an angle of 60 ° to their horizontal plane. Inclined sections were crimped with a normal specific force of 48 MPa. Wear resistance of inclined sections increased by 13%.

Предлагаемый способ найдет применение при производстве контактных вставок из композиций на основе углерода, получаемых преимущественно из отходов электродного производства и применяемых в городских троллейбусах.The proposed method will find application in the production of contact inserts from compositions based on carbon, obtained mainly from waste electrode production and used in urban trolleybuses.

Claims

1. A method for producing contact inserts of trolleybus current collectors, including extruding carbon-based powder compositions from a press container through a mouthpiece to obtain a semi-finished product in the form of two insert blanks facing each other and separated by a divider with opposed profile working surfaces, calibration of profile surfaces in a four-roll caliber with two profile drive rolls and the separation of the semi-finished product into separate inserts, characterized in that before calibration ofilnyh working surfaces and after it in the molding core drive roller caliber crimped inclined inlet and outlet sections of the inserts with a specific normal force, of 45 ÷ 50 MPa.

2. The method according to p. 1, characterized in that by extrusion in four-roll calibers, a series of blanks of inserts with jumpers between them is obtained, while the separation of the semi-finished product into separate inserts is carried out by diamond cutting wheels.