RU2647498C2 - Способ изготовления токопроводящих контактных элементов - Google Patents
Способ изготовления токопроводящих контактных элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647498C2 RU2647498C2 RU2016134878A RU2016134878A RU2647498C2 RU 2647498 C2 RU2647498 C2 RU 2647498C2 RU 2016134878 A RU2016134878 A RU 2016134878A RU 2016134878 A RU2016134878 A RU 2016134878A RU 2647498 C2 RU2647498 C2 RU 2647498C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact elements
- current
- conducting contact
- increase
- resistance
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 7
- 208000001836 Firesetting Behavior Diseases 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
- H01R43/12—Manufacture of brushes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники. Способ предусматривает насыщение путем пропитки дополнительной связующей и антифрикционной добавкой материала для токопроводящих контактных элементов, заготовки с готовыми размерами контактного элемента, причем вначале в качестве связующей добавки используют полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 160°С - 220°С в количестве 5 масс. % - 15 масс. %, а затем в качестве антифрикционной добавки - полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 110°С - 160°С в количестве 1 масс. % - 8 масс. %. Способ позволяет повысить прочность материала для токопроводящих контактных элементов и стойкость к воздействию ударных вибрационных нагрузок, а также существенно улучшить антифрикционные свойства материала. Технический результат заключается в повышении электроэрозионной стойкости материала токопроводящих контактных элементов, ликвидации на контактной поверхности поджогов и выкрашивания материала, снижении износа и повышение стойкости материала к воздействию ударных и вибрационных нагрузок. 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области электротехники и касается способа изготовления токопроводящих контактных элементов (и материала для них), преимущественно электрощеток и угольных контактных вставок для токоприемников электроподвижного состава, работающих в условиях высоких плотностей тока, значительных вибраций и ударных нагрузок.
Уровень техники
Известен способ изготовления токопроводящих контактных элементов для указанной цели, включающий подготовку порошков в основном из отходов механообработки графитовых конструкционных электродов, их смешение с фенолформальдегидной смолой, выдавливание нагретой смеси через фильеру (мундштук) на горизонтальном прессе с размерами под готовые габариты изделия на коксовой (вставка А) или графитовой (вставка Б) основе (ГОСТ 14692-78 Вставки угольные контактные для токоприемников электроподвижного состава, М. - 1978, - аналог).
Недостатки известного способа заключаются в низкой электроэрозионной стойкости элементов, особенно в условиях работы при воздействии атмосферных осадков, в результате чего на контактной поверхности образуется значительное количество зон со следами поджогов с выкрашиванием материала, с резким увеличением износа контактных элементов от действия высокой плотности тока в контакте. Кроме того, данный способ не позволяет обеспечить высокую точность получаемых размеров изделий, что также отрицательно сказывается на эксплуатационной надежности контактных элементов.
Известен способ изготовления материала для токопроводящих контактных элементов, включающий совместный размол и смешение технического углерода, графита, кокса, углеродистого аэрогеля, молотых отходов обожженного и графитированного углеродистого материала при определенных соотношениях компонентов, связующего, формование из полученных порошков заготовок и их термообработку. Готовый токопроводящий элемент получают методом механической обработки под готовые размеры из графитированного полуфабриката (патент №2075805, опубликован 20.03.1997, - прототип). Данный способ позволяет повысить электроэрозионную стойкость элементов, уменьшить количество зон со следами поджогов и выкрашивание материала на контактной поверхности, снизить износ контактных элементов, но имеет ряд существенных недостатков, препятствующих широкому использованию этого способа.
Недостатки данного способа связаны с наличием достаточно большого количества составляющих компонентов, что при высокой дешевизне способа не позволяет в полной мере получать элементы с гарантированными производством показателями качества изделий. Это существенно осложняет как производство элементов, так и их эксплуатацию. С другой стороны, элементы, получаемые по данному способу, не содержат дополнительно связующих и антифрикционных добавок, что отрицательно сказывается на прочности материала и его способности не скалываться и не изнашивать контактные с элементами материалы (медный контактный провод, контактное медное кольцо, коллектор и т.д.).
Известен способ изготовления токопроводящих контактных элементов, включающий подготовку композиции, содержащей кокс, технический углерод, графит, антифрикционную добавку, например полимер на основе фурфурилового спирта, и связующее, смешение компонентов, формирование из композиции заготовок и их термообработку (патент №2030044, опубликован 27.02.1995). В этом способе антифрикционную добавку и кокс предварительно объединяют композиционно в гранулы в определенном соотношении, а затем гранулы смешивают с остальными ингредиентами композиции при определенном соотношении компонентов. Способ позволяет улучшить антифрикционные свойства материала и повысить износостойкость контактного элемента.
Однако антифрикционная добавка содержится только в одном компоненте - коксе и воздействие ее на характеристики всего материала малоэффективно, что подтверждается недостаточной электроэрозионной стойкостью материала в эксплуатации с образованием поджогов и выкрашиванием на контактной поверхности элемента.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом изобретения является повышение электроэрозионной стойкости материала токопроводящих контактных элементов, ликвидация на контактной поверхности поджогов и выкрашивания материала, снижение износа и повышение стойкости материала к воздействию ударных и вибрационных нагрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что при изготовлении материала для токопроводящих контактных элементов заготовки с готовыми размерами контактного элемента насыщают путем пропитки дополнительной связующей и антифрикционной добавкой, причем вначале в качестве связующей добавки используют полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 160°С - 220°С в количестве 5 масс. % - 15 масс. %, а затем в качестве антифрикционной добавки - полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 110°С - 160°С в количестве 1 масс. % - 8 масс. %.
Применение связующей добавки с температурой полимеризации 160°С - 220°С, вводимой в материал путем первичной пропитки и находящейся на поверхности сквозных пор, позволяет дополнительно укрепить связи между компонентами матричной системы материала, что способствует повышению его прочности и сопротивлению к воздействию ударных вибрационных нагрузок.
Антифрикционная добавка с температурой полимеризации 110°С - 160°С вводится в материал при вторичной пропитке, что позволяет дополнительно упрочнить материал и существенно улучшить антифрикционные свойства материала, что выражается в образовании в процессе эксплуатации на контактной поверхности элемента глянца с отсутствием поджогов и выкрашивания материала. При этом резко снижается износ элемента.
Возможно также применение однократной пропитки фурфуриловым спиртом с конечной температурой полимеризации при 140°С - 180°С, однако при этом не обеспечивается достаточная связка между компонентами матричной системы материала, что несколько снижает его прочность и сопротивление к воздействию ударных и вибрационных нагрузок.
Осуществление изобретения
Пример
Из электрографитированного конструкционного материала марки ГЭ (ТУ 48-20-86-81] изготавливали заготовки угольных пантографных вставок для токоприемников электроподвижного состава с размерами 30×36×260,8 мм. Заготовки подвергали первичной пропитке жидким раствором, состоящим из 72,8 масс. % фурфурилового спирта, 2,9 масс. % ортофосфорной кислоты и 24,3 масс. % воды, в автоклаве с остаточным давлением 0,94 кгс/см2. После этого заготовки подвергали сушке и полимеризации при конечной температуре 160°С - 220°С. Затем заготовки охлаждали и пропитывали вторично тем же самым раствором, который использовали при первичной пропитке, с последующей сушкой и полимеризацией при конечной температуре 110°С - 160°С. Изготовленные вставки испытывали в локомотивном депо Москва - Сортировочная Московской ж. д. на электровозах ЭП-10. Для сравнения испытывали также вставки, изготовленные по способу аналога и прототипа. Дополнительно из вставок изготавливали щетки-образцы размером 8×12,5×12,5 мм, которые затем испытывали на установках КЗК-95Д при воздействии ударных и вибрационных нагрузок. Результаты испытаний представлены в таблице.
При содержании связующей добавки ниже предлагаемого предела не обеспечивается достаточная прочность материала, но в эксплуатации появляются сколы на контактной поверхности материала; при содержании выше предлагаемого предела начинает изнашиваться контактный провод, что подтверждается наличием слабого налета меди на контактной вставке.
В случае содержания антифрикционной добавки ниже предлагаемого предела нарушается глянец на контактной поверхности вставки, увеличивается ее износ. При содержании антифрикционной добавки выше предлагаемого предела (только в случае содержания связующей добавки ниже предлагаемого значения) увеличивается вероятность сколообразования материала.
Claims (1)
- Способ изготовления токопроводящих контактных элементов, включающий изготовление электрографитированной пористой заготовки с готовыми размерами каждого токопроводящего контактного элемента, отличающийся тем, что сквозные поры заготовки насыщают путем пропитки связующей и антифрикционной добавкой, причем вначале в качестве связующей добавки используют полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 160°C-220°C в количестве 5%-15% от массы заготовки, а затем в качестве антифрикционной добавки - полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 110°C-160°C в количестве 1%-8% от массы заготовки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016134878A RU2647498C2 (ru) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016134878A RU2647498C2 (ru) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016134878A RU2016134878A (ru) | 2018-03-01 |
| RU2016134878A3 RU2016134878A3 (ru) | 2018-03-01 |
| RU2647498C2 true RU2647498C2 (ru) | 2018-03-16 |
Family
ID=61596972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016134878A RU2647498C2 (ru) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647498C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737611C1 (ru) * | 2020-06-25 | 2020-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1037901A (en) * | 1909-11-16 | 1912-09-10 | Gen Electric | Carbon article. |
| SU721017A3 (ru) * | 1974-09-13 | 1980-03-05 | Роберт Бош Гмбх (Фирма) | Материал дл контактных колец электрических машин |
| SU985868A1 (ru) * | 1981-09-22 | 1982-12-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий | Материал дл изготовлени щеток электрических машин |
| RU2030044C1 (ru) * | 1990-06-18 | 1995-02-27 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов |
| RU2075805C1 (ru) * | 1992-12-31 | 1997-03-20 | Петр Петрович Смазнов | Способ изготовления материала для токопроводящих контактных элементов |
| RU2560619C2 (ru) * | 2013-12-05 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Способ изготовления электроугольных изделий |
-
2016
- 2016-08-26 RU RU2016134878A patent/RU2647498C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1037901A (en) * | 1909-11-16 | 1912-09-10 | Gen Electric | Carbon article. |
| SU721017A3 (ru) * | 1974-09-13 | 1980-03-05 | Роберт Бош Гмбх (Фирма) | Материал дл контактных колец электрических машин |
| SU985868A1 (ru) * | 1981-09-22 | 1982-12-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий | Материал дл изготовлени щеток электрических машин |
| RU2030044C1 (ru) * | 1990-06-18 | 1995-02-27 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов |
| RU2075805C1 (ru) * | 1992-12-31 | 1997-03-20 | Петр Петрович Смазнов | Способ изготовления материала для токопроводящих контактных элементов |
| RU2560619C2 (ru) * | 2013-12-05 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Способ изготовления электроугольных изделий |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737611C1 (ru) * | 2020-06-25 | 2020-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016134878A (ru) | 2018-03-01 |
| RU2016134878A3 (ru) | 2018-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102432293B (zh) | 电力机车受电弓碳滑板 | |
| DE102015222439B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Graphitkörpern | |
| RU2647498C2 (ru) | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов | |
| DE1230707B (de) | Verfahren zur Herstellung von poroesen Kohle- bzw. Graphitformkoerpern | |
| US2416480A (en) | Electrical brush | |
| US1556658A (en) | Bearing material | |
| RU2737611C1 (ru) | Способ изготовления токопроводящих контактных элементов | |
| RU2623292C2 (ru) | Способ изготовления токопроводящих контактных вставок | |
| CN110436925B (zh) | 一种高速列车受电弓用纯炭滑板及其制备方法 | |
| RU2150444C1 (ru) | Материал для токопроводящих контактных изделий, способ его изготовления и изделие | |
| US3212937A (en) | Method of preparing a fuel cell electrode | |
| US1618248A (en) | Carbonized briquette and its manufacture | |
| RU2257341C1 (ru) | Способ получения тонкозернистого графита | |
| SU973509A1 (ru) | Способ получени антифрикационных изделий | |
| JP6658226B2 (ja) | 摺動材料、摺動部材及び摺動材料の製造方法 | |
| RU2656375C1 (ru) | Композиция для изготовления электротехнических изделий | |
| KR20190129691A (ko) | 유기의 제조방법 및 이에 따라 제조된 유기 제품 | |
| CN115745610B (zh) | 一种高强度碳烯石墨及其制备方法 | |
| RU2635059C2 (ru) | Спечённый композиционный материал | |
| RU2170183C1 (ru) | Способ изготовления контактной вставки | |
| US1453726A (en) | Insulating composition and method of making same | |
| RU2207962C1 (ru) | Способ изготовления контактной вставки токосъемника электротранспортного средства | |
| SU55464A1 (ru) | Способ изготовлени электрических угольных щеток | |
| US3353135A (en) | Polytetrafluoroethylene lubricant for carbon composition resistors | |
| SU956265A1 (ru) | Способ изготовлени абразивного инструмента |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190827 |