RU2682985C1

RU2682985C1 - Method of manufacturing electrobrushes from graphite-plastic powder composition

Info

Publication number: RU2682985C1
Application number: RU2018109302A
Authority: RU
Inventors: Марина Николаевна Самодурова; Леонид Андреевич Барков; Юлия Сергеевна Латфулина
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2019-03-25

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to the manufacture of electrobrushes from a graphite-plastic powder composition. Method includes pressing a block of blanks of brushes from a graphite-plastic powder composition, dividing this block into separate blanks. Block of blanks is pressed with the height H=2h, where h is the height of the blank from a powder graphitoplast composition containing graphite. Pressing lead height double compression in heated to 170–190 °C mold with a pressing speed of 30–35 mm/s, with a specific pressure of 40–45 MPa and with reductions of 3–3.3.EFFECT: increased hardness of working surfaces by 6–8 %.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к порошковой технологии, к частности к способам изготовления элетрощеток из графитопластовых композиций с предварительным прессованием блока заготовок щеток.The invention relates to powder technology, in particular to methods for manufacturing electrobrushes from graphite-plastic compositions with pre-pressing of a block of brush blanks.

Известен способ поштучного получения щеток, например Г20, Г21 и Г22 максимальных размеров сечением 60×40×35 мм. Щетки прессуют в пресс-форме, имеющей форму, близкую к готовому изделию (Чалых Е.Ф. Технология и оборудование электродных и электроугольных предприятий. М.: Металлургия, 1972, с. 147-149).A known method of piece-wise production of brushes, for example G20, G21 and G22 of maximum dimensions with a section of 60 × 40 × 35 mm. The brushes are pressed in a mold having a shape close to the finished product (Chalykh EF Technology and equipment of electrode and electric coal enterprises. M: Metallurgy, 1972, p. 147-149).

Недостатком указанного способа является низкая производительность, обусловленная поштучным изготовлением электрощеток.The disadvantage of this method is the low productivity due to the single-piece manufacture of electric brushes.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является способ изготовления электрощеток, включающий прессование блока щеток электромашин с последующим разделением его на отдельные заготовки (Темкин И.В. Производство электроугольных изделий. - М.: Высшая школа, 1975, с. 105-108, рис. 49). Этот способ значительно повышает производительность. Блок прессуют из 27 заготовок электрощеток, расположенных в 3 слоя по 9 заготовок в каждом слое. Блок заготовок прессуют в нагретых до 150-170°С пресс-формах при скоростях пуансона от 15 до 30 мм/с и удельным давлением 35-40 МПа, с обжатием от 2,5 до 3. Обжатие блока ведут по толщине блока, образованной тремя толщинами заготовок щеток.The closest in technical essence and the achieved effect, the proposed is a method of manufacturing electric brushes, including pressing a block of brushes of electric machines, followed by its separation into individual blanks (Temkin I.V. Production of carbon products. - M .: Higher school, 1975, p. 105-108 , Fig. 49). This method significantly improves performance. The block is pressed from 27 blanks of electric brushes located in 3 layers, 9 blanks in each layer. The block of blanks is pressed in molds heated to 150-170 ° C at a punch speed of 15 to 30 mm / s and a specific pressure of 35-40 MPa, with a compression of 2.5 to 3. The block is compressed over the thickness of the block formed by three the thickness of the brush blanks.

Активные усилия в указанном способе при прессовании действуют на горизонтальную поверхность блока, состоящую из боковых поверхностей заготовок электрощеток, и упрочняет ее, увеличивая ее твердость, прочность и износостойкость. На рабочую поверхность разделенных в последующем заготовок электрощеток действует реактивное от боковых поверхностей пресс-формы усилие, меньшее почти в два раза по сравнению с активным усилием от пуансона пресса. Поэтому твердость и износостойкость рабочих поверхностей электрощеток понижена. Твердость 85-90 HRC.Active efforts in the specified method during pressing act on the horizontal surface of the block, consisting of the side surfaces of the blanks of the electric brushes, and strengthens it, increasing its hardness, strength and wear resistance. The working surface of the subsequently separated blanks of electric brushes is affected by the force reactive from the side surfaces of the mold, which is almost two times less than the active force from the press punch. Therefore, the hardness and wear resistance of the working surfaces of the electric brushes is reduced. Hardness 85-90 HRC.

Таким образом, основным недостатком наиболее близкого аналога является низкое качество рабочих поверхностей заготовок электрощеток.Thus, the main disadvantage of the closest analogue is the low quality of the working surfaces of the workpieces of the electric brushes.

Технической проблемой в производстве элетрощеток является повышение качества рабочих поверхностей электрощеток путем увеличения их твердости при высокой производительности.A technical problem in the production of electric brushes is to improve the quality of the working surfaces of electric brushes by increasing their hardness at high performance.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение твердости рабочих поверхностей электрощеток.The technical result of the alleged invention is to increase the hardness of the working surfaces of the electric brushes.

Технический результат в предполагаемом изобретении достигается тем, что в способе изготовления электрощеток из порошковой графитопластовой композиции, включающий прессование блока заготовок щеток из порошковой графитопластовой композиции, разделение этого блока на отдельные заготовки, согласно предлагаемому решению, блок заготовок прессуют высотой Н=2h, где h - высота заготовки из порошковой графитопластовой композиции, содержащей графит, причем прессование ведут по высоте двухсторонним обжатием в нагретой до 170-190°С пресс-форме со скоростью прессования 30-35 мм/с, с удельным давлением 40-45 МПа и с обжатиями 3-3,3.The technical result in the proposed invention is achieved by the fact that in the method of manufacturing electric brushes from a powder graphite-plastic composition, comprising pressing a block of brush blanks from a powder graphite-plastic composition, dividing this block into separate blanks, according to the proposed solution, the block of blanks is pressed with a height of H = 2h, where h - the height of the workpiece from a graphite-powder powder composition containing graphite, and the pressing is carried out in height by double-sided compression in a mold heated to 170-190 ° C with pressing speed of 30-35 mm / s, with a specific pressure of 40-45 MPa and with reductions of 3-3.3.

То, что блок заготовок прессуют двухсторонним обжатием высотой 2h, где h - высота заготовки электрощетки, позволит прикладывать активные усилия от верхнего и нижнего пуансонов к рабочим поверхностям заготовок электрощеток, что повысит их твердость.The fact that the block of preforms is pressed with double-sided compression with a height of 2h, where h is the height of the workpiece of the electric brush, will allow you to apply active forces from the upper and lower punches to the working surfaces of the workpieces of the electric brushes, which will increase their hardness.

Заявляемые режимы обжатий позволят проработать структуру заготовок по сечению. Обжатие в пресс-форме, нагретой менее 170°С приведет к пониженной плотности блоков, а обжатие в пресс-форме, нагретой более 190°С дает быстрый износ пресс-формы.The inventive modes of compression will allow you to work out the structure of the workpieces by section. Compression in a mold heated to less than 170 ° C will result in reduced block density, and compression in a mold heated to more than 190 ° C will result in quick wear of the mold.

Снижение скорости прессования менее 30 мм/с снижает производительность, а увеличение этой скорости более 35 мм/с приводит к дефектам поверхности блоков.A decrease in the pressing speed of less than 30 mm / s reduces productivity, and an increase in this speed of more than 35 mm / s leads to surface defects of the blocks.

Снижение удельного давления менее 40 МПа приводит к снижению твердости рабочих поверхностей, а увеличение его более 45 МПа приводит к дефектам поверхностей блоков.A decrease in specific pressure of less than 40 MPa leads to a decrease in the hardness of the working surfaces, and an increase of more than 45 MPa leads to defects in the surfaces of the blocks.

Снижение обжатия менее 3 дает низкую плотность блоков, а увеличение его более 3,3 приводит к перепрессовке и дефектам блоков.A reduction in compression of less than 3 gives a low density of blocks, and an increase of more than 3.3 leads to overpressing and block defects.

Предлагаемый способ проиллюстрирован чертежом, где показана схема раскроя блока на заготовки электрощеток.The proposed method is illustrated in the drawing, which shows a scheme for cutting a block into blanks of electric brushes.

На указанной схеме обозначено:The indicated diagram indicates:

Н- высота блока; h - высота заготовки электрощетки;H - block height; h is the height of the workpiece of the electric brush;

В- ширина блока; b - ширина заготовки электрощетки;B is the width of the block; b is the width of the workpiece of the electric brush;

А - Рабочая поверхность электрощетки;A - the working surface of the electric brush;

Р - прикладываемое усилие прессования.P is the applied pressing force.

Способ изготовления электрощеток осуществляется следующим образом.A method of manufacturing an electric brush is as follows.

Графит в виде порошка смешивают со связующим и подают указанную композицию в предварительно нагретую до 170-190°С пресс-форму. Прессуют эту смесь в блок высотой H=2h, где h - высота заготовки электрощетки и шириной В=nb, где b - ширина заготовки электрощетки, n - количество заготовок в блоке по ширине. Прессование ведут с двухсторонним обжатием с заявляемыми режимами. После формования блока его разделяют на отдельные заготовки.The graphite in the form of a powder is mixed with a binder and the specified composition is fed into a mold preheated to 170-190 ° C. Press this mixture into a block with a height of H = 2h, where h is the height of the workpiece of the electric brush and a width of B = nb, where b is the width of the workpiece of the electric brush, n is the number of workpieces in the block in width. Pressing is carried out with double-sided compression with the claimed modes. After forming the block, it is divided into separate blanks.

Согласно предлагаемому способу изготовлены заготовки электрощеток размерами 40×30×12 мм из порошковой графитопластовой композиции, содержащей 86% искусственного графита и 14% фенолформальдегидной смолы наволачного типа. Блок прессовали двухсторонним обжатием размерами 112×94×82 мм. Прессование вели в пресс-форме, нагретой до 180°С, со скоростью 32 мм/с, с удельным давлением 43 МПа, с обжатием, равном 3,1.According to the proposed method, blanks of electric brushes with dimensions 40 × 30 × 12 mm were made from a powder graphite-plastic composition containing 86% artificial graphite and 14% phenol-formaldehyde resin of a hair-type. The block was pressed by double-sided compression with dimensions 112 × 94 × 82 mm. Pressing was carried out in a mold heated to 180 ° C, at a speed of 32 mm / s, with a specific pressure of 43 MPa, with a compression equal to 3.1.

Блок разделили на 54 заготовки (9 заготовок по длине и 3 по ширине) алмазными отрезными кругами. Твердость рабочих поверхностей заготовок составила 92-97 HRC, т.е повысилась 6-8% по сравнению с наиболее близким аналогом.The block was divided into 54 blanks (9 blanks in length and 3 in width) with diamond cutting wheels. The hardness of the work surfaces of the workpieces was 92-97 HRC, i.e. increased 6-8% compared with the closest analogue.

Предлагаемый способ найдет применение при производстве щеток электрических машин постоянного тока и коллекторных машин постоянного тока.The proposed method will find application in the manufacture of brushes of electric DC machines and DC collector machines.

Claims

A method of manufacturing electric brushes from a powder graphite-plastic composition, comprising pressing a block of brush blanks from a powder graphite-plastic composition, dividing this block into separate blanks, characterized in that the block of blanks is pressed with a height of H = 2h, where h is the height of the workpiece from a powder graphite-plastic composition containing graphite, moreover, the pressing is carried out in height by double-sided compression in a mold heated to 170-190 ° C with a pressing speed of 30-35 mm / s, with a specific pressure of 40-45 MPa and with reductions of 3-3.3.