RU2737611C1 - Manufacturing method of current conducting contact elements - Google Patents
Manufacturing method of current conducting contact elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737611C1 RU2737611C1 RU2020121049A RU2020121049A RU2737611C1 RU 2737611 C1 RU2737611 C1 RU 2737611C1 RU 2020121049 A RU2020121049 A RU 2020121049A RU 2020121049 A RU2020121049 A RU 2020121049A RU 2737611 C1 RU2737611 C1 RU 2737611C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furfuryl alcohol
- workpieces
- boxes
- hours
- bath
- Prior art date
Links
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)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к области электротехники и касается способа изготовления токопроводящих контактных элементов, преимущественно электрощеток и угольных контактных вставок для токоприемников электроподвижного состава, работающих в условиях высоких плотностей тока, значительных вибраций и ударных нагрузок.The invention relates to the field of electrical engineering and relates to a method of manufacturing conductive contact elements, mainly electric brushes and carbon contact inserts for pantographs of electric rolling stock operating under conditions of high current densities, significant vibrations and shock loads.
Уровень техникиState of the art
Известен способ изготовления токопроводящих контактных элементов для указанной цели, включающий подготовку порошков в основном из отходов механообработки графитированных конструкционных электродов, их смешение с фенолформальдегидной смолой, выдавливание нагретой смеси через фильеру (мундштук) на горизонтальном прессе под готовые габариты изделия (Вставка «У» ГОСТ 32680-2014. Токосъемные элементы контактных токоприемников электроподвижного состава. Общие технические условия, М.: Стандарт-информ, 2015, 14 с. - аналог).A known method of manufacturing conductive contact elements for this purpose, including the preparation of powders mainly from the waste of machining of graphitized structural electrodes, mixing them with phenol-formaldehyde resin, squeezing out the heated mixture through a die (mouthpiece) on a horizontal press for the finished product dimensions (Insert "U" GOST 32680 -2014. Current-collecting elements of contact pantographs of electric rolling stock. General technical conditions, M .: Standard-inform, 2015, 14 pp. - analogue).
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.The disadvantages of the known method are the low electrical discharge resistance of the elements, especially under operating conditions when exposed to atmospheric precipitation, as a result of which a significant number of zones with traces of arson with chipping of the material are formed on the contact surface, with a sharp increase in the wear of the contact elements from the action of high current density in contact. In addition, this method does not allow for high accuracy of the resulting product dimensions, which also negatively affects the operational reliability of the contact elements.
Известен способ изготовления токопроводящих контактных элементов, включающий изготовление электрографитированной пористой заготовки с готовыми размерами токопроводящего контактного элемента и отличающийся тем, что сквозные поры насыщают путем пропитки принудительно с помощью автоклава связующей и антифрикционной добавкой, при чем в качестве связующей добавки используют полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 160°С-220°С в количестве 5%-15% от массы заготовки, а затем в качестве антифрикционной добавки - полимер на основе фурфурилового спирта, полимеризованный при конечной температуре 110°С-160°С в количестве 1%-8% от массы заготовки (Патент №2647498, опубликован 16.03.2018 г - прототип). Обладая рядом преимуществ, связанных с улучшением характеристик готовых токопроводящих контактных элементов, способ имеет существенные недостатки. Пропиточный раствор поступает в сквозные поры материала принудительно с помощью автоклава при остаточном давлении 0,94 кгс/см2, что неизбежно приводит к нарушению конструкции микропор за счет появления гидравлических ударов, способных нарушить состояние микропористости и сохранить его в готовом материале в процессе термообработки заготовок, что отрицательно сказывается на формировании политуры контактируемых с элементом материалов(медный контактный провод, медное кольцо, коллектор и т.д.), ухудшая тем самым условия токосъема.A known method of manufacturing conductive contact elements, including the manufacture of an electrographitized porous workpiece with ready-made dimensions of a conductive contact element and characterized in that the through pores are saturated by impregnation forcibly using an autoclave with a binder and antifriction additive, and a polymer based on furfuryl alcohol is used as a binder additive, polymerized at a final temperature of 160 ° C-220 ° C in an amount of 5% -15% of the workpiece weight, and then as an antifriction additive - a polymer based on furfuryl alcohol, polymerized at a final temperature of 110 ° C-160 ° C in an amount of 1% -8% by weight of the workpiece (Patent No. 2647498, published 03/16/2018 - prototype). With a number of advantages associated with improving the characteristics of finished conductive contact elements, the method has significant disadvantages. The impregnating solution enters the through pores of the material forcibly using an autoclave at a residual pressure of 0.94 kgf / cm 2 , which inevitably leads to a violation of the micropore structure due to the appearance of hydraulic shocks that can disrupt the state of microporosity and preserve it in the finished material during heat treatment of the workpieces, which negatively affects the formation of the polish of the materials in contact with the element (copper contact wire, copper ring, collector, etc.), thereby worsening the conditions for current collection.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом изобретения является формирование устойчивой и стабильной по мере износа элемента политуры при длительной эксплуатации, в том числе с повышенной плотностью тока при наличии ударных и вибрационных нагрузок. Это способствует улучшению коммутации, снижению износа элемента при длительной эксплуатации.The technical result of the invention is the formation of a stable and stable polish element with wear during long-term operation, including with increased current density in the presence of shock and vibration loads. This helps to improve commutation, reduce element wear during long-term operation.
Указанный технический результат достигается посредством способа изготовления токопроводящих контактных элементов, включающего изготовление электрографитированных пористых заготовок с готовыми размерами элемента, пропитку их водным раствором, состоящим из 72,8 масс. % фурфурилового спирта, 2,9 масс. % ортофосфорной кислоты и 24,3 масс. % воды, при этом в начале подготавливают водный раствор фурфурилового спирта, наливая в пропиточную ванну необходимое количество фурфурилового спирта, отдельно готовят воду с добавлением ортофосфорной кислоты, раствор ортофосфорной кислоты выливают в ванну с фурфуриловым спиртом при тщательном перемешивании до получения плотности раствора 1,120-1,130 г/см3, затем в ванну загружают упакованные в перфорированные коробки заготовки и выдерживают их там в течение 2-3 часов, после чего коробки с заготовками удаляют из емкости и подвергают вместе с заготовками промывке, погружая коробки с заготовками от трех до пяти раз в емкость с водой, затем промытые заготовки подвергают подсушке при комнатной температуре в течение не менее 8 часов и дальнейшей термообработке в нагревательных устройствах с выдержкой в течение 2-3 часов при температуре 140°С-160°С.The specified technical result is achieved by means of a method for manufacturing conductive contact elements, including the manufacture of electrographitized porous blanks with finished element dimensions, impregnating them with an aqueous solution consisting of 72.8 mass. % furfuryl alcohol, 2.9 wt. % orthophosphoric acid and 24.3 wt. % water, while at the beginning an aqueous solution of furfuryl alcohol is prepared by pouring the required amount of furfuryl alcohol into the impregnating bath, water is separately prepared with the addition of orthophosphoric acid, the solution of orthophosphoric acid is poured into a bath with furfuryl alcohol with thorough stirring until the solution density is 1.120-1.130 g / cm 3 , then the workpieces packed in perforated boxes are loaded into the bath and kept there for 2-3 hours, after which the boxes with the workpieces are removed from the container and washed together with the workpieces, immersing the boxes with the workpieces three to five times into the container with water, then the washed blanks are dried at room temperature for at least 8 hours and further heat treatment in heating devices with exposure for 2-3 hours at a temperature of 140 ° C-160 ° C.
Предлагаемый способ позволяет насыщать поры материала элемента пропиточным раствором определенной плотности естественным путем без применения дорогостоящих автоклавов.The proposed method allows to saturate the pores of the element material with an impregnating solution of a certain density in a natural way without the use of expensive autoclaves.
Фурфуриловый спирт обладает уникальной способностью смачивать поверхности и впитываться в открытые поры графитированных материалов. При применении пропитки и заполнении пор естественным путем его содержание в материале снижается по сравнению при принудительном заполнении, но это снижение способствует улучшению политурообразования, коммутации и, как следствие, износостойкости.Furfuryl alcohol has a unique ability to wet surfaces and absorb into open pores of graphitized materials. When applying impregnation and filling the pores in a natural way, its content in the material decreases compared with forced filling, but this decrease helps to improve polish formation, commutation and, as a result, wear resistance.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Пример 1.Example 1.
Из электрографитированного материала марки ГМЗ (ТУ 48 4802-86-97) изготавливали заготовки токосъемных контактных элементов токоприемников электроподвижного состава(ТУ 3497-010-50165580-2009) размерами 30*36*260,8 мм. Подготавливали водный раствор фурфурилового спирта, наливая в пропиточную ванну 72,8 масс. % фурфурилового спирта, подготовленную предварительно 24,8 масс. % воды, смешанную с 2,9 масс. % ортофосфорной кислоты. Данный раствор выливают в ванну с фурфуриловым спиртом при тщательном перемешивании до получения плотности 1,120-1,130 г/см3. Затем в ванну загружают упакованные в перфорированные коробки заготовки и выдерживают их там в течение 2-3 часов, после чего коробки с заготовками удаляют из ванны и подвергают вместе с заготовками промывке, погружая коробки с заготовками от трех до пяти раз в емкость с водой, с целью исключения выпотевания фурфурилового спирта при термообработке заготовок. Затем промытые заготовки подвергают подсушке при комнатной температуре не менее 8 часов и дальнейшей термообработке в нагревательном шкафу с выдержкой в течение 2-3 часов при температуре 140°С-160°С.From electrographitized material of the GMZ brand (TU 48 4802-86-97), blanks of current-collecting contact elements of current collectors of electric rolling stock (TU 3497-010-50165580-2009) with dimensions of 30 * 36 * 260.8 mm were made. An aqueous solution of furfuryl alcohol was prepared by pouring 72.8 mass into an impregnating bath. % furfuryl alcohol, previously prepared 24.8 wt. % water mixed with 2.9 wt. % orthophosphoric acid. This solution is poured into a bath with furfuryl alcohol with thorough stirring until a density of 1.120-1.130 g / cm 3 is obtained. Then the blanks packed in perforated boxes are loaded into the bath and kept there for 2-3 hours, after which the boxes with blanks are removed from the bath and washed together with the blanks, immersing the boxes with blanks three to five times in a container with water, with the purpose of excluding sweating of furfuryl alcohol during heat treatment of blanks. Then the washed blanks are subjected to drying at room temperature for at least 8 hours and further heat treatment in a heating cabinet with exposure for 2-3 hours at a temperature of 140 ° C-160 ° C.
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 установке КЗК-95Д при воздействии ударных и вибрационных нагрузок. Результаты испытаний представлены в таблице.The manufactured inserts were tested at the locomotive depot Moscow-Sortirovochnaya Moscow railway. on electric locomotives EP-10. For comparison, we also tested inserts made by the method of the analogue and prototype. In addition, brushes were made from the inserts - samples with a size of 8 * 12.5 * 12.5 mm, which were then tested on a KZK-95D installation when exposed to shock and vibration loads. The test results are presented in the table.
Пример 2.Example 2.
В ОАО «Опытный завод электроугольных изделий» (г. Электроугли) подготовили электрографитированные пористые заготовки с готовыми размерами щетки ЭГ61А для тягового электродвигателя ЭК-810Ч. Заготовки подвергали пропитке фурфуриловым спиртом по технологии примера 1 с естественным насыщением пор пропиткой, изготовленные щетки испытывали на стенде тягового электродвигателя ЭК-810Ч в соответствии с протоколом №ЦТЕХ-539 ОАО «РЖД» в сравнении со щетками ЭГ61А АО «Прожекторные угли» (г. Елец), ЭГ61АК ЗАО «Электроконтакт» (г. Кинешма), изготовленных с принудительным с помощью автоклава насыщением пор пропиткой, щетками EG820 ЛЭГ Центр (г. Старый Оскол). Результаты представлены в таблице 2.At OJSC Experimental Plant of Electric Coal Products (Elektrougli), electrographitized porous blanks with ready-made EG61A brush sizes were prepared for the EK-810Ch traction motor. The workpieces were impregnated with furfuryl alcohol according to the technology of example 1 with natural saturation of pores with impregnation, the brushes were tested on the stand of the traction motor EK-810Ch in accordance with the protocol No.TSTEKH-539 of JSC Russian Railways in comparison with brushes EG61A of JSC Prozhekornye Ugli (St. Elets), EG61AK of ZAO Electrokontakt (Kineshma), made with forced saturation of pores by means of an autoclave, brushes EG820 LEG Center (Stary Oskol). The results are shown in Table 2.
Заключение: Для применения на электродвигателе ЭК-810Ч по результатам испытаний соответствуют щетки марки ЭГ61А ОАО «Опытный завод электроугольных изделий» (г.Электроугли) с естественным насыщением пропитки и ЭГ61АК ЗАО «Электроконтакт» (г. Кинешма). Состояние политуры и поведение щеток следует оценить в процессе длительных эксплуатационных испытаний.Conclusion: For use on the EK-810Ch electric motor, according to the test results, the brushes of the EG61A brand of the Experimental Plant of Electric Coal Products (Elektrougli) with natural impregnation saturation and EG61AK of Electrocontact CJSC (Kineshma) correspond. The condition of the polish and the behavior of the brushes should be assessed during long-term performance tests.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121049A RU2737611C1 (en) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Manufacturing method of current conducting contact elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121049A RU2737611C1 (en) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Manufacturing method of current conducting contact elements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737611C1 true RU2737611C1 (en) | 2020-12-01 |
Family
ID=73792584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121049A RU2737611C1 (en) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Manufacturing method of current conducting contact elements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737611C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2075805C1 (en) * | 1992-12-31 | 1997-03-20 | Петр Петрович Смазнов | Method of production of material for current-conducting contact elements |
RU2647498C2 (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II" МГУПС (МИИТ) | Method of manufacturing of current-conducting contact elements |
WO2019129628A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | Schunk Carbon Technology Gmbh | Carbon brush and production method |
CN111009804A (en) * | 2019-12-05 | 2020-04-14 | 重庆材料研究院有限公司 | Preparation method of copper-graphite composite electric brush |
-
2020
- 2020-06-25 RU RU2020121049A patent/RU2737611C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2075805C1 (en) * | 1992-12-31 | 1997-03-20 | Петр Петрович Смазнов | Method of production of material for current-conducting contact elements |
RU2647498C2 (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II" МГУПС (МИИТ) | Method of manufacturing of current-conducting contact elements |
WO2019129628A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | Schunk Carbon Technology Gmbh | Carbon brush and production method |
CN111009804A (en) * | 2019-12-05 | 2020-04-14 | 重庆材料研究院有限公司 | Preparation method of copper-graphite composite electric brush |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5932331B2 (en) | Method for producing activated carbon | |
RU2737611C1 (en) | Manufacturing method of current conducting contact elements | |
JP2020513390A (en) | Process for producing activated carbon using coffee bean extract and battery electrode containing the same | |
CN106549283B (en) | A kind of friction film has the resin type electrical carbon material and preparation method thereof of self-regeneration function | |
RU2647498C2 (en) | Method of manufacturing of current-conducting contact elements | |
US2412701A (en) | Brush for electrical machinery | |
CN105837240A (en) | Method for preparing carbon-carbon composite material for pantograph | |
RU2005125692A (en) | METHOD FOR PRODUCING ANTIFRICTION PRODUCTS FROM SILICON CARBIDE | |
RU2656375C1 (en) | Composition for producing the electrotechnical products | |
DE2517380C3 (en) | Process for the production of ceramic silicon nitride foam bodies or silicon carbide foam bodies | |
SU504808A2 (en) | The method of impregnation of porous products | |
JP2005102491A (en) | Carbon brush for electric machine | |
RU2602569C1 (en) | Method of producing electric carbon articles | |
US2135349A (en) | Impregnation of materials | |
US3772080A (en) | Method of treating a carbon current collection brush and brush resulting therefrom | |
Jandosov et al. | Mesoporous composite materials from Acivated rice husk carbon and montmorillonite | |
RU2170183C1 (en) | Contact slipper making method | |
KR890000849B1 (en) | Making method of pantagraph collector's friction plate | |
CN112863892B (en) | Biomass carbon block electrode with high volume specific capacitance and preparation method thereof | |
SU730748A1 (en) | Polymeric composition | |
CN110265850B (en) | Preparation method of electric brush for motor and obtained electric brush | |
RU2715758C1 (en) | Method of making contact plates | |
RU2635059C2 (en) | Sintered composite material | |
US1677512A (en) | Separator | |
US2404662A (en) | Electrical contact element |