UA48851A - Струмознімальний ковзний елемент - Google Patents

Abstract

Струмознімальний ковзний елемент, що виконаний із прес-порошку, який включає обміднений вуглецевмісний матеріал та органічне зв'язуюче, який відрізняється тим, що прес-порошок як вуглецевмісний матеріал включає суміш графіту та коксу загартованого при їх співвідношенні (2-4):1, причому мідь введена у вигляді шару покриття, нанесеного на частки коксу загартованого, а співвідношення компонентів у прес-порошку складає, ваг. %: графіт 50,0-65,0 кокс загартований 12,0-25,0 мідь 4,0-10,0 зв'язуюче решта.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до електротехніки і може бути використаний для виготовлення струмознімачів, 2 наприклад, вставок для струмоприймачів електрорухомого составу, а також щіток електромашин.

Відомий струмознімальний ковзний елемент виконаний із прес-порошку, який включає обміднений вуглецевмісний матеріал та органічне зв'язуюче (а.с. СРСР Мо 826469, М. кл. НОТК 39/20, заявл. 07.08.79 р.).

У відомому струмознімальному елементі прес-порошок включає - графітовий порошок, на поверхню частинок якого нанесений шар електролітичної міді, а на шар міді нанесений захисний шар хімічного олова. Органічне 70 зв'язуюче включає порошок політетрафторетилену.

Недоліком відомого струмознімального елемента є високий питомий електроопір та низькі тривалі властивості завдяки високій кількості високоомного пластичного зв'язуючого (до 5Оваг.9б5).

Найбільш близьким по технічній суті і технічному результату, що досягається, є струмознімальний ковзний елемент, виконаний з прес-порошку, який включає обміднений вуглецевмісний матеріал й органічне зв'язуюче 79 (ас. СРСР Мо 427433, М. кл. НОТВ. 39/20, заявл. 15.07.71 р.).

Як вуглецевмісний матеріал прес-порошок містить графітований матеріал та деревне вугілля.

Вуглецевмісний матеріал та зв'язуюче (фторопласт) сформовані у гранули завдяки зв'язуванню їх розчином бакелітового лаку. На поверхню гранул, які містять вуглецевмісний матеріал та зв'язуюче, нанесено шар електролітичної міді.

Недоліком відомого струмознімального елемента є високий питомий електроопір та низькі тривалі властивості (твердість, міцність, зносостійкість).

Велика кількість високоомного зв'язуючого (до ЗОваг.9о) у гранулах, а також уведення деревного вугілля, яке має питомий електроопір значно вищий, ніж графітований матеріал, сприяє підвищенню електроопору струмознімального елементу. З іншого боку, у процесі пресування гранул, на поверхню яких нанесена мідь, який здійснюється при температурі 2007С і тиску до ЗОМПа, відбувається часткове зруйнування суцільності мідної « оболонки гранул. Це має місце внаслідок процесів полімеризації зв'язуючого та високого контактного тиску між гранулами. У результаті цього відбувається структурне змінення в обсязі гранул, яке обумовлює порушення суцільності монолітних електропровідних металевих ланцюжків, що приводить до різкого зниження електропровідності одержаного струмознімального елементу. Крім того, використання у складі прес-порошку -- вуглецевмісного матеріалу (до 7Оваг.9о), який має низькі фізико-механічні властивості, не забезпечує достатньо міцнісні характеристики струмознімального елементу. При роботі такого елемента в умовах максимальних (наприклад, пускових) навантажень відбувається підвищення температури матеріалу струмознімального со елементу вище температури термічної стійкості зв'язуючого, що приводить до підвищеного зносу як контактних с елементів, так і електроконтактної пари.

Зо В основу винаходу поставлена задача удосконалення струмознімального елементу, у якому включення в М прес-порошок нових компонентів, а також їх нове кількісне співвідношення забезпечує зміцнення системи: вуглецевмісний матеріал - зв'язуюче, і сприяє утворенню єдиної електропровідної оболонки, що дає можливість підвищити електропровідні і міцнісні характеристики струмознімального елементу. «

Поставлена задача вирішується тим, що у струмознімальному ковзному елементі, виконаному із З 50 прес-порошку, який включає обміднений вуглецевмісний матеріал та органічне зв'язуюче, відповідно до с винаходу, новим є те, що як вуглецевмісний матеріал прес-порошок включає суміш графіту і коксу загартованого

Із» при їх співвідношенні (2 - 4):1, причому мідь введена у вигляді шару покриття, нанесеного на частки коксу прогартованого. Співвідношення компонентів у прес-порошку складає, ваг.9Уо:

Графіт 50,0 - 65,0 - кокс прогартований 12,0 - 25,0 о мідь 4,0-10,0 зв'язуюче решта. (ее) сл 50 Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак, що заявляються, і технічним результатом, що досягається, складається в такому. -з Використання як вуглецевмісного матеріалу суміші графіту і коксу загартованого дозволяє підвищити фізико-механічні властивості елемента. Частки коксу мають високу активність внаслідок наявності на їхній поверхні водневих та кисневих функціональних груп. Ці групи сприяють підвищенню адгезійної здатності зв'язуючого до вуглецевмісного матеріалу, що забезпечує зміцнення системи вуглецевмісний матеріал - р» зв'язуюче. Крім цього кокс загартований, який має твердість у З - 4 рази вище, ніж графіт, сприяє підвищенню твердої складної прес-порошку і при пресуванні його забезпечується висока зносостійкість та фізико-механічні властивості матеріалу.

Нанесення шару покриття міді на частки найбільш високоомної частини вуглецевмісного матеріалу - коксу, 60 який має високу дисперсність, забезпечує при пресуванні виникнення міжчасткових контактів: мідь - графіт. Це обумовлює достатньо низький питомий електроопір струмознімального ковзного елементу.

При кількості графіту в прес-порошку менш 5БОваг.9о, підвищується питомий електроопір елементу, погіршуються його теплофізичні характеристики а також зникає політура на струмопроводі. Якщо кількість графіту у прес-порошку складає більш за б5ваг.9о6, знижуються міцнісні характеристики елементу (твердість, 65 зносостійкість)

При кількості коксу загартованого у прес-порошку менш за 12ваг.9о не відбувається зміцнення системи:

вуглецевмісний матеріал - зв'язуюче. Якщо кількість коксу більш ніж 25ваг.9о одержані елементи володіють підвищеними значеннями твердості та зносостійкості, що приводить при їх експлуатації до погіршення умов роботи електроконтактної пари.

При кількості міді в прес-порошку менш за 4ваг.9о не забезпечується рівномірність покриття міді на частках коксу, що приводить до підвищення електроопору елементу. Якщо кількість міді більш за 1Оваг.9о мають місце невиправдані витрати міді (без досягнення суттєвого змінення електроопору елементу).

Струмознімальний ковзний елемент виготовляється таким чином. Прес-порошок готували змішуванням компонентів: порошку штучного графіту дисперсністю 0,04 - 0,2мм, порошку коксу прогартованого дисперсністю 70 0,2 - О,Бмм, на частки якого нанесений шар електролітичної міді, і порошку фенолформальдегідної смоли.

Компоненти перемішували, потім прес-порошок піддавали пресуванню.

Приклад 1 5Оваг.о порошку штучного графіту дисперсністю 0,04 - 0,2мм, 25ваг.уо порошку коксу загартованого дисперсністю 0,2 - О,5мм, на частки якого попередньо нанесений шар електролітичної міді товщиною 1Омкм у 7/5 Кількості 77о від загальної маси прес-порошку, і 18ваг.7о фенолформальдегідної смоли - СПФ-0О11Л змішували в 27-образному лопасному змішувачі протягом 30 хвилин, потім одержаний прес-порошок піддавали пресуванню в прес-формі при температурі 1807С і питомому тиску 70МПа і витримували під тиском протягом 5 хвилин. З одержаного пресованого блоку виготовлені струмознімальні ковзні елементи, наприклад, вставки для тролейбусів.

Приклад 2 бОваг.уо порошку штучного графіту дисперсністю 0,04 - 0,2мм, 18ваг.9о порошку коксу загартованого дисперсністю 0,2 - О0,5мм, на частки якого попередньо нанесений шар електролітичної міді товщиною 8мкм у кількості 695 від загальної маси прес-порошку, і 16 ваг. 96 фенолформальдегідної смоли - СПФ-011Л змішували в 27-образному лопасному змішувачі протягом 30 хвилин, потім одержаний прес-порошок піддавали пресуванню в ов прес-формі при температурі 17572 і питомому тиску 65МПа і витримували під тиском протягом 4 хвилин. З одержаного пресованого блоку виготовлені струмознімальні ковзні елементи, наприклад, вставки для « тролейбусів.

Приклад З б5ваг.бо порошку штучного графіту дисперсністю 0,04 - 0,2мм, 1бваг.7о порошку коксу прокаленого - де зо дисперсністю 0,2 - О0,5мм, на частки якого попередньо нанесено шар електролітичної міді товщиною 7/мкм в кількості 495 від загальної маси прес-порошку, та 15ваг.7о фенолформальдегідної смоли - СПФ-011Л змішували в о 27-образному лопасному змішувачі протягом 30 хвилин, потім одержаний прес-порошок піддавали пресуванню в со прес-формі при температурі 17573 і питомому тиску 70МПа і витримували під тиском протягом 5 хвилин. З одержаного пресованого блоку виготовлені струмознімальні ковзні елементи, наприклад, вставки для со тролейбусів. «г

Приклад 4 5Оваг.о порошку штучного графіту дисперсністю 0,04 - О2мм, 12ваг.бо порошку коксу прокаленого дисперсністю 0,2 - О0,5мм, на частки якого попередньо нанесено шар електролітичної міді товщиною Умкм в кількості 495 від загальної маси прес-порошку, та З4ваг.уо фенолформальдегідної смоли - СПФ-011Л змішували в « 2-образному лопасному змішувачі протягом ЗО хвилин, потім одержаний прес-порошок піддавали пресуванню в пл) с прес-формі при температурі 17573 і питомому тиску 70МПа і витримували під тиском протягом 5 хвилин. З одержаного пресованого блоку виготовлені струмознімальні ковзні елементи, наприклад, вставки для ;» тролейбусів. в

НН З НН ін ін Я випробувань » штучний загар-тований графіт:кокс електроопір, Брінел-лю, міцності на 20 тертя (Фе) МмкОмМОМ МПа стиск, МПа годин,

ММ

Фо 57; 20170111100560035 15, оо оо а вв) 6)рвшля 0000 38100000004600011102я00000600 сив вв00005460010028080рвя 000160) 00100080000000042000000в2 020 ов в ю88,рвия 000 6иї011103000000016)00100омооло » вів!) Бофторомлаєт) /17711111л0011л11з7роомої7омо 60 Приклади 5-7

По технологічному процесу, зазначеному в прикладах 1 - 4, виготовляли прес-порошок із граничними і позамежними значеннями компонентів і співвідношенні графіту і коксу, з якого були виготовлені вставки для тролейбусів.

Приклад 8 65 Прес-порошок та вироби виготовлені по прототипу.

Вставки, виготовлені по прикладах 1 - 8, випробували на такі фізико-механічні характеристики та електропровідність: твердість по Брінеллю; границя міцності на стиск; питомий електроопір; зносостійкість та коефіцієнт тертя.

Кількість компонентів у прес-порошках по прикладах 1 - 8 та результати випробувань фізико-механічних і електропровідних властивостей надані в таблиці.

Як видно з таблиці, електропровідні показники одержаного елементу підвищились у порівнянні з прототипом у 1,5 - 2,0 рази, а фізико-механічні характеристики - у 1,5 - 2,5 рази.

Claims (1)

1. Формула винаходу Струмознімальний ковзний елемент, що виконаний із прес-порошку, який включає обміднений вуглецевмісний матеріал та органічне зв'язуюче, який відрізняється тим, що прес-порошок як вуглецевмісний матеріал включає суміш графіту та коксу загартованого при їх співвідношенні (2-4)1, причому мідь введена у вигляді шару покриття, нанесеного на частки коксу загартованого, а співвідношення компонентів у прес-порошку складає, ваг. 90: графіт 50,0-65,0 кокс загартований 12,0-25,0 мідь 4,0-10,0 , звязуюче решта. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 8, 15.08.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і 29 науки України. « «- ІФ) (ее) (ее) «

   - . и? щ» (ее) (ее) 1 - 60 б5