Металлокерамическая щетка для электрических машин

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических,Респубпнн(51) М. Кл. Н 01 Й 39/20 рисоединением заяПриоритет -Опубликовано 25 Дата опублнков Гвсудерстввннвй кампо СССР аа делам нзабрвтвннй и вткрмтнй) МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКАЯ ЩЕТКА собенно под катодно-поляризованной шет ление и рной м истики оппект т мощнсчет росо снижа остные а наногоакт шины сопротивпени контакта, чты шеточноежност рабо ны в опп зпа маш Извес цепом.та ппокерамивесу 65-85 ская тна м тка,5 одерж Ъ меди,нта и ан 5. уг икцио ероди о компо ную до качест итированоотношеа взята смесого матерка графита и г в спедуюше ии;Графитир материал Графит анн Существенным не щеток известныханичие полярного износа коллектора,ым переносом медиационном дуговом Оста пь достатком рабоется ия и Е оставов яв оса, окисп Полярный остава: знач звестных те итепьно меньше, чемхнических решениях, няется окиспение к в но вызванног ых частиц овышени коммузряде,том не устр ора при дуг пеккров Изобретение относится,к электротехнике, а именно к метаппокерамическимщеткам дпя электрических машин, преимущественно номинапьного напряжения6-12 В.В эпектрических машинах с номиналь- %ным напряжением 6-12 В могут испопь-зоваться метаппокерамические щеткитолько с низким сопротивпением контакта, порядка 0,05-0,6 мОм, которыеспособны обеспечить передачу тока повы- ташенной ппотности без уменьшения электромагнитной мощности машины,Известны щетки с низким сопротивлением на основе графита, меди и разпичных добавок: свинца, никеля, окислов исупьфидов метаппов и др. 11,ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН енсивно окиспенных зо вку - остапьное, в коуглеродистого компон износ анодной щетки данного х разрядах под катоднополяризованной щеткой (искрениг до3 баддов).,Кроме того, наличие бодее твердыхчастиц графитированного материада вызывает на меди кодлекторных пластинриски и задиры, а появление участковкоддектора с неравномерным износомпластин ухудшает контактирование щетки и усиливает разрядные процессы,Бель изобретения - повышение надежности работы щеточно-копдекторногоузла эпектрической машины С напряжением 6-12 В за счет уменьшения окисления и износа коллектора и обеспечения минимального искрения.Указанная цепь достигается тем, чтов метаддокерамической щетке, содержащей по весу 65-85% меди, 5-30% углеродного компонента и 5-10% антифрикционной добавки, например свинца, углеродистый компонент состоит из попукокса и графита в следующем соотношении:Подукокс О, 3-20%Графит 80-99,7%Основное преимущество преддагаемого соотношения компонентов метаддокерамической щетки проявдяется в снижении уровня окисления и износа колдектора при одновременном обеспечении низких значений сопротивпения контакта истепени искрения.В данной щетке связующим каркасомявляется метапдическая составдяюшаящетки (медь), что создает низкое сопротивление контакта, а предотвращениюокисления и износа коддектора, вызываемых в известных решениях повьцценнымпереносом медных частиц при дуговом(искровом) разряде, особенно под катодной щеткой, способствует то, что в процессе работы в межконтактный промежуток между щеткой и коддектором посту-.пает медкодисперсная фаза попукокса,ускоряющая затухание процесса искрения и, тем самым, ограничивается воздействие высоких температур на медькодпекторых пластин. Отсутствие агдомератов графитированного материадаспособствует искпючению неравномерногоизноса пластин коддектора и улучшаетконтактирование щетки. Доподнитедьнымэффектом указанного соотношения составдяющих углеродистого компонента - попукокса и графита - являются хорошиепопитурообразующие свойства контакта,также уменьшающие полярное различиекоппекторных характеристик,П р и м е р 1, Изготовление метаддографитовых щеток со спедуюшим соотношением компонентов, вес%;Медь 75,05 Углеродистыйкомпонент 17,5Свинец . 7,5Угдеродистый компонент содержит:Графит 9 9, 7%ф" Подукокс 0,3%Шетки иэготавдиваются следующимобразом.Смешивают порошок графита Тайгинского сырого - ЭУТ по ГОСТ 10274-72,15 просеянного через сетку 0,25, в количестве 17,45 кг, порошок подукокса,просеянный через сетку 0,1, в количестве0,05 кг, полученный на основе пупьвербакепита, прокапенный до температуры20 500 С, порошок меди ПМС, просеянныйчерез сетку 0,25, в количестве 75 кги порошок свинца с размером частицменее 100 мкм в кодичестве 7,5 кг.Подученную смесь порошоков (100 кг)перемешивают в смесителе лопастного;типа в течение 1 часа при температуреокружающей среди, Полученный порошокпросеивают через сетку 0,25 и прессуют на гидравпических прессах с усиЕ пием 3000 у. при температуре окружающей среды. Отпресованные образцыщеток, размером 8,8 х 19,2 х 14 мм обжигают в электрических печах при темопературе 570 С в среде экэогаза втечение 1,5 часов, Заданное соотношениесоставдяюших в угдородистом компоненте с содержанием подукокса 0,03-20%можно получить также другими способами, в частности, введением в шихту раз 40дичных смод с известным выходом полукокса при, термообработке щеток.По технодогии, приведенной в примере1, были изготовлены нескодько вариантов .щеток предлагаемого состава с раздич 45иым содержанием составдяющих угдеродного компонента.При мер 2.Соотношение компонентов, вес.%:Графит 15.75 ю(90%)5 ОПодукокс 1,75 к 5 10%)ПримерЗ.Соотношение компонентов, вес.%:Графит 14 кг (80%)Подукокс 3,5 кг (20%)При мер 4.Дпя Сравнения быди изготовлены доподнитедьно варианты щеток известногос ос тава вес,% ,75,0 7,4% ХарактеристикищетокЩф ПределыПлошадь Степень искрениящеток, баллы Износ копПримечание окисдения сопротивленияконтакта,мОм лектора,мкмколлектора,о ю Катод Анод варианта 1 Отдельные пятна 4 цветов побежалости на коллек 1 2 10 О, 1-0,40 5,0 торе О, 1-0,45 2,0 3 О, 1-0,45 15 4,0 0,15-0 8 50 Риски и сплошныецвета побежвлостн на коллекторе МедьУглеродистыйкомпонент 17,5Свинец 7,5Причем углеродистьй компонентстоит из:Графит 10,1Графитированныйматериал Как видно из таблицы, разброс сопротивления контакта данной щетки лежит в допустимых пределах, соответствующих такому классу щеток. Увеличение содержания полукокса более 20% из-зв роста сопротивления усиливает тепловыделение с появлением большей плошади окисления и износа коллектора, Уменьшение содеожания полукокса усиливает степень искрения и рост подгврв коллектора. Применение в указанных условиях токосъема известного состава металлокерамической щетки (пример 4) не улучшает коммутирующих свойств щеток и окисление коллектора значительно выше, Увеличение надежности работы щеточно-коллекторного узла электрической машины засчет сни-, жения окисления и износа коллектора при сохранении допустимых электрических потерь в контакте позволяет повысить ее срок службы. формула изобретения Металлокерамическая щетка для электрических машин, содержащая медь, углеПолученные щетки подвергают физико-мехвническим испытаниям и проверкена электродвигателях тийа СТвобъеме 10,000 повторно-кратковременных2 5 циклов при плотности тока 150 А/см инапряженки 12 В,Результаты испытаний приведены втаблице. родистый компонент и внтифрикционнуюдобавку, например, свинец, взятых вЗ соотношении, вес.%:Медь 65-85Углеродистьгйкомпонент 5-30Антифрикционнаядобавка 5-10о т л и ч в ю ш в я с я тем, что, сцепью повышения надежности работыщеточно-коллекторного узла электрической машины с напряжением 6-12 В,углеродистый компонент состоит из полукокса и графита при их слгГчкщемсоотношении, весЛ 0:Полукокс 0,3-20Графит 80-99, 7Источники информациипринятые вовнимание при экспертизе1. Патент США И 2411060,кл, 171-325, 1943.2. Заявка М 2151462,кл. Н 01 К 39/241975 по которойпринято решение о выдаче авторскогосвидетельства,