Щетка для электрических машин

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нп 970525(31) М. Кй.з 01 й 39122 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЩЕТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Изобретение относится к электротехнике и касается щеток электрических машин, работающих в условиях вы.соких значений пусковых токов, вибраций,и т.п.Известные технические решения в части обеспечения работоспособности таких щеток касаются усовершенствования рецептурного и гранулометрического состава пресс-композиций, используемых при их изготовлении,что позволяет обеспечить оптимальный пооцесс политуробразования в скользящем контакте и свести к минимуму эрозию контактируемых элементов.Так, например для изготовления щеток используются порошки, содержащие углеродистый наполнитель (сажу) и связующее, с определенным гранулометрическим составом.Известна щетка для электрических машин, выполненная из пресс-композиций, содержащих углеродистый и дре весный наполнители и связующее.Обладая рядом достоинств, связан" ных с уменьшением эрозии контактируе- мых элементов за счет регулировки политуробразования, в случае использования известных щеток с добавокй в пресс-порошок древесного наполнителя не удается обеспечить оптимальныирежим работы щеточного контакта как сточки зрения минимального износа самихщеток и коллектора, так и по причиневесьма значительных электрическихпотерь между щеткой и коллектором.Дело в том, что размеры частиц древесного наполнителя, используемого вуказанном технологическом варианте,значительно превышают размеры частицуглеродистого наполнителя и поэтомумеханические связи между отдельнымичастицами в общей массе полуфабриката(или в готовых щетках ) оказываютсянедостаточно сильными. По этой причине количество вводимого в компози"цию древесного наполнителя, как правило, не превышает 2-4 от массыпресс порошка,Щетки из пресс-композиций на основе гранул, состоящих из углеродистого наполнителя и связующего, имеютсущественные недостатки, проявляющиеся в отрицательном воздействии щеток25 на коллектор (заволакивание коллекторной меди .Это связано с тем, чтогранулы в процессе изготовления щеткипосле заключительных операций технологии обладают высокими значениямиЗО микротвердости, соизмеримыми со знд970525 Щетка 1,8-2,2 1,9-2,2 0,17 вестна чениями микротвердости коллекторной меди.Цель изобретения - уменьшение эрозии щеток и коллектора за счет регулирования процесса политуробразования. 5Указанная цель достигается тем, что 5-40 вес.Ъ древесного наполнителя и 60-95 вес.Ъ углеродистого наполнителя композиционно объединены в гранулы, 10,При этомотношение размера части, углеродистого наполнителя к размеру частиц древесного наполнителя в грануле находится в пределах 0,8-1,2.Размеры частиц древесного и углеродистого наполнителей выбираются практически одинаковыми, что позволяет беэ ущерба для механической прочности. готового материала существенно повысить количество древесного наполнителя, вводимого в композицию, и обеспечить таким образом в значительной мере компенсацию вредного воздействия на политуру коллекторачастиц углеродного наполнителя, обла-.5 дающих высокой микротвердостью. При этом механические связи между отдельными частицами, учитывая их практически одинаковый гранулометрический состав, оказываются прочными,что обеспечивает .требуемую износоустойчивость .щеток. Исследованиями установлено, что наибольший эффект достигается при содержании в композиции 5-40 вес.Ъ древесного наполнителя и 60,-95 вес.Ъ углеродистого наполнителя,при этом отношение размеров частиц углеродистого наполнителя к размеру частиц древесного наполнителя не превышает значений 0,8 - 1,2. При содержании древесного наполни теля выше 40 весЪ возрастают потери на трение. При содержании древесного наполнителя ниже 5 вес.Ъ снижается эффект полуторобразования, возникает заволакивание коллекторной меди с резким увеличением износа коллектора. Если соотношение размеров частиц древесного и углеродистого наполнителей выходит за пределы 0,8 1,2(в случае уменьшения или увеличения), отмечается уменьшение механической прочности материала щеток и, как следствие, их повышенный износ.П р и м е р. Для приготовления пресс-композиции используют углеродистый наполнитель (технический угле род - сажа ПМ 16 Э, РОСТ 7885-68) с размером частиц 0,2 мкм, структурно связанных в цепочки, и древесный на полнитель (древесная мука хвойной породы марки 180-ГОСТ 911-62) с размером частиц 140 мкм. Наполнители берут в следующих весовых составах:1-4 вес.Ъ древесного и 96 вес.Ъ углеродистого наполнителей;2-5 вес.Ъ древесного и 95 вес,Ъ углеродистого наполнителей;3-20 вес,Ъ древесного и 80 вес.Ъ углеродистого нанолнителей;4-40 вес,Ъ древесного и 60 вес.Ъ углеродистого наполнителей,Подготовленные составы наполнителей отдельно композиционно размалывают и смешивают в вибромельнице периодического действия 20-40 мин дополучения соотношения размеров 1:1.Определение размеров частиц послеразмола в вибромельнице производятпо данным определения удельной поверхности порошков на приборе ПСХ.Затем в вибромельницу вводят связующее - высокотемпературный пек с температурой размягчения 136 С, содержание пека составляет 65 вес.Ъ на100 вес.Ъ наполнителей. Изменениесоотношения .размеров древесного иуглеродистого наполнителей осуществляют регулированием времени их совместной обработки в вибромельнице.Полученную таким образом пресс-композицию формируют в блоки при удельномдавлении 1000 кгс/см с кажущейсяплотностью 1,20-122 г/см, Блоки обжигают при 1200 С в камерной печи,графитируют при 2800" С в нерегулируемой печи сопротивления, Заготовки щеток,после механической обработки пропитывают фуриловым спиртом по серийной технологии. На специальной коллекторной установке производят испытания известных и предлагаемых щеток (табл. 1),Таблица 1970525 Продолжение табл. 1 1,9-2,3 2,1-2,3 0,27 Предлагаемая, 1 0,13 0,16 2,0-2,2 0,08 4 0,14 2,4-2,8 0,14 2,6-3,0 0,19 0,20 Щетки, изготовленные в соответствии с рецептурным составом 3 20 вес.Ъ древесного и 80 вес.Ъ углеродистого наполнителей )с различным соотношением размеров частиц наполнителей, и иэ,Таблица 2 Соотношение ИзноИзнос щетркразмеров очастицмм/ тыс.к Износ коллектора,мм/100 тыс.к Состояниеколлектора етка Известная 1 0,05 Эаволакивани меди при про ге 60 тыс.км 07 0 же Предлагаемая 0,8 Удовлетворительное 03,5 То 7 1,2 рмула изобретения 1. Щет олненн ащих у ители я с я эрозии лирова Составитель В.ЧерноваРедактор Ю.Ковач Техред Л.Пекарь , Корректор У.Пономаренк 8404/ ВНИ поТираж 630И Государственелам изобретенмосква, Ж,Зака Подписноего комитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5 Филиал ППП ент", г Ужгород, ул. ктная,вып держ полн щ а ния регу ка для электрических машин, ая из пресс-композиций, соглеродистый и древесный наи связующие, о т л и ч а ютем, что, с целью уменьше О щеток и коллектора эа счет ния политуробраэования, .5 -вестные щетки испытываютна тяговыхдвигателях А 1 4846 еТ электровозовЧС 2.Результаты испытаний представленыв табл. 2. 40 вес.Ъ древесно95 вес.Ъ углеродикомпозиционно объ2. Щетка по пщ а я с я тем,мера частиц углертеля к размеру чаполнителя в гранулах О, 8-1, 2. го наполнителя и 60 -стого наполнителяединены в гранулы.1, отличаючто отношение разодистого наполнистиц древесного нале находится в преде