Композиция для изготовления коллекторов и контактных колец электрических машин

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) За) Н 01 й 39/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытий ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 368637, кл, Н 01 й 39/20, 1970.2. Патент ГДР М 62114,кл. 21 д 59 э 1968.(54)(57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ И КОНТАКТНЫХ КОЛЕЦ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАВИН, содержащая углеродистые компоненты и связующее, о тл и ч а ю щ а я с я ,тем, что, с целью повыаения прочностных характеристик, тик изделия, она выполнена иэ частиц следующего гранулометрического состава, масА: С размером частиц более 250 ммкм 3,0-10 С размером частиц 250-63 ммкм 10-25 С размером частицменее 63 ммкм Остальное при следующем соотношении компонентов, масА:Углеродистые кбм.пененты 65-85Связующее 15-3530-0 Известный щеточный материалнепригоден для изготовления коллекторов и колец в связи с тем,цто он изготовлен на основе техни 30цеского углерода и поэтому в значи.тельной степени подвергается электрической эрозии и окислению в условиях повышенных температур, и,во-вторых, предлагаемое соотношениечастиц различного размера в материале не позволяет достигнуть высокойплотности упаковки частиц и необходимой для конструкционного материала прочности,Наиболее близкой к предлагаемойявляется композиция для изготовления коллекторов и контактных колецэлектрических машин, содержащая углеродистые компоненты и связующее 2. 45Недестатком известного материалаявляется нестабильность свойств готового продукта, связанная с большимразбросом гранулометрического состава частиц.50Цель изобретения - повышение стабильности электрофизических и электроконтактных свойств, прочностных характеристик углеграфитовых коллекторов, контактных колец. 55Укаэанная цель достигается тем,что композиция для изготовления коллекторов и контактных колец электричес" Изобретение относится к электротехнике и касается материалов, из которых могут быть изготовлены коллекторы и контактные кольца электрических машин, 5Для снижения электрических потерь и улучшения стабильности работы узла токосъема коллекторных электрических машин необходимо снижение переходного падения напряжения на пару 10 щеток, спряиленные вольтамперные характеристики и снижение коэффициента трения. Такими свойствами обладают -углеграфитовые коллекторные матери- ЗЛЫе 15Известна контактная щетка 11 на основе териицеского углерода (сажи) и пека, изготовленная иэ пресс-порошка со следующим гранулометрическим составом, вес.Р: 20С размерои частицболее 250 ммк 0,5-2.5С размером частиц250-63 ммкС размером частиц 25менее 63 ммк Остальное ких машин, содержащая углеродистые ком поненты и связующее, выполнена из частиц следующего гранулометрическо" го состава, мас.Р:С размеромболее 250 ммкм 3"10С размером .250"63 ммкм 10 е 25С размером менее63 имки Остальное при следующем соотношении компонен- ТОВ МдсеР:Углеродистыекомпоненты 65-68Связующее 115-35П р и м е р 1. Пековый кокс в количестве 65 мас.Р, просеянный через, сито 010, и 35 мас.Р высокотемператур. ного пека с температурой размягчения 120-1 ч 0 С совместно обрабатывают в виброиельнице И-15 в течение 50 мин при температуре смещения 20"о50 С. Полученную смесь вальцуют 3 ра" за на вальцах 502-037 при 260-270 С. Охлажденную вальцованную массу раз" малывают на молотковой дробилке типа ДМ, Полученный пресс-порошок имеет следующий гранулометрический состав, мас.Р:С размером частицболее 250 ммк 18,6С размером63-250 ммк М 1С размером менее63 ммк ОстальноеЗатем полученную смесь гранул прессуют при комнатной температуре на гидравлическом прессе ПД 76 при удельном давлении 1 ч 0 ИПа.Заготовки имеют кажущуюся плот" ность 1,65 г/смР и диаметр 3070 мм. Кольца обжигают в периодической пе" чи Ридгаммера в углеродной засыпке при 1200 С, а затеи графитируют в печи РСпри 2800 С и часовой вы держке при этой температуреИзготовленные кольца фрезеруют и подвергают испытаниям в паре со щетками класса ЭГ и Г, определяют также твердость, удельное электрическое сопротивление, прочность на сжатие и изгиб, коэффициент трения в паре графит-графит.Полученный материал имеет следующие характеристики: удельное электрическое сопротивление 28-31 мкОме м/ твердость 15-23 кПа 10; прочность на сжатие 35-М 2 ИПа; прочность на1046812 25 30 35 40 3изгиб 18,9-28,3 МПа; коэффициенттрения О, 15. Полученный материал неимеет прочностных характеристик,удовлетворяющих требованиям, предь"являемым к углеродным конструкционным материалам.П р и м е р 2. Кокс в количестве65 мас., просеянный через сито 010,и 35 масА высокотемпературного пека с температурой размягчения 135 Ссовместно обрабатывают в вибромельнице М 400-1,5 в течение 50 мин притемпературе смешения 20-50 С. Полученную смесь вальцуют 3 раза на валь.цах 502-037 при 260-270 С. Охлажденную вальцованную массу размалывают .на молотковой дробилке типа ДИ"300и рассеивают на три фракции с раэме",рами гранул более 250 ммк,250-63 ммк,менее 63 ммк. Затем порошки смешивают друг с другом в соотношении, мас А:Фракция более250 ммк 5фракция 250-63 ммк 15фракция менее63 ммк 80Полученную смесь гранул прессуют при комнатной температуре на гидравлическом прессе ПДпри удельном давлении 140 МПа. Заготовкиимеющие кажущуюся плотность 1, 55 г/сдтермообрабатывают аналогично примеру 1П р и м е р 3, По технологии примера 1 изготавливают кольца с использованием коксопековых частиц, полученных размолом вальцованной массывначале на молотковой дробилкеДМ, затем на роликово-маятниковой дробилке СМ 49 А, дающей возможность полуцать частицы меньшего- С размером частицболее 250 ммк 7С размером 250-63 ммк 25С размером менее63 ммк ОстальноеП р и м е р 4. По,технологии примера 1 изготавливает кольца с использованием коксопековых частиц, полученных размолом вальцованной массына дископальчиковой мельнице,Полученный пресс-порошок имеетследующий гранулометрицеский состав,мас А; С размером частицболее 250 ммк 2С размером 250-63 ммк 9С размером менее63 ммк ОстальноеП р и и е р 6. Графит в количестве85 весЖ и анилинофенолформальдегидную смолу марки Сф 342 А в количестве15 вес.3 перемешивают в мешалке прикомнатной температуре 1 ч, Смесь валь.цуют при 115-130 С на вальцах с электрообогревом типа ПД 630. Вальцован.ную массу раэмалывают на молотковойдробилке типа ДМ, затем нв дископальчиковой мельнице и просеивают черезсетку 045.Полученный пресс"порошок имеет , следующий гранулометрический состав,мас,3:0 С размером частицболее 250 ммкС размером частиц250-63 ммк 20С размером частиц63 ммк ОстальноеП р и м е р 7. По технологии примера 1 изготовливают кольца с исполь.зованием коксопековых частиц, полученных размолом вальцованной массына дископальчиковой мельнице.Полученный пресс-порошок имеетследующий гранулометрический состав, масА;С размером частицболее 250 ммк 3С размером частиц250-63 ммк 12С размером цастицменее 53 ммк ОстальноеП р и м е р 8, По технологии примера 1 изготавливают кольца с использованием коксопековых частиц, полученных размолом вальцованной массына дископальчиковой мельнице.45 Полученный пресс-порошок имеетследующий гранулометрический составмас А:С размером частицболее 250 ммк 9С размером частиц250-63 ммк 10С размером цастицменее 63 ммк ОстальноеЗатем смесь гранул прессуютв кольцевой пресс-форме размером 55 3070 мм при 180-220 С с двумя подпрессовками и конечном давлении100-120 МПа с выдержкой в пресс-фЬрме 3 мин.1046812 ггрочнос т ьа на сматие Удельное элен Твердостьтросолротива Кла 104ление мк.Ом,м ггример аа аее ее еае еее 4 е24,827,0 Ов 25 . 0,18 56,667,5 2648 язеестнькг 1 18,6 ЗО,З Предлагвевей 10,14 35 42 18,928,3 123 2831 Не измеряется 50-83 0,23 102112 4049 0,12 17,222,4 17.418,8 97,5 105,0 33,8.44 4877а4871 0,19 О, 12 36,242,8 0,13 90,0 100,0 98 в 5-110,0 0,23 2026 2022 О34 40,546,9 28,943,6 0,18 о 3)57 ЬО 82 65,070,0 92" 100 96102 1823 0,15 0,07 0,18 3840 38-52 031 1922 0,28 4041 4957 2428В еае 0,15 Составитель В.ЧерноваРедактор Н.Ковалева Техред М.Тепер Корректор А.3 имокосов ее Заказ 7739/50 Тираж 590 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ПодписноеСССР д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Часть полученных колец испытывают без дальнейшей термообработки, часть подвергают обжигу до 900 С,Из данных таблицы видно, что с увеличением содержания гранул размером менее 63 ммк прочностные характеристики материала также увеличиваются. Однако содержание их выше 85 приводит к недопустимо высокому коэфФициенту трения в паре графит-графит и перегреву коллектора.Предлагаемый коллекторный материал обеспечивает возможность варьироВ таблице даны свойства по"лученных коллекторных матевиалов. ееага ее еее ааигга 1 Износ кол Коэффициентг лектора,трения ло тра.на на ООООО гф Уееее 25 вания свойствами путем задания определенного соотношения между грану- лами заданного размера,Зкономия от использования предлагаемого материала в основном достигается за счет замены меди уг- леграфитовым материалом и составит 7 руб. 29 коп. на один коллектор,