Металлокерамическая композиция для электрощетки

СВИДЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСНОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Московский ордена Ленина иордена Трудового Красного Знамениинститут инженеров железнодорожноготрайспорта и Всесоюзный научно-исслдовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий(57) Изобретение относится, к электртехнике и может быть использовано для изготовления электрощеток электрифицированных транспортных средств.Целью изобретения является повьппениеизносостойкости электрощетки путемснижения потерь на трение в контакте.Это обеспечивается тем, что 1098 мас.% графита, 0,5-45 мас.7 органической антифрикционной добавки и1,5-45 мас.7 полупроводниковой добавки композиционно объединены в гранулы. После охлаждения гранул ихсмешивают со стабилизирующей добавкой, свинцом и медью. Содержаниекомпонентов в металлокерамическойкомпозиции составляет, мас.7: композиционно объединенные гранулы 3,545,0; стабилизирующая добавка 1,05,0; свинец 0,5-7,5; медь остальное.1 табл.Изобретение относится к электротехнике и касается металлокерамических композиций для электрощеток,работающих в условиях предельныхзначений плотностей тока, значительных вибраций и ударных нагрузок,например в токопроводящих заземляющих устройствах злектрофицированныхтранспортных средств.Основной особенностью указанных устройств является перепача электрического тока с минимально допустимыми значениями электрических и механических потерь в контакте. При этом обеспечивается разгрузка подшипников трения транспортных средств от действия электрического тока, что позволяет существенно повысить надежность ихэксплуатации,20Цель изобретения - повышениеизносостойкости щетки путем снижения потерь на трение в контакте за счет регулирования политурообраэования.25П р и и е р 1. (известный) . Порошки меди ПМС 1 (78 мас.7), графита (12 мас,Е) и карбонильного никеля (5 мас.7), свинца (5 мас.Е) истабилизирующую добавку смешивают в30течение 1 ч в смесителе турбулентного типа. Затем из полученной смесипрессуют при удельном давлении2500 кгс/см заготовки щеток Ф 40 мми высотой 52 мм, Заготовки спекаютв защитной атмосфере при 800 С в печи непрерывного действия. После спекания заготовки калибруют под размер 4 40 мм и высоту 52 мм в прессФорме при удельном давлении1000 кгс/см . Щетки подвергают армировке.П р и м е р 2. В грануляторе объемом 100 дм при постепенном подъеме температуры от 20 до 150 С в течение 1 ч производят подготовкукомпозиционно объединенных гранул,состоящих из 58 мас,7, графита,1,5 мас.% полупроводниковой добавки - тонкоизмельченной двуокиси циркония и 0,5 мас.Е органической антифрикционной добавки - полимера наоснове фурилового спирта, получаемого при нагревании из раствора Фурилового спирта (72,8 мас.7), воды(24,3 мас.Е) с ортофосфорной кисло- Ытой (2,9 мас.7), загружаемого в гранулятор при смешении и гранулировании композиционно объединенных гра 45,0 10,0 Далее по технологии и режимам примера 1 и 2 изготовляют металло- керамические щетки, содержащие компоненты, мас.7.:Композиционно объединенные гранулы 3,5Стабилизирующаядобавка 1,0Свинец 0,5Медь, ОстальноеП р и м е р 5. По технологии и режимам примера 1 и 2 с использованием гранул, изготовленных по примеру 3, изготовляют металлокерамические щетки следующего состава, мас.й:Композиционно объединенные гранулы 25,0Стабилизирующаядобавка 3,0 нул. После охлаждения гранул в смесителе объемом 100 дм загружаютзих и производят смешение с карбонильным никелем (стабилизирующая добавка), свинцом и медью в смесителе в течение 1 ч. Содержание компонентов составляет, мас.7:Композиционно объединенные гранулы 3)5Стабилизирующаядобавка 1,0Свинец 0,5Медь ОстальноеП р и м е р 3. По технологии и режимам примера 2 готовят гранулы следующего состава, мас,7:Органическая антифрикционнаядобавка 25,0Полупроводниковаядобавка 25,0Графит 50,0По технологии и режимам примера 1 и 2 изготовляют металлокерамические щетки следующего состава, мас.Е:Композиционно объединенные гранулы 3,5Стабилизирующаядобавка 1,0Свинец 0,5Медь ОстальноеП р и м е р 4. По технологии и режимам примера 2 готовят гранулы следующего состава, мас.Х:Органическая антифрикционная добавка 45,0ПолупроводниковаядобавкаГрафит, П р .и м е р 6. По технологии ирежимам примера 1 и 2 с использованием гранул, изготовленных по примеру 3, изготовляют металлокерамические щетки, следующего состава,мас.Е:Композиционно объединенные гранулы 45,0Стабилизирующаядобавка 5,0Свинец 7,5Медь ОстальноеЩетки, изготовленные по примерам1 - 6 подвергают испытаниям наспециальной модельной установке.В процессе дальнейшей разработкипроведены исследования по определению граничных значений содержания 2 Окомпонентов как в композиционнообъединенных гранулах, так и в металлокерамической композиции электрощетки (примеры 7 - 1 О) с использованием технологии и режимов примеров 1 и 2.Результаты испытаний композицийпри40 А/см .по примерам приведены в таблице,Использование в составе металлокерамической клетки композиционнообъединенных гранул, состоящих иэграфита, органической антифрикционнойи полупроводниковой добавок, позволяет достигнуть положительного35комплексного эффекта при работетокопередающего устройства. Наличиев гранулах полупроводниковой добавкив виде двуокиси циркония способствует уменьшению искрения в контакте без увеличения электрическихпотерь, существенному улучшениюкоммутации при воздействии значительных вибрационных и ударных нагрузок.45Органическая антифрикционнаядобавка, например полимер на основефурилового спирта, в сочетании сграфитом существенно снижает потери на трение в широком диапазонетоковых нагрузок в контакте, способствует регулированию процессаполитурообразования на контактируемой со щеткой поверхности контактного тела.55Применение в составе металлокера,мической щетки традиционных материалов в сочетании с композиционнообъединенными гранулами позволяет1наилучшим образом использовать ихизвестные и новые, полезные для скользящего электрического контакта,свойства. Свинец является неорганической антифрикционной добавкой,улучшает стабильность контактнрования щетки с контактным телом особенно при устоявшемся процессе политурообразования. Медь, обладающаявысокой электропроводностью, обеспечивает достижение наименьших электрических потерь в контакте,Стабилизирующая добавка, содержащаяся в металлокерамической щетке, значительно снижает вероятность"разбухания" щетки, а в сочетаниис другими компонентамй, главным образом с полупроводниковой и антифрикционной добавками из элемента,разрушающего политуру, превращается в добавку полируащего типа.Это объясняется тем, что процессы образования политуры с использованием повышенного количества антифрикционных добавок (органическогои неорганического вида превалируютнад процессами разрушения политуры. Формула изобретения Металлокерамическая композиция для электрощетки, содержащая медь, свинец, графит, стабилизирующую добавку из коллоидного металла выбранного из группы никель, кобальт, цинк, полупроводниковую добавку в виде двуокиси циркония, органическую антифрикционную добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости путем снижения потерь на трение в контакте за счет регулирования политурообразования, 0-98 мас.Ж графита, 0,5-45 мас.Х органической антифрикционной добавки и 1,5-45 мас.7. полупроводниковой добавки композиционно объединены в гранулы при следующем соотношении компонентов, мас.:Композиционно. объединенные гранулы 3,5-45,0Стабилизирующаядобавка 1,0-5,0Свинец 0,5-7,5Медь Остальное1239777 Е С ф, ж о ыо ЦР О-Ж "ОХ ХЗ ев СЛ в СЪо ф ЕЧ тт а Ф о о Р ф 1 вВ Ф Ф ФЮ Й ЙЙФффффф Ет фо оО О О О ев еч ав вй и а е и ее геч .э еч еч -йеа ,РХСЬ 11 С Х Х ф О . О в в О О те Н Оф Я о еч 3фР 1е О О в До еч 1 1 Хь ф С1 9Р 1 Ц Реч а РЙ 1ав Р Э ф Ю е з" ь Ф Ь в то о о о ф а лте ти ечвв в ь о о о эч ч еф еФ сФ в. в в о с о о О Ю О ее ечц в в в в а а е - Ееч еч че о о О еч т вЕеЕ М И в иеч еч О я ое еч ХР во э э ос В