Способ обработки коллекторов электрических машин

+д СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06 5)4 Н 0 ОМИТЕТ ТНРЫТИ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ й с о СССР1985. разляцЧ нно и соответственно;сть поверхности клад ней я скоро Гаксим ка уста ния изо ТОРОВ олиектора еличины тпересеч альное значениенавливают в моменОТКИ КОЛЛЕИН ляционньп 1 и иротрии электродны2 ил,е относится является по е дками оси симме ов, 1 з,п. Ф-ль ышениео-дугоплазмен Э Ф)ита 2 Возб создан уждают электрическую ую плазменные струи управляемого источни зобретение отно технологии обра ся к плазменноимашин, втовления и детал м о ам иэгоических сио частностиколлекторо тока,Расс л ояние между поверхность машин коллектора 1 и электр2 устанавливают обеспсание поверхности кол ными узлам е променьповышаботки 1 ель изобретения изводительности об шение затрат злектр чивающим каектора 1 элек максимальном трическои д заданном знЭлектрод гои п азана схема положе уги относительно п п ойНа Фигктрич е фЩперемещалектораеличину,ачении ток ные узлы 2 максималья ионными ллектора иритока над изол цна фиг.2 - то жвеличине тока надстинами,хности ко величине вдоль оси в ения ко за не ипри грокладками уменьшеннойактными плГпособ о змер электри ко ес и дугия перио уменьшения векой дуги 3иересеч ниемами 6 оси симического лектриче анного с ироклад о коллек работк х маши ичины тока осуществляю ктри еск и онизиро ционным.ледуннщим абра зь 1 н,Кол кт р 1 ври скоолстьц, Г 1 длоянной узлами зо нют с по :тродщ г в 2, используектродных у(54) ГПОСОВ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ (57) Изобретен технике. елью производительн л. М 38 П,П,Кулик,Токмулин (088,8) идетельств 01 К 43/06 801 22 А 2 во обработки коллекторов электриче ких машин и уменьшение затрат электроэнергии на проведение процесса, При обработке коллектора периодически уменьшают величину тока электрической дуги с периодом Т(а + Ь)11, где. а, Ь - поперечныемеры коллекторной пластины и изоют, например, оптический датчик,установленный вне зоны обработки иуправляющий источником 5 тока, илииспользуют любой другой известныйспособ, Оптический датчик подает наисточник 5 тока сигнал об увеличениитока дуги 3 до максимального значенияпри прохождении мимо него изоляционной прокладки 6, имеющий низкий коэфАициент отражения света, или подаетсигнал об уменьшении тока при прохождении мимо него контактной пластины 7, имеющий высокий коэффициентотражения света. При этом длительность периода Т уменьшения величиныэлектрического тока соответствуетусловию Т =(а+Ь)/ч, где а, Ь - поперечные размеры контактной пластиныи изоляционной прокладки на поверхности коллектора соответственно; ч -линейная скорость поверхности коллектора при его вращении.Так как плазменные струи 4, по которым протекают электрические токи 1 25дуги 3 противоположных направлений,взаимоотталкиваются с силаИи 1 Г(-1 ,то при максимальном значении токадуги 3 1плазменные струи 4 отклоняются от оси симметрии электродных 30узлов 2 и зона их слияния лежит нижеточки пересечения осей электродныхузлов,2 (фиг.1), Расстояние между точкой пересечения осей электродных узлов2 и зоной слияния плазменных струй 4возрастает с увеличением тока электрической дуги 3 и уменьшением скоростиплазмы в струях 4. Уровень тепловогопотока в поверхность изоляционных прокладок при этом максимален вследствие 40касания поверхности электрическойдугит,е, эффективной передачи энергии от дуги поверхности) и максимальной выделяемой на дуге мощности,При уменьшении величины тока электрической дуги 3 уменьшаются силыэлектромагнитного вэаимоотталкиваниямежду токоведущими плазменными струями 4 и уменьшается расстояние междуточкой пересечения осей электродныхузлов 2 и зоной слияния плазменныхструй 4 (Фиг.2), т,е. электрическаядуга 3 отходит от поверхности контактных пластин, причем расстояние междуповерхностью коллектора и электрической дугой увеличивается с увеличением разности между максимальным иуменьшенным значениями тока эпектрической дуги,Отклонение электрической дуги от поверхности приводит к резкому умень-, шению уровня теплового потока в контактные пластины, что вместе с уменьшением, как правило, в несколько раз выделяемой на дуге мощности позволяет уменьшить скорость вращения коллектора корректируя длительность периода меньшения величины тока дуги 1 при сохранности материала контактных пластин, Обеспечение жепри этом максимального уровня теплового потока в иэоляционньн прокладки дает в результате повышение производительности обработки. Это происходит потому, что при фиксированном уровне теплового потока в изоляционные прокладки и уменьшении частоты вращения коллектора уменьшается количество циклов нагрев поверхности - охлаждение" каждой изоляционной прокладки в единицу времени и, соответственно, уменьшается доля энергии в единицу времени, затрачиваемой в этих циклах на нагрев поверхности каждой, изоляционной прокладки до температуры деструкции, а также на нагрев и испарение пленки адсорбированного поверхностью охладителя. В то же время возрастает доля энергии, затрачиваемой на удаление изоляционного материала, и, следовательно, возрастает скорость удаления изоляционного материала, т.е. количество удаленного изоляционного материала в единицу времени.Очевидно, что минимальные по длительности тепловые нагрузки на контактные .пластины и, соответственно, минимальная допустимая скорость вращения коллектора реализуются, если обеспечивают уменьшенное значение тока в электрической дуге во время прохождения каждой контактной пластины под электрической дугой.Преимуществом предлагаемого способа является также повышение ресурса работы электродов, между которыми горит электрическая дуга, т.к.вследствие уменьшения величины электрического тока снижается скорость их эрозиие П р и м е р. Производили обработку коллектора следующего исполнения:диаметр 120 мм, длина 60 мм, количество изоляционных прокладок и = 105, поперечный размер контакт15152ной пластины а = 3 мм, поперечный размер изоляционной прокладки Ь0,6 мм, Электродные узлы расположены под углом 70 друг к другу,расстояния между срезами сопелэлектродных узлов 20 мм, расстояние между электродными узлами иповерхностью 25,мм, Угол наклона плоскости расположения электродных узлов к нормали к поверхности кололектора 10 , Максимальный ток электрической дуги 200 А, потребляемая при этом мощность Р= 40 кВт, Уменьшенное значение т ка электрической дуги 70 А, потребляемая при этом мощность Р ; = 15 кВт, Изменение величины тока производилось ступенчато, Плазмообразующий газ азот, избыточное давление на входе 4 ф 10 Па, Скорость продольного перемещения 5 мм/с, длительность обработки 12 сВ а р и а н т 1. Устанавливалосьь = 0,5 Т, При этом линейная скорость поверхности коллектора ч2,4 м/с; Т = (а + Ь)/ч = (3+0,6)/ /2,410 = 1,5 10 с; ь0,810 с, Глубина выборки изоляционного материала 0,45 мм. Средняя потреб.ляемая мощность Р = (Р (Т -о. )+ср фм +Р ;о )/Т = 26,6 кВт;В а р и а н т 2. Устанавливалосьа/ч. При этом ч = 1,9 м/с; Т = 1,9 10 с ( = а/ч = 3/1,9 х 10 = 1,6 10 с. Глубина выборки изоляционного материала 0,5 мм, Рс = 19 кВтСпособ обработки коллекторов электрических машин позволяет повы 101525ЗО3540 20 6сить производительность обработки за счет снижения уровня тепловых потоков, действующих на поверхность контактных пластин, а управляемое уменьшение величины тока электрической дуги позволяет снизить затраты энергии на проведение процесса, а также повысить ресурс работы электродных узлов вследствие уменьшения эрозии электродов.Формула. изобретения1. Способ обработки коллекторовэлектрических машин по авт. св.Р 1462444, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности обработки и снижениязатрат электроэнергии, периодическиуменьшают величину тока электрической дуги с периодом Т, равным Т(а Ф Ь)/ч,где а, Ъ - поперечные размеры контактной пластины и изоляционной прокладки соответственно;ч - линейная скорость поверхности коллектора,при этом максимальную величину токаэлектрической дуги в каждом периодеустанавливают в мрменты пересеченияизоляционными прокладками оси симметрии электронных узлов.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что длительностьинтервала времени с уменьшенным значением тока электрической дугив каждом периоде устанавливают равной= а/ч.1 5 522 О Составитель В.ЧерноваРедактор И,Рыбченко Техред Л,Олийнык Корректор Э.Лончаков аказ 6283 ираж 6 одписн ГКНТ ССС Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10