Композиция для изготовления токосъемников

(19) ЮУ (51) 6 Н 1) 1809 Федерации ным знакам Комитет Российск по патентам и тов ИЕ ИЗОБРЕТЕссийской Федерац ог) ОПИ патенту(73) НИПТИ электроугольных иэделий(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОКОСЪЕМНИКОВ(57) Использование: изготовление вставок для токоприемников электроподвижного состава, а также щеток электрических машин, используемых в электродвигателях с высокими скоростями оборотов. Сущность изобретения: композиция, содержащая электро графит, фенолформапьдегидную смолу, алюминий, дополнительно содержит кокс прокаленный и стеарат цинка при следующем соотношении компонентов, мас 96; эпектрографит 67,0 - 75,0, фенолформальдегидная смола 11,0 - 22,0 кокс прокаленный 5,0 - 12,0,.стеарат цинка 0,5 - 2,0, алюминий - остальное. Причем целесообразно вводить кокс прокаленный и стеарат цинка в соотношении 6 - 10:1, 1 табл,45 50 55 Изобретение относится к электротехнике и касается композиции для изготовлениятокосъемников, например вставок для токоприемников электроподвижного состава, атакже щеток электрических машин,Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик токосъемников за счет увеличения ударнойвязкости материала, снижения абразивноговоздействия вставки на контактный провод,повышения износостойкости при работе вовлажных условиях.Сущность изобретения заключается вследующем. Известная композиция для изготовления токосъемников, содержащаяэлектрографит (графитовый порошок высокой чистоты с содержанием золы не болееО,З), фенолформальдегидную смолу, алюмйний, дополнительно содержит кокс прокаленный и стеарат цинка при следующемсоотношении компонентов, мас. ф,;Электро графит 67-75Кокс прокаленный 5-12Фенолформальдегидная смола 11-20Стев рат цинка 0,5-2,0Алюминий ОстальноеКокс прокаленный, введенный в композицию, повышает адгезионную способностьсвязующего к наполнителю, увеличиваетвыход твердого остатка, упрочняет системусвязующее-наполнитель, повышая тем самым ударную вязкость материала, (т.е. способность материала выдерживать ударныенагрузки), Кроме того, частицы кокса, в отличие от карбида кремния, хорошо распределяются в массе графитового порошка испособствуют равномерной подчистке углеродной избыточной пленки на контактномпроводе, тем самым ликвидируется неравномерность износа провода, Введение кокса в композицию снижает ее пластическиесвойства. Стеарат же цинка восстанавливает пластичность композиции, позволяетполучить при прессовании материал с повышенной плотностью, уменьшить его влагоемкость,Вставки во влажную погоду оказываются значительно более работоспособными,При этом важно соблюдение количествавводимых порошков,Предлагаемое техническое решение позволяет получать и более иэносостойкивщетки за счет увеличения ударной вязкостиматериала, используемые для электродвигателей с высокими скоростями оборотов.П р и м е р 1 (прототип), 79,7 мас.электрографита (ТУ 48-20-54-84) перемешивали в Е-образном смесителе в течение 10мин, затем добавляли 3 мас,7 ь алюминия в 2-образном смесителе и выгружали. Из полученного порошка прессовали на 63 тонном прессе при удельном давлении 900 кгс/см, температуре 175-185 С и выдержке 1,5 мин вставки размером 28 х 88 х 17,5 мм. Из того же порошка прессовали блоки размером 29 х 88 х 25 мм на 63-тонном прессе при удельном давлении 1200 кгс/см, температуре 175-185 С в течение 1,5 мин, Из блоков путем механообработки готовили щетки размером 8 х 12,5 х 20 мм,П р и м е р 3, 71 мас.;6 электрографита (ТУ 14-48-20-54-84) и 8 мас. 6 кокса прокаленного (ТУ 14-7-80-86), измельченного и просеянного через сито 07 смешивали в Е- образном смесителе в течение 30 мин, К5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 12 усредненному таким образом наполнителю добавляли связующее - фенолформальдегидную смолу марки СФ- в количестве 17 мас.ф.и вновь перемешивали в течение 40 мин. Массу выгружали из смесителя и вальцевали на вальцах БВЭ 3-кратно при температуре валков 115-125 С. Провальцованную массу раэмалывали на мельнице ДМ-ЗОО, просевали через сетку 045. В полученный порошок вводили 3 мас. алюминиевого порошка (ГОСТ 60-58-73) и 1 мас.,6 стеарата цинка (ТУ 6-09-4473-77), соотношение кокса и стеарата цинка составляет 8:1). Смесь перемешивали в течение 40 мин в Е-образном смесителе и выгружали. Из полученного порошка прессовали на 63- тонном прессе при удельном давлении 900 кгс/см, температуре 175-1850 С и выдержке 1,5 мин вставки размером 28 х 88 х 17,5 мм, Вставки обжигали в печи Ц 105 при температуре 900 С в среде азота,Из того же пресс-порошка прессовали блоки размером 29 х 88 х 25 мм на 63-тонном пресс 2 е при удельном давлении 1200 кгс/см, температуре 175-1 85 С и выдержке 1,5 мин. Блоки обжигали в печи Ц 105 при температуре 900 С в среде азота. Иэ блоков путем механообработки готовили щетки размером 8 х 12,5 х 20 мм.П р и м е р ы 4-11. По технологическому процессу, изложенному в примере 2, изготовили композиции с предельными и запредельными значениями компонентов и соотношений кокса и стеарата цинка, из которых были изготовлены вставки и щетки электрических машин,Вставки, изготовленные по примерам 1 - 11, испытывали на ударную вязкость по величине разрушающего усилия на разрывной машине Ри подвергали эксплуатационным испытаниям нэ маршруте со следующими характеристиками:Марка контактногопровода МФТип подвески Цепная Число пересеченияс трамвайнымилиниямиЧисло пересечениятроллейбусныхлиний 5Длина контактнойсети; км 9,72 Влажность воздуха 80; при температуре 20-22 С,Щетки электрических машин, изготовленные по примерам 1-11, испытывали нэ высокоскоростном короткозамкнутом коллекторе КЗК. Результаты испытаний токосъемников (троллейбусных вставок и щеток электрических машин) представлены в таблице,Как следует из анализа результатов испытаний токосъемников, полученных иэ известной (прототипа) и предлагаемой композиции, предлагаемое техническое решение позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики изделий.Введение кокса прокаленного и стеарата цинка в композицию позволяет в 1,4-1,6 раза увеличить ударную вязкость (примеры 2-7, см, данные по разрушающему усилию) композиции, что существенным образом сказывается на ресурсе вставок по разрушению: ресурс увеличивается в 2,5-3 раза. Уменьшается в 1,5-1,7 раза износ вставок нэ 100 км пробега, износ контактного провода равен О. Результаты испытаний данного материала как щеточного на высокоскоростном коллекторе обнаруживают его большую износостойкость, меньший коэффициент трения, меньшее переходное падение напряжения, что особенно важно при эксплуатации выскоскоростных двигателей, применяемых в бытовой технике. Таким образом, дополнительное содержание в композиции кокса прокаленного и стеэрата цинка в определенном соотношении между ними дает возможность существенно улучшить эксплуатационные характеристики токосъемников, особенно при работе во влажных условиях. Несоблюдение указанных соотношений приводит к нарушению пластичности композиции, ее формуемости, к нарушению режима эксплуатации за счет образования избыточной (или наоборот недостаточной) углеродной пленки на контактном проводе (коллекторе). Это подтверждается данными полученными по износу вставки на 100 км пробега и ресурсу по разрушению (примеры 9, 1 О и 1 1).ф О) ) фч а, Сф)ооч е С 3 %О О О О р о Х Б й Е т О Т 9 СО ф о о о 1Ф 1 Зол фх СЧоо о 1 о хх х о р о Б Б х Е 63 СС о о а с л о ф Е р оз о. С: р о р о 1 о Х х о з :г з ф С о о х о о й Ф ф 5 а с з о о х 3- р Ф ф ф з ф о з х Е Э Ф р о о 3- з х 33 с р Б ФФ Ф Хох щ Ф а зсх сз ф 1 о лс ах Е, з Я Эф х а х ой о фоз ф Х ах х с Ф 3-Ф Зд гщъЭ С С 3 йЭ з О ф ф хрл а а Э з Ф з а с 3 Й о ф р о Х М с сЭ щ. щ Чо Оо със 1 Сеое ооо оСЧСЧ СЧо дБ :1 Х Э Ш а а ХЦ о х О ОО сГ с Щ о о Х сСф) оо СЧо Е Е Ю СЧ Эо оо о 1 о Х 1- х Щ 1 Х о х о о Х Я Б Е о о О. с о о СЧ СЧ 1 о 1 Я о к ф о1809725 Составитель Л,ЧупароваТехред М,Моргентал Корректор Л,Пилипенко Редактор Заказ 1156 Тираж Подписное . НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Формула изобретения КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОКОСЪЕМНИКОВ, . содержащая электро графит, фенолформальдегидную 5 смолу, алюминий, отличающаяся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, она дополнительно содержит прокаленный кокс и стеаратЯ) цинка при следующем соотношении компонентов, мас.;6:Электрографит 67,0 - 75,0 Фенолформальдегидная смола 11,0 - 20,0 Прокаленный кокс 5,0 - 12,0 Стеарат цинка 0,5 - 2,0 Алюминий Остальное