Щетка для электрических машин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 0912Н0 (2") 3210820/24-07 t$1) М. Кл. с присоединением заявки М9(23) Приоритет—

01 R 39У22

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано,30.10.82., Бюллетень Мо 40

Дата опубликования описания30.10.82 (И) УДК 621. 313. .047.4(088.8) П.A.Ïøåíè÷êèí, В.П.Степанов, П.П.Смазнов,О.,В Чикунов, A.М.Бордаченков,И-.А.Хромов,A.А.Реморов и Л. 7 ° KoazlQ33

1 ) .; ь . ., -; - фифи 1(,-,, i щ )БОТВЫ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (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 усовершенство вания рецептурного и гранулометрического состава пресс-композиций, используемых при их изготовлении,что позволяет обеспечить оптимальный процесс 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, связанных 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 оптимальныи режим работы щеточного контакта как с точки зрения минимального износа самих щеток и коллектора, так и по причине весьма значительных электрических потерь между щеткой и коллектором.

Дело в том, что размеры частиц древесного наполнителя, используемого в указанном технологическом варианте, значительно превышают размеры частиц углеродистого наполнителя и поэтому механические связи между отдельными частицами в общей массе полуфабриката (или в готовых щетках ) оказываются недостаточно сильными. По этой причине количество вводимого в композицию древесного наполнителя, как правило, не превышает 2-4% от массы пресс порошка.

Щетки из пресс-композиций на основе гранул, состоящих из углеродистого наполнителя и связующего, имеют существенные недостатки, проявляющие ся в отрицательном воздействии щеток на коллектор (заволакивание коллекторной меди .Это связано с тем, что гранулы в процессе изготовления щетки после заключительных операций технологии обладают высокими значениями микротвердости, соизмеримыми со зн 970525

Щетка

1,8-2,2

1,9-2,2

Известная 1

0,17

0,3

0,15

0 25 чениями микротвердости коллекторной меди.

Пель изобретения — уменьшение эрозии щеток и коллектора за счет регулирования процесса политуробразования. 5

Указанная цель достигается тем, что 5-40 вес.Ъ древесного наполнителя и 60-95 вес.Ъ углеродистого наполнителя композиционно объединены в гранулы. 10 ,При этом отношение 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 коллектора частиц 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.% 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- 40 теля выше 40 вес ° % 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 увели- < чения), отмечается уменьшение механической прочности материала щеток и, как следствие, их повышенный износ.

Пример. Для приготовления пресс-композиции используют углеродистый наполнитель (технический угле род — сажа ПМ16Э, 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.% 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 до получения соотношения размеров 1:1.

Определение размеров частиц после размола в вибромельнице производят по данным определения удельной поверхности порошков на приборе ПСХ-2.

Затем в вибромельницу вводят связующее — высокотемпературный пек с температурой размягчения 136 С, содержание пека составляет 65 вес.Ъ на

100 вес.Ъ наполнителей. Изменение соотношения .размеров древесного и углеродистого наполнителей осуществляют регулированием времени их совместной обработки в вибромельнице.

Полученную таким образом пресс-композицию формируют в блоки при удельном давлении 1000 кгс/см> с кажущейся плотностью 1,20-122 г/см . Блоки обжигают при 1200цС в камерной печи, графитируют при 2800 С в нерегулируемой печи сопротивления. Заготовки щеток.после механической обработки пропитывают фуриловым спиртом по серийной технологии. На специальной кол лекторной установке производят испытания известных и предлагаемых щеток (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

970525

Продолжение табл. 1

1,9-2,3

2,1-2,3

0;15

0,27

Предлагаемая, 1

0,13

0,16

2,0-2,2

0,10

0,08

0,14

2,4-2,8

0,14

2,6-3,0

0,19

0,20

Таблица 2

Соотношение „ Износ колИзнос щеток, размеров щ .г лектора, частиц мм/100 тыс.к

Щетка

Известная 1

0,05

1i0

Эаволакивание меди при пробеге 60 тыс.км

0,07

То же

0,9

Предлагаемая

0 04

0,8

0,8

Удовлетворительное

0,03

1,0

0,5

То же.

0,07

1,2

0,7

Формула изобретения

Составитель В.Чернова

Редактор Ю.Ковач Техред Л.Пекарь, Корректор У.Пономаренко

Закаэ 8404/68 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

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 иэ1. Щетка для электрических машин, выполненная из пресс-композиций, содержащих углеродистый и древесный наполнители и связующие, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения эрозии щеток и коллектора эа счет регулирования политуробраэования, 5— вестные щетки испытывают на тяговых двигателях А1 4846еТ электровозов

ЧС2.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

40 вес.Ъ древесного наполнителя и 60—

95 вес.Ъ углеродистого наполнителя композиционно объединены в гранулы.

2. Щетка по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что отношение размера частиц углеродистого наполнителя к размеру частиц древесного на полнителя в грануле находится в пределах 0,8-1,2.