способ получения контактных вставок троллейбусов

Классы МПК:B22F3/20 выдавливанием (экструзией)
B60L5/08 конструкция скользящих башмаков и их несущих средств 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-02-25
публикация патента:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению контактных вставок токоприемников троллейбусов. Порошковую композицию на основе углерода выдавливают из контейнера пресса через мундштук с формованием профильной рабочей поверхности вставки и последующим делением полученного полуфабриката на отдельные заготовки. Полуфабрикат выдавливают в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами заготовок вставок с противолежащими профильными поверхностями, при этом порошковую композицию разделяют рассекателем вдоль оси выдавливания на две заготовки вставок. После выхода из мундштука профильные поверхности заготовок калибруют в четырехвалковом калибре, образованном двумя гладкими и двумя приводными калиброванными противолежащими валками, с обжатием, равным 5-10%. Повышается качество получаемых вставок путем устранения изгиба по длине и повышения плотности и прочности их рабочей профильной поверхности. 2 ил.

способ получения контактных вставок троллейбусов, патент № 2508177 способ получения контактных вставок троллейбусов, патент № 2508177

Формула изобретения

Способ получения контактных вставок токоприемников троллейбусов, в котором порошковые композиции на основе углерода из контейнера пресса выдавливают через мундштук с формованием профильной рабочей поверхности и последующим делением полученного полуфабриката на отдельные заготовки, отличающийся тем, что выдавливание ведут с получением полуфабриката в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами заготовок вставок с противолежащими рабочими профильными поверхностями и при выдавливании порошковую композицию разделяют рассекателем вдоль оси выдавливания на две заготовки вставок, а после выхода из мундштука профильные поверхности заготовок калибруют с обжатием 5-10% в четырехвалковом калибре, образованном двумя гладкими и двумя приводными калиброванными противолежащими валками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой технологии получения изделий электротехнического назначения, в частности к способам получения контактных вставок токоприемников троллейбусов из порошковых композиций на основе углерода.

Известен способ производства контактных вставок из композиций на основе углерода, включающий операцию смешивания наполнителя из порошка графита и связующего из порошка фенолформальдегидной смолы, компактирование композиции в пресс-форме при заданной температуре и удельном усилии и последующую термическую обработку полученного полуфабриката (Патент РФ на изобретение № 2267411, способ изготовления контактных вставок, МПК B60L 5/08, H01R 39/26, от 10.06.2004).

Основными недостатками известного способа являются пониженная плотность изделий, особенно на фасонной контактной поверхности вставок троллейбусов (Свидетельство на полезную модель РФ № 39541, контактная вставка токоприемников троллейбуса, МПК B60L 5/08, от 10.08.2004), а также низкая производительность способа. Низкая производительность способа обусловлена поштучным компактированием изделий (вставок) в пресс-форме, длительностью операций заполнения пресс-формы порошковой композицией и извлечения изделий из пресс-формы, а также малой скоростью компактирования. Известно, что для хотя бы частичного удаления газов атмосферы и паров из засыпки порошка в пресс-форме скорость перемещения пуансона пресс-формы должна быть равна 5-30 мм/с (Темкин И.В. Производство электроугольных изделий.- М.: Высшая школа, 1975, с.107).

Пониженная плотность контактной поверхности изделий снижает их прочность, износостойкость и работоспособность, а также повышает значения их удельного электрического сопротивления. Низкая производительность способа повышает стоимость изделий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому способу является способ получения изделий из композиций на основе углерода, например марки BH504Z4, выдавливанием (Проспект SCHUNK KOHLENSTOFFTECNIK/ Carbon sliding strips for Pantographs and Trolley Pole Systems, p.12.). Процесс выдавливания (extrusion) ведут из нагретой композиции в контейнере пресса. После выдавливания полученный полуфабрикат делят по длине, получая отдельные заготовки вставок. Выдавливание ведут через мундштук. В отечественной технической литературе такой способ обработки давлением порошковых композиций на основе углерода называют процессом «прессования выдавливанием».

Этот способ по сравнению с указанным ранее аналогом в связи с непрерывностью его осуществления повышает производительность способа.

Однако так как выдавливание в этом способе ведут несимметричного профиля, то очень сложно совместить ось приложения усилия прессования с геометрической осью центра тяжести формируемого профиля заготовки контактной вставки, а малейшее отклонение этих осей вызывает изгиб заготовки по длине, вызывает неоднородность по сечению поля напряжений, что снижает качество получаемых заготовок.

Помимо этого максимальное нормальное сжимающее усилие в этом способе прикладывают к торцу будущей вставки, к контактной поверхности вставки прикладывают низкое реактивное усилие от внутренней боковой поверхности контейнера пресса. В связи с этим плотность профильной контактной поверхности будет понижена.

Кроме этого выдавливание через мундштук только одной заготовки вставки снижает производительность способа.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества получаемых контактных вставок путем устранения изгиба по длине и повышения плотности и прочности их рабочих профильных поверхностей.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения контактных вставок троллейбусов, в котором порошковые композиции на основе углерода из контейнера пресса выдавливают через мундштук с формованием профильной рабочей поверхности и последующим делением полученного полуфабриката на отдельные заготовки, согласно изобретению, выдавливание ведут полуфабриката в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами заготовок вставок с противолежащими рабочими профильными поверхностями и при выдавливании порошковую композицию разделяют рассекателем вдоль оси выдавливания на две заготовки вставок, а после выхода из мундштука профильные поверхности заготовок калибруют с обжатием 5÷10% в четырехвалковом калибре, образованном двумя гладкими и двумя приводными калиброванными противолежащими валками.

Ввиду того, что в предлагаемом способе выдавливают симметричный полуфабрикат в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами заготовок вставок, устраняется изгиб профиля, что повысит качество заготовок, снизит изгиб, и дальнейшая калибровка, которая осуществляется после выдавливания без дополнительного нагрева.

Калибровка профильных поверхностей симметричного профиля в четырехвалковом калибре позволит повысить плотность, твердость и прочность профильной поверхности на глубину от 3 до 5 мм, а также проработать всю структуру заготовки вставки, что улучшит качество за счет снижения неоднородности поля напряжений по ее сечению.

Одновременное выдавливание двух заготовок повысит производительность способа.

Обжатие менее 5% не позволит значительно увеличить плотность и прочность профильной поверхности вставки, обжатие более 10% может привести к дефектам или разрушению заготовки.

Обжатие заготовки вставки ведут только калиброванными приводными валками, боковые валки используют для поддержания заготовок.

Предлагаемый способ схематично проиллюстрирован на фиг.1, 2, где на фиг.1 показан общий вид линии по получению контактных вставок, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.

На указанных фигурах обозначены 1 - контейнер пресса; 2 - мундштук; 3 - приводные калиброванные валки; 4 - гладкие валки; 5 - рассекатель.

Способ осуществляется следующим образом.

Нагретую примерно до 170-180°C порошковую композицию на основе углерода загружают в контейнер 1 пресса и выдавливают ее через мундштук 2 с рассекателем 5, одновременно формуя и разделяя порошковую композицию на две обращенные своими подошвами заготовки вставок. После выхода из мундштука 2 указанный полуфабрикат в виде двух обращенных друг к другу подошвами заготовок, разделенных рассекателем 5, задают в образованный приводными калиброванными валками 3 и гладкими валками 4 четырехвалковый калибр, где калибруют профильные поверхности заготовок с обжатием 5-10%. После этого полуфабрикат в виде двух спаренных заготовок поступает на участок резки, где происходит деление его по длине на отдельные заготовки.

Согласно заявляемому способу были изготовлены вставки троллейбусов с размерами: длина - 86 мм; ширина - 27 мм; максимальная высота - 19 мм из композиции, содержащей 86 мас. % графита и 14 мас. % фенолформальдегидной смолы наволачного типа. Выдавливание полуфабриката в виде двух состыкованных по подошвам заготовок вставок вели из нагретой до 170°C композиции. После выхода из мундштука и калибра полуфабрикат длиною 4-6 м измерили на продольный изгиб по оси. Продольного изгиба не обнаружено. Полуфабрикат калибровали по рабочим профильным поверхностям вставок в четырехвалковом калибре, нижний и верхний валки которого были приводными калиброванными, с обжатиями: 5; 7,5; 10%. Затем полученный полуфабрикат разделили по длине на отдельные заготовки вставок. Плотность полученных заготовок вставок увеличилась на 4% по сравнению с наиболее близким аналогом.

Предлагаемый способ найдет применение при производстве контактных вставок из композиций на основе углерода, получаемых преимущественно из отходов электродного производства, и применяемых в городских троллейбусах.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2508177

patent-2508177.pdf

Класс B22F3/20 выдавливанием (экструзией)

пресс-инструмент для проходного прессования порошковых материалов -  патент 2529329 (27.09.2014)
способ получения модификатора для алюминиевых сплавов -  патент 2528598 (20.09.2014)
способ получения композиционного материала -  патент 2509818 (20.03.2014)
способ получения модификатора для доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов -  патент 2475334 (20.02.2013)
способ экструзии термоэлектрического материала на основе халькогенидов висмута и сурьмы -  патент 2475333 (20.02.2013)
содержащие связующее термопластичные массы для изготовления металлических формованных изделий -  патент 2446031 (27.03.2012)
способ получения керамических изделий с наноразмерной структурой -  патент 2414991 (27.03.2011)
способ получения композиционного материала на металлической матрице, армированной квазикристаллами -  патент 2413781 (10.03.2011)
способ получения высокотемпературного металлического композиционного материала на основе интерметаллида молибдена -  патент 2410201 (27.01.2011)
разжимная пресс-шайба -  патент 2359769 (27.06.2009)

Класс B60L5/08 конструкция скользящих башмаков и их несущих средств 

токосъемная вставка токоприемника электротранспортного средства и способ ее изготовления -  патент 2510339 (27.03.2014)
способ прессования углеродных контактных вставок троллейбусов -  патент 2494835 (10.10.2013)
способ уменьшения износа контактной пары - контактный провод и токосъемный элемент токоприемника электроподвижного состава -  патент 2440899 (27.01.2012)
износостойкий композиционный порошковый материал на медной основе для контактных пластин токоприемников электроподвижного состава -  патент 2400550 (27.09.2010)
контактная пластина полозов токоприемников -  патент 2380439 (27.01.2010)
контактная пластина и способ ее изготовления -  патент 2351437 (10.04.2009)
управляемый токоприемник троллейбуса и контактная сеть -  патент 2346830 (20.02.2009)
токосъемный элемент токоприемника электроподвижного состава -  патент 2337840 (10.11.2008)
контактная головка токоприемника -  патент 2314938 (20.01.2008)
башмак токоприёмника и способ его применения -  патент 2286264 (27.10.2006)
Наверх