СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОКОСЪЕМНИКА Российский патент 1995 года по МПК B60L5/20 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к изготовлению токосъемников, обеспечивающих подачу тока от токонесущего провода на транспортное средство.

К используемым в настоящее время токосъемникам для транспорта типа троллейбусов и электропоездов предъявляются повышенные требования по антифрикционным свойствам, помимо высокой электропроводности, что связано с интенсивным изнашиванием части токосъемника, контактирующей с проводом. При этом износ провода в контакте с токосъемником должен быть минимальным.

Известные способа изготовления токосъемников включают изготовление части, контактирующей с проводом, корпуса устройства и их сборку. При этом, по известному способу, графитовый элемент (вставку) приклеивают в продольном пазу металлического корпуса. Для улучшения контакта поверхности вставки и корпуса их металлизируют.

Устройство имеет небольшой ресурс из-за быстрого изнашивания графита. Для приклеивания вставки часто используют экологически вредные смолы.

Известен способ изготовления токосъемника, в котором имеет место формирование антифрикционной вставки из графитовой смеси путем прессования.

Токосъемники, изготовленные этим способом, не отвечают современным требованиям по уровню эксплуатационных характеристик. При использовании токосъемников с графитовой вставкой из-за низкой прочности графита очень часто происходит их поломка на стыках и поворотах контактной сети, что резко снижает ресурс.

Цель изобретения разработка экологически безвредного способа изготовления токосъемника, позволяющего получить устройство с повышенным ресурсом при незначительном износе токонесущего провода.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем формирование корпуса и антифрикционной вставки из графитовой смеси путем прессования, их сборку, корпус с продольным пазом и вставку формируют путем раздельного прессования с последующим спеканием, а после сборки устройства производят дополнительную допрессовку при давлении 300-400 МПа, при этом корпус прессуют из порошковой смеси на основе железа, а вставку из порошковой смеси на основе никеля или меди с графитом, например, следующего состава, мас.

Никель или медь 63,4-71,6
Графит 10,0-19,8
Железо 15,8-17,9
Стеарат цинка 0,5-1,0
Предлагаемое раздельное прессование корпуса и вставки позволяет производить их на прессах-автоматах, что существенно снижает трудоемкость изготовления и себестоимость изделия. Использование для вставки цветных металлов (никеля или меди) с графитом позволяет получить токосъемник с достаточной электропроводностью и высокими антифрикционными свойствами. Изготовление корпуса токосъемника из порошка железа обеспечивает необходимую прочность его в процессе эксплуатации и экономичность. Дополнительная допрессовка частей токосъемника после их сборки при давлении 300-400 МПа увеличивает плотность и прочность токосъемника и повышает его ресурс.

Способ осуществляется следующим образом.

Из порошковой смеси на основе железа (например, 99% железа и 1% стеарата цинка) прессуют при давлении 350-400 МПа корпус с продольным пазом, который затем спекают в защитной среде (например, в диссоциированном аммиаке) в течение 1,5-2,0 ч при 1100-1150^оС. Отдельно из порошковой смеси на основе никеля (например, 10% графита, 17,9% железа, 0,5% стеарата цинка, никель остальное) прессуют вставку при давлении 250-300 МПа, которую затем спекают в защитной среде (например, в диссоциированном аммиаке) с засыпкой из смеси окиси алюминия с графитом в течение 1,5-2,0 ч при 1130-1160^оС. Вставку укладывают в паз корпуса, изделие помещают в пресс-форму и допрессовывают при давлении 300-400 МПа.

В таблице приведены конкретные данные по свойствам токосъемников в зависимости от состава порошковой смеси для вставки и от давления допрессовки в сравнении с прототипом.

При изготовлении токосъемника с использованием порошковых смесей на основе никеля или меди с графитом для вставки и порошка железа для корпуса с соблюдением параметров допрессовки собранного изделия в интервале 300-400 МПа (примеры 1-6) обеспечивается получение токосъемника с высокими антифрикционными свойствами при достаточной электропроводности и сравнительно невысокой стоимости. Ресурс изделия по сравнению с известным увеличивается в 4,5-5,5 раза при минимальном износе медного провода (допускается не более 40 мкм при 10⁴ проходах троллейбуса).

Предлагаемый способ отличается простотой и экономичностью. При этом значительно уменьшается расход остродефицитных токонесущих медных проводов.

Использование: в электротехнике для изготовления токосъемников, обеспечивающих подачу электрического тока с токонесущего провода на транспортное средство. Сущность изобретения: способ включает формирование корпуса токосъемника путем прессования из порошковой смеси на основе железа с последующим спеканием, формирование антофрикционной вставки из порошковой смеси никеля или меди с графитом с последующим спеканием и сборку, после которой производят допрессовку при давлении 300 400 МПа. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОКОСЪЕМНИКА, включающий формирование корпуса токосъемника, формирование из графитовой смеси антифрикционной вставки путем прессования и их сборку, отличающийся тем, что формирование корпуса осуществляется путем прессования из порошковой смеси на основе железа с последующим спеканием, антифрикционную вставку прессуют из порошковой смеси никеля или меди с графитом с последующим спеканием, а после сборки производят допрессовку при давлении 300 400 МПа. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошковой смеси для прессования вставки используют смесь следующего состава, мас.

Никель или медь 63,4 71,6
Железо 15,8 17,9
Графит 10,0 19,8
Стеарат цинка 0,5 1,0