Способ изготовления статора ртутного токосъемника Советский патент 1985 года по МПК H01R39/30 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления статоров ртутных токосъемников, применяемых в различных измерениях, связанных с передачей электрического сигнала с вращающихся частей машин и механизмов.

Цель изобретения - упрощение изготовления, улучшение условий контактирования между статором и ротором, и обеспечение возможности посл дующей утилизации ртутных отходов отработавшего статора.

На чертеже показан статор, изготовленный согласно данному способу, вертикальный разрез.

Статор содержит кольцо-основу 1 из неамальгамирукяцегося материала, например, из текстолита. В кольцеоснове изготовлен рабочий слой 2 из взаимодействовавших с ртутью медных опилок, контактируюпрюс с контактным болтом 3. Контактная поверхность слоя 2 повторяет конфигурацию рабочей части кольца ротора.

Способ осуществляют следующим образом.

Кольцо-основу .1 вытачивают из текстолита на токарном станке, делая рабочую поверхность желоба шероховатой в боковую стенку вкручивают контактный болт 3, помещают в желоб кольца-основы 1 свежеприготовленную смесь из медных опилок и ртути.медные опилки смачивают 20%-ным растэором серной кислоты. Весовое отношение меди к ртути берут в отношении Cu:Hg l:(1,8-1,9) Полученную смесь промывают водой для удаления следов кислоты, высушивают фильтровальной бумагой и равномерно распределяют в желобе кольца-основы статора, приливают на ее поверхность несколько капель глицерина и формируют контактную поверхность слоя 2 путем воздействия на слой кольцевой неамальгируемой формой, при этом нижняя часть кольцевой формы, соприкасающаяся с поверхностью металлической смеси, должна быть гладкой и иметь конфигурацию рабочей части кольца ротора на кольцевую форму подают постоянное давление ,5 кг/см в течение суток. При этом происходит реакция взаимодействия ртути с медными опилками и образовании слоя 2 твердого сплава. Поскольку

019381

гговерхность желоба кольца-основы

1статора шероховатая, медно-ртут- ный сплав слоя 2 заполняет неровности кольца-основы 1 и после затвердевания прочно закрепляется на текстолитовой основе. Образующийся при этом твердый медно-ртутный; слой

2в виде металлического кольца получается с ровной и гладкой рабочей

10 поверхностью.

Сформированный таким способом рабочий рлой 2 контактной части статора не взаимодействует с материт алом (текстолитом) кольца-основы

15 1 статора. В случае необходимости сплав можно легко удалить из желоба кольца-основы 1 достаточно лишь . нарувить целостность металлического рабочего слоя 2, а текстолитовое кольцо-основу можно повторно использовать для изготовления нового статора.

Извлеченный из кольца-основы статора меднб-ртутный сплав разлагается в растворе серной кислоты с вьоделением металлической ртути, .которую можно вновь использовать для изготовления колец токосъемников.

30 Сравнительная характеристика способов изготовления статоров известным и предлагаемым способом

показьшает, что на изготовление кольца-статора известным способом расходуется большое количество меди, которая лишь частично выполняет функцию материала, хорошо контактирующего с ртутью и обладающего высокой электропроводностью, в основном это тонкий слой амальгамированной меди в кольце статора, вся остальная масса меди представляет собой лишь каркас кольца. По описанному способу медь исполь. зуется лишь на осуществление контакта, и расходуется ее в 20 раз меньше, при изготовлении статора известным способом все нерабочие поверхности кольца защищают лиофобным покрытием, например, никелируют , во избежание нежелательного взаимодействия меди с ртутью. Электрохимический процесс никелирования включает подбор электролита дня никелирования, выбор оптимальной плотности тока для создания равномерного тонкого и гладкого покрытия,: причем либо кольцо никелирует пол3. I

ностью,, a затем снимают на токарном станке никелевое покрытие в рабочейзоне, либо изыскивают способ предотвращения никелирования рабочей части кольца. И то и другое усложняет процесс изготовления статора, по описанному способу изготовления отпадает необходиьюсть никелирования кольца, что существенно облегчает и упрощает процесс изготовления колец.

В кольце-статоре, изготовленном по известному способу постоянно идет диффузия ртути в глубь кольца, причём этот процесс протекает бесконечно долго, в результате со временем все кольцо равномерно насыщается ртутью. Поэтому с целью утилизации отработанные кольца необходимо либо полностью растворять в серной кислоте, что требует значительного расхода кислоты и времени, либо обрабатьшать.термически, с соответствующим аппаратурным оформлением, либо хранить в герметической емкости с целью исключения загрязнения атмосферы ртутью и ее парами. Процесс накопления отработанных колец постоянно продолжаетсяj по предлагаемому способу контактная часть кольца-статора формируется из медно-ртутного сплава и имеет форму замкнутого кольца, удалить его из анавки довольно просто, достаточно нарушить целостность этого кольа. При этом каркас кольца из неамальгамирующегося материала может ыть вновь использован дня изготовления статора.

Согласно способу изготовления статора весовое соотношение меди к ртути берут от 1:1,8 до 1:1,9. Если ртути взято меньше 1,8, то металлическая смесь получается слишком густой, а после затвердения 0193Я4

хрупкой. Если же ртути взято больше 1,9, то в этом случае в начальный период времени частицы меди всплывают к поверхности жидкого металла,

5 что не позволяет формировать твердый сплав рабочего слоя 2 непосредственно в желобе кольца-основы I статора.

Следует отметить также,что поданному способу на изготовление статора ртути расходуется меньше, поскольку в известном способе необходимо брать избыток ртути для амальгамации поверхности медного кольца15 основы, на котором закрепляется металлический рабочий слой. Без этого избытка жидкого металла рабочий слой не может удерживаться на медной основе.

20

Согласно способу дпя формирования медно-ртутного рабочего слоя 2

. необходимо давление. При давлении меньшем 3 кг/см не достигается

25 ожидаемый эффект медно-ртутный рабочий слой 2 недостаточно прочно закрепляется в кольце-основе 1 статора из неамальгамирующегося материала. В случае использования давления большего 3,5 кг/см, жидкий металл выталкивается из желоба кольца-основы статора, что тормозит реакцию взаимодействия ртути с медью.

В токосъемнике, статор которого изготовлен по данному способу, в результате формирования меднортутного сплава под давлением улучшаются условия контактирования меж.- ду статором и ротором, поскольку поверхность контактного медно-ртутного рабочего слоя 2 более гладкая, сплав механически более прочен, что увеличивает также срок службы токосъемника.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАТОРА РТУТНОГО ТОКОСЪЕМНИКА, вкшочакиций изготовление в кольце-основе рабочего слоя путем взаимодействия медных опилок с ртутью и формирование контактной поверхности слоя путем воздействия на него кольцевой неамальгамируемой формой, имеющей конфигурацию рабочей части кольца ротора, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления, улучшения условий контактирования между статором и ротором и обеспечения возможности последующей утилизации ртутных отходов отработавшего статора, указанное взаимодействие между ртутью и медными опилками осуществляют в кольце-основе из кеамальгамирующего материала при соотношении Cu-Hg 1: