Материаловедение для помощников машиниста электровоза (стр. 17 )

В  качестве  сильноточных  дугоразмыкающих  контактов  используют  металлокерамические  детали, изготовляемые  из  порошков  серебра, вольфрама (40 – 50%) и  никеля (2 – 3%), обладающие  пластичностью  и  допускающие  все  виды  механической  обработки.

Металлокерамические  контакты, изготовляемые  из  порошков  меди  и  графита, отличаются  высокой  устойчивостью  к  свариванию  при  размыкании  больших  токов (30000 – 100000 Ампер). Это  зависит  не  только  от  состава  и  структуры  металлокерамического  материала  на  основе  порошков  меди  и  графита (3 – 5%), но  и  от  наличия  в  нём  10 – 15%  пор. При  производстве  металлокерамических  изделий  количество  пор  в  них  можно  изменять  в  широких  пределах. Пористость  металлокерамических  контактов  на  небольшие  токи  не  превышать  2 – 5%.  Это  достигается  повторным  прессованием  металлокерамических  изделий  с  последующей  тепловой  обработкой – отжигом.

  УРОК  № 28.

  ТЕМА. ЭЛЕКТРОУГОЛЬНЫЕ  ИЗДЕЛИЯ.

  ДЗ, (1), с. 133 – 136.

К  электроугольным  изделиям  относятся  щётки  для  электрических  машин, контактные  изделия, электроосветительные  угли  и  др.

Электроугольные  изделия  изготовляют  методами  порошковой  технологии  из  смеси  углеродистых  материалов: графита, кокса, сажи, антрацита. В  исходный  состав  некоторых  электроугольных  изделий  вводят  также  металлические  порошки (медный, свинцовый, оловянный  и  др.). кроме  того, в  производстве  электроугольных  изделий  применяют  связующие  вещества – каменноугольные, бакелитовые, кремнийорганические  и  другие  смолы.

Углеродистые  материалы, за  исключением  графита  и  сажи, предварительно  прокаливают  при  1200 – 1300  градусах  для  удаления  летучих  веществ  и  уменьшения  объёмной  усадки  получаемых  электроугольных  изделий.  Затем  углеродистые  материалы  измельчают  в  дробилках  до  порошкообразного  состояния. Взятые  при  определённом  соотношении  исходные  порошкообразные  материалы (углеродистые  и  металлические) тщательно  смешивают, вводя  в  них  связующие  вещества (смолы, пески), перемешивают  и  при  110 – 230  градусах  пропускают  через  специальные  смесители.

Полученную  исходную  электроугольную  массу  сушат, а  затем  размалывают  и  просевают  через  сито, получая  прессовочный  порошок (пресс-порошок). Прессованием  в  стальных  пресс-формах  из  этого  порошка  изготовляют  различные  электроугольные  изделия  или  заготовки (блоки), из  которых  распиливанием  и  шлифованием  получают  электрощётки  и  другие  изделия. Электроугольные  изделия  прессуют  при  комнатной  температуре  или  при  180 – 210  градусах (в  зависимости  от  связующего). Применяя  связующее, размягчающееся  или  полимеризующееся  при  повышенных  температурах, прессование  производят  при  повышенных  температурах. Прессуют  электроугольные  изделия  при  давлениях  от  100  до  300  МПа (1000 – 3000  атмосфер!).

Изделия  большой  длины (электроосветительные  угли  и  др.) изготовляют  выдавливанием  нагретой  исходной  пластичной  массы  через  стальной  мундштук  винтового  пресса. Полученные  изделия  или  их  заготовки (блоки) подвергают  высокотемпературному  обжигу  в  специальных  печах  в  интервале  температур  от  комнатной  до  1200 – 1300  градусов. При  обжиге  происходит  спекание – соединение  частиц  исходных  материалов  и  цементация  их  коксом, образующимся  из  связующих  органических  веществ.

В  результате  обжига  электроугольные  изделия  приобретают  механическую  прочность  и  способность  к  механической  обработке, но  уменьшается  их  удельное  электрическое  сопротивление. Электроугольные  изделия, содержащие  сажу, кокс  и  другие  не  графитовые  компоненты, после  обжига  подвергают  дополнительной  термической  обработке (при  2400 – 2800  градусах), называемой  графитизацией. При  этом  не  графитовые  компоненты  в  изделиях  превращаются  в  графит, а  большинство  примесей  испаряется. В  результате  графитизации  электрощётки (группы  ЭГ) и  другие  изделия  приобретают  некоторую  мягкость, уменьшается  их  коэффициент  трения  и  резко  снижается  удельное  электрическое  сопротивление.

Полученные  после  графитизации  и  механической  обработки (резка, шлифование) электроугольные  изделия  обладают  значительной  пористостью (до  30%), поэтому  их  пропитывают  лаками  и  воскообразными  веществами, а  в  некоторых  случаях – расплавленными  металлами (олово, свинец  и  др.). Пропитку  производят  при  80 – 200  градусах  и  выше  жидким  пропитывающим  веществом. Пропитка  устраняет  пористость  и  уменьшает  гигроскопичность  электроугольных  изделий, а  иногда  позволяет  ввести  в  них  смазочные  вещества (воскообразные). Пропитка  металлами  резко  увеличивает  механическую  прочность  электроугольных  изделий  и  повышает  их  проводимость.

Электроугольные  изделия (электрощётки  и  др.) подвергают  механической  обработке  для  придания  им  окончательной  формы  и  необходимой  шероховатости  поверхности. Заготовки (блоки) электрощёток  и  других  изделий  разрезают  на  мелкие  части  фрезами  или  тонкими  карборундовыми  кругами  на  специальных  станках. Затем  в  изделиях  сверлят  отверстия  под  гибкие  соединительные  провода.

Некоторые  типы  электрощёток  и  осветительных  углей  после  механической  обработки  меднят, покрывая  часть  их  поверхности  тонким  слоем  меди  для  создания  надежного  электрического  контакта  между  телом  электрощётки  и  щёткодержателем  в  электрической  машине. Слой  меди  имеет  толщину  10 – 15  мкм. Гибкие (многопроволочные) провода  крепят  в  теле  электрощёток  развальцовкой, пайкой  или  запрессовкой. Затем  проверяют  размеры, твёрдость, механическую  прочность  и  удельное  электрическое  сопротивление  электрощёток, падение  напряжения  между  щёткой  и  коллектором, коэффициент  трения, переходное  сопротивление  между  токопроводящим  проводом  и  электрощёткой  и  др. Наибольшее  применение  среди  электроугольных  изделий  имеют  щётки  для  электрических  машин  и  контактных  деталей. Различают  следующие  виды  щёток: графитные, угольно-графитные, металлографитные  и  электрографитированные.

  УРОК  № 29.

  ТЕМА. ОБМОТОЧНЫЕ  И  МОНТАЖНЫЕ  ПРОВОДА.

  ДЗ (1), с. 137 – 142.

1.Обмоточные  провода  служат  для  изготовления  обмоток  электрических  машин, аппаратов  и  приборов  и  выпускаются  с  жилами  из  проводниковой  меди  и  алюминия, а  также  сплавов  большого  удельного  сопротивления (манганина, константана, нихрома  и  др.). Жилы  обмоточных  проводов  могут  иметь  эмалевую, плёночную, волокнистую  и  эмалево-волокнистую  изоляцию.

1.1.Провода  с  эмалевой  изоляцией. Эмалевая  изоляция  по  сравнению  с  плёночной  и  волокнистой  имеет  меньшую  толщину (0,003 – 0,07 мм), что  позволяет  в  тот  же  объём  обмотки  заложить  большее  количество  проводов  и  тем  самым  увеличить  мощность  электрической  машины  или  аппарата. Эмалевая  изоляция  представляет  собой  гибкое  лаковое  покрытие, полученное  в  результате  отверждения  сплошного  слоя  эмаль-лака, нанесённого  на  провод  на  специальных  эмалировочных  машинах.