СЕРДЕЧНИК РЕЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к реле электромагнитным для устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
Известен сердечник электромагнитного реле типа РЭЛ четвертого поколения (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 1. -3-е изд. - М,6 НПФ «Планета», 2000 - стр.253-256). в виде стержня имеющего с одной стороны полюсник, с другой резьбу.
К недостаткам указанно сердечника следует отнести высокую металлоемкость изготовления.. Сердечник изготавливается из круглого прутка ГОСТ 2590-2008 стали 0501 ТУ 14-1-1132-74. Поскольку, диаметр полюсника значительно больше диаметра стержня сердечника, то при обточке сердечника приходится снимать до 70-80% объема металла.
Кроме этого, в процессе механической обработки сердечника часто обнаруживаются внутренние дефекты металла, которые не позволяют использовать их в качестве сердечника реле первого класса.
Задачей заявляемого технического решения является повышение качества изготовления сердечника реле электромагнитного.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении металлоемкости изготовления сердечника реле электромагнитного, повышение технологичности изготовления сердечника реле при улучшении электромагнитных параметров сердечника
Указанный технический результат по варианту 1 достигается сердечником, в виде стержня имеющего, с одной стороны полюсник, а с другой стороной, резьбу, при этом стержень и полюсник сердечника изготовлены раздельно методом порошковой металлургии из композиционного материала на основе железа с добавлением легирующих элементов кремния и/или фосфора, а затем стержень и полюсник соединены между собой металлургическим методом. Кроме этого стержень и полюсник сердечника изготовлены на основе порошка железа ASC 100.29 фирмы Hoganas, и имеет коэрцитивную силу не более 80 А/м.
Указанный технический результат по варианту 2 достигается сердечником, в виде стержня имеющего, с одной стороны полюсник, а с другой стороной, резьбу, при этом стержень и полюсник сердечника изготовлены раздельно, стержень из круглого проката электротехнической стали, а полюсник методом порошковой металлургии из композиционного материала на основе железа с добавлением легирующих элементов кремния и/или фосфора, а затем стержень и полюсник соединены между собой металлургическим методом. Кроме этого полюсник сердечника изготовлены на основе порошка железа ASC 100.29 фирмы Hoganas, и имеет коэрцитивную силу не более 80 А/м
Используя металлические порошки на основе железа и смешивая их в нужных соотношениях, прессуя в формах и спекая при определенных температурах, были получены композиционные спеченные стержень и полюсник, почти не требующие механической обработки и по электромагнитным характеристикам превышающие сердечник прототипа.
Изготовленные сердечники были установлены в реле и проведены заводские испытания. Было изготовлено два варианта сердечников с различным содержанием компонентов железа, фосфора и кремния.
2
Вариант 1. Пример 1. Сердечник для реле электромагнитного изготавливался следующим образом. Смесь порошка железа марки ASC 100.29 и феррофосфора (содержание фосфора 13% мас.), который был получен методом измельчения сплава, смешивали в смесителе 1,5 ч. Процентное содержание фосфора в смеси было 0,78 мас. Прессование проводили в твердосплавной пресс-форме при односторонней нагрузке 6 т/см отдельно для стержня и полюсника сердечника. После прессования образцы соединяли между собой и спекали при 1150°C в течение 2,5 ч в вакууме 5 мбар печи марки VHT 08/18 GR. После спекания образцы шлифовались до размера согласно конструкторской документации на сердечник. Параллельно с сердечником и полюсником изготавливались кольцевые образцы для определения коэрцитивной силы и магнитной проницаемости материала.
Вариант 1. Пример 2. Сердечник для реле электромагнитного изготавливался следующим образом. Смесь порошка железа марки ASC 100.29 и ферро кремния, который был получен методом измельчения сплава, смешивали в смесителе 1,5 ч. Процентное содержание кремния в смеси было 4,5 мас.  Режимы прессования и спекания аналогичны Варианту 1. Примера 1.
Вариант 1. Пример 3. Сердечник для реле электромагнитного изготавливался следующим образом. Смесь порошка железа марки ASC 100.29 и порошков ферро фосфора и ферросилиция, которые были получены методом измельчения сплавов, смешивали в смесителе 1,5 ч. Процентное содержание фосфора в смеси было 0,78 мае, а кремния 4,0 мас. Режимы прессования и спекания аналогичны Варианту 1. Примера 1.
Вариант 2. Пример 1. Полюсник для сердечника реле электромагнитного изготавливался следующим образом. Смесь порошка железа марки ASC 100.29 и ферро кремния (силиция) который был получен методом измельчения сплава, смешивали в смесителе 1,5 ч. Процентное содержание кремния в смеси было 4,5 мас. Прессование проводили в твердосплавной пресс-форме при односторонней нагрузке 6 т/см2. Стержень сердечника изготавливали их прутка электротехнической стали 0501 ТУ 14-1-1132-74. После прессования полюсника образцы соединяли между собой и спекали при 1150°C в течение 2,5 ч в вакууме 5 мбар печи марки VHT 08/18 GR. После спекания образцы шлифовались до размера согласно конструкторской документации на сердечник. Параллельно с полюсником изготавливались кольцевые образцы для определения коэрцитивной силы и магнитной проницаемости материала.
Вариант 2. Пример 2. Полюсник для сердечника реле электромагнитного изготавливался следующим образом. Смесь порошка железа марки ASC 100.29 и феррофосфора (содержание фосфора 13% мас.), который был получен методом измельчения сплава, смешивали в смесителе 1,5 ч. Процентное содержание фосфора в смеси было 0,78 мас. Режимы прессования и спекания полюсника для сердечника и изготовление стержня для сердечника проводили для аналогично Варианту 2. Примера 1.
Результаты проведенных измерений электромагнитных свойств сердечников по варианту 1 и варианту 2 представлены в таблице.
отпускания
подъема
Значения U и U определены в вольтах, магнитная проницаемость m в Гс/э, а Нс в А/м.
Таблица
Вариант изготовления реле
U<sub>отпуск</sub>
U<sub>подъема</sub>
Электромагнитные свойства Вариант 1
Электромагнитные свойства Вариант2
Полярность
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 1
Пример 2
Прямая
Обратн
m
H<sub>c</sub>
m
H<sub>c</sub>
m
H<sub>c</sub>
m
H<sub>c</sub>
m
H<sub>c</sub>
Реле РЗЛ1-1600
5,5/
14,3/
5,6
14,3
Предлагаемое техническое решение. Вариант 1
7,8/
12,7/
550
76
555
76
550
76
555
79
55
77
7,8
12,7
00
0
0
0
90
Предлагаемое техническое решение. Вариант 2
7,8/
12,7/
550
76
555
76
550
76
555
79
55
77
7,8
12,8
00
0
0
0
90
Использование предлагаемого технического решения позволяет по сравнению с прототипом снизить себестоимость получения сердечника реле электромагнитного при улучшении его электромагнитных свойств. Испытания реле проводятся на Камышловском электротехническом заводе.