СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ВСТАВОК ТРОЛЛЕЙБУСОВ
METHOD OF OBTAINING CONTACT INSERTS OF TROLLEYBUSES

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 троллейбусов из композиций на основе углерода, включающий операцию смешивания наполнителя из порошка графита и связующего из порошка фенолформальдегидной смолы, компактирование композиции в пресс-форме при заданных 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 м/с (Темкин И.В. Производство электроугольных изделий. - М.: Высшая школа, 1975, с. 107).
Пониженная плотность контактной поверхности изделий снижает их прочность, износостойкость, а также повышает значения их удельного электрического сопротивления. Низкая производительность способа повышает стоимость изделий.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ получения контактных вставок троллейбусов, в котором 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 (Патент на изобретение РФ №2508177, Способ получения контактных вставок троллейбусов, МПК B22F 33/20, B60L 5/08, от 27.02.2014). Полуфабрикат выдавливают в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами заготовок вставок с противолежащими профильными поверхностями. После выхода из мундштука профильные поверхности заготовок калибруют в четырехвалковом калибре, образованном двумя гладкими и двумя приводными калиброванными противолежащими валками. После получения полуфабриката в виде нескольких заготовок вставок ведут его разделение на отдельные заготовки по вертикальной плоскости, а также осуществляют срез торцевых участков заготовок вставок под углом 60° для образования наклонных входных и выходных участков контакта вставки с токоведущим проводом.
Этот способ по сравнению с указанным ранее аналогом за счет калибровки повышает плотность, твердость и износостойкость вставок. Однако после получения полуфабрикатов в дальнейшем резкой алмазными отрезными кругами формируют наклонные под 60° к их горизонтальной плоскости входные и выходные участки контакта вставки с токоведущим проводом, которые имеют пониженную плотность, твердость, прочность и износостойкость, что снижает работоспособность вставки ввиду действия значительных нагрузок на указанные поверхности. К тому же формование наклонных поверхностей вставки отрезными алмазными кругами снижает производительность способа.
Таким образом, основными недостатками наиболее близкого аналога являются низкое качество получаемых вставок и малая производительность.
Задачей предлагаемого решения является устранение указанных недостатков, а именно повышение качества вставок путем повышения их плотности, твердости, прочности и износостойкости и увеличение производительности.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения контактных вставок токоприемников троллейбусов, в котором порошковые композиции на основе углерода из контейнера пресса выдавливают через мундштук с получением полуфабриката в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами разделенных рассекателем заготовок вставок с противолежащими профильными рабочими поверхностями, калибруют профильные поверхности в четырехвалковом калибре с двумя профильными приводными валками и в дальнейшем разделяют полуфабрикат на отдельные заготовки, согласно предлагаемому решению до калибровки профильных рабочих поверхностей и после нее в формовочных калибрах профильных приводных валков наклонные входные и выходные участки заготовок обжимают с нормальным удельным усилием, равным 45÷50 МПа. При этом после выдавливания в четырехвалковых калибрах получают серию заготовок с перемычками между ними и в дальнейшем ведут разделение их алмазными отрезными кругами.
Приложение к наклонным поверхностям входного и выходного участков при обжатии нормальных сжимающих усилий позволит проработать структуру этих ответственных при работе участков и повысить плотность, твердость, прочность и износостойкость вставок. Обжатие при изготовлении вставок их наклонных входных и выходных участков в тех же приводных валках, в которых осуществляется калибровка их профильных рабочих поверхностей, значительно повысит производительность способа. Усилит этот эффект и формование перемычек между заготовками, что уменьшит высота реза в вертикальной плоскости при разделении заготовок.
Приложение при обжатии наклонных участков удельного усилия менее 45 МПа приведет к недостаточному повышению их износостойкости, а при усилии более 50 МПа может привести к затеканию металла в зазоры между валками.
Предлагаемый способ 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, 6 - профильные участки заготовки, 7 - наклонные участки заготовки, 8 - перемычки.
Способ осуществляется следующим образом.
Нагретую примерно до 170-180°С 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 рабочие поверхности 6 заготовок, а также обжимают наклонные поверхности 7 и перемычки 8 заготовок. После получения полуфабриката в виде нескольких заготовок вставок из него извлекают рассекатель 5 и алмазными отрезными кругами разделяют заготовки.
Согласно предлагаемому способу были изготовлены заготовки вставок троллейбусов размером 86×27×19 мм из порошковой композиции, содержащей 86% искусственного графита, полученного измельчением отходов электродов «Челябинский электродный завод», и 14% фенолформальдегидной новолачной смолы. Полуфабрикат состоял из трех заготовок вставок. После выхода из мундштука вели в четырехвалковом калибре калибровку профильных рабочих поверхностей, а также обжимали наклонные под углом 60° к их горизонтальной плоскости участки вставки. Наклонные участки обжимали с нормальным удельным усилием 48 МПа. Износостойкость наклонных участков увеличилась на 13%.
Предлагаемый способ найдет применение при производстве контактных вставок из композиций на основе углерода, получаемых преимущественно из отходов электродного производства и применяемых в городских троллейбусах.