НОЖ КОНТАКТНЫЙ КОЛОДКИ АВТОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ СТРЕЛОЧНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Полезная модель относится к контактной системе автопереключателей, работающих в составе механизмов электроприводов железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к ножевым автопереключателям стрелочного электропривода.
Известны ножевые автопереключатели стрелочных электроприводов СП-6М, СП-6К, в которых переключение электрической цепи основано на принципе включения контактных ножей подвижной колодки между вертикально расположенными контактными пружинами неподвижных колодок (Сороко В.И., Кайнов В.М. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. - М: НПФ «ПЛАНЕТА», 2003, том 1, с. 24-29, 35-42, том 3, с. 558).
2
3
Известно техническое решение, в котором ножи автопереключателя выполнены из композиционного материала на основе меди методом порошковой металлургии содежащий: никель 4-6% мас.; AlO - 1.5-2.2% мас.; С - 1-1,5% мас., медь - остальное. (Описание на стр. 3. патента на полезную модель RU №72189, заявка: 2007120314 от 30.05.2007, МПК B61L 5/06.
Недостаток данного технического решения заключается в высокой стоимости материала, основным компонентом которого является медь, а также не достаточная износостойкость.
Известно техническое решение, в котором ножи автопереключателя выполнены из композиционного материала на основе меди методом порошковой металлургии содержащий: медь - (40-60)% мас..; WC - (40-50)% мас.; Со - (1-5)% мас.., прочее - 1%. (Описание на стр. 3. патента на полезную модель RU №26506, заявка: 2002126184/20, 07.10.2002, МПК B61L 5/06.
Данный материал обладает хорошей износостойкостью и дугостойкостью, но он дорогостоящий, так в его состав входят дорогие порошковые материалы меди и смесь порошка твердого сплава на основе карбида вольфрама и кобальта.
Известно техническое решение ножа колодки автопереключателя, имеющей верхнюю, нижнюю, торцовые и боковые стенки, к нижней стенке ножа примыкают два выступа, расположенных по краям нижней стенки симметрично относительно вертикальной оси ножа и имеющих части торцовую, являющуюся частью торцовой стенки ножа, внутреннюю, опорную и две боковые, являющиеся частью боковой стенки ножа, при этом внутренняя часть выступов плоская, на каждой боковой части выступа выполнены две-три канавки, расположенные под углом 90° по отношению к вертикальной оси симметрии ножа и радиус канавок равен 0,5-1,5 мм, причем расстояние между центральными осями канавок, расположенных на одной боковой части выступа, равно двум-четырем радиусам канавок, а расстояние от кромки сопряжения опорной и боковой частей выступа до центральной оси ближайшей к этой кромке канавки равно двум-четырем радиусам канавки, кроме этого радиус сопряжения внутренней части выступа с нижней стенкой ножа равен двум-восьми радиусам канавок, высота выступов равна 8-11 мм, а расстояние между выступами равно 1-1,5 высотам выступа, нож выполнен из износостойкого спеченного материала на основе карбида вольфрама и меди с добавлением графита и других легирующих добавок методом порошковой металлургии.
Недостаток данного решения заключается в том, параметры ножа и его частей, в частности, расстояние между центральными осями канавок, расположенных на одной боковой части выступа, равно двум-четырем радиусам канавок, а расстояние от кромки сопряжения опорной и боковой частей выступа до центральной оси ближайшей к этой кромке канавки равно двум-четырем радиусам канавки, радиус сопряжения внутренней части выступа с нижней стенкой ножа равен двум-восьми радиусам канавок определяются диапазоном в зависимости от радиуса канавок на боковой поверхности выступа. Указанные диапазоны завышены и не позволяют выполнить нож в его предельных значениях. Например: радиус сопряжения внутренней части выступа с нижней стенкой ножа равен двум-восьми радиусам канавок, высота выступов равна 8-11 мм, а расстояние между выступами равно 1-1,5 высотам выступа. Примем радиус сопряжения внутренней части выступа с нижней стенкой ножа равным восьми радиусам канавок. Получаем радиус сопряжения 12 мм (8×1,5=12), что превышает высоту выступа. При таких размерах отсутствует прямолинейная плоскость выступа на внутренней части, что сильно повлияет на прочность закрепления ножа в колодке. Кроме этого такой размер радиуса не позволяют изготавливать изделие с плавным переходам внутренней плоскости, что нежелательно для материалов полученных методом порошковой металлургии. Таким образом, мы имеем допустимые размеры изделия, которые не технологичны в изготовлении и имеют места в конструкции являющиеся концентраторами напряжений. Нож выполнен из износостойкого спеченного материала на основе карбида вольфрама и меди с добавлением графита и других легирующих добавок методом порошковой металлургии. В данном случае отсутствует состав материала что, что не позволяет получить оптимальный материал по физико-механическим свойствам.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности в работы автопереключателя стрелочного привода.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в оптимизации конструктивных параметров изготовления ножа контактного и снижение стоимости при его изготовления и сохранении высокой стойкости к механическому и электроэрозионному изнашиванию.
Технический результат достигается ножом контактным колодки автопереключателя стрелочного электропривода характеризующийся тем, что имеет верхнюю, нижнюю, торцовые и боковые поверхности, на нижней поверхности ножа имеются два выступа, расположенных по краям нижней поверхности симметрично относительно вертикальной оси ножа и имеющие торцовую поверхность, являющуюся частью торцовой поверхности ножа, опорные поверхности, две внутренние поверхности, боковые являющиеся частью боковой поверхности ножа, внутренняя, торцевая и опорная часть выступов плоская, на каждой боковой части выступа выполнены две канавки, расположенные под углом 90° по отношению к вертикальной оси симметрии ножа, радиус канавок равен 0,5-1,5 мм, расстояние между центральными осями канавок, расположенных на одной боковой части выступа, равно двум радиусам канавок, а расстояние от кромки сопряжения опорной и боковой частей выступа до центральной оси, ближайшей к этой кромке канавки, равно двум радиусам канавки, радиус сопряжения внутренней поверхности выступа с нижней поверхности ножа равен трем радиусам канавок, высота выступов равна 9-10 мм, а расстояние между выступами равно (11-12) мм, выполнен из износостойкого спеченного материала содержащего, мас.. %:
медь
20-60
углерод
0,1-1,7
фосфор
0,8-1,5
смесь карбид вольфрама (92-95%)+кобальт (5-8%)
5-45
шлам алмазного шлифования вольфрамокобальтовых сплавов с содержанием кобальта (5-8)%
остальное,
имеет плотность (9,0-12,6) г/см3, удельное электрическое сопротивление (15,4-22,0) мкОм·см, твердость не менее НВ 300 МПа.
Оптимизации конструктивных параметров изготовления ножа контактного достигается за счет исключения параметров, которые не позволяют изготовить нож обладающей высокой надежностью запрессовки ножа в колодку. Снижение стоимости при изготовлении ножа достигается уменьшением в составе материала дорогих по стоимости компонентов и замена их на дешевый шлам алмазного шлифовании вольфрамокобальтовых сплавов. Для снижения стоимости изготовления ножа, предлагается изготавливать его методами порошковой металлургии из спеченного композиционного материала на основе смеси порошков карбида вольфрама с кобальтом, меди с добавлением графита, фосфора и шлама алмазного шлифовании вольфрамокобальтовых сплавов. Карбид вольфрама с кобальтом при спекании образуют твердый сплав, обеспечивая высокую твердость и прочность на сжатие материалу, медь создает благоприятные условия при спекании и обеспечивает хорошую электропроводность материалу, графит играет роль твердой смазки. Шлам заменяет карбид вольфрама и кобальт, снижает стоимость материала в целом.
Такая замена, как показали исследования авторов предлагаемого технического решения, позволяет сохранить высокую стойкость к механическому и электроэрозионному изнашиванию.
На фиг. 1 показан ножом контактной колодки автопереключателя стрелочного электропривода.
Нож контактной колодки автопереключателя стрелочного привода, имеет верхнюю 1, нижнюю 2, торцовые 3 и боковые 4 поверхности. К нижней поверхности 2 примыкают два выступа 5, расположенных по краям нижней поверхности 2, симметрично относительно вертикальной оси 6 ножа, и имеющих торцовые поверхности, являющиеся частью поверхности 3, две внутренние поверхности 7, опорные поверхности 8 и две боковые, являющиеся частью боковой поверхности 4 ножа.
1
2
Внутренняя часть поверхностей 7 и торцевые поверхности 3 выступов 5 плоские, на каждой боковой части поверхности 4 выступа 5 выполнены две канавки 9, расположенные под углом 90° по отношению к вертикальной оси симметрии 6 ножа. Радиус R канавок 9 равен 0,5-1,5 мм. Расстояние между центральными осями канавок 9, расположенных на одной боковой поверхности 4 выступа 5, равно двум радиусам канавок 9, а расстояние от кромки 10 сопряжения опорной 8 и боковой 4 поверхностей выступа 5 до центральной оси ближайшей к этой канавки 9 равно двум радиусам канавки 9. Радиус R сопряжения нижней поверхности 2 ножа с внутренней поверхностью 7 выступа 5 равно трем радиусам канавок 9. Высота выступов 5 равна 9-10 мм, а расстояние между выступами равно 11-12 мм.
Разработана техническая документация на производство ножа контактной колодки автопереключателя стрелочного привода.