Устройство для формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к технологии ремонта электрических машин постоянного тока (ЭМПТ).

Целью полезной модели является улучшение физико-механических свойств рабочих поверхностей коллектора, увеличение ресурса работы ЭМ, повышение износостойкости рабочих поверхностей коллектора и обеспечение работоспособного состояния ЭМ во время эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что устройство для формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора включает в себя оборудование для обточки коллектора, кулачковый патрон, заднюю бабку, продольный и вертикальный суппорты, генератор импульсов, обеспечивающий формирование углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора, в качестве угольных электродов используется материал аналогичный материалу электрографитовой щетки марки ЭГ-61.

Полезная модель относится к разделу машиностроения, в частности к технологии ремонта электрических машин постоянного тока (ЭМПТ).

В практике ремонтного производства существует необходимость в техническом обслуживание и ремонте коллекторной электрической машины, которая состоит из остова, якоря, главных и дополнительных полюсов, компенсационной обмотки.

Известна установка для формирования углеродного слоя на коллекторе ЭМ ([Пат.104368 Россия, М. Кл4 - H05H 1/00, H01B 5/00. 2010132085, опубл. 10.05.2011. Бюл. 13).

Установка представляет собой рамную конструкцию, на которой устанавливаются роликовые опоры с двух сторон. На роликовые опоры устанавливается якорь, приводимый во вращение от электродвигателя через муфту, червячный редуктор и ременную передачу. Связь ременной передачи с якорем осуществляется через переходной опорный стакан, сочлененным с валом якоря. Напряжение с генератора импульсов подается на углеродные электроды, закрепленные на изолирующей штанге. На углеродные электроды подается напряжение 1500 В от генератора импульсов с частотой v=3-5 Гц и якорь начинает вращаться. При сближении легирующего электрода с рабочей поверхностью коллектора на определенном расстоянии происходит искровой разряд длительностью 10^-6-10^-3 с. В течение каждого акта контактного взаимодействия между электродами образуются и тут же разрушаются микролокальные мостики сварки, вызывающие дополнительную к механическому воздействию пластическую деформацию науглероживаемых поверхностных слоев. После окончания формирования углеродного слоя генератор импульсов и механизм поворота выключаются. Демонтируются углеродные электроды. Якорь с помощью лебедки демонтируется и транспортируется на позицию сборки.

Область применения - предприятия изготовления и ремонта электрических машин постоянного тока и железнодорожные локомотиворемонтные депо.

Наиболее близкой к конструкции предлагаемого устройства является известная конструкция устройства для упрочнения стальных деталей, содержащая два держателя графитовых электродов с графитовыми электродами, расположенными под углом относительно друг друга (патент на полезную модель 111853, кл. МПК C23C 4/00, опубл. 27.12.2011).

Недостатком данной модели является, что конструкция устройства предназначена для упрочнения поверхностных слоев стальных деталей и она не может быть использована для процесса формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора.

Устройство для формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора работает следующим образом.

Формирование углеродистого слоя происходит в результате сложных плазмохимических, теплофизических и механотермических процессов, реализуемых на микролокальных участках воздействия единичного искрового разряда. В результате на поверхностях анода и катода образуются локальные очаги плавления и испарения, вызывающие их электрическую эрозию и взаимный массоперенос. Благодаря полярному эффекту, связанному с преимущественным переносом эродируемого материала анода на катод, на поверхности последнего формируется тонкое покрытие с определенными физико-химическими и механическими свойствами. Параллельно действующее импульсное тепловое воздействие вызывает гамму механотермических процессов. Поскольку электроды при искровом разряде находятся между собой в кинематической связи, вслед за осажденными частицами поверхность подвергается ударно-вибрационному воздействию.

Науглеродистая поверхность, сформированная данным способом, представляет новую композиционную структуру. Самый верхний слой представляет пленку из материала анода, модифицированного элементами материала катода и межэлектродной среды, лежащего на поверхности в виде отдельных «островков», сплошность которых зависит от режимов упрочнения, материала анода и времени обработки.

Целью полезной модели является улучшение физико-механических свойств рабочей поверхности коллектора, увеличение ресурса работы ЭМ, повышение износостойкости рабочей поверхности коллектора и обеспечение работоспособного состояния ЭМ во время эксплуатации.

Суть конструкции заключается в том, что происходит формирование углеродистого слоя на коллекторных пластинах за счет подачи импульсов тока с определенной частотой, которая задается генератором импульсов на вращающийся якорь ЭМ через вращающиеся угольные электроды.

Конструкция универсальна и предназначена для любых коллекторных электрических машин.

Устройство для формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора (фиг.1) представляет собой стойку 9, изолированную от продольного суппорта 13 прокладкой 8, на которой расположен суппорт вертикального перемещения 10, с закрепленным на нем держателями угольных электродов 4, направляющими угольных электродов 5, генератором импульсов 3, электродвигателем 7, угольными электродами 6. Якорь ЭМ 1 устанавливается в кулачковый патрон 11 и поджимается задней бабкой 12. Процесс формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора 2 осуществляется таким образом: угольные электроды 6 подводятся к поверхности медных пластин коллектора 2, включается привод поворота якоря, включается электродвигатель 7, вращающий угольные электроды 6, с генератора импульсов 3 подается напряжение на угольные электроды 6. В качестве угольных электродов используется материал аналогичный материалу электрографитовой щетки марки ЭГ-61. При заранее установленных режимах происходит процесс формирования углеродистого слоя.

Устройство для формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора включает в себя два держателя угольных электродов, направляющие с угольными электродами, расположенные под регулируемым углом относительно друг друга и выполненные в виде устройств для линейного перемещения электродов с одновременным их вращением за счет независимого привода, винтовой направляющей и трубчатого коллектора, отличающееся тем, что имеется электропривод, обеспечивающий возможность периодического поворота якоря, кулачковый патрон, задняя бабка, генератор импульсов, расположенный на суппорте вертикального перемещения, сочлененном со стойкой, изолированной от суппорта продольного перемещения, обеспечивающий формирование углеродистого слоя на рабочей поверхности медных пластин коллектора.