CC BY
2
УДК 669.755.018.2
Павленко В.А. студент магистратуры Хорошилов М.Е. студент магистратуры Волосовцов К. С. студент магистратуры кафедра «Технология Конструкционных Материалов Машины и Оборудование» Научный руководитель: Маркина Н.В.
преподаватель кафедры кафедра «Машины и технология литейного производства» Волгоградский государственный технический университет
Россия, Волгоград Pavlenko V.A. graduate student Khoroshilov M.E. graduate student VolosovcovK.S. graduate student Volgograd State Technical University department «Machines and technology Foundry»
Russia, Volgograd Markina N. V. Candidate of Technical Sciences
Assistant professor Volgograd State Technical University department «Machines and technology Foundry»
Russia, Volgograd
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ТРОЛЛЕЙБУСНЫХ ВСТАВОК С НИЗКИМ УДЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ RESEARCH OF THE PROPERTIES OF THE COMPOSITE MATERIAL OF TROLLEYBUS INSERTS WITH LOW SPECIFIC ELECTRICAL
RESISTANCE
Аннотация. В качестве основы исследования свойств композиционного материал троллейбусных вставок с низким удельным электрическим сопротивление были исследованы на примере таких металлов как алюминий и медь. Учитывая перспективность применения антифрикционных углеграфитовых материалов, с добавлением меди и алюминия приводятся результаты испытаний на износостойкость, механические и электротехнические свойства.
Annotation. As a basis for studying the properties of composite material trolley bushes with low electrical resistivity, were investigated for the example of metals such as aluminum and copper. Given the prospects of using antifriction carbon-graphite materials, with the addition of copper and aluminum, the results of tests for wear resistance, mechanical and electrical properties are given.
Ключевые слова: медь, алюминий, углеграфит, удельное электросопротивление
Key words: copper, aluminium, graphite, electrical resistance
Введение
Как известно, в первом электрическом трамвае. построенном в 1892 г. в Киеве. был использован роликовый Токосъемник. а в трамвае г. Москвы в 1899 г. была использована уже контактная дуга. Но в связи с увеличением мощности тяговых двигателей и повышением скоростей движения трамваев в Европе, Америке и России в самом начале ХХ в. (190! г.) начался переход на токосъемники пантографного типа со скользящими вставками. Вставки в первой четверти ХХ в. изготавливали из чугуна. стали. меди и сплавов алюминия. К положительным качествам металлических контактных вставок относятся: достаточно высокие прочность и износостойкость. а также повышенная электропроводимость. особенно медных вставок. Существенными недостатками металлических вставок являются: большой износ дорогого контактного провода, чаше всего медно- го. и необходимость применения смазки для поверхности контакта провода со вставкой. Кроме того. металлические вставки дают интенсивное искрение при движении трамвая, электрички, поезда. что является причиной повышенного износа контактного провода и источником помех для теле и радиовещания. Учитывая, что контактные пластины осуществляют электропитание транспорта B процессе движения последнего при постоянном контакте с токоведущими проводами, одним из главных требований к материалу контактных пластин является высокая износостойкость, т.е. высокие антифрикционные свойства, которые обеспечиваются обычно введением в состав материала веществ, являющихся смазкой. В 2015 году совместно с ктн Гулевский Виктор Александрович была образованна договоренность с сотрудниками ООО «Силикатный завод» На улучшение ходовых свойств городского электротранспорта. На базе ООО «Силикатный завод» была создана опытная партия вставок в замесе которой находилось 5-15% отходов с собственного производства: латунная стружка остальные 85-95% в замесе составлял углеграфит. После прессования, разрезания и фрезерования, вставки должны быть термически обработаны для того чтобы метал заполнил близлежащие поры графита, увеличив износостойкость и электропроводность. Были взяты вставки с добавлением латунной стружки и распилены на 15 образцов. Каждый из образцов был подвергнут термической обработке, после которой были отобраны с помощью микроскопа наиболее подходящие. Впоследствии были сделаны шлифы, которые прилагаю на рисунках 1-4 ниже.
Рисунок 1. Температура 360 градусов, торец
Рисунок 2. Температура 360 градусов, боковая грань
Рисунок 3. Температура 370 градусов, торец
Рисунок 4. Температура 370 градусов, боковая грань
Данный способ модернизированная сохранял положительные свойства графита, уменьшал электрическое сопротивление, а самое главное, снимал всевозможные предрассудки по поводу негативного воздействия на контактную сеть.
Вставки показали себя в теплую сухую погоду с хорошей стороны, а именно. Увеличился срок хождения на одной паре троллейбуса до примерно 1700 км с изначальных документированных 250 км что связанно с дополнительным уплотнением и добавлением боле твёрдой фазы.
График работы штатных и экспериментальных вставок представлен на рисунке 5.
Рисунок 5. График хода и энергопотребления штатных и экспериментальных вставок.
Данный эксперимент проходил в городском троллейбусном парке. Экономическая выгода была в районе 20-50% экономии электроэнергии по сравнению с простыми углеграфитовыми вставками без добавления металлической составляющей, так как сопротивлении обычной вставки составляет около 29 Мом а металлизированной до 7 и ниже. Экономия электроэнергии положительно скажется на общегородской бюджет электротранспорта, в текущих реалиях он очень затрачен для муниципалитета, т.к. цена провозки одного пассажир составляет боле 50, несмотря на цену билет 15 рублей. Городской электротранспорт очень важен для города. Его экологическая составляющая как никогда важна для всего города, по этому наша работа по усовершенствованию вставок очень важна для города и страны в целом.
Использованные источники:
1.Костиков В.И., Варенков А.Н. Взаимодействие металлических расплавов с углеродными материалами. М.: Металлургия, 1981. 184с.
2.Носовский И.Г. Влияние газовой среды на износ металлов. - Киев: Техника, 1968, 180 с.
3.Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. - Киев: Наукова думка, 1972, 196 с.
4.Коррозионная стойкость оборудования химических производств: Способы защиты оборудования от коррозии. Справ. изд./ Под ред. Н.В. Строкана, А.Н. Сухотина. - Л.: Химия, 1987. 280с.
5.Гулевский В. А., Мухин Ю. А., Кидалов Н. А. Модель взаимодействия матричных сплавов при получении композиционных материалов // Материаловедение, 2010. - №3. - С. 13-18.
6.Гулевский В. А., Мухин Ю. А., Загребин А. Н., Пожарский А. В. Влияние легирующих элементов на смачивание углеграфита медными сплавами // Заготовительные производства в машиностроении, 2009. - №6. - С. 45-48.
7.Гулевский В. А., Загребин А. Н., Мухин Ю. А., Пожарский А. В. Применение давления для получения литых композиционных материалов методом пропитки // Заготовительные производства в машиностроении, 2010. - №6. - С. 3-8.
8.Ивин, К.В. Токосъемники городского наземного транспорта / К.В. Ивин, А.Н. Трофимов, Г.Г. Энгельс. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1965. - 160 с
