Файл: Лившиц, П. С. Скользящий контакт электрических машин (свойства, характеристики, эксплуатация).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 1
ние легко объясняется, если вспомнить, что все изобра
женные па "р-ис. 3-5 построения получены |
в результате |
|
наблюдений за |
скользящими контактами, |
работающими |
в присутствии |
активного окислителя— кислорода. В не- |
окисляющих бескислородных средах абсолютное значе ние величины 2AU относительно невелико и постоянно. Уменьшение значений 2AU по сравнению с воздушной атмосферой вызывает также восстановительная среда водорода. Присутствие или отсутствие влаги в этих средах на величину 2А£/ сколько-нибудь существенного влияния не оказывает. Эта величина сохраняет свое -ма лое значение и в контакте, работающем в вакууме. Вид
кривой |
2AU=f(j) |
электрического |
контакта, |
эксплуати |
руемого |
в условиях вакуума, практически не |
отличает |
||
ся от того, который |
наблюдается |
при использовании его |
в обычной среде при атмосферном давлении. Если вере де, окружающей контакт, появляется даже весьма не значительное количество кремнийорганических соедине ний, величина 2AU резко возрастает {Л. 3-12, 3-13]. Ана логичным образом проявляют себя так называемые про питывающие вещества, вводимые в электрощеточные ма
териалы [Л. 1-4, 3-14]. В качестве подобных |
веществ |
в промышленности используются органические |
и неорга |
нические химические соединения и металлы. Среди пред ложенных и апробированных пропитывающих веществ на ходятся: дисульфид молибдена, пирофосфат натрия «ли какого-либо другого щелочного металла, соединения ме таллов с высшими кислотами жирного ряда, каменно угольный пек, высокомолекулярные хлорированные уг леводороды, смесь гигроскопической соли с органически ми нитросоединениями, смесь ненасыщенных полиэфир ных смол, фторид бария и другие. Все применяемые пропитывающие вещества повышают значения 2Дс/ на 10—20 % [Л. 3-15].
Одной из новых областей применения скользящего контакта является использование его в электрических машинах, наполненных жидким диэлектриком (погруж ные машины). Особенность работы контакта в подоб ных условиях состоит в том, что между вращающимся коллектором и электрощеткой возникают расклиниваю щие гидродинамические усилия, величина которых даже при относительно небольших окружных скоростях кол лектора (и = 4-4-6 м/с) превышает обычно применяемые нажатия на электроугольные изделия. Распределяются
4—2 |
49 |
эти усилия таким образом, что их максимум в отличие от случая работы контакта в воздушной среде смеща ется we в сторону набегающего края контактной поверх ности электрощетки, а в сторону ее сбегающего края. Наличие в контактной зоне гидродинамических усилий снижает устойчивость контакта в тем большей степени, чем большим является угол обхвата коллектора электро щеткой, т. е. чем больше ширина последней. Для нейтра лизации действия расклинивающих усилий в теле электрощетки просверливаются аксиальные каналы, выхо дящие на контактную поверхность. Отрегулировав описан ным образом работу контакта и проведя определение зна чений 2AU, авторы [Л. 3-16] установили, что рассматри ваемая величина при использовании контакта в среде трансформаторного масла существенно превысила зна
чения, |
получаемые |
при использовании |
контакта |
в |
воз |
|
душной |
атмосфере |
(табл. 3-2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3-2 |
|
Изменение переходного падения напряжения при работе |
||||||
скользящего контакта в среде трансформаторного |
масла |
|||||
|
|
|
Значение 2AU, В, при работе |
контакта |
||
Марка электрощеток |
|
в воздушной в среде трансформаторного |
||||
|
|
|
среде |
масла |
|
|
Т2, ГЗ, ЭГ2А, ЭГ4, ЭГ14 |
1,9—2,6 |
3,0—4,2 |
|
|||
МГ |
|
|
0,2 |
0,28—0,44 |
|
|
M l |
|
|
1,4 |
2,5—2,8 |
|
|
МГСО |
|
|
0,17 |
0,25—0,48 |
|
|
Подобный результат обусловлен возрастанием значе |
||||||
ний ранее описанных |
членов Аи4 и Аиц, |
являющихся со |
ставляющими общего переходного падения напряжения 2AU. Отмечаемое возрастание обязано своим происхож дением появлению в контактной зоне изолирующего слоя трансформаторного масла.
Результаты исследования других факторов, влияю щих на рассматриваемую характеристику контакта, ра ботающего в среде жидкого диэлектрика, освещены в [Л. 3-17 — 3-19]. Материалы этих исследований приво дят к следующим выводам: а) статические вольт-ампер ные характеристики погружного контакта, будучи нели нейными, при использовании на медном коллекторе элек трощеток из «черных» материалов, постепенно
59
Спрямляются по мере того, |
как в ИХ составе |
углеродис |
тые компоненты заменяются |
металлическими; |
б) вели |
чина 2Д£/при работе на коллекторе из стали на 15—25%
больше, чем на |
коллекторе из меди; в) на величину |
2AU оказывает |
влияние окружная скорость коллектора. |
Это влияние особо проявляет себя в области малых зна
чений v и затухает |
в области больших его |
значений; |
г) величина 2AU в |
очень сильной степени |
зависит от |
удельного нажатия на электрощетки; по мере возраста ния р величина 2AU снижается, стремясь к некоторому установившемуся пределу; д) в изученном интервале повышения температур 20—100 °С значения 2AU снижа
лись; е) полярные свойства электрощеток |
из черных ма |
|
териалов выражены в большей |
степени, |
чем цветных; |
ж) для электрощеток из цветных |
материалов справедли |
|
во соотношение Д(У_<Д£/+ . |
|
|
Приведенные здесь выводы свидетельствуют о том, что действие рассмотренных факторов на характеристи ку 2AU при работе контакта в среде жидкого диэлектри ка качественно не отличается от влияния, наблюдаемого в воздушной среде. Исключение составляет окружная скорость коллектора, возрастание которой при удовле творительном состоянии поверхности скольжения не вы зывает повышения значений 2AU в воздушной среде.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ МЕЖДУ ЭЛЕМЕНТАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА
Описанный ранее показатель переходного падения напряжения самым непосредственным образом был связан с электрическими явлениями в скользящем контакте. Анализируемый здесь коэффи
циент трения |
р, характеризует |
механическое и молекулярное взаимо |
|
действие между поверхностями контактирующих элементов. |
Первое |
||
из названных |
взаимодействий |
обязано своим происхождением |
упру |
гому и пластическому деформированию поверхностей трущихся тел, происходящему под влиянием весьма значительных давлений в зоне фактического контакта. Молекулярное взаимодействие обусловлено силами связи атомов кристаллических решеток, сближенных тел.
Подобная связь возникает благодаря |
тому, |
что на тесно |
сближен |
ных участках контакта обнажается |
чистая, |
свободная |
от смазки |
и окислов поверхность кристалла вещества, слагающего контакти рующие тела. Внешним проявлением описываемых взаимодействий между элементами скользящего контакта является возникновение
между ними сил трения и их изнашивание. Величины силы |
трения |
4* |
51 |
и связанного с ней коэффициента трения Зависят от ряда факторов. Экспериментальное определение коэффициента трения ц обычно производится на тех же установках, которые используются для определения характеристики 2ДСЛ Опыт состоит в том, что испы
туемые |
электрощетки нагружаются номинальными током / н и |
дав |
лением |
рш и при определенном значении окружной скорости |
и на |
поверхности скольжения испытательного стенда определяется номи нальный коэффициент трения ця . Испытания производят в лабора ториях предприятий, изготавливающих электрощетки, и получаемые
при этом |
данные |
используются |
в |
стандартах, |
технических |
условиях |
||
и каталогах на соответствующие виды продукции. |
|
|
||||||
0,251 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
4-1. Фрикционные характери |
|||
|
|
|
|
стики |
различных |
электрощеточ- |
||
|
|
|
|
|
лых |
материалов. |
|
|
|
|
у" |
|
/ — металлографитная |
электрощетка; |
|||
|
|
|
2 — графитная |
электрощетка; |
3 — элек- |
|||
|
|
V |
|
трографитированная |
электрощетка. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
15 |
30 м/с |
45 |
|
|
|
|
|
С целью более полного описания характеристики р, в промыш |
||||||||
ленности |
широко |
распространены |
испытания по определению влия |
ния на нее окружной скорости «а поверхности скольжения. Подоб ные испытания (при номинальных токовых нагрузках на электро щетки и при номинальных давлениях на них) позволяют строить графики, подобные изображенным на рис. 4-1. Эти графики строят ся по данным массовых испытаний и приводятся во многих катало гах крупнейших электрощеточных фирм. Особенно важным в описы ваемых графиках является их ориентировка по отношению к коор динатным осям. Очевидно, что чем ближе к горизонтали располагается линия ц =/(и) , тем более устойчивой будет работа контактных элементов при всяких изменениях скорости их относи тельного перемещения. В зарубежной технической литературе для
описания фрикционных |
характеристик рекомендуется формула вида |
||||||
|
|
|
[i=Av~s, |
|
|
(4-1) |
|
где А |
и s — константы, |
зависящие |
от |
марки |
электрощеточиого мате |
||
риала ,[Л. 3-15]. |
|
|
|
|
|
|
|
В |
отечественной |
|
литературе |
для |
этих |
же |
целей предложена |
формула |
|
ц=С—Dv, |
|
(4-2) |
|||
|
|
|
|
||||
где константы С и D |
имеют тот |
же смысл, |
что |
и константы А и s |
|||
в (4-1); значения констант С и D для |
ряда |
марок электрощеточных |
материалов, справедливые при окружных скоростях до 30—35 м/с, приведены в табл. 4-1.
По поводу достоинств и недостатков двух |
последних формул |
||
можно повторить все то, что отмечалось несколько |
ранее при |
||
описании аналогичных выражений |
(3-6) и |
(3-7), |
относящихся |
к вольт-амперным характеристикам |
скользящего |
контакта. |
52