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: 102
Скачиваний: 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4-2 |
||
Начальнсе |
Наименование вещества, введенного в атмосферу, |
Конечное |
||||||||||||
значение р. |
|
|
|
окружающую |
контакт |
|
значение ц |
|||||||
0,18 |
|
Табачный дым |
|
|
|
|
|
|
|
0,31 |
||||
0,20 |
|
Дым от горящей изоляции, опрыскиваемой |
0,00 |
|||||||||||
0,13 |
огнетушителем |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
|||||
|
Пары |
четыреххлористого |
углерода |
|
|
|||||||||
парциального давления кислорода рк |
при различных |
давлениях |
со |
|||||||||||
держащихся |
в |
нем |
водяных |
паров |
рв |
произведено |
В. Девисом |
|||||||
[Л. 3-11] (рис. 4-5). Результаты |
свидетельствуют |
о том, что харак |
||||||||||||
тер этого влияния в свою очередь определяется |
величиной |
и |
на |
|||||||||||
правлением |
проходящего |
через |
контакт |
тока. |
Дл я бестоковых |
|||||||||
электрощеток |
и |
для |
электрощеток катодно-поляризованных |
возра |
||||||||||
стание |
величины |
рк |
при |
отсутствии в |
кислороде |
паров |
влаги |
|||||||
(Рв=0) |
вызывает |
возрастание |
\л |
(рис. 4-5,а, б, г). |
Повышение дав |
ления паров влаги нейтрализует отмечаемое возрастание, и значение
последнего перестает |
зависеть от р„ (рис. 4-5,6, г). Принципиально |
|||
по-иному протекает |
процесс под анодно-поляризованной |
электро |
||
щеткой. Значение |
будучи |
независимым о т р к п р и р в = 0 |
(рис.4-5,а) |
|
в интервале 0 < р к < 2 6 гПа |
(20 мм рт. ст.), при рв>0 |
резко возра |
||
стает. Темп этого возрастания определяется величиной рв |
(рис. 4-5,в). |
Дополнительное изучение рассматриваемых закономерностей с уче том токов, проходящих через контакт (рис. 4-5,5, е, ж), показы вает, что и в этих случаях в основном справедливы те же зависи мости, которые изображены на других частях последнего рисунка.
Только что рассмотренное воздействие термодинамических фак торов на изменение ц предопределяет характер этих изменений, наблюдаемых при подъеме скользящего контакта на высоту. Так,
например, |
при подъеме |
контакта |
от уровня |
моря до высоты 12— |
15 тыс. м |
коэффициент |
трения |
обычной |
электрографитированной |
электрощетки, работающей по медному коллектору, возрастает по закону почти прямой линии от 0,15—0,17 до 0,25—0,30. Для того чтобы нейтрализовать действие высотных условий на изучаемую характеристику, созданы специальные, так называемые высотные электпощетки. Подобные электрощетки изготавливаются либо из специальных металлографитных композиций, в которые кроме по
рошков |
меди |
и |
графита вводятся легирующие добавки олова и |
свинца, |
либо |
из |
обычных электрографитирсванных материалоз, |
в которые вводятся пропитывающие вещества (гл. 3). Эффект, достигаемый введением в металлографитную композицию легирую
щих добавок характеризуется следующими цифрами [Л. 4-7]: |
|
||||||||
Высота над уровнем моря, м |
0 |
6 000 |
|
12 000 |
18 000 |
24 000 |
|||
Значения |
[х |
0,17 0,12 |
0,12 |
0,12 |
0,13 |
|
|||
Описываемое |
здесь снижение |
ц при |
подъеме на В Ы С О Т У |
обус |
|||||
ловлено |
глазным |
образом |
присутствием |
образовавшихся |
з |
мате |
риале электрощетки легкоплавких компонентов: олова и эвтектики свинец — олово. Именно они наряду с графитом и создают благоприятныз условия для смазки скользящего контакта в услознях
высоты.
об
0.4
0.5
о,г
0,1
#,5
гол )
/
L=WA?
•/7
i
A,
50 a)100 rfJa
0,4
0,3
0^,8
0,2
0,1
Рк = 13Па
а)
|
|
|
0,5 |
ft |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
0,3 |
|
|
4- |
|
0,2 |
|
* 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
I=10A |
50 |
100 ГПа. |
0 |
50 |
|
|
¥ |
|
|
|
|
0,3 |
4 |
|
|
|
8 |
|
|
|
0 |
0,2 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
\ |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
||
4,5 |
|
|
|
|
рк = 260Па |
|
I |
||
I |
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
ю |
15 |
|
|
|
е) |
|
|
|
0,5 |
|
|
-3.10 |
|
0,4 |
|
/ |
|
|
|
/ |
|
|
|
0,3 10,8 . |
/ |
|
|
|
/ |
||
4' ,0,2 |
[ |
246 |
||
0,2 4 |
|
|
||
|
|
|
5 10 |
|
|
|
0.1 |
|
|
Рк |
I = 10A |
p; |
||
|
|
|||
J00 ГПа |
|
50 |
100 ГПа. |
|
0.4r |
|
|
|
г) |
|
|
|
|
|
0,3 |
|
—S> |
8' 4 " |
|
|
|
|||
0,2 |
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
рк |
= вОООПи |
|
I |
|
|
|
i |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
10 |
|
ж)
Рис. 4-5. Влияние пар циального давления кис лорода Рк, водяного па ра Ри и плотности тока на коэффициент трения.
—анодно-поляризо-
ванные электрощетки;
•— катодно-поляри-
зованные |
электрощетки; |
— X — X — X — X — электро |
|
щетки |
без тока. |
Материал |
контактирующих |
элементов: |
кольца — медь; |
электрощетки — графит.
П р и м е ч а н и е . Циф ры, стоящие у кривых, ука зывают на величину давле ния водяного пара.
О!
СО
Возможности снижения ft электрографитированных электро щеточных материалов при подъеме контакта на высоту за счет вве дения пропитывающих веществ иллюстрируется данными табл. 4-3,
которые не следует |
рассматривать как доказательство обязательного |
||||||||
снижения |
\i при применении |
пропитывающих |
веществ. |
Последние |
|||||
способны |
вызывать |
не только |
снижение, по и |
возрастание |
ц. Для |
||||
подавляющего |
большинства |
пропитывающих |
веществ |
колебания |
|||||
изменений j i укладываются |
в |
пределы ± 3 0 % . Исключение |
состав |
||||||
ляют термостойкая |
смола |
с |
пластификатором |
и смола |
«мастике», |
||||
которые |
способны |
снизить |
(х в 2—4 раза |
[Л. 4-9, 4-10]. |
Действие |
||||
пропитывающих |
веществ зависит еще и от |
состояния среды, в ко |
торой работает скользящий контакт. Об этом, в частности, свиде тельствует политетрафторэтилен, который в наземных условиях не влияет на (х, а в условиях высоты снижает его в 1,5—2,0 раза. Здесь уместно упомянуть о существовании гипотезы, согласно ко торой эффективность действия пропитывающих веществ на \i повы шается по мере увеличения длины молекулярной цепи органического вещества, используемого при пропитке (Л. 1-9]. Помещение скользя щего контакта в среду жидкого диэлектрика изменяет природу сил, формирующих коэффициент трения. В данном случае происходит уменьшение сил взаимодействия трущихся поверхностей и появля
ется |
новая составляющая, |
обязанная |
|
своим происхождением вяз |
|||||
кому |
сопротивлению |
среды |
в зоне |
контакта. |
Поскольку |
первая |
|||
составляющая |
уменьшается |
быстрее, |
чем возрастает |
вторая, сум |
|||||
марное сопротивление |
относительному |
перемещению |
снижается и |
||||||
jj, уменьшаются |
до 0,04—0,15 ![Л. 3-18]. |
Влияние |
удельного |
давле |
ния, окружной скорости, температуры и плотности тока в контакте, находящемся в рассматриваемых условиях, остается примерно та ким же, каким оно было в воздушной среде.
Изложенные здесь экспериментальные данные о коэффициенте трения между элементами электрического скользящего контакта свидетельствуют о том, насколько названная характеристика чув ствительна к изменению условий, в которых протекает его работа. Указанное крайне затрудняет создание какой-либо общей теории,
охватывающей все известные факты об особенностях |
изменения |
|||||||
коэффициента трения в рассматриваемых |
условиях. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 4-3 |
|
Изменение коэффициента |
трения |
пропитанных электрощеток |
||||||
|
при |
работе |
на разных |
|
высотах |
|
|
|
Марка" |
|
|
Высота |
над уровнем моря |
м |
|
||
Пропитываю |
|
|
|
|
|
|
Источники |
|
электр> |
щее вещество |
0 |
6 000 |
12 000 |
18 000 |
24 000 |
||
щеток |
|
|
||||||
46С 'EG 9 |
Политетра |
0, 17— |
|
|
0,19— |
0,08— |
[Л. 4-8] |
|
|
фторэтилен |
0,22 |
|
|
|
0,21 |
0,11 |
|
FIB |
Политетра |
— |
— |
— |
|
0,18— |
0,04'' |
Л. 4-8J |
|
фторэтилен |
|
|
|
|
0,21 |
|
|
GSF1 |
Политетра |
0,25 |
— |
— |
|
0,17 |
0,17— |
[Л. 4-8] |
|
фторэтилен |
|
|
|
|
|
0,18 |
|
ЭГ74 |
Дисульфид |
0.12 |
0,11 |
0,11 |
|
0,10 |
0,08 |
[Л. 4-7] |
|
молибдена* |
|
|
|
|
|
|
|
* Введен в тело электрэщетки в виде «проб ж*.
60
ГЛАВА ПЯТАЯ
ИЗНОС ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА
Рассмотренные ранее характеристики переходного падения на пряжения 2kU и коэффициента трения р, будучи чрезвычайно важ ными для обеспечения нормальной работы электрического скользя щего контакта, не давали непосредственного представления о его эксплуатационных свойствах. В отличие от них характеристика из носа, равно как и рассматриваемые далее коммутационная и виб рационная характеристики, самым непосредственным образом опре деляет надежность, долговечность и все другие эксплуатационные
мг |
Ад |
|
3 |
|
|
|
мг |
|
Aqz |
||
6 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
5 |
|
X |
|
|
|
|
|
|
, |
F/ 0,2 |
|
4-1 |
|
|
|
||
|
|
|
/ |
Л |
|
3 |
|
|
|
||
|
"о |
\\\ |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
||
г |
_ — |
|
|
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
.>*>•> / |
|
|
|
Т |
4 |
• с |
7 |
|
10 |
15 ч |
25- |
-12,5 0^+12,5 |
А/см? |
|
а) |
|
|
|
|
Рис. 5- Перенос материала между электрощеткой и коллектором [Л. 5-1].
а — перенос материала с активированных электрощеток положительной (/) и отрицательной (2) полярности на коллектор; б — перенос материала с активи рованной электрощетки на коллектор ( A ? i ) и с коллектора на неактивирован ную .злектрощетку (Д72).
показатели скользящего контакта. Изучение износа элементов электрического скользящего контакта осуществляется двояким об разом. В одном случае исследования производятся на тех же лабо раторных установках, на которых изучаются характеристики 2Д£7 и р. В другом случае износы определяются на реальных электри ческих машинах, находящихся на лабораторных стендах или в нор мальной промышленной эксплуатации.
Остановимся вначале на некоторых деталях физического про цесса износа элементов электрического скользящего контакта. Ис следования с помощью радиоактивных методов (Л. 5-1] показали, что активированное вещество электрощетки переносится на вра щающийся коллектор и откладывается на нем не в виде сплошной пленки, а в виде отдельных полосок и островков. В исследовании отмечен также факт вторичного переноса продуктов износа с кон тактной поверхности коллектора на контактную поверхность другой установленной на нем электрощетки. Оценка отмечаемого явления приведена на рис. 5-1, из которого следует, что массовое количество
61