|
|
Лекция № 3 ЭО. Дисциплина Электрооборудование локомотивов Краткий курс лекции 3 Материал контактных соединений и их износостойкость
Дисциплина – Электрооборудование локомотивов Краткий курс лекции № 3 - Материал контактных соединений и их износостойкость - Качество контактного соединения в значительной мере зависит от свойств материалов контактных деталей: удельного сопротивления, износостойкости, стойкости к окислению в электропроводности окислов, температуры плавления и дугостойкости.
- Наиболее широкое применение в качестве материала силовых контактов получила медь, которая хотя в относительно легко окисляется, но отличается высокой электро- и теплопроводностью, механической прочностью и износостойкостью. Медные контакты допускают большие нажатия, что облегчает устранение окислов с их поверхности. При разрывных контактах слой окиси может быть устранен в процессе их притирания вследствие перекатывания подвижного контакта по неподвижному с небольшим скольжением.
Неподвижные контакты для предотвращения окисления покрывают слоем олова, серебра или другого антикоррозионного металла. Серебро имеет меньшее удельное сопротивление, чем медь, меньше подвержено окислению, а его окислы обладают высокой электропроводностью. Переходное сопротивление серебряных контактов меньше, чем медных, поэтому они допускают большие удельные нагрузки. Однако серебряные контакты уступают медным в дугостойкости, твердости в износостойкости. Этот недостаток, а также высокая стоимость практически исключают применение серебра в силовых контактах. В отдельных случаях при работе аппаратов с относительно малыми нажатиями без дугообразования серебро напаивают в виде тонких контактных пластин на медные контакты. В аппаратах с дугообразованием серебряные контакты используют только в цепях управления при малых разрываемых мощностях. - Неподвижные контакты для предотвращения окисления покрывают слоем олова, серебра или другого антикоррозионного металла. Серебро имеет меньшее удельное сопротивление, чем медь, меньше подвержено окислению, а его окислы обладают высокой электропроводностью. Переходное сопротивление серебряных контактов меньше, чем медных, поэтому они допускают большие удельные нагрузки. Однако серебряные контакты уступают медным в дугостойкости, твердости в износостойкости. Этот недостаток, а также высокая стоимость практически исключают применение серебра в силовых контактах. В отдельных случаях при работе аппаратов с относительно малыми нажатиями без дугообразования серебро напаивают в виде тонких контактных пластин на медные контакты. В аппаратах с дугообразованием серебряные контакты используют только в цепях управления при малых разрываемых мощностях.
- Алюминий не применяется в разрывных контактах вследствие малой механической прочности, низкой дугостойкости и склонности к образованию пленок с высоким удельным сопротивлением. Стальные контакты используют в отдельных случаях в качестве блокировочных пальцев коммутирующих аппаратов. Вольфрамовые контакты, несмотря на высокую дугостойкость и твердость, не получили распространения ввиду высокого удельного сопротивления, малой теплопроводности и образования оксидных и сульфидных пленок, Электрографитированные угольные контакты применяют в регуляторах и в скользящих контактах токоприемников.
- Одним из важнейших показателей надежности разрывных контактов является их износостойкость. В процессе эксплуатации разрывные контакты подвергаются химическому (коррозия), механическому и физическому (эрозия) износу.
Химический износ - Химический износ зависит от материала контактов, воздействия паров в газов, содержащихся в окружающем пространстве в возникающих при искро- и дугообразовании.
Механический износ - Механический износ вызывается ударами и скольжением контактов при их включении и выключении, а также вибрацией в процессе включения вследствие действия отталкивающих механических и электродинамических сил. Его интенсивность зависит от свойств материала, кинематической схемы привода в нажатия.
Эрозия - Эрозия характеризует потерю материала электродов контактов в результате распыления в окружающую среду и переноса с одного электрода на другой; она не влияет на химический состав контактов, но изменяет их форму и в значительной мере определяет показатели износостойкости контактов. Эрозия возникает в основном в результате дугообразования и тлеющего разряда при размыкании контактов, но может проявляться и при замыканиях их в случае возникновения повторных отскакиваний и многократного образования короткой дуги. Эрозия контактов наиболее интенсивно проявляется в аппаратах постоянного тока, где направление переноса частиц не меняется. Эрозия измеряется объемом испаряемого материала. При больших токах в дуге она пропорциональна произведению суммы околоэлектродных падений напряжения на ток и время поддержания дуги.
С целью повышения износостойкости контактов и их стойкости по отношению к свариванию в аппаратах, рассчитанных на коммутацию средних и больших токов, применяют металлокерамические контакты. Материал металлокерамических контактов представляет собой смесь порошков различных металлов или их окислов. В отдельных случаях используют графит в сочетании с металлом. Металлокерамические компоненты спекаются (но не сплавляются) при высокой температуре; один из компонентов должен иметь высокую электропроводность, а другой высокую механическую прочность и тугоплавкость. В аппаратах высокого напряжения преимущественно применяют пары медь-вольфрам и серебро-вольфрам, а в аппаратах низкого напряжения – серебро-окись кадмия и серебро-окись меди. Для дугогасящих контактов часто применяют серебряно-графитовые и медно-графитовые контакты, устойчивые против сваривания. - С целью повышения износостойкости контактов и их стойкости по отношению к свариванию в аппаратах, рассчитанных на коммутацию средних и больших токов, применяют металлокерамические контакты. Материал металлокерамических контактов представляет собой смесь порошков различных металлов или их окислов. В отдельных случаях используют графит в сочетании с металлом. Металлокерамические компоненты спекаются (но не сплавляются) при высокой температуре; один из компонентов должен иметь высокую электропроводность, а другой высокую механическую прочность и тугоплавкость. В аппаратах высокого напряжения преимущественно применяют пары медь-вольфрам и серебро-вольфрам, а в аппаратах низкого напряжения – серебро-окись кадмия и серебро-окись меди. Для дугогасящих контактов часто применяют серебряно-графитовые и медно-графитовые контакты, устойчивые против сваривания.
- Металлокерамические контакты допускают большее превышение температуры, чем медные, и имеют в 5—6 раз меньший износ. Их стоимость, однако, выше стоимости медных контактов, а недостатком является низкая электропроводность; поэтому такие контакты выполняют обычно в виде тонких пластин, напаянных на медные или стальные основания.
- Износостойкость контактов может быть повышена также применением композиции меди с другими металлами; например, присадка кадмия повышает износоустойчивость меди в 2 раза.
- На этом краткий курс лекции № 3 закончен.
- Еще раз самостоятельно изучите лекцию и ответьте на контрольные вопросы. Позже будет задание на эту лекцию с обменом файлами (фотоотчет).
- Спасибо за внимание.
- Досвидание.
|
|
|
Скачать 267.15 Kb.