🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

Технология получения изделий из графитопластовых композиций и разработка устройств для их получения

Работа №203510

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

металлургия

Объем работы152
Год сдачи2016
Стоимость4950 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
17
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ОСНОВЫ КОМПАКТИРОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ.. ..13
1.1 Стадии процесса прессования углеродных композиций и происходящие в
них физико-химические явления 13
Выводы по разделу один 23
2 СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БЛОКОВ И ЩЕТОК
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 24
2.1 Основные производители щеток в России и в мире 24
2.2 Классификация щеток 25
2.3 Прессование блоков щеток из графитопластовых композиций 27
2.3.1 Известные способы и пресс-формы для прессования блоков
щеток 27
2.3.2 Способ изготовления блоков по патенту №2267411 29
2.3.3 Способ изготовления блоков по патенту №2560490 и в пресс-форме по
патенту на полезную модель №121763 30
2.3.4 Пресс-форма для прессования блоков электрощеток по патенту на
полезную модель №137489 32
2.4 Известные способы и пресс-формы для прессования электрощеток 35
2.4.1 Способ изготовления щеток по патенту №2267411 в пресс-форме по
патенту на полезную модель №133444 35
2.4.2 Способ прессования электрощеток и многоместная пресс-форма для
его осуществления по патенту №2510309 37
2.5 Механическая обработка верхней части щеток 40
Выводы по разделу два 42
3 СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ВСТАВОК И ГОЛОВОК ТОКОСЪЕМНИКОВ ТРОЛЛЕЙБУСОВ 43
3.1 Классификация контактных вставок токосъемников троллейбусов 43
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ОСНОВЫ КОМПАКТИРОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ.. ..13
1.1 Стадии процесса прессования углеродных композиций и происходящие в
них физико-химические явления 13
Выводы по разделу один 23
2 СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БЛОКОВ И ЩЕТОК
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 24
2.1 Основные производители щеток в России и в мире 24
2.2 Классификация щеток 25
2.3 Прессование блоков щеток из графитопластовых композиций 27
2.3.1 Известные способы и пресс-формы для прессования блоков
щеток 27
2.3.2 Способ изготовления блоков по патенту №2267411 29
2.3.3 Способ изготовления блоков по патенту №2560490 и в пресс-форме по
патенту на полезную модель №121763 30
2.3.4 Пресс-форма для прессования блоков электрощеток по патенту на
полезную модель №137489 32
2.4 Известные способы и пресс-формы для прессования электрощеток 35
2.4.1 Способ изготовления щеток по патенту №2267411 в пресс-форме по
патенту на полезную модель №133444 35
2.4.2 Способ прессования электрощеток и многоместная пресс-форма для
его осуществления по патенту №2510309 37
2.5 Механическая обработка верхней части щеток 40
Выводы по разделу два 42
3 СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ВСТАВОК И ГОЛОВОК ТОКОСЪЕМНИКОВ ТРОЛЛЕЙБУСОВ 43
3.1 Классификация контактных вставок токосъемников троллейбусов 43
3.2 Известные конструкции контактных вставок токосъемников
троллейбусов 44
3.3 Новые конструкции контактных вставок токосъемников троллейбусов. .47
3.3.1 Контактная вставка токоприемников троллейбуса по патенту на
полезную модель №39541 47
3.3.2 Контактная вставка токоприемников троллейбусов по патенту на
полезную модель №120052 49
3.4 Способы прессования контактных вставок троллейбусов из углеродных материалов 52
3.4.1 Традиционные способы прессования вставок и их недостатки 52
3.4.1.1 Работоспособность традиционных вставок 56
3.4.1.2 Показатели работоспособности вставок 60
3.4.2 Новые способы устройства и пресс-формы для получения вставок.. ..62
3.4.2.1 Способ получения вставок по патенту №2494835 63
3.4.2.2 Способ получения вставок по патенту №2508177 65
3.4.2.3 Устройство для получения изделий из порошков по патенту на
полезную модель №152323 68
3.4.2.4 Пресс-форма для прессования порошков по патенту на полезную
модель 141551 70
3.5 Контактные головки токосъемников троллейбусов с углеродными вставками 72
3.5.1 Анализ известных конструкций контактных головок со скользящим
контактом 72
3.5.2 Новые конструкции головок токосъемников троллейбусов 75
Выводы по разделу три 78
4 ТОКОСЪЕМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЛЬСОВОГО ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА, ИХ КОНСТРУКЦИИ, СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 79
4.1 Контактные токосъемные элементы трамваев, электропоездов и электровозов 79
4.2 Конструкции углеродных вставок электротранспорта и используемые
материалы 80
4.2.1 Известные конструкции углеродных вставок 81
4.2.2 Новые конструкции углеродных вставок 84
4.2.2.1 Углеродная контактная вставка по патенту №2229395 84
4.3 Технологии получения углеродных вставок 87
4.3.1 Технология получения заготовок вставок выдавливанием 87
4.3.2 Известный способ горячего прессования углеродных вставок в пресс-
формах 91
4.3.3 Новые способы и устройства для прессования графитопластовых вставок 91
4.3.3.1 Способ прессования электротехнических изделий из порошковых
композиций на основе углерода по патенту №2567083 92
4.3.3.2 Пресс-форма для прессования контактных вставок токосъемников

6.1.3 Организация труда и заработной платы 111
6.1.4 Организация технологического обслуживания и ремонта
оборудования 112
6.1.5 Основные и вспомогательные материалы для технологических
целей 114
6.1.6 Электроэнергия и энергоносители 115
6.1.7 Технологическая оснастка 115
6.1.8 Обслуживание и управление производством. Цеховые
расходы 116
6.1.9 Себестоимость и цена продукции 117
6.1.10 Капитальные вложения 117
6.1.11 Эффективность рассматриваемых вариантов технологического
процесса 117
Заключение 133
Библиографический список 134
Приложение 141


Углеграфитовые материалы отличаются уникальным набором физических и химических свойств. Основные из них: малый удельный вес, высокая температура сублимации (порядка 3900 К), отсутствие плавления и низкое давление паров углерода, химическая инертность во многих коррозионно-активных средах, малое значение коэффициента термического расширения, высокие значения сопротивления термическим ударам, абразивному износу, несмачиваемость расплавленными металлами и шлаками, способность к механической обработке и созданию изделий сложных форм, возможность сохранения механических свойств при температурах до 1973 К, возможность получения изделий с заданными показателями пористости или плотности, способность к созданию материалов с высокоразвитой поверхностью и ее физико-химического модифицирования, широким диапазоном удельной электропроводности, неповторимые антифрикционные и электроконтактные свойства, способность к созданию материалов особо высокой чистоты, широко используемый в ядерных установках эффект замедления скорости движения нейтронов, получение высокотемпературных конструкционных деталей, теплоизоляции,
эксплуатируемых в интервале от нескольких сотен до 3500 К, — таков неполный перечень характеристик порошковых углеграфитовых материалов, которые делают их незаменимыми в металлургии, электроэнергетике, химии, машиностроении, ракетно-космической технике, атомной энергетике.
Технологические схемы производства основаны на переработке нефтяных, пековых и металлургических коксов, сажи, антрацитов, а также жидких и твердых связующих веществ (главным образом каменноугольных пеков) и принципиально сходны с процессами и аппаратами, применяемыми при изготовлении порошковых металлов (за исключением операции прокаливания коксов и антрацитов).
Основное количество перерабатываемого сырья — нефтяной кокс. Развитие этого производства, составляющее примерно 5% от объема перерабатываемой нефти, связано с выпуском бензина и мазута. Более 60% нефтяного кокса производится в США. В Японии и других странах для электрических дуговых печей широко применяют кокс анизотропной структуры (игольчатый кокс).
Высокий уровень производства электрических щеток для электрических машин постоянного и переменного токов — коллекторов двигателей, генераторов и машинных преобразователей электропитания самолетов, вертолетов и кораблей, в том числе атомных подводных лодок, электрических двигателей торпед, систем автоматики ракетной техники, двигателей прокатных станов, контактных колец для индуцирования электромагнитных полей высокой мощности (200—1000 МВт), турбогенераторов тепловых и атомных электростанции, стартеров и генераторов автомобилей, двигателей и вспомогательных машин железнодорожных локомотивов, электропоездов, метрополитена и городского электрического транспорта, объектов военной техники, бытовой электротехники, строительных машин, электроинструмента — показывает стратегическое значение электрощеток для общепромышленного развития и сохранения обороноспособности страны. Ошибки, возникающие при проектировании, изготовлении и эксплуатации - электрических машин, и изменении внешней среды относятся, как правило, к искрению щеток, переходящему к круговому огню и их недопустимой скорости изнашивания.
Щетки для электрических машин изготавливаются в основном из порошков ламповой сажи, природных кристаллических и аморфизированных графитов, пекового и нефтяного коксов и медного, свинцового и оловянного порошков с применением каменноугольного и полимерного связующих. Изготовление проходит по схеме: спекание — измельчение — прессование — спекание — пропитка. Во всех странах, за исключением России, электрощетки на основе ламповой сажи изготавливают в две стадии. В России метод совместного вибрационного измельчения — смешения в сочетании с эксплуатацией вальцовых машин большой мощности и трехкратного вальцевания массы или шнековых машин специальной конструкции позволил перейти на производство щеток из сажевых агрегатов по одностадийной технологии изготовления с последующей пропиткой заготовок различными веществами. Это способствовало унификации производства и обеспечило бесперебойную работу щеток на большом числе электрических машин.
При относительно высоких температурах окружающего воздуха с пониженным содержанием влаги, щетки также работают с искрением.
Таким образом, антифрикционные свойства электрощеточных материалов (коэффициент трения и скорость изнашивания) определяются не только составом и структурой, но адсорбцией на поверхностях щетка-коллектор веществ, полученных из окружающей среды. Это надо учитывать при работе электрических машин в разреженных атмосферах — в авиационной и ракетной технике. Щетки без специальных добавок, работающие на высоте от уровня моря более 5000 м, быстро изнашиваются, причем с увеличением высоты полета скорость изнашивания прогрессирует и может достигать катастрофических значений. Для устранения подобных явлений в рецептуру материала щеток, или путем заполнения их пор, вводят соединения, компенсирующие отсутствие влаги или кислорода — дисульфид молибдена, свинцово-оловянные эвтектики, неорганические фториды.
Электрический скользящий контакт, передающий ток от электропроводов к электрооборудованию электровозов, работающих на переменном токе, осуществляется вставками пантографов электровозов. Они состоят из смеси графитированных частичек и искусственных смол или полученные при 1300°С из нефтяною кокса и каменноугольного пека. На железных дорогах, работающих на постоянном токе при средней скорости движения электровоза более 100 км/ч, применяют вставки, изготовленные из спеченных порошков железа и пропитанные сплавами свинца и олова. Необходимость пропитки сплавами связана с большими плотностями тока на вставке и образованием электрической дуги, вызывающей эрозию графитированных вставок и износ токоподводящего провода. Кроме того, при увеличении скорости движения электровоза вибрация пантографа увеличивается, и эти вставки не обеспечивают требуемую механическую прочность. Вставки из углерода изготавливаются трапецеидальной или треугольной форм, как правило, прессованием в пресс-форму или выдавливанием. Контактные вставки из углерода отличаются пониженной скоростью изнашивания провода: этот показатель зависит от плотности тока, метеоусловий, состояния контактного провода и находится в пределах 0,1-1 мм на 10 000 км пробега электровоза. Предел изнашивания может быть повышен при обледенении провода или при продолжительной дождливой погоде. Для предотвращения увеличения скорости изнашивания вставка в условиях высокой влажности пропитывается низкоплавкими металлами или искусственными смолами.
По описанным выше технологиям изготавливаются и вставки для троллейбусов. В настоящее время их производят прессованием в пресс-форме или выдавливанием. Время их эксплуатации определяется, как правило, не скоростью изнашивания, а поломками вставок на стыках проводов. Увеличивают прочность вставок пропитками медью с небольшими добавками свинца или легкоплавкими металлами. Преимуществом углеродных вставок, кроме перечисленных выше, являются уменьшенные радиопомехи, их средний пробег до замены 250-800 км.
Во время и после Второй мировой войны для нужд быстро развивающейся химической промышленности разработан и организован выпуск графитированных газонепроницаемых материалов, теплообменников,
испарителей, дистилляторов, реакторов, абсорберов, устройств для фильтрации, насосов, труб и арматуры различного назначения, коррозионностойкой облицовки, колец Рашига. Представленные данные об углеграфитовых материалах ясно показывают, как широк диапазон их использования в промышленности и обороне.





Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В данной работе были проанализированы:
- известные способы изготовления графитопластовых изделий (вставки токосъема, головки токосъема, щетки);
- известные конструкции графитопластовых изделий;
- известные устройства для изготовления графитопластовых изделий.
Разработаны:
- способы изготовления графитопластовых изделий;
- конструкции графитопластовых изделий;
- устройства для изготовления графитопластовых изделий.
Для обеспечения безопасной работы в производственных цехах применялись меры по охране труда, которые специально разработаны для технологических процессов порошковой металлургии. Они предусматривают защиту рабочих от влияния вредных веществ, а также от теплового, взрывного, шумового и вибрационного воздействий. В данном разделе дипломного проекта была произведена классификация производства, анализ опасных и вредных производственных факторов, разработаны мероприятия по технике безопасности при эксплуатации оборудования, по промышленной санитарии и пожарной безопасности.
В ходе экономического анализа были произведены соответствующие расчеты, и было выявлено, что себестоимость одной тонны изделий значительно снизилась.



1. Бережной, А. С. О зависимости между давлением прессования и пористостью необожженных огнеупорных изделий / А. С. Бережной // Огнеупоры. - 1947. - №
3. - С. 124-130.
2. Веселовский, В. С. Угольные и графитовые конструкционные материалы / В. С. Веселовский. - М.: Наука, 1966. - 226 с.
3. Ядерный графит / С. Е. Вяткин [и др.]. - М.: Атомиздат, 1967. - 279 с.
4. Рогайлин, М. И. Справочник по углеграфитовым материалам / М. И. Рогайлин, Е. Ф. Чалых. - Л.: Химия, 1974. - 208 с.
5. Фиалков, А. С. Процессы и аппараты производства порошковых углеграфитовых материалов / А. С. Фиалков. - М.: Аспект Пресс, 2008. - 687 с.
6. Физико-химические явления при приготовлении и уплотнении графитопластовых смесей / М. Н. Самодурова [и др.] // Вестник ЮУрГУ. Серия Металлургия. - 2014. - № 3. - С. 62-70.
7. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг. - М.: Мир, 1984. - 310 с.
8. Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов. - М.: Химия, 1976. - 232 с.
9. Основы технологии переработки пластмасс / С. В. Власов [и др.] - М.: Химия, 2004. - 600 с.
10. Реология графитопластовых композиционных материалов / М. Н. Самодурова [и др.] // Вестник ЮУрГУ. Серия Металлургия. - 2016. - Т. 16. - № 1. - С. 142¬148.
11. Материалы фирмы АО «НИИЭИ». - [Электронный ресурс]. - Электроугли. - Режим доступа: http://www.niiei.ru, свободный. - Загл. с экрана.
12. Лившиц, П. С. Справочник по щеткам электрических машин / П. С. Лившиц. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 230 с.
13. Чалых, Е. Ф. Щетки электрических машин / Е. Ф. Чалых. - М.:
Информэлектро, 1990. - 186 с.
14. Материалы фирмы Carbone Lorraine. - [Электронный ресурс]. - Франция, Дефанс. - Режим доступа: http://www.elec.carbonelorraine.com, свободный. - Загл. с экрана.
15. Материалы фирмы Schunk Kohlenstofftechnik GmbH. - [Электронный ресурс].
- Германия, Хойхельхайм. - Режим доступа: http://www.schunk-group.com, свободный. - Загл. с экрана...66


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ