Кольца контактные штампованные ГОСТ 6836-2002
Кольца контактные штампованные ГОСТ 6836-2002 — это токопроводящие элементы скользящего токосъёма, изготовленные методом холодной или горячей штамповки из медных и латунных сплавов. Норматив устанавливает требования к химическому составу, механическим свойствам и геометрическим параметрам заготовок, предназначенных для последующей механической обработки и монтажа в узлы электрических машин. В отличие от литых или кованых аналогов, штампованные кольца характеризуются повышенной повторяемостью размеров в партии и минимальным припуском под финишную расточку.
Материалом для производства служат деформируемые сплавы на медной основе: латуни марок Л63, ЛС59-1, а также техническая медь М1 и М2. Химический состав регламентируется ГОСТ 15527 и ГОСТ 859, тогда как ГОСТ 6836-2002 определяет общие технические условия на сортамент. Твёрдость заготовок после штамповки находится в пределах 65–110 HB в зависимости от марки сплава и степени нагартовки, что обеспечивает достаточную износостойкость дорожки качения при работе с графитовыми или медно-графитовыми щётками.
Конструктивные особенности и точность изготовления
Штампованные контактные кольца выпускаются в диапазоне наружных диаметров от 40 до 630 мм при толщине стенки 5–40 мм. Допуск на наружный диаметр после штамповки составляет H14, на внутренний — h14, что позволяет использовать заготовку без предварительной обдирки при невысоких требованиях к биению. Для ответственных узлов, работающих при окружных скоростях свыше 25 м/с, предусмотрена дополнительная механическая обработка посадочного отверстия и рабочей поверхности с обеспечением радиального биения не более 0,03 мм.
Технология штамповки обеспечивает благоприятное направление волокон металла, что повышает сопротивление усталостному разрушению при циклических тепловых нагрузках. После штамповки заготовки подвергаются правке и обезжириванию; при необходимости — отжигу для снятия внутренних напряжений, если кольцо предназначено для последующей расточки тонкостенного профиля.
Применение в промышленном оборудовании
Кольца контактные штампованные ГОСТ 6836-2002 применяются в узлах токосъёма вращающихся машин, где требуется стабильное электрическое соединение между неподвижной и вращающейся частями. Основные области использования:
- крановые электродвигатели переменного тока с фазным ротором — токосъёмные кольца на валу ротора;
- генераторы и синхронные компенсаторы — контактные кольца возбудителя;
- подъёмно-транспортное оборудование — кабельные барабаны и токоподводы;
- электромашиностроение — коллекторно-щёточные узлы тяговых двигателей;
- металлургическое оборудование — крановые и рольганговые двигатели в условиях повышенной запылённости.
Рабочий диапазон температур эксплуатации составляет от –40 до +130 C. При использовании в закрытых оболочках с принудительной вентиляцией допускается кратковременный нагрев до 150 C без потери механической прочности. Удельное электрическое сопротивление латунных колец — 0,065–0,071 Оммм/м, медных — 0,0175 Оммм/м, что определяет выбор материала исходя из допустимого падения напряжения в цепи ротора.
Типовые механические характеристики
| Марка сплава | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HB | Удельное сопротивление, Оммм/м |
|---|---|---|---|---|
| М1 | 200–250 | 30–40 | 65–85 | 0,0175 |
| М2 | 190–240 | 28–38 | 60–80 | 0,0178 |
| Л63 | 300–380 | 25–35 | 85–110 | 0,065 |
| ЛС59-1 | 340–420 | 18–28 | 90–115 | 0,071 |
Выбор между медью и латунью определяется условиями коммутации. Медные кольца обеспечивают минимальное переходное сопротивление и применяются в цепях с большими токами — до 400 А на одну дорожку. Латунные кольца обладают повышенной износостойкостью и предпочтительны для высокооборотных машин, где ресурс щёточного узла лимитирует межремонтный интервал.
Контроль качества и приёмочные испытания
Каждая партия колец проходит входной контроль химического состава методом спектрального анализа и проверку геометрических размеров. Для колец, работающих при напряжении свыше 1000 В, дополнительно проводится испытание электрической прочности изоляции после установки на вал. Контроль твёрдости выполняется по Бринеллю на торцевой поверхности; при наличии термообработки фиксируются параметры режима в паспорте партии.
Допускается поставка колец с защитным покрытием — лужением или серебрением рабочей поверхности — для снижения переходного сопротивления в цепях слабых токов. Толщина покрытия составляет 6–12 мкм и контролируется магнитным или кулонометрическим методом.
Вопросы и ответы
Чем штампованные кольца отличаются от литых?
Штампованные кольца имеют более плотную структуру металла без усадочных раковин, характерных для литья, и обеспечивают стабильные механические свойства по всему объёму. Точность размеров после штамповки выше, что сокращает объём механической обработки.
Какая марка сплава оптимальна для тяговых двигателей?
Для тяговых двигателей с ударными нагрузками и вибрацией рекомендуется латунь Л63 — она сочетает достаточную электропроводность с повышенной усталостной прочностью и износостойкостью контактной дорожки.
Допускается ли восстановление изношенных колец?
При износе рабочей поверхности до 0,5 мм на сторону кольцо можно проточить до ближайшего ремонтного размера. При большей выработке требуется замена, так как остаточная толщина стенки становится недостаточной для отвода тепла.
Какой допуск на посадочное отверстие предусмотрен стандартом?
После штамповки внутренний диаметр выполняется по h14. Для ответственных узлов с натягом на вал предусмотрена финишная расточка до H7 с обеспечением шероховатости Ra 1,6 мкм.
