[发明专利]大电流集电装置用导电润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种大电流集电装置用导电润滑剂。

背景技术

对于阴极集电装置的传统滑动接触导电方式主要有碳刷与集电环滑动摩擦导电，或以液态金属为中间介质将静止电极与旋转的导电环联通导电。碳刷、集电环导电需要足够的导电接触面积，这些导电方式容易发热、起弧，接触电阻高，电能损耗随着导电电流的增加而增加，且碳刷磨损产生的粉尘污染对某些要求洁静环境的产品质量影响会成为难以逾越的障碍。液态金属如液汞导电，尽管没有发热、起弧的弊端，但其挥发物对产品和环境的影响及损害极为严重，更重要的是其挥发物对产品的质量也会带来不利影响，特别是会对高档产品质量的提高形成根本性的限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的无法克服的技术难题，而提供一种以线接触方式导通大电流的技术解决方案，且能显著降低滑动接触表面摩擦力，使集电装置运行平稳，接触可靠，导电参数稳定，接触电阻大幅降低，具有自身冷却，对人体和环境无污染的专用于大电流集电装置用导电润滑剂。

本发明的技术解决方案在于：该润滑剂含有以重量份数表示的

抗磨润滑油75-83份       聚氯三氟乙烯3份

高纯石墨微粉8-16份    银粉微粒5份

长链烷基硅油1份。

本发明的进一步技术解决方案是：

所说的高纯石墨微粉和银粉微粒的粒度均为纳米级；所说的高纯石墨微粉的含碳量≥99％。

该润滑剂的实用配比是以重量份数表示的

抗磨润滑油77-82份      聚氯三氟乙烯3份

高纯石墨微粉9-14份     银粉微粒5份

长链烷基硅油1份。

本发明基于纳米技术理论和纳米粒子在电场条件下的特点的分析，结合大电流集电装置接触材料的导电性和摩擦性，自主研制成功了该大电流集电装置用导电润滑剂，在国内尚未发现与本润滑剂相同或类似产品的应用以及文献资料的报道。这种导电润滑剂以石墨、银粉和工业抗磨润滑油为主要原料，添加适量的聚氯三氟乙烯和长链烷基硅油，以超高速流体研磨混合或机械研磨的方法混合而成。本润滑剂用于大电流集电装置具有良好的抑制接触表面电弧和增强导电的作用，同时由于润滑剂本身能显著降低滑动接触表面的摩擦力，使得集电装置运行平稳，接触可靠，导电参数稳定；导电部位接触电阻低，导电效果良好；它还具有使接触材料表面填充和修复作用及冷却作用，能迅速降低接触部位产生的热量，并通过本润滑剂将热量传递到外冷却装置，从而保证了大电流集电装置的可靠运行。由于该润滑剂为耐高温油，其耐温性好，对环境也无污染。

采用本发明制成的润滑剂，还可大大降低接触面滑动摩擦阻力，从而降低了驱动功率和接触材料的磨损，延长了设备使用寿命。以电解阴极集电装置测试为例，原使用碳刷集电状态下，集电环与碳刷之间的摩擦阻力矩的典型值为8.6N.M；同种集电状态下，集电环靴极采用本发明的导电润滑剂，摩擦阻力矩仅为1.2N.M。同时，使得经较小的接触面积和小的摩擦阻力条件下实现大电流的安全高效集电成为可能，且具有很好的节能和环保效果。

具体实施方式

本发明所述的大电流集电装置用导电润滑剂主要是由以下列成分和重量份数组成：

抗磨润滑油75-83份     聚氯三氟乙烯3份

高纯石墨微粉8-16份    银粉微粒5份

长链烷基硅油1份

所说的高纯石墨微粉和银粉微粒的粒度均应达到纳米级；而高纯石墨微粉为含碳量≥99％的石墨粉。

实施例1：本发明可以由下列成分和重量份数组成：

抗磨润滑油75份      聚氯三氟乙烯3份

高纯石墨微粉16份    银粉微粒5份

长链烷基硅油1份

实施例2：本发明还可以由下列成分和重量份数组成：

抗磨润滑油83份     聚氯三氟乙烯3份

高纯石墨微粉8份    银粉微粒5份

长链烷基硅油1份

实施例3：本发明的最佳配比由下列成分和重量份数组成：

46#抗磨润滑油80份     聚氯三氟乙烯3份

高纯石墨微粉11份      银粉微粒5份

长链烷基硅油1份

其生产工艺为：将抗磨润滑油加热至55℃，再按量加入聚氯三氟乙烯、高纯石墨微粉、银粉微粒和长链烷基硅油，经高速喷流混磨循环混合或机械研磨充分混合45分钟即可。

本发明制成的润滑剂添加在靴极槽内，将导电接触部位正好浸没在液态的润滑剂中，经在阴极大电流集电装置上试用验证，当集电环与靴极接触长度为80mm时，其稳定导通电流能力为10000安培的工作条件下，槽内温度不大于40℃，接触电压降不大于30mv，节能效果显著；而在同等条件下，使用碳刷导电，其接触电压降大于300mv，导电环表面温度高达200℃以上，必须采用淋水冷却才能正常运行。