Миканит коллекторный КФШ-1 ГОСТ 2196-75 для электромашиностроительных предприятий в Челябинске

Шеллак с пониженной усадкой — так в одной фразе можно описать место КФШ-1 в стандарте. Эта марка появилась в ГОСТ 2196-75 для современных высоконагруженных электромашин старых конструкций, у которых коллекторный узел рассчитан на шеллачное связующее (то есть замена на полиэфир невозможна без пересмотра техпроцесса), но базовая КФШ с её усадкой до 10% уже не укладывается в требования сборочной технологии. Миканит коллекторный КФШ-1 — жёсткий листовой электроизоляционный продукт из щипаной флогопитовой слюды, склеенной шеллаком, в исполнении с пониженной усадкой (суффикс «-1»); тип 11 по ГОСТ 25045-81. Производится ООО «ИзолитПром» с выдачей паспорта качества и паспорта качества. Задействуется как межламельная изоляция в коллекторах машин постоянного тока с жёсткими требованиями к размерной стабильности прокладки после прессования.

Тонкие 0,40–0,60 мм в ряду КФШ-1 не предусмотрены — только с 0,70 мм. Суффикс «-1» означает три ужесточения относительно КФШ: шеллак снижен до ≤3,5% (вместо ≤4,5%), усадка нормируется по условию б) 80 МПа / 180 °C с нормой ≤7% общая и ≤1% горячая (у КФШ условие а) 60 МПа / 160 °C, ≤10% и ≤2%), допуск по толщине ±0,03 / ±0,06 мм (у КФШ ±0,04 / ±0,08).

Челябинск — это машиностроение и энергетика. ЧМК (Мечел), ЧЭМК и другие производства работают с электроизоляцией постоянно.

Что означает марка КФШ-1

Буквенное и числовое обозначение по ГОСТ 2196-75 (раздел 1.1) раскодируется так:

• К — коллекторный (тип миканита по назначению — изоляционные прокладки в коллекторах электрических машин)
• Ф — флогопит (щипаная слюда флогопит по ГОСТ 3028-78)
• Ш — шеллак (природная смола животно-растительного происхождения; органическое связующее)
• -1 — пониженная усадка миканита (модификация с ужесточёнными требованиями к размерной стабильности; нормируется по условию б) Табл. 3 ГОСТ 2196-75)

Обозначение типа 11 по ГОСТ 25045-81 — КФШ-1 идёт в одной группе с КФШ (та же базовая рецептура на шеллаке) и КФГ (глифталь). Тип 12 — КФП и КФП-1, тип 13 — КФА, тип 14 — КФГС. Аналогичный суффикс «-1» по ГОСТ 2196-75 есть только у КФП-1 (полиэфир с пониженной усадкой).

Суффикс «-1»: что означает пониженная усадка

В ГОСТ 2196-75 суммарная усадка миканита под давлением нормируется по двум альтернативным условиям (Табл. 3):

• Условие а) — давление 60 МПа (600 кгс/см²), температура от 15–35 до 160 °C. По этому условию нормируются КФШ, КФГ, КФГС, КФА
• Условие б) — давление 80 МПа (800 кгс/см²), температура от 15–35 до 180 °C. По этому условию нормируются КФП, КФШ-1 и КФП-1

Для КФШ-1 по условию б) суммарная усадка должна быть не более 7%, горячая (при 180 °C) — не более 1%. Для сравнения, КФП по тому же условию б) допускает общую усадку до 10% и горячую до 2%. То есть при более жёстком режиме прессования (на треть выше давление и на 20 °C выше тепловой режим, чем у марок условия а) КФШ-1 сохраняет меньшую остаточную деформацию.

Практический смысл: при заданной толщине прокладки 0,70–1,50 мм коллектор после прессования и формирования получает более точные геометрические размеры, что уменьшает необходимость последующей механической подгонки и риск неравномерной передачи усилия прессования между ламелями. Технологически это достигается снижением массовой доли связующего до ≤3,5% (против ≤4,5% у базовой марки КФШ) — меньше органики, которая плывёт под прессом, меньше и результирующая усадка.

Шеллак как связующее — особенности у КФШ-1

Шеллак — природная смола, получаемая из выделений лакового червеца (Kerria lacca); используется в электротехнической изоляции с начала XX века. В коллекторном миканите шеллак склеивает пластинки щипаной слюды в монолитный жёсткий лист; по ГОСТ 8865-93 относится к классу A (105 °C), но в коллекторной системе работает в режиме класса B (до 130 °C) при длительной работе. Для КФШ-1 содержание шеллака ограничено сверху значением 3,5% массы — на 1,0 процентный пункт ниже, чем у базового КФШ. Именно это снижение и переход к более жёсткому режиму прессования (условие б) обеспечивают пониженную усадку.

Обязательной лакировки (как у КФА) стандарт для КФШ-1 не требует. Как и у базового КФШ, поверхность листов КФШ-1 допускается лакировать тонким слоем глифталевого лака (п. 2.1 ГОСТ 2196-75) — это опциональное исполнение для дополнительной защиты поверхности от влаги и механических повреждений при хранении.

Склейка из двух калиброванных листов (для толщин ≥0,8 мм)

ГОСТ 2196-75 (п. 1.2 и примечание к Табл. 1) разрешает для толщин 0,8 мм и более изготавливать миканит из двух предварительно калиброванных листов, склеенных между собой. Для КФШ-1 это актуально на большей части ряда (0,80–1,50 мм): при больших толщинах одной прессовкой сложно равномерно пропрессовать весь объём слюды со сниженной долей связующего, поэтому сборка из двух тонких листов — технологически предпочтительный вариант. На электрические и механические свойства по Табл. 3 (усадка ≤7%, горячая ≤1%, расслаиваемость ≤5%, электрическая прочность ≥19 кВ/мм) это не влияет: готовый лист КФШ-1 соответствует нормам как единое целое.

Технические характеристики КФШ-1

Тип слюды	Щипаный флогопит по ГОСТ 3028-78 (калиево-магниевая слюда, тёмно-коричневая с оливковым оттенком)
Связующее	Шеллак, ≤3,5% массы (Табл. 3 ГОСТ 2196-75; у базовой марки КФШ — ≤4,5%)
Поверхность	Без обязательной лакировки. По согласованию допускается лакировать тонким слоем глифталевого лака (п. 2.1 ГОСТ 2196-75)
Нормативные толщины	0,70 · 0,80 · 0,85 · 0,90 · 1,00 · 1,05 · 1,10 · 1,15 · 1,20 · 1,30 · 1,40 · 1,50 мм (Табл. 1 ГОСТ 2196-75, тип 11; ряд без шагов 0,40–0,60 и 0,95)
Допуск по толщине	Среднее ±0,03 мм, в отдельных точках ±0,06 мм (жёстче, чем у базового КФШ: ±0,04 / ±0,08 для того же диапазона 0,70–1,50 мм)
Размер листа	По ГОСТ 25045-81 (от 450 до 1100 мм по каждой стороне, допуск ±15 мм). Стандартный складской — 600×900 мм
Электрическая прочность (исходное состояние)	≥19 кВ/мм (Табл. 3 ГОСТ 2196-75, при 15–35 °C и влажности 45–75%)
Испытательное напряжение (на 1 мм толщины)	7 кВ/мм
Суммарная усадка (условие б)	При 80 МПа (800 кгс/см²) и температуре от 15–35 до 180 °C — ≤7%, горячая усадка — ≤1%. Табл. 3 ГОСТ 2196-75 (условие а) 60 МПа/160 °C для КФШ-1 не нормируется)
Расслаиваемость	≤5%
Склейка из двух листов	Для толщин 0,8 мм и более допускается изготовление из двух калиброванных листов, склеенных между собой (ГОСТ 2196-75 п. 1.2)
Класс нагревостойкости	B (до 130 °C) — по связующему шеллак; в ГОСТ 2196-75 класс по ГОСТ 8865-93 явно не указан
Выступание связующего с торцов	При испытании на усадку допускается незначительное выступание диаметром ≤1 мм у не более 5 пластинок (п. 4.2 ГОСТ 2196-75; у КФА — не допускается)
Допускаемые отклонения формы листа	В ящике до 10% листов со срезом одного угла длиной ≤50 мм или с одним прямоугольным вырезом ≤60×80 мм (п. 2.1 ГОСТ 2196-75 — норма, не дефект)
Напрессованный подслой (опция)	По согласованию с потребителем допускается напрессовка слюдинитовой или слюдопластовой бумаги с одной или двух сторон листа (п. 2.3 ГОСТ 2196-75)
Гарантийный срок хранения	1 год со дня изготовления при соблюдении условий хранения (раздел 4 ГОСТ 2196-75)

Условное обозначение при заказе

Примеры: По ГОСТ 2196-75 (раздел 1.2) в обозначение входят: марка, толщина, размер слюды, обозначение стандарта.

0,7 мм, слюда размера 6	Миканит КФШ-1 0,7—6 ГОСТ 2196-75
1,0 мм, слюда размера 10	Миканит КФШ-1 1,0—10 ГОСТ 2196-75
1,5 мм, смешанная слюда размеров 10 и 6	Миканит КФШ-1 1,5—10 и 6 ГОСТ 2196-75

Сравнение марок миканита коллекторного по ГОСТ 2196-75

В ряду из семи марок КФШ-1 — одна из двух «-1»-модификаций (вторая — КФП-1). С базовой КФШ её сближает тип связующего (шеллак) и класс нагревостойкости B, с КФП-1 — режим прессования по условию б) 80 МПа / 180 °C и узкий ряд 0,70–1,50 мм. То есть это продукт, занимающий промежуточную нишу между «классическим» КФШ и «прецизионным» КФП-1:

Марка	Связующее	% связ.	Расслаив.	Толщины	Особое
КФШ	Шеллак	≤4,5%	≤5%	0,40–1,50	Универсальный, усадка по условию а) 60 МПа/160 °C ≤10% (горячая ≤2%)
КФГ	Глифталевая смола	≤4,5%	≤5 / ≤10%*	0,40–1,50	Стандартная марка для коллекторов
КФП	Полиэфирная смола	≤4,5%	≤4%	0,40–1,50	Минимальное расслаивание; усадка по условию б) 80 МПа/180 °C ≤10% (горячая ≤2%)
КФШ-1	Шеллак	≤3,5%	≤5%	0,70–1,50	Пониженная усадка: условие б) 80 МПа/180 °C ≤7% (горячая ≤1%)
КФП-1	Полиэфирная смола	≤3,5%	≤4%	0,70–1,50	Пониженная усадка + минимальное расслаивание; условие б) 80 МПа/180 °C ≤7% (горячая ≤1%)
КФА	Аммоний-фосфат	≤1,1%	≤10%	0,70–1,20	Нагревостойкий (Прил. 2 ГОСТа); обязат. лакировка; вспучивание при 500 °C 10 мин ≤20%
КФГС	Глифталь специальный	≤4,5%	≤5%	0,40–0,60	Только тонкие толщины для малогабаритных машин

* У КФГ расслаиваемость ≤5% для толщин 0,4–0,6 мм и ≤10% для 0,7–1,5 мм.

Чем КФШ-1 отличается от базового КФШ. Три ключевых отличия зафиксированы в Табл. 3 ГОСТ 2196-75:

• Связующее (шеллак): у КФШ ≤4,5%, у КФШ-1 ≤3,5% — на 1,0 процентный пункт меньше
• Условие испытания усадки: у КФШ — условие а) 60 МПа и 160 °C; у КФШ-1 — условие б) 80 МПа и 180 °C (давление и температура выше)
• Нормы усадки по своему условию: у КФШ общая ≤10% и горячая ≤2%; у КФШ-1 общая ≤7% и горячая ≤1% — меньше при более жёстком режиме

Расслаиваемость (≤5%), класс нагревостойкости (B, по шеллаку), электрическая прочность (≥19 кВ/мм) и ряд верхних толщин (до 1,50 мм) — одинаковы. Дополнительно у КФШ-1 жёстче допуск на толщину (среднее ±0,03 вместо ±0,04 у КФШ для диапазона 0,70–1,50 мм; в отдельных точках ±0,06 вместо ±0,08) и сокращён ряд — нижняя граница с 0,70 мм (тонкие 0,40–0,60 мм у КФШ-1 по ГОСТу не производятся).

Чем КФШ-1 отличается от КФП-1. Обе марки нормируются по одному условию усадки (условие б) 80 МПа/180 °C, ≤7% общая, ≤1% горячая), обе начинаются с 0,70 мм и доходят до 1,50 мм, у обеих содержание связующего ≤3,5%. Разница — в химии связующего: у КФШ-1 это шеллак (природная смола), у КФП-1 — полиэфирная смола (синтетическая). Из-за этого у КФП-1 ниже допуск на расслаиваемость (≤4% против ≤5% у КФШ-1). Выбор между марками — по требованиям системы изоляции конкретной машины и предпочтениям ремонтной организации.

Применение КФШ-1 по отраслям

Высоконагруженные коллекторы постоянного тока общепромышленного исполнения, где критична размерная стабильность прокладок. Электродвигатели постоянного тока серий 2П, 4П, П крупных типоразмеров, работающие в составе приводов прокатных станов, подъёмно-транспортной техники, компрессорного оборудования. Пониженная усадка ≤7% при 80 МПа/180 °C обеспечивает сохранение геометрии прокладки после финальной прессовки коллектора и под рабочей нагрузкой — меньше разбаланса между ламелями, меньше биения при работе на высоких оборотах.

Коллекторы машин с повышенными требованиями к механической стабильности. Применение КФШ-1 вместо КФШ оправдано там, где условия сборки и эксплуатации близки к режиму испытаний по условию б) стандарта — повышенное давление прессования коллектора, технологическая формовка при 180 °C, длительные циклы нагружения. Типичный пример — крупногабаритные коллекторы машин постоянного тока в энергетическом и прокатном оборудовании, где после ремонта нельзя допускать дополнительной подшлифовки коллектора для компенсации остаточной деформации изоляции.

Ремонт коллекторов в случаях замены аналога по смежной марке. Если ремонтная документация предписывает усадку не хуже 7% при 80 МПа/180 °C и связующее класса B (шеллак) — КФШ-1 прямо соответствует этому требованию без перехода на другой тип смолы. При равной доступности замена КФШ на КФШ-1 возможна (технический выигрыш в размерной стабильности), обратная замена (КФШ-1 на КФШ) требует проверки, допускает ли паспорт машины усадку ≤10% по условию а).

Ограничения. Для тонких коллекторов электроинструмента и бытовых машин с универсальными двигателями КФШ-1 не востребован — ряд начинается с 0,70 мм. Там используются КФШ (0,40–1,50), КФП (0,40–1,50) или КФГС (0,40–0,60). Для тяжёлых тяговых, крановых и металлургических двигателей с длительным нагревом коллектора выше 130 °C и кратковременными термическими перегрузками до 500 °C КФШ-1 тоже не применим — нужен КФА с нормированным остаточным вспучиванием при 500 °C.

Климат у вас континентальный, перепад между летом и зимой большой. Для слюдопласта это нормальный режим — параметры стабильны.

Как выбрать толщину КФШ-1

При капитальном ремонте толщину сверяют с фактическим обмером изношенной изоляции (не менее 5 точек по окружности коллектора, усреднение). Размер по толщине межламельной прокладки в коллекторе определяется конструкцией машины по заводскому паспорту: шаг коллекторных пластин, электрический зазор между ламелями, рабочее напряжение между смежными пластинами.

Конкретный номинал берётся по паспорту машины или по результатам обмера изношенной прокладки. По пробивному напряжению (7 кВ на 1 мм толщины, Табл. 3 ГОСТ 2196-75) диапазон КФШ-1 0,70–1,50 мм даёт испытательные напряжения от 4,9 кВ (для 0,70 мм) до 10,5 кВ (для 1,50 мм).

Типовые диапазоны по назначению:

• 0,70–0,85 мм — коллекторы машин среднего типоразмера с повышенными требованиями к точности прокладки; минимум нормативного ряда КФШ-1 (тонкие 0,40–0,60 мм этой маркой не закрываются — для них используют КФШ, КФП или КФГС)
• 0,90–1,20 мм — стандартные коллекторы крупных машин общепромышленного исполнения при ремонте с требованием минимальной остаточной деформации
• 1,30–1,50 мм — крупногабаритные коллекторы высоковольтных машин постоянного тока, где толщина прокладки и её размерная стабильность одинаково важны

Если паспорт машины не сохранился и замер невозможен — консультация с производителем двигателя или ремонтной организацией.

Вопросы и ответы

Что именно означает «-1» в марке КФШ-1?

Это суффикс, обозначающий пониженную усадку миканита. Базовая марка КФШ нормируется по условию а) — 60 МПа и 160 °C, при этом норма на усадку более мягкая: общая ≤10%, горячая ≤2%. По ГОСТ 2196-75 (Табл. 3) КФШ-1 нормируется по условию б) — давление прессования 80 МПа (800 кгс/см²) и тепловой режим от 15–35 до 180 °C; допустимая суммарная усадка — не более 7%, горячая усадка — не более 1%. Аналогичный суффикс «-1» есть только у КФП-1 (полиэфир с пониженной усадкой) — других «единичек» в ГОСТе 2196-75 нет.

Можно ли вместо КФШ поставить КФШ-1 при ремонте коллектора?

В большинстве случаев — да, это замена «на лучшее» по размерной стабильности: у КФШ-1 меньше усадка при более жёстком режиме прессования и жёстче допуск по толщине. Но надо проверить два момента: согласны ли требования паспорта машины с содержанием связующего ≤3,5% (а не ≤4,5%, как у КФШ) и подходит ли нижняя граница ряда — у КФШ-1 это 0,70 мм, тонкие 0,40–0,60 мм не производятся. Если ремонтная документация прямо требует КФШ по марке — замена на КФШ-1 согласовывается с техническим заказчиком.

Почему у КФШ-1 нет тонких толщин 0,40–0,60 мм?

Такое решение зафиксировано в ГОСТ 2196-75 — Табл. 1 для типа 11 с пониженной усадкой начинает ряд с 0,70 мм. Тонкие толщины для коллекторов электроинструмента и малогабаритных машин закрываются базовой маркой КФШ (0,40–1,50), КФП (0,40–1,50) и КФГС (0,40–0,60) — для них усадочные требования другие, и переход к режиму 80 МПа/180 °C с жёстким допуском ±0,03/±0,06 в тонких толщинах производителями не заявлен.