Токосъемное устройство

 

1. ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее установленные в корпусе входные и выходные элементы, между которыми установлен подшипник упор- . :ного типа, содержащий токопроводящие обоймы и установленные между ними токопроводящие тела качения, о т л ичающееся тем, что, с целью увеличения токовых нагрузок при сохранении габаритов и повышения надежности работы токосъемника, оно снабжено , по крайней мере, тремя жесткими телами качения, размещенными между обоймами и установленными на равном угловом расстоянии друг от друга, а токопроводящие тела качения выполнены в виде упругих роликов, одна из токопроводящих обойм снабжена пружиной, причем диаметр жестких тел качения выбран меньше диаметра упругих роликов на величину рабочей деформации гибких токопро- , водящих роликов. 2. Устройство по п.. 1, о т л и (Л чающееся тем, что упругие ролики выполнены полыми.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„я0„„1042115

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

H АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3390323/24-07. (22) 10.02.82 (46) 15.09..83. Бюл. Р 34 (72) A.Ï.Ëåðìàí, С.М.Юровский, И.A,Õëåáíèêîâ, В.H.Èâàíîâ, и В.С.Штерн (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро "Главтоннельметрострой" (53) 621.313.047.69(088.8 ) (56) 1. Патент СШ Р 2790 52, кл. 339-8, 1957.

2. Патент США Р 3089113, кл. 339-8, 1963.

:(54)(57) 1. ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО содержащее установленные в корпусе входные и выходные элементы, между которыми установлен подшипник упор;ного типа, содержащий токопроводящие обоймы и установленные между ними.токопроводящие тела качения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения токовых нагрузок при сохранении габаритов и повышения надежности работы токосъемника, оно снабжено, по крайней мере, тремя жесткими телами качения, размещенными между обоймами и установленными на равном угловом расстоянии друг от друга, а токопроводящие тела качения выполнены в виде упругих роликов, одна из токопроводящих обойм снабжена пружиной, причем диаметр жестких тел качения выбран меньше диаметра упругих роликов на величину рабочей деформации гибких токопроводящих роликов. Е

2. устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что упругие ролики выполнены полыми.

С::

1042115

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для токосъема, и может быть использовано для подвода тока к потребителям, установленным на подвижных и вращающихся частях машин.

Известны токосъемники, служащие для соединения входных и выходных элементов, содержащие контактные части в виде токопроводящих втулок, связанных между собой через токопроводящие тела качения, образующие между ними шарикоподшипники; и пружину, создающую усилие в осевом направлении (1 ).

Недостатком известных устройств является жесткость всех.-токопрово.— дящих элементов, образующих подшипник качения, что не обеспечивает контакт всех тел качения с токопроводящими втулками и снижает надежность и долговечность токосъемника, а также его работоспособность при передаче токов большой силы иэ-за плохого контакта отдельных тел качения с втулками. Кроме того, такое устройство .требует. тщательного подбора токопередающих тел качения по отклонениям от минимальных диаметров, что усложняет его изготовление.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является токосъемное устройство, содержащее установленные:в корпусе..входные и выходные элементы, на .Которых установлены контактные элементы, выполненные в виде подшипника упорного типа, содержащего токопроводящие обоймы и установленные между ними токопроводящие тела качения. Благодаря такому устройству токопроводящей втулки обеспечивается контакт практически всех тел качения токосъемника, что повышает его работоспособность по сравнению с токосъемниками, имеющими только жесткие токопроводящие элементы 52J.

Однако известный токосъемник . имеет ряд недостатков . Так как токопроводящие втулки выполнены в виде упругих кольцевых контактов, соседние тела качения нужно размещать.на таком расстоянии друг от друга, чтобы сохранились упругие свойства контактов, которые ограничены гибкостью втулки. B связи с этим, при передаче больших токов увеличиваются габариты токосъемника из-за установки дополнительного количества тел качения, каждое из которых может нести определенную нагрузку по току, ограниченную площадью контакта. Между упругими кольцевыми контактами и жесткими шаровыми телами качения получается точечный контакт, что ограничивает передачу больших токов. г

Отвод тепла происходит только с наружной части жестких шаровых тел качения.

Цель изобретения — увеличение токовых нагрузок при сохранении габаритов токосъемника и повышение надежности устройства. Токосъемное устройство, содержащее установленные в корпусе входные и выходные элементы,. между которыми размещены подшипник упорного типа, содержащий токопроводящие обоймы и, установленные между ними токопроводящие тела качения, снабжено, по крайней мере, тремя жесткими телами качения, размещенными между обоймами и установленными на равном угловом расстоянии друг от друга, а токопроводящие тела качения выполнены в виде упругих роликов, одна из токопроводящих обойм подшипника снабжена пружиной, причем диаметр жестких тел качения выбран меньше диаметра упругих роликов на величину рабочей деформации гибких токопроводящих роликов.

Кроме того, упругие ролики выполнены полыми.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез, на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант с упругим коническим роликом типа упорного подшипника.

Токосъемник содержит ступицу 1 с установленными на ней подшипниками 2 и выполненным из изолирующего материала входным элементом 3 с жестко закрепленными на нем контактным элементом 4 и токопроводящей обоймой 5. Корпус 6, опирающийся на подшипники 2, снабжен установленным подвижно в осевом направлении и сидящим на шпонках 7 выходным элементом 8, выполненным иэ изолирующе>ro материала и жестко соединенным с контактным элементом 9 и токопроводящей обоймой 10. Токопроводящие упругие ролики 11, расположенные между токапроводящими обоймами 5 и

10, установлены в ячейках выполненного из изолирующего материала сепаратора 12, который центрируется по цилиндрической поверхности входного элемента 3 и опирается на три жестких тела качения 13, образуя таким образом подшипник упорного типа.

Три жестких тела качения 13, определяя положение контактных элемен-. тов, обеспечивают постоянный заданный зазор между токопровсдящими обоймами 5 и 10 в процессе работы.

К контактным элемейтам 4 и 9 присоединены токоподводящие проводники 14 и токоотводящие проводники 15. В корпусе 6 установлены пружины 16, уплотнители 17 и 18, а фланец 19 корпуса 6 снабжен, например, шли -.,1-.0042115 цами 20, которыми.он соединяется с вращающейся частью 21.

Ступица 1 жестко крепится на неподвижной трубчатой оси 22. Так как тоносъемник обратим, вращающаяся часть 21.может быть неподвижной, а, трубчатая ось 22 - вращающейся.

Токосъемник выполнен на одну линию токосъема, несколько линйй обес- печивается набором токосъемников.

Токосъемник работает следующим :. образом.

Выходной элемент 8 с контактным- злементом 9 и токопроводящей обой" . мой 10, вращаясь вместе с корпусом: б на подшипниках 2 относительно ступицы 1, остается постоянно соединенным с входным элементом 3 через перекатывающиеся по токопроводящим обоймам 5 и 10 упругие рол .,ки "..1.

При этом соединение обеспечив,.:»тся. благодаря перемещению подвижного вдоль оси токосъемника выходного элемента 8, скользящего по корпусу4 с шпонками 7 под действием пружин 1б по направлению к входному элементу.

3 до упора токопроводящих обойм 5 и

10 в три жестких тела качения 13, равномерно расположенные по окруж-: ности и определяющие расстояние между токопроводящими обоймами 5 и 10. в процессе работы. Так как .усилие пружин 16 выбрано больше суммарного. сопротивления деформации упругих роликов 11, последние сжимаются на; величину, равную разности между диаметром упругих роликов 11 и диаметром жестких тел качения 13..

При этом контактные поверхности упругих роликов 11:имеют форму пло-:.щадок, обеспечивая повышенную, по сравнению с жесткими. телами качения, плотность тока на каждый упругий ролик ° Деформация выбирается такой, чтобы упругие ролики могли свободно перекатываться в ячейках сепаратора

12, выполненных с учетом увеличения

5 диаметра упругих роликов 11 в месте контакта с сепаратором 12.

При сравнительно небольшой часто.те вращения для упрощения конструкции .упругие ролики 11 могут быть

10 выполнены цилиндрическими, несмотря на то, что по мере удаления от центра окружная скорость на поверхности ролика 11 увеличивается и возникает проскальзывание между роликами и поверхностями прилегающих токопроводящих обойм 5 и 10 ° Однако на малых частотах вращения проскальзывание из-эа незначительной разницы окружных скоростей невелико и компенсируется простотой конструкции.

Для повышенных частот вращения упругие ролики могут быть выполнены коническими (фиг. 3) со схождением вершин конусов в одной точке на оси токосъемника. В этом случае проскальзывание осутствует..

Использование предлагаемого токосъемника по сравнению с известными позволяет при сохранении габаритов увеличить токовые нагрузки э» счет большей площади контакта тел качения и лучших условий их охлаждения в процессе работы иэ-эа наличия полости внутри роликов. Кроме того, повышается надежность токосъемника g упрощается его конструкция благодаря отсутствию необходимости точным подборкам токопроводящих тел качения обеспечить его работоспособ40 ность.

22

12

ВНИИПИ Закаэ 7140/54

Тираж 590 Подписное

Филиал ППП "Патент". г.Ужгород.ул,Проектная,4