Щеткодержатель для электрических машин

 

ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащий корпус, в окнах которого размещены щетки, связанные с нажимным элементом, который содержит плунжеры и расположен в корпусе нажимного элемента, корпус соединен со стенками щеткодержателя, над плунжерами расположены полости, сообщающиеся между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контакта щеток с коллектором путем создания постоявного давления на них, корпус нажимного элемента снабжен цилиндром с крышкой, внутренняя полость которого заполнена жидкостью, ось цилиндраперпендикулярна к осям плунжеров, в цилиндре размещен дополнительный нажимной элемент, выполненный в виде поршня, взаимодействующего с одной стороны через дополнительно введенную пружину и регулировочный винт , с крышкой, имеющей дренажные отверс- S тия, а с другой стороны - с жидкостьк} (Л при этом внутренняя полость цилиндра сообщается с полостями, расположенными над плунжерами. ел о М

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) .

1(51) Н 01 Р 39/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХ)ЬСТВУ (21) 3421357/24-07 (22) 14.04.82 (46) 30.10.83. Бюл, 9 40 (72) A.Е.Дубинин (71) Куйбышевский авиационный институт им. A.Ï.Êaðîëåâà (53) 621.3.047.5(088.8) (56) 1. Бочаров Б.И. и др. Магистральные электровозы переменного тока.

М., Транспорт, 1976, с. 113.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2912060/24-07, кл. Н 01 Р 39/40, 1980. (54)(57) ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащий корпус, в окнах которого размещены щетки, связанные с нажимным элементом, который содержит плунжеры и расположен в кор- пусе нажимного элемента, корпус сое- . дине н со стенками щеткодержателя, над плунжерами расположены полости, сообщающиеся между собой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности контакта щеток . с коллектором путем создания постоянного давления на них, корпус нажимного элемента снабжен цилиндром с крышкой, внутренняя полость которого заполнена жидкостью, ось цилиндра перпендикулярна к осям плунжеров, в цилиндре размещен дополнительный нажимной элемент, выполненный в виде поршня, взаимодействующего с одной стороны через дополнительно введенную пружину и регулировочный винт с крышкой, имеющей дренажные отверс- Е тия, а с другой стороны — с жидкостьн при этом внутренняя полость цилиндра сообщается с полостями, расположенными над плунжерами.

1051634 ось каждой полости 3 корпуса нажимИзобретение относится к электротехнике н частности к щеткодержателям тяговых электрических машин.

Известен щеткодержатель для тягового электродвигателя, содержащий корпус, нажимной элемент, аммортиза- 5 торы и щетки 1 Д.

Недостатком известного щеткодержателя является низкая надежность контакта с коллектором за счет применения нескольких нажимных элементов u tO сдвоенной конструкции нажимного элемента. Наличие нескольких нажимных элементов дает разброс сил нажатий.

При адвоенной конструкции нажимного элемента появляется неравномерность распределения силы нажатия по мере износа элементов щетки, а также уменьшение силы нажатия на один элемент щетки при отрыве другого элемента щетки от коллектора.

Наиболее близким к предлагаемому является щеткодержатель для электрических машин, содержащий корпус, в окнах которого размещены щетки, связанные с нажимным элементам, который содержит плунжеры и расположен в корпусе нажимного элемента, корпус соединен с стенками щеткодержателя, над плунжерами расположены полости, сообщающиеся между собой С2 3

Недостатком указанного устройства является низкая надежность контакта щетки нажимного элемента, обусловленная взаимодействием одного плунжера с одним элементом двухэлемеитиой щет-! 35

При большом количестве плунжеров, например, равном б, необходимо иметь корпус нажимного элемента значитель-. ных геометрических размеров по сравнению с применяемыми. Это приводит к . 40 росту массы и величины сил инерции нажимнаго элемента. При отрыве щетки от коллектора нажимной элемент с большей массой отходит дальше от коллектора, чем обычный, т.е. щетка большее время не взаимодействует с коллектором, а следовательно, увеличивается и его переходное сопротивление.

Цель изобретения — повышение надеж- 50 ности контакта щетки с коллектором, путем создания постоянного давлении на них.

Поставленная цель достигается тем, что в щеткодержателе для электрических машин, содержащем кбрпус, в окнах которого размещены щетки, связан» ные с нажимным элементом, который содержит плунжеры и расположен в корпусе нажимного элемента, корпус соединен со стенками щеткодержателя, 60 над плунжерами расположены полости, сообщающиеся между собой, корпус нажимного элемента снабжен цилиндром с крышкой, внутренняя полость котоРого заполнена жидкостью, ось цилинд-. 65 ра перпендикулярна к осям плунжеран, в цилиндре размещен дополнительный: нажимной элемент, выполненный н ниде поршня, взанмодейстнующего с одной стороны через дополнительно введенную пружину .и регулнровачный винт с крышкой, имеющей дренажные отверстия, а с другой стороны — с жидкостью, при этом внутренняя полость цилиндра сообщена с полостями, расположенными над плунжерами.

Такая конструкция щеткодержателя для электрической машины с корпусом нажимного элемента, плунжерами, аммортизатарами в виде упругих коромысел, поршня, одного нажимного элемента в виде пружины и регулировочного винта позволяет повысить надежность контакта днухэлементных щеток с коллектором за счет равного нажатия на все элементы. щеток независимо от степени их износа, повышаются возможности более точной регулировки одного нажимного элемента, уменьшается инерционность нажимной системы, действие которой при малых колебаниях гасят аммортизаторы, а при сильных ударах, значительное перемещение щетки с плунжером вызывает малое перемещение поршня, которое устраняется нажимным элементОМ бЕЗ ПаадЕдуЮщИХ КОЛебаНИй ИЗ-За демпфирования, обусловленного перете канием жидкости из одной полости в другую.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого щеткодержателя для электрической машины. устройства содержит корпус 1, корпус нажимнога элемента 2 с цилиндрическими полостями 3, в которых размещены плунжер 4, и с цилиндрической полостью 5, в..которой размещен поршень б, пружина 7, регулировачный винт 8, крышка 9 с дренажными отверстиями 10, аммартизатор ll, щетки 12 и ограничитель 13.

Корпус 1 служит для крепления щеткодержателя на траверсе электрической машины и для размещения щеrole 12,. которые расположены в его направляющих окнах. Корпус 1 связан с коРпусом нажимного элемента 2 так, что в рабочем положении они представ.ляют одно целое, При смене щеток 12 корпус нажимнога элемента 2 может отсоединяться. Корпус нажимного элемента 2 выполнен с цилиндрическими полостями 3, в которых расположены плунжеры 4, и с полостью 5. При этом ного элемента 2 совпадает с осью щетки 12, и они выполнены сообщающимися между собой и с полостью 5.

В полости 5 расположен поршень б, который через пружину 7, регулироначный винт 8 связан с крышкой 9. Цилиндрические полости 3 н 5 заполне1О51634

Составитель В.Чернова

Редактор Ю.Середа Техред М.Надь Корректор я Тяско

Заказ 8680/53 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мосхва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Филиал ППП Патент ., ны жидкостью, например трансформаторным маслом, что обеспечивает поддержание равномерного распределения давления между плунжерами 4 независимо от их положения. Плунжеры 4 и поршень б имеют воэможность свободного осевого, перемещения в полостях 3 и 5. Пружина 7 может быть выполнена, например, цилиндрической и служит для создания силы нажатия.

Регулировочный винт 8 служит для регулировки величины силы нажатия пружины 7. Крышка 9 связана с корпусом нажимного элемента 2 и выполнена с дренажными отверстиями 10.

Крышка 9 служит для центрирования одного конца пружины 7 и для размещения регулировочного винта 8. Дренажные отверстия 10 необходимы для свободного доступа воздуха в полость 5 за поршнем 6, что предот. вращает создание противодавления на поршень б, Каждый плунже, 4 шарнир-, но связан с аммортизатором 11, который взаимодействует с элементами щетки 12, Аммортизаторы 11 выполнены иэ упругого материала, например пружинной листовой стали. Конструкция аммортизатора ll представляет собой коромысло с равными плечами, что позволяет равномерно рас пределить силу нажатия плунжера 4 между элементами щетки 12 независимо от величины их износа. Корпус нажимного элемента 2 имеет ограничители 13 в нижней части каждой цилиндрической полости 3. Ограничители 13 служат для ограничения перемещения плунжеров 4 при их крайних положениях внизу. Это позволяет предотвратить взаимодействие ам-, мортизатора ll с коллектором электрической машины при полном износе, или разрушении элементов щетки 12, Устройство работает следующим образом.

Сила нажатия, создаваемая пружи.ной 7, передается на .поршень б .который давит на жидкость в полостй 5 корпуса нажимного элемента 2. Это давление передается во все цилиндрические полости 3. корпуса нажимного элемента 2 и во всех внутренних полостях 5 и 3 создается одинаковое удельное давление. Одинаковое удельное давление создает одинаковые силы нажатия на плунжеры 4, так как их диаметры одинаковы. Сила нажатия

35 через плунжеры 4, аммортизаторы ll передается на элементы щеток 12.

Вследствие полной идентичности плунжера 4 и аммортизатора 11 величины сил нажатий на каждый элемент щетки 12 равны между собой, что обеспечивает одинаковые переходные сопротивления между элементами щетки 12 н коллектором машины. В процессе . работы электрической машины происходит износ элементов щеток 12, которые изнашиваются неодинаково относительно друг друга из-за разброса их физико-химических свойств.

Различие величин износа щеток 12 не влияет на распределение силы нажатия пружины 7 между всеми элементами щеток 12. Цилиндрические полости 3 и 5 корпуса нажимного элемента 2, выполненные в виде сообщающих-. ся сосудов (фиг. 2), позволяют перетекать жидкость в полость 3, где плунжер 4 находится ниже вследствие большего износа щеток. При этом удельное давление жидкости во всех полостях 3 и 5 поддерживается одинаковым.

Для замены щеток 12 необходимо отсоединить корпус нажимиого элемента 2 ет корпуса 1. Изношенные щетки 12 отсоединяют от токоподводов и вынимают из окон корпуса 1. После извлечения изношенных щеток 12, в окна корпуса 1 щеткодержателя вставляются новые щетки 12, которые затем соединяются с токоподводом. Заменив щетки 12, устанавливают корпус нажимного элемента 2 на корпус 1 и жестко закрепляют их между собой.

Предлагаемый щеткодержатель имеет повышенную надежность контакта разрезной щетки с коллектором электрической машины. Это обеспечивается тем, что регулировка нажатия на щетку создается поджатием одного элемента — пружины 7.,Далее давление через жидкость равномерно распределяется по всем окнам щеткодержателя. Это упрощает регулировку щеткодержателя и обеспечивает установку постоянного давления одновременно на все щетки по всем окнам щеткодержателя, что повышает надежность, контакта щетки с коллектором электрической машины на 25-35Ъ по сравнению с применяемыми щеткодержателями на тяговых электрических машинах НБ-418К6.