Датчик для измерения давления щетки на коллектор электрической машины

 

1. ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий корпус, устанавливаемый между щеткой и пружиной вокне щеткодержателя, имеющий заплечики, на которые опирается измерительный брус, снабженный первичными преобразователями, образую ТГ Фи8.1 щими электрический полумост с выводами для подключения к измерительной аппаратуре, отличаю щи йс я тем, что, с целью обеспечения универсальности датчика за счет упрощения конструкции и уменьшения массы и габаритов, измерительный брус выполнен в виде балки равных упругих сопротивлений, которая воспринимает усилие пружины по центру приложения силы через дополнительно введенный нажимной палец, который установлен в направляющих, ксцгорыми снабжен корпус. 2. Датчик по п. 1,отличаю ид и и с я г тем, что, нажимной палец со стороны пружины имеет кри- g волинейную опорную поверхность и выполнен из электроизоляционного материала , а со стороны бруса поверхность пальца выполнена в виде опоры по линии, которая перпендикулярна продольной оси бруса.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

М59 Н 01 R 39 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPQHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

fI0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3492208/24-07 (22) 16.09.82 (463 15.02.84. Вюл. В 6 (72) Т.В.Анисимова, О.Ф.Дубовик и Л.A.Èîñêàëåâ (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский,проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (53) 621.3.047 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 828280, кл. Н 01 R 39/58, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3335602/24-07, кл. Н 01 R 39/58, 1981 (прототип). (54)(57) 1. ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ ЩЕТКИ HA КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТ—

РИЧЕСКОИ NMIIHHbI, содержащий корпус, устанавливаемый между щеткой и пружиной в окне щеткодержателя, имеющий заплечики, на которые опирается измерительный брус, снабженный первичными преобразователями, образую- ф

„„SU„„1073834 A щими электрический полумост с выводами для подключения к измерительной аппаратуре, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения универсальности датчика за счет упрощения конструкции и уменьшения массы и габаритов, измерительный брус выполнен в виде балки равных упруги х сопроти вле.ний, которая воспринимает усилие пружины по центру приложения силы через дополнительно введенный нажимной палец который установлен в направляющих, ксхторыми снабжен корпус.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, нажимной палец со стороны пружины имеет криволинейную опорную поверхность и выполнен Н3 злектроизоляционного материала, а со стороны бруса поверхность пальца выполнена в виде опоры по линии, которая перпендикулярна продольной оси бруса.

1073834

40

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для измерения давления щеток на коллектор электрической машины в условиях эксплуатации, исследований и при ремонте.

Известен датчик для измерения давления щетки на коллектор электрической машины, co åðæàùèé упругий чувствительный элемент с обглотками, расположенными в корпусе, установленный между разрезной щеткой и пружиной в окне щеткодержателя, и измерительный мост . Подвижные части щетки соединены с неподвижной частью с помощью шпилек, снабженных .регулировочными пружинами (13.

Устройство сложно по конструкции, содержит тороиды, изготовленные из ферритов, по своей структуре хрупких и не обеспечивающих работу при ударных нагрузках, специальные щетки, включающие подвижные и непод.вижные части, скрепленные между собой шпильками, механизм передачи усилий от пружины к щетке и противоударное устройство. Применение тороидов из ферритов в качестве чувствительных элементов первичных преобразователей не обеспечи— вает линейности силоизмерительного датчика, что приводит к значительной погрешности измерений. Корпус силоизмерительного датчика выступает за габариты щеткодержателя, что не позволяет использовать его на собранном электродвигателе. Значительные инерционные массы датчика, снабженного сложным устройством для передачи усилия.от пружины щеткодержателя, значительно искажают фактическое давление цетки на коллектор. Устройство имеет ограниченные функциональные возможности и может применяться только при проверке щеткодержателей на испытательном стенде.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик измерения давления щеток на коллектор электрической машины, содержащий корпус, устанавливаемый между щеткой и пружиной в окне шеткодержателя, имеющий заплечики, на которые опирается измерительный брус, снабженный первичными преобразователями, образующими электрический полумост и выводы для подключения к измерительной аппаратуре, на измерительном брусе установлена посредством двух опор траверса, взаимодействующая с нажимной пружиной

Однако известное решение не обеспечивает универсальности датчика в связи с его сложностью (содержггт нажимную траверсу, воспринимающую усилие пружины через опорный прилив по центру приложения силы, и две опоры, передающие усилие на измерительный брус, траверса имеет определенную жесткость и увеличивает массу и размеры датчика по высоте) .

Цель изобретения — обеспечение универсальности датчика за счет упрощения конструкции и уменьшения массы.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике для измерения давления щетки на коллектор электрической машины, содержащем корпус, устанавливаемый между щеткой и пружиной в окне щеткодержателя, имеющий заплечики, на которые опирается измерительный брус, снабженный первичными преобразователями, образующими электрический полумост. с выводами для подключения к измерительной аппаратуре, измерительный брус выполнен в виде балки равных упругих сопротивлений, которая воспринимает усилие пружины по центру приложения силы через дополнительно введенный нажимной палец, который установлен в направляющих, которыми снабжен корпус.

Нажимной палец со стороны пружины имеет криволинейную опорную поверхность и выполнен из электроизоляционного материала, à со стороны бруса поверхность пальца выполнена в виде опоры по линии, которая перпендикулярна продольной оси бруса. На фиг. 1 представлен датчик, вертикальный разрез; на фиг. 2. разрез А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 эпюры моментов (i., ) и эпюра упругих сопротивлений lf 1 измерительного бруса.

Датчик для измерения давления щетки на коллектор электрической машины содержит корпус 1, устанавливаемый между щеткой 2 и пружиной 3 в окне щеткодержателя 4.

Корпус 1 имеет заплечики 5, на которые опирается измерительный брус

6. Измерительный брус выполнен в виде балки равных упругих сопротивлений, которая воспринимает усилие пружины 3 по центру приложения силы через нажимной палец 7, установленный в направляющих 8, которыми снабжен корпус 1. Измерительный брус 6 снабжен первичными преобразователями

9, например тензорезисторами, образующими электрический полумост (не показано)с выводами для подключения к измерительной аппаратуре.

Нажимной палец 7 со стороны пружины 3 имеет криволинейную опорную поверхность, например, выпуклостью вверх или вовнутрь и выполнен из электроизоляционного материала (для обеспечения защиты преобразователей

9 от напряжения, подаваемого на щеткодержатель 4 электрической машины ).

1073834

7 б рие. Р

Составитель М.Кузнецова

Редактор О.Колесникова Техред О.Неце Корректор Ю.Макаренко

Заказ 356/51 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Со стороны бруса 6 поверхность пальца 7 выполнена в виде опоры по линии, которая перпендикулярна к продольной оси бруса. Эта поверхность пальца может быть образована например, двумя гранями призмы .или криволинейной поверхностью полуцилиндра. При этом в этой части палец

7 .может быть вынолнен из износостойкого материала, например. в виде металлической вставки, запрессованной в тело пальца из пресс-массы ,(для уменьшения износа и трения при контакте опоры с измерительным брусом ).

Датчик работает следующим образом.

В окно щеткодержателя 4, установленного на электрической машине или испытательном стенде, устанавливается щетка 2 и на нее корпус 1 датчика, оттарированного известным способом. Если размер корпуса 1 датчика меньше размера окна щеткодержателя 4, то датчик центрируется по отношению стенок окна и точки приложения усилия пружины 3 на нажимной палец 7 регулировочными винтами (не показаны ), после чего на пален 7 опускается пружина 3 щеткодержателя. Выводы щетки 2 и первичный преобразователь 9 располагаются в окне щеткодержателя

4 и подсоединяются от щетки 2 к щеткодержателю 4, QT преобразователей

9 к измерительному электрическому мосту с прибором, подключенному в его диагональ. Давление P от пружины 3 щеткодержателем 4 через нажимной палец 7 передается на измери.тельный брус а через его опоры (заплечики)5 в корпусе 1 на рабочую щетку 2. Преобразователи 9, установленные на брусе 6, испытывают вместе с брусом изгибную дефор 0;мацию (фиг. 3), меняют свое омическое сопротивление и вызывают разбаланс моста, прибор фиксирует статические, а на работающей машине и динамические нагрузки щетки

15 на коллектор.

Устройство универсально,т.е. обладает расширенными потенциальными возможностями, позволяющими ис20 пользовать его на различных типоразмерах щеткодержателей электрических машин. Устройство по сравнению с прототипом имеет более простую конструкцию и меньше массу †исклю25 чена нажимная, траверса, большую точность измерений статических и динамических нагрузок щетки на коллектор (погрешность не более 2-4%)также за счет исключения нажимной

30. траверсы, т.е. уменьшения пар трения в опорах, большую надежность в работе в условиях вибраций, ударных нагрузок и сильных магнитных полей.