Токосъемное устройство

 

ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, со-г держащее контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элементов снабжен подключенныг к системе пневмруправления механизмом перемещения в виде корпу са-цилиндра с поршнем, жестко связанН№4 со штоком, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения износа контактных элементов путем ofiecпечения возможности их размыкания при нерабочем режиме, снижения момента сопротивления вращению ротора и улучшения ремонтопригодности, механизм перемещения дополнительно снабжен пружинами возврата и контактного давления и обоймой, на внутренней поверхности корпуса-цилиндра выполнен опорный выступ, на который одним концом опирается пружина возврата, которая другим концом опирается на поршень, пружина контактного давления связана с указанным штоком, который заходит в полость обоймы с возможностью сцепления с ней, причем сама обойла жест ко связана со статорным контактным элементом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В Н 01 В 39/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ы

» aB TOPCNOMV CÈÈ@ Þ1 ÑÒ»»

»,. „

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3 569 464/24-.07 (22) 28.03.83 (46) 23»12.34. Вюл. 11 47 (72) Л.П.Григорьев, Г.С.Марков, В.К.Стручков и Б.Д.Фалеев (53) 621. 3. 047 (088. 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Ф 773803, кл. Н 01 R 39/64, 1979..

2.Авторское свидетельство СССР

9 226002, кл. Н 01 R 39/64, 1965.

З.Авторское свидетельство СССР

9 989636, кл. Н 01 R 39/64 1981 (прототип) . (54)(57) TOKOCÚÅÈÍÎÅ УСТРОЙСТВО, со-. держащее контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элементов снабжен подключенным к системе пневмоуправления механизмом перемещения в виде корпуса-цилиндра с поршнем, жестко связанÄÄSUÄÄ 1130927 А ным со штоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения износа контактных элементов путем обеспечения воэможности их размыкания при нерабочем режиме, снижения момента сопротивления вращению ротора и улучшения ремонтопригодности,.механизм перемещения дополнительно снабжен пружинами возврата и контактного дав.ления и обоймой, на внутренней поверхности корпуса-цилиндра выполнен опорный выступ, на который одним концом опирается пружина возврата, которая другим концом опирается на поршень, пружина контактного давления связана с указанным штоком, который заходит в полость обоймы с возможностью сцеп-ф ления с ней, причем сама обойма жест ко связана со статорнык контактным, элементом.

1130927

Изобретение относится к электротехнике, в частности к созданию токосъемных устройств, и может быть использовано при испытании приборов, находящихся на вращающемся основании, для осуществления электрической связи между испытуемым прибором и неподвижным объектом, нагример в прецизионных испытательных центрифугах.

Известно токосъемное устройство, содержащее контактные элементы, 10 размещенные на роторе и статоре, и систему управления контактами, выполненную в виде источника сжатого газа, газопроводов и регулируемого клапана с приводом 13. 15

Недостатками устройства являются относительно невысокая надежность работы, значительные габариты и вес подвижных частей, обусловленные сложностью конструкции из-за большого О количества кинематических.связей, а также невозможностью размыкания контактов в нерабочем режиме.

Известно также токосъемное устройство, содержащее контактные элементы на статоре и роторе, статорные контакты снабжены механизмом перемещения в виде эластичной диафрагмы, зажатой между корпусом и крышкой и образующей с последней замкну- тую камеру, заполняемую воздухом, и обеспечивающую равномерное поджатие одновременно всех электрощетск статора к контактным кольцам ротора 521.

Недостатками устройства являются относительно невысокая надежность и З5 неудобство эксплуатации,,-.обусловленные сложностью конструкции и отсутствием воэможности раздельного отвода электрощеток, а также невозможностью замены электрощеток и контроля их из-4О носа без полной разборки всего уст.ройства.

Наиболее близким к изобретению является токосъемное устройство, содержащее контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных

Г элементов .снабжен подключенным к системе пневмоуправления мехнизмом перемещения в виде корпуса-цилиндра с поршнем, жестко связанным со штоком, статорные контактные элементы выполнены в виде гаэовакуумных шагающих башмаков, движения которых согласуются газовакуумным распределителем системы лневмоуправления, содержащим управляющий клапан и эжектор 3 ; . Недостатком известного устройства является повышенный износ контактных элементов за счет отсутствия воэможности их размыкания при нерабочем режиме, так как в устройстве 60 контактные элементы статора и соответствующие управляющие клапаны рабоТают только в группе в автоматическом режиме, зависящем от частоты вращения ротора,. и по отдельности уп-5 равляться (размыкаться) не могут, при этом в устройстве имеет место значительный момент сопротивления вращению ротора, что также ведет к повышенно.— му износу контактных элементов. Кроме того, отсутствие воэможности раздельного размыкания контактных элементов при нерабочем режиме усложчяет также условия ремонта устройства и контроль за его исправностью.

Цель изобретения — уменьшение износа контактных элементов путем обеспечения возможности их размыкания при нерабочем режиме и снижения момента сопротивления ротора, а также улучшение ремонтопригодности.

Поставленная цель достигается тем, что в токосъемном устройстве, содержащем контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элементов снабжен подключенным к системе пневмоуправления механизмом перемещения в виде корпуса-цилиндра с поршнем, жестко связанным со штоком,механизм перемещения .дополнительно снабжен пружинами возврата и контактного давления и обоймой, на внутренней поверхности корпуса-цилиндра выполнен опорный выступ, на который одним концом опирается пружина возврата, которая другим концом опирается на поршень, пружина контактного давления связана с указанным штоком> который заходит в полость обоймы с возможностью сцепления с ней, причем сама обойма жестко связана со статорным контактным элементом.

На чертеже показана конструктивная схема токосъемного устройства.

Токосъемное устройство содержит на статоре контактные элементы 1 и на роторе контактные элементы 2. Каждый из статорных контактных элементов 1 выполнен в виде корпуса-цилиндра 3 с поршнем 4, жестко связанным со штоком

5. Механизм перемещения содержит также пружину б возврата, пружину 7 контактного давления иобойму 8.На внутренней поверхности корпуса-цилиндра 3 выполнен опорный выступ 9, на который одним концом опирается пружина б возврата, которая другим концом опирается на поршень 4. Пружина 7 контактного давления связана со штоком

5, который заходит в полость обоймы 8 с воэможностью сцепления с ней, причем сама обойма 8 жестко связана со статорным контактным элементом 1. Каждый механизм перемещения подключен к системе пневмоуправления через соответствующий пневмоэлектроклапан 10, который с помощью газопровода 11 через регулируемый клапан 12 с приводом подключен к источнику 13 сжатого гаэа. Пневмоэлектроклапаны 10 и регулируемый клапан 12 с приводом электрически соединены с пультом операто1130927 ра или блоком управления (не показаны) .

Кинематическая связь роторной и статорной частей устройства может быть осуществлена при помощи подшипников

14 осевой подвески и подшипников 15 радиальной установки, которые закрепляются на корпусе статорной части устройства при помощи эксцентриковых осей 16 вне оси вращения ротора, при этом три подшипника 14 осевой 10 подвески устанавливаются перпендикулярно оси ротора, а шесть подшипников 15 радиальной установки располагают по три параллельно оси ротора, каждые три подшипника относительно друг друга расположены через

120 (не показано).

На чертеже позицией 17 обозначен. вращающийся объект, позицией 18 неподвижный объект, 19 - электрические линии связи.

В качестве примера на чертеже показано: 1 — рабочий. режим контактных элементов 1 и 2 статора и ротора, и — нерабочий режим контактных элементов 1 и 2 статора и ротора..Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме .1, когда необходимо осуществить электрическую

30 связь между вращающимся 17 и неподвижным 18 объектами, сжатый газ от источника 13 сжатого газа через открытый по сигналу от пульта оператора "(или "* блока управления) регулируемый .жлайай35

12 и соответствующий пневмозлвкэро-" клапан 10 поступает в механизм неремещения и создает давление, под воздействием которого поршень 4 перемещается до упора в корпусе-цилиндре 3, 4g сжимая пружину 6 возврата и перемещая шток 5. В результате чего статорный контактный элемент 1 при помощи штока

5 и пружины контактного давления 7 перемещается вместе с обоймой 8 и прижимается к роторному контактному элементу 2 контактному кольцу, образуя электрическую связь между вращающимся. 17 и неподвижным 18 объектами..

В нерабочем режиме и по сигналу от пульта оператора соответствующий пневмоэлектроклапан 10 перекрывает доступ сжатого газа и сбрасывает давление перед поршнем 4 в корпусе-ци- . линдре 3 механизма перемещения. При этом пружина б возврата перемещает поршень 4 в исходное положение, шток

5, жестко связанный с поршнем 4 одним концом, другим концом заходящим в полость обоймы 8, входит в зацепление с обоймой 8 и перемещает.ее 6() вместе с пружиной. 7 контактного давления и статориым контактным элементом 1, который отходит от роторного контактного элемента 2, образуя зазор. 65

Управление пневмоэлектроклапаном

10 и регулируемым клапаном 12 с при" водом может осуществляться дистанционно с пульта оператора или автоматически одновременно с началом вращения роторной части или одновременно с подачей электросигнала во время вращения роторной части.

Изобретение может найти цьирокое применение в устройствах, где требуется передача электрических сигналов без искажений с вращающегося объекта на неподвижный, например в прецизионных центробежных испытательных стендах. В этом случае роторная часТь устройства крепится к вращающемуся валу стенда,. а статорная часть устройства укрепляется на неподвижной балке или ферме, по которой могут быть проложены электрические цепи 19 и газопроводы 11.

Известно, что износ контактов и ухудшение их электрических параметров происходит не только вследствие трения подвижного контакта о нейодвижный в процессе вращения роторной части, но также и после прекращения враще-. ния, когда при замкнутых контактах происходит их охлаждение и тепловая цеформация. При повышенной температуре контактов происходит также их сваривание, спекание и т.д., что приводит к преждевременному их раз,рушению и изменению контактного сопротивления и, как следствие этого, к повыйЫнйЬму уровню помех, накладывающихся на информативный сигнал.

Предусмотренная,в,ус тройстве воэможность размыкать нтактную пару после окончания вращения позволяет существенно IIOBblcH срок службы контактов, надежность работы устройства и уменьшить искажения передаваемого сигнала, т.е. повысить точность передачи информации,,у„ также существенно улучшает речонтопригодность устройства. Это особенно важно для прецизионной ис-. пытательной аппаратуры, например ротационных платформ, имитирующих параметры движения. Эти устройства длительное время находятся в невращающемся состоянии (например, при установке, регулировке и калибровке испытуемых объектов, обработке результатов испытаний и их анализе), и для них размыкание контактнйх цепей на время остановки позволит существенно повысить их электрические характеристики.

Преимуществом предлагаемого устройства является также воэможность выборочного отключения незадействованных в процессе испытаний контактов. Как правило, количество койтактных .пар в испытательных ротацкояных стендах выбирается! 130927

ВНИИПИ Заказ 9619/38 Тираж 590 Подписное

Филиал ППП ."Патент", г. Ужгород„ ул.Проектная, 4 с запасом, и часть контактных дорожек не используется при некоторых видах испытаний, Отключение этих контактов также повышает срок службы токосъемника и снижает нагрузку на привод ротора центрифуги.

Подвеска и установка роторной части токосъемника в статорной на подшипниках, расположенных вне оси ротора и закрепленных на статор ной части посредством эксцентриковых осей, при наличии центрального отверстия, по ко:орому может проходить оптический луч, например, от автоколлиматора или лазерного интерферометра для контроля угло5 вого и линейного положения вращающегося объекта, позволяет снизить вес роторной части и повысить точность ее вращения при сравнительно невысокой точности изготовления

JQ входящих деталей.