Устройство токосъема для электрической машины
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в коллекторных электрических машинах повьппенной могоности, в частности в тяговых электродвигателях подвижного состава железных дорог. Целью изобретения является повьшгение плотности снимаемой токовой нагрузки, искробезопасности и долговечности коллекторных машин. Токосъемный элемент выполнен разрезным в продольном направлении, а в разрез его помещен смазочный материал с электропровод- HbtM наполнителем в количестве 2-15% от объема, размер частиц наполнителя составляет 0,1-0,6 наибольшей высоты неровностей профиля рабочей поверхности коллектора. 2 ил., 2 табл.
CVqa СОВЕТСНИХ
СО1 1ИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4025318/24-07 (22) 24.02.86 (46) 15.06.88. Бюл. Ф 22 (7!) Институт механики металлополимерных систем AH БССР и Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) !0.А.Евдокимов, Н. К.HblBIKHH
В.Г.Коэубенко и В.М.Коротков (53) 621 ° 3 047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1233232, кл. Н 01 R 39/40, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ТОКОСЪЕИА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в у Н 01 R 39/56 39/40 коллекторных электрических машинах повышенной мошности, в частности в тяговых электродвигателях подвижного состава железных дорог ° Целью изобретения является повышение плотности снимаемой токовой нагрузки, искробезопасности и долговечности
/ коллекторных машин. Токосъемный элемент выполнен разрезным в продольном направлении, а в разрез его помещен смазочный материал с электропроводным наполнителеи в количестве 2- 153 от объема, размер частиц наполнителя составляет 0,1-0,6 наибольшей высоты неровностей профиля рабочей по- верхности коллектора. 2 ил., 2 табл.
С2
1 03 50
Изобретение относится к электротехнике н части.создания устройств токосъема длл электрической машины и может быть использовано н электрических машинах павьппенной мощности н различных областях народного хо эяйстна.
Целью изобретения является повышение надежности токосъема за счет уменьшения искрообразования и износа.
На фиг. 1 показано устройство токосъема, общий вид на фиг. 2 — узел
1 на фиг. 1.
Устройство токосъема содержит ! контактирующую с коллектором 1 разрезанную в продольном направлении щетку 2, установленную в брикете 3.
Щетку к коллектору поджимает нагружающее устройство 4. Иежду щеткой и коллектором, а также в разрезе щетки
2 размещен смазочный материал 5, который заполняет пространство между неровностями 6 профиля шероховатости рабочей поверхности коллектора. В смазочный материал введен электроправадньй порошковый наполнитель 7 в количестве 2-157. от объема смазочного материала с наибольшим размером частиц Й О, 1*-0 6 or наибольшей высоты R.,„„ t-.epoâHîñòeé 6 профиля шероховатости рабочей поверхности коллектора 1.
Устройство токосъема работает следукпцим образом.
При приложении разрезной щетки 2 к коллектору 1 и приведении ро врашение последнего смазка 5 попадает н зону трения, Частицы электрапро"" водного наполнителя 7 попадают и контактный зазор вслед".тние малости своего размера и за счет высокого содержания в объеме образуют мостики дополнительной проводимости от коллектора к щетке. Это дает возможность, создав стабильный контакт с низким нереходньм сопротивлением, повысить плотность тока в контакте, избежать фриттинга коллекторной пленки, снизить искрообразование и избежать электрической эрозии„ и как следствие, повысить надежность токосъема, Выбор величин объемной концентрации и размера частиц напалнителя 7 обусловлен следующим. Нижний предел концентрации частиц (27. объема смазки) соответствует пороговому значению, ниже которого отдельные частицы не образуют сквозных каналов пронодимости н объеме смазки за счет соприкосновении н образования непрерывных цепочек из частиц. Верхний предел концентрации частиц (15X объема смазки) соответствует критическому значению, выше которого частицы электропронодного наполннтелл, попадая н межламельное пространстно токонесущего элемента коллектора, выsblBBI0T КороТКор замыкание, Кроме того, наполнение смазочного материала частицами свьппе 15Х
его объема принодит к ухудшению смазываюцих свойств из-эа загущения смазочного материала.
Размер частиц обусловлен необходимостью обеспечить их свободное по2!) падание н зону контакта вместе со смазкои, так как материал коллектора 1 более твердый, чем материал щетки 2, его шероховатость определяет шероховатость сопряженных поверхностей и размер зазора между ними.
При обеспечении максимального размера частиц менее 0,6 наибольшей нысоты выступов профиля шероховатости коллектора (В.„, ) они будут свободно проходить в контактный зазор ° Введение частиц размером менее О,! К„ „, ухудшает проводимость цепи, так как снижается вероятность образования проводящих мостиков и возрастает общее сопротивление мостиков, определяемое числом контактов между отдельными частицами в них.
Применение разрезной щетки 2, в разрез которой помещен смазочный материал 5, содержащий электропронодный наполнитель 7, позволяет без дополнительных устройств, таких как устройство для нагнетания сма" êè н .зону трения, осуществлять подачу смазочной композиции иа говерхность контакта, причем смазка подается по мере износа щетки. При этом частицы износа щетки в составе с консистентной смазкой не уносятся из зоны контакта, обеспечивая формирование мягких weкок, предотвращающих задир и реализующих положительный градиент механических свойств, обеспечивал тем самым высокую износостойкость и малый коэффициент трения, Введение в зону трения консистентной смазки, сонержащей электропроводньй наполнитель н количе.стне 2-157. от объема смазки, образуer HB поверхности т»елhR скноз 403150
Таблица
Вид электропроводного наполнителя
Концентрации частиц, Х объема смазки
Размер частиц наполнителя, мкм (в скобках отношение к шероховатости коллектора) Вариант смазки
1 при обработке коллектора по
«. 9 К...=
2,4 мкм
Графит Медь при обработке коллектора по кл 8
20(4,2)
0,3(0,06) 1,0
7,0
50(10,6) 2,0
0,5(0,1)
0,5(0,1) ><<,«кана»ы пр<»«<о< «>rти «<>бъ< и<
rм» i ки 3: < (: « т < Оп пик <<с нопения и о<>разования неп1>ерь<ннь<х провоиящ<<х ><г— почек иэ частиц, что обеспечивает .> воэможность реэкoгo повышения пропускаемой через контакт плотности тока.
Электропроводящая пленка, образовавшаяся на рабочих поверхностях, одновременно плакирует неровности, что способствует повышению износостойкости и снижению контактного напряжения между поверхностями трения.
Испытания токосъема по описанному устройству в сравнении с известными 15 проводились на тяговых двигателях
НБ-418К6.
Для испытаний использовались серийные .коллекторы, изготовленные из ме- 20 ди М1 (М1Т, шероховатость по кл. 8, 9, R 2,4-4,7 мкм) и щетки марки ЭГ-74. В качестве смазки исполь эовали ЦИАТИМ-201 с электропроводным наполнителем различной концентрации. 25
В процессе испытаний определяли коэффициент трения, переходное сопротивление контакта (при напряжении в зажимах цепи 4 В). Испытания проводиI лись для различных вариантов элект- Зп ропроводного наполнителя смазки (табл. 1).
1 E < villi < : < > < <« <>л<т<>н«« «(>i и< <,> << !< >1» в таб <. 2.
Из данн< >х «г
Формула изобретения
Устройство токосъема для электрической машинь>, содержащее разрезанную в продольном направлении щетку, контактирующую с коллектором, имеющим шероховатость на рабочей поверхности, при этом между щеткой и коп! лектором, а также в разрезе щетки размещен смазочный материал, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности токосъема sa счет уменьшения искрообразования и износа, в смазочный материал введен электропроводный порошковый наполнитель в количестве 2-157 от объема смазочного материала с наибольшим размером частиц О, 1-0,6 от наибольшей высоты неровностей профиля шероховатости рабочей поверхности коллектора.
20(4,8)
0,3(0,1)
50(21, 2)
О,S(0,2)
1,5(0,6) ицеитрации стиц, Х ъема смазки
<»»» .1
; 7 (o)! тимуи) : 8
10 го
Вариант
2Т3
Иоз4фицнент трешм
%онтехтное соороФие йе н йе ° 9)м
2 2,5 2 ° Ъ
Ис м ремне бахал
Коэффициент трахни
Контехтное сопротмвненне, oel ерхмостя по
4 р ф <««» <<<<<ц<
2Ф4 нхм) Исхренне, оано
9,Ú терим3 аоииех» а юмам И! рохове тоста ерхеостн по
Э, )5„е„ ,7 Мси) ерюи хохлова меде и! еероховвтоств мер с!астиц иааолиитела, (в скобкак отиоюевие ерожоеатости коллекторе) при обработке коллектора Во elell,o
2 т 4 ИКР!
395(0,3) 0,5(0,2)
1,5(О,З) 0,5(0,2) + . 0,5(0,1) 5(2,32) Ое22 Ов22 !)ю2 О«5а Ое9а !)е98 Ее!а
ЗО 62 92 48 )9 !2 l6
9,s о,ь о,5в о,9в о,9е !),и
ЬЬ З2 О 92
9),92 O,9I
94 92 е,ю
Ее!а Ев99
Тираж 632
Подписное
В1!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Пр изн«дстяенн«-и< лиграфичегкое предприятие, г. Ужгnp«л, ул, Пр«.ктпая, Редактор М.Келемеш
Заказ 2870/45
Составитель М.Кузнецова
Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай
