Коллектор электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью является повышение надежности, ресурса и технологичности коллектора. Коллектор содержит набор коллекторных пластин, каждая из которых выполнена трапецеидального профиля и состоит из верхней контактной 1 и нижней 2 частей, сочлененных между собой в их средней части подвижным соединением в виде крючков 3, 4, направленных навстречу друг другу с плоскими опорами, которые образуют механическое зацепление. Зацепляющие части крючков в каждой соседней пластине направлены в противоположные стороны. Остальные поверхности 6 соединения могут быть выполнены произвольной конфигурации со свободными допусками. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СО10З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) {51)5 Н 01 R 39/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Эви4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ.

Il0 изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 3960897/24-07 (22) 05.08.85 (46) 07.01.90. Бюл. Ф I (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики и Производственное электромашиностроительное объединение "Динамо" (72) Г.Н.Фридман, О,П.Сидоров, В.В.Титов, В.П.Мариночкин, Т,И.фомичева, Л .С.Семенов, В.Б.Прибс, Н.С.Фомин и А.Г. Тухтаров (53) 621.313.2.047.2 (088.8) (56) Заявка Франции У 2309998, кл . Н 01 R 43/06, 1977.

Патент Германии В 301410, кл. 21 Л 59, 1931.

2 (54 ) КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИАШИПЫ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью является повышение надежности, ресурса и технологичности коллектора, Коллектор содержит набор коллекторных пластин, каждая из которых выполнена трапецеидального профиля и состоит из верхней контактной 1 и нижней 2 частей, сочлененных между собой в их средней части подвижным соединением в виде крючков 3, 4, направленных навстречу друг другу с плоскими опорами, которые образуют механическое зацепление. Зацепляющие части крючков вкаждой соседней пластине направлены в противоположные стороны, Осгальные поверхности 6 соединения могут быть выполнены произвольной конфигурации со свободными допусками, 2 s,.ï.ф-лы, l

5 ил.

1534569

Изобретение относится к электротехнике,.а более точно к коллекторам, и может быть использовано в электрических машинах средней и большой

5 мощности.

Цель изобретения — повышение надеж, ности, ресурса и технологичности коллектора, На фиг ° 1 г оказана часть коллекто- 1ð ра с зацеплением частей пластин во взаимно противоположных направлениях; на фиг. 2 — верхняя, контактная часть пластины; на фиг, 3 — нижняя, несущая часть пластины в сборе; на фиг.4 две соседние пластины коллектора; на фиг. 5 — коллекторные пластины в сборе с коллекторными втулками. .Коллектор электрических машин сос— тоит из набора коллекторных пластин, 2р каждая из которых выполняется трапецеидального профиля и состоит из верх— ней контактной части 1 и нижней части 2„ сочлененных между собою в их средней части подвижными соединением 25 в виде крючков 3 и 4, направленных навстречу друг другу с плоскими опорами 5, образующими по их поверхности механическое зацепление, плоскость которого ориентирована перпендикуляр- 3р но (тангенциально) относительно ради уса коллектора, а зацепляющие части крючков в каждой средней пластине направлены в противоположные стороны, Остальные поверхности 6 предлагаемого соединения могут быть выполнены произвольной конфигурации со свободными

Металлические части составной пластины могут изготавливаться независимо друг от друга методами порошковой металлургии из металлокерамики или путем проката на существующих прокатных станах для черных и цветных металлов, что весьма технологично, При износе контактные части плас-;; тин легко заменяются па новые без раздопусками.

При сборке коллектора нижние, несущие части пластины своими "ласточкины-4р ми хвостами" 7 закрепляются в коллекторных конусных втулках 8 и при опрессовке коллектора, под воздействием. возникающих между их боковыми сторонами сил арочного распора, располагаются по минимально возможному диаметру, образуя нижнюю арку коллектора, Верхние контактные части пластин при опрессовке коллектора, в результате возникающих в плоскостях крючкообразных соединений частей пластин .центростремительных сил, стремятся расположиться также по минимально возможному диаметру, и под воздействием сил арочного распора, действующих между их боковыми поверхнбстями, образуют верхнюю контактнуо арку коллектора, Таким образом, предлагаемый KQJITifpK тор в отличие от известной арочной конструкции, благодаря наличию тангенциального соединения 5 составных коллекторных пластин, представляет иэ себя двухарочную конструкцию.

Контактная часть 1 пластины вместо графита может быть выполнена из металлокерамических композиций,.меди, алюминия, из сплавов или из чугуна, износоустойчивость которого примерно в 5 раэ выше меди.

Несущая часть 2 длЯ обеспечениЯ монолитности всей конструкции коллектора изготавливается из материала, однородного с материалом коллекторных втулок 8. С целью облегчения всей конструкции коллектора они могут быть изготовлены из титана или его сплавов, что уменьшает общий вес всей конструкции примерно вдвое.

Как показано на фиг, 4, направление зацепления тангенциального соединения контактной части с несущей в каждой соседней пластине ориентировано,взаимно противоположно.

В результате возникающие при вращении коллектора под воздействием центробежных сил г, моменты М и М L в контактных частях 1 направлены в противоположные стороны и взаимно уравновешиваются, Это существенное отлиие полностью исключает возможностЬ нарушения в динамике контактного профиля коллектора и позволяет заметно уменьшить высоту соединения между несущей и контактной частями пластин, что„сокращая общую высоту пластин„ дополнительно уменьшает расход меди на изготовление коллекторных ппастин.

Как показывают подобные расчеты, стабильность рельефа контактной поверхности коллектора при предложенном двустороннем расположении коллекторных пластин, в сравнении с известным рядным их расположением, при прочих равных условиях в 8 раз выше. !

15 34569 борки коллектора с сохранением всех остальных его деталей.

Существенное преимущество тангенциального соединения пластин коллектора состоит в том, что оно допуска5 ет изготовление деталей коллектора с меньшей точностью, что облегчает производство. Так если в известном конусном арочном или клиновом соединениях малейшие нарушения в размерах приводят к радиальным перемещениям контактных частей пластин с нарушением рельефа контактной поверхности коллектора, то при тангенциальном расположении поверхностей зацепления контактной и несущей частей пластин их относительные перемещения могут происходить лишь в тангенциальном направлении без нарушения контактного профи- 20 ля коллектора.

При нагревании верхняя и нижняя части составных коллекторных пластин, изготовленных из разнородных материалов, изменяют свои размеры по раз- 25 ному, но в предложенной конструкции с подвижным тангенциальным соединением, в отличие от клинового, это не вызывает коробления, так как разность в изменении линейных размеров g0 компенсируется за счет плавного скольжения контактной части пластии в акскальном направлении по плоскости зацепления между контактной и несущей частями пластин, что не нарушает контактного профиля коллектора.

Это ценное свойство тангенциального соединения позволяет изготавливать коллектор с составньии nJIBcTiiHBMH .практически любой длины. 40

Предлагаемый коллектор прост и технологичен в изготовлении, так как формирование контактного профиля легко достигается путем проведения пред- 45 варительной динамической формовки с неполной затяжкой стяжных болтов втулки коллектора. В результате вращения коллектора контактные части пластин автоматически устанавливаются по наибольшему возможному диаметру, после, чего производится окончательная затяжка стяжных балтов втулки коллектора, Для обеспечения необходимой прочности и стабильности предлагаемои конструкции коллектора контактная часть пластины изготавливается по плюсовым допускам, а несущая часть — по минусовым допускам, Одним из современных направлений повышения коммутирующей способности скользящего контакта коллекторных машин является,,в частности, применение бесполитурных контактных пар, обладающих вольт-амперными характеристиками, приближакщимися к прямолинейным. Такими, как известно, являются графитовые коллекторы, удельное сопротивление которых существенно выше меди.

Чугун, в частности, имеет в своем составе графит в свободном состоянии и может рассматриваться как дальнейшее развитие идей графитовых коллекторов, сочетающих в себе высокую прочность, износоустойчивость и низкий коэффициент трения, Серый чугун нашел, например, широкое применение для изготовления контактных колец асинхронных двигателей.

Проведенные испытания показали, что серый чугун в паре с различными марками щеток обеспечивает снижение не менее чем Hà 25Х коэффициента трения в сравнежш с медью. формула изобретения ! . Коллектор электрической машины, содержащий пластины, состоящие из контактной и несущей частей, выполненных в местах сочленейия между собой в виде крючков, и закрепленные в металлических коллекторных втулках или пластмассовом корпусе, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, ресурса и технологичности, контактная и несущая части пластины в местах их сочленения соединены с возможностью тангенциального перемещения относительно друг друга, а сопрягающиеся поверхности имеют плоскости, расположенные перцендикулярно радиусу коллектора, направление зацепления контактной и несущей частей в двух соседних пластинах ориентировано взаимно противоположно.

2. Коллектор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью облегчения конструкции, коллекторные втулки и несущие части коллектарных пластин выполнены из титана или его сплавов.

3. Коллектор по п.1 о т л и ч а— ю шийся тем, что контактная часть пластины выполнена из серого чугуна.

1534569

1534569

Редактор В,Данко

Корректор С.Шекмар

Заказ 47 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Аксаал нжра

Составитель В,Чернова

Техред N.Õoäàíè÷