Щеткодержатель электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, снабженных коллекторами, имеющими подвижные пружинящие ламели. Целью изобретения является повышение надежности контактирования за счет стабилизации положения щетки в динамике устройства. Щеткодержатель содержит корпус 1, в котором помещены щетка 2, нажимная пружина 3, воздействующая на нерабочую поверхность щетки через промежуточное пружинящее устройство, включающее опорную пластину 4, пружины 5 сжатия и нажимной элемент 6, а также по крайней мере один фиксирующий элемент 7. При этом нажимной элемент 6 одним торцом контактирует с щеткой 2. На нажимной элемент 6 насажен фиксирующий элемент 7, с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжатия, охватывающей нажимной элемент, другой конец которой и второй торец нажимного элемента опираются на одну поверхность опорной пластины 4, на противоположную поверхность которой опирается нажимная пружина 3. Фиксирующий элемент 7 прижат промежуточным пружинящим устройством к корпусу 1 щеткодержателя и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным поверхностям "A", при этом зона пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки 2. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 01 R 39/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

llPH ГКНТ СССР

1 (21) 4291864/24-07 (22) 03.08.87 (46) 07.01.90. Бюл. " (71) Томский политехнический инсти-. тут им, С.И.Кирова (72) С.И.Качин (53) 621.3.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1198620, кл. H Ol R 39/14, 1984.

Патент Германии Г 502061, кл, 21 d 67, 1930. (54) ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, снабженных

„„Я0„„1534577 А1

2 коллекторами, имеющими подвижные пружинящие ламели. Целью изобретения является повышение надежности контактирования за счет стабилизации положения щетки в динамике устройства. Ц еткодержатель содержит корпус 1, в котором помещены щетка 2, нажимная пружина 3, воздействующая на нерабочую поверхность щетки через промежуточное пружинящее устройство, включающее опорную пластину 4, пружины 5 сжатия и нажимной элемент 6, а также по крайней мере один фиксирующий элемент

7. При этом нажимной элемент 6 одним своим торцом контактирует с щеткой 2.

На нажимной элемент 6 насажен фиксирующий элемент 7, с торцовой поверх- Е

1534577 ностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжатия, охватывающей нажимной эле.Мент, другой конец которой и второй торец нажимного элемента опираются на одну поверхность опорной пластины 4, на противоположную поверхность которой опирается нажимная пружина 3.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, снабженных коллекторами, имеющими подвижные пружинящие ламели. 20

Целью изобретения является повы, шение надежности контактирования за счет стабилизации положения щетки в динамике устройства.

На Фиг.1. представлен щеткодержа- 25 тель, продольный раэрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - Фраг-. мент устройства (повернуто на 90 )

В зоне расположения наклонных поверхностей; на фиг.4 -. диаграмма усилий, 30 действующих на элементы устройства.

Щеткодержатель содержит корпус

i в котором помещены щетка 2, нажимная пружина 3, опорная пластина 4, пружина 5 сжатия, нажимной элемент 6, а также по кра"íâé мере один Фиксирующий элемент 7, При этом нажимной элемент 6 одним своим торцом контактирует со щеткой 2, на нажимной weмент 6 насажен фиксирующий элемент 7, 40 с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжатия, охватывающей нажимной элемент, второй конец которой и второй торец нажимного 45 элемента опирается на одну поверхность опорной пластины 4, на противоположную поверхность которой опирается нажимная пружина 3. Фиксирующий элемент 7 прижат пружиной 5 сжатия к корпусу 1 щеткодержателя и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным (с углом. наклона a() поверхностям а, при этом зона Ь пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки 2. Токопроводящий канатик 8 щетки 2 проходит через отверстия в нажимном элементе

6, опорной пластине 4, нажимной пруфиксирующий элемент 7 прижат промежу- точным пружинящим устройством к корпусу 1 щеткодержателя и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным поверхнос1 тям а, при этом зона пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки 2. 4 ил. жине 3 и соединяется с ограничительной шайбой 9, расположенной между нажимной пружиной 3 и шайбой 10 токоподвода 11, выходящего из щеткодержателя через отверстие в крышке 12.

Опорная пластина 4 выполнена из металла, а нажимной 6 и фиксирующий

7 элементы могут быть изготовлены из металла либо из пластмассы. Возможно также выполнение нажимного элемента 6 и опорной пластины 4 в виде одной детали °

В случае, если отверстие в корпусе 1 щеткодержателя имеет прямоугольную форму, нажимной элемент 6 и фиксирующие элементы 7 могут быть выполнены в виде призм, Число фиксирующих элементов 7 может быть равно 1, 2, 3, 4 и т.д, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сила, действующая на нажимной элемент 6 со стороны щетки 2 (Р, фиг.4) уравновешивается силой, действующей на нажимной элемент 6 со стороны нажимной пружины 3 (F.), а также продольными составляющими (Р „, Р < „ ) сил реакции со стороны фиксирующих элементов 7 (F p„ T p ) ф при этОм силы F p p и Р р „не превышают сил трения фйкР пр сирующих элементов 7 о корпус 1 щет" кодержателя, зависящих от величины коэффициента трения (К ) и поперечных сОставляющих (Р p Ilofl t Р р pan ) сил реакции со стороны Фиксирующих элементов 7 (F >, Г ), что обеспе12 чивает неподвижность последних в колодцее щет код ержа теля, а следова тел ьно, и нажимного элемента 6 со щеткой 2. Для этого угол () наклона. поверхностей контактирования нажимного элемента 6 и фиксирующих элементов 7 должен удовлетворять условию

15 а(+ arctg К„. (!)

Так, например, при К „ = 0,2, g -=-11 .

При выполнении данного условия разность F < — Г„, какой бы величиньг она не была,,компенсируется силами

Рр „и Г„„, что исключает пере„Пр

: мещейие нажимного элемента б и щетки

2 в сторону от дорожки скольжения при любых возмущающих усилиях со стороны вращающейся контактной поверхности.

В том случае, когда в результате изнашивания щетки 2 минимальная величина силы Г становится меньше силы

Р„, происходит смещение нажимного. элемента б со щеткой 2 в сторону дорожки скольжения до тех пор, пока сила Р,к не станет равной силе F„, При этом фиксирующие элементы 7 под действием пружины 5 сжатия следуют за нажимным элементом 6, поскольку силы трения указанных фиксирующих элементов 7 о корпус 1 щеткодержателя незначительны, так как силы реакции

Р, F> и их поперечные составляющие р2

Р р „„, Р „, в этом случае равны нулю.

В целях исключения заклинивания нажимного элемента б между фиксирующими элементами 7 при значительных усилиях Р (за счет сил трения, обусловленных силами: деформации корпуса 1 щеткодержателя, нажимного элемента 6 и фиксирующих элементов 7) целесообразно поверхности контактирования нажимного элемента 6 с фиксируюц>ими эле ментами 7 выполнять обладающими меньшими коэффициентами трения (путем выбора пар трения и соответствующей обработки поверхностей), чем поверхност контактирования фиксирующего элемента .7 с корпусом 1 щеткодержателя, а угол с(должен быть больше критической величины

3" 577

el> arctg К (2) где К - коэффициент трения нажимнотр го элемента 6 по фиксирующим элементам 7.

Так, при К = О, 1, d =- б .

Следовательно, при К, = 0,2, ! тр

Ктр = 0,1 обеспечивается полная работоспособность щеткодержателя при бо c< (<11о

Итак, выполнение поверхностей контактирования фиксирующих элементов с нажимным элементом наклоненными описанным образом приводит к тому, что возникает эффект "клина", 10

35 и40

45 при этом силы реакции, действующие со стороны фиксируюц>их элементов на нажимной элемент, имеют продольные составляющие, направленные в сторону дорожки скольжения и компенсирующие (совместно с усилием нажимного устройства) возмущающие силы, действующие со стороны вращающейся контактной поверхности на щетку и соответственно на нажимной элемент. Фиксирующие элементы, как было показано, при этом остаются неподвижными. Если в результате изнашивания щетки усилие действующее со стороны вращающейся контактной поверхности на щетку, становится меньше, чем усилие, действующее на нажимной элемент со стороны на>кимного устройства, то нажимной элемент перемещается в сторону дорожки свободно, поскольку оно совпадает с направлением "расклинивания" нажимного элемента, При этом фиксирующие элементы следуют за нажимным элементом под действием усилий про" межуточного пружинящего устройства.

При>натие Фиксирующих элементов промежуточным пружинящим устройством к корпусу щеткодержателя и нажимному элементу обеспечивает также контактирование указанных частей устройства при любом пространственном положении щеткодержателя, т.е. сохраняет пространственную работоспособность щеткодержателя, Таким образом, предложенный щеткодержатель обеспечивает свободное перемещение щетки в направлении к дорожке скольжения и демпфирует ее перемещение в обратном направлении, что повышает стабильность положения щетки в динамике устройства, исключая отрыв щетки от дорожки скольжения, обе" спечивая тем самым большую, чем в известном надежность контактирования.

Формула изобретения

Цеткодержатель электрической машины, содержащий корпус, в котором помещена щетка, нажимная пружина, опорная пластина, нажимной элемент, при этом нажимной элемент одним торцом контактирует со щеткой, на нажимной элемент насажен по крайней мере один фиксирующий элемент, с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины сжатия, охватывающей нажимной

153457)

I(/ 1

CPUT. 3

Составитель М.Кузнецова

Техред М.уоданич Корректор В, Гирняк

Редактор Г.Гербер

Заказ 48

Тираж 404

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 элемент, второй конец которой и второй торец нажимного элемента опираются на одну поверхность опорной пЛастины, на противоположную поверхность которой опирается нажимная пру. жина, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности кантактирования за счет стабилизации положения щетки в динамике устройства, фиксирующий элемент прижат пру. жиной сжатия к корпусу щеткодержателя и к нажимному элементу, причем поверхности фиксирующего и нажимного элементов, по которым они взаимодействуют друг с другом, выполнены наклонными, при этом зона пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки.