Узел токосъема электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах двойного вращения. Целью изобретения является повышение надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерционных перегрузок. Узел содержит щеткодержатель 1 с шарнирно закрепленным на нем оси 7 двуплечим рычагом 4 с пружиной 6, одно плечо которого прижимает щетку 2 к коллектору 3, а другое, свободное от щетки, содержит груз 5 и со стороны, противоположной щетке, составляет с плечом, прижимающим щетку, тупой угол. Угол γ и масса M<SB POS="POST">г</SB> груза определяются с помощью математической зависимости. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 01 R 39/40

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

1 (21) 4315246/24-07 (22) 09. 10.87 (46) 15.01.90. Бюл. У 2 (71) Псковский филиал Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина (72) В.Е. Егоров, И.В. Плохов и С.Т. Гоголев (53) 62 1,3.047(088.8) (563 Нэллии В.И. и др. Механика скользящего контакта.M.: Транспорт, 1966, с. 66, рис. 48.

Патент США Р 3590298, кл. Н 01 R 39/40, 1970 (прототип). (54) УЗЕЛ ТОКОСЪЕИА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

MAIIIHHbI

„„Я0„„15 6463 А1

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах двойного вращения. Целью изобретения является повышение надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерциальных перегрузок. Узел содержит щеткодержатель 1 с шарнирно закрепленным на нем на оси 7 двуплечим рычагом 4 с пружиной 6, одно плечо которого прижимает щетку 2 к коллектору 3, а другое, свободное от щетки, содержит груз 5 и со стороны, противоположной щетке, составляет с плечом, прижимающим щетку, тупой угол. Угол J и масса ш,. груза определяются с помощью Я математической зависимости. 1 ил.

1536463 плечего рычага 4, одно плечо которого прижимает щетку 2 к коллектору, а другое, не взаимодействующее со щеткой, дополнительно содержит груз 5. (Расположение рычага 4 и щетки 2, когда последняя изношена на длину бЬ, показано на чертеже пунктиром). Для прижима щетки к коллектору 3 предна10 значена спиральная пружина 6, размещенная на шарнирной оси 7 двуплечего рычага 4. Одним концом пружина 6 связана со щеткодержателем 1, а другим— с рычагом 4. Между плечами рычага 4 со стороны, противоположной щетке 2, образован тупой угол, величина / которого и масса m груза определены зависимостями

+ — -} (1 — — ) (1 — — ) — — ), (1) hh hh Г21 Ь2 Ь 2В+Ь ЬЬ )

tin (arctg() +() R+h

lg (2) где К

Ah радиус коллектора 3 начальная высота щетки 2; смещение нерабочего торца 30 щетки 2 при ее износе относительно начальной высоты щетки, начальная масса щетки 2; расстояние от оси 7 рычага 35

4 до центра масс груза 5; расстояние от оси 7 рычага

4 до продольной осн щетки 2. ш

На чертеже обозначено юЬ вЂ” угол 0 между плечом с грузом 5 и прямой, соединяющей ось 7 с цен гром О вращения узла.

Узел работает следующим образом.

В процессе работы электрической машины двойного вращения, как при неизношенной щетке 2, так и при изношенной, коллектор 3 и щеткодержатель 1 со щеткой 2 и закрепленным на нем рычагом 4 встречно вращаются вокруг общей оси О со скоростями, соответственно, Я„ и Q>, На неизношенную щетку 2 действует центробежная сила Fgo> которая, передаваясь на рычаг 4, создает относиФ

55 тельно его оси 7 момент М . При этом на груз 5 действует центробежная сила F которая создает относительго

«Ф но оси 7 рычага момент М,. При равенИзобретение относится к электротехнике, в частности к узлам токосьема электрических машин, и может быть использовано в машинах двойного вращения в условиях воздействия на щетку инерциальных перегрузок при больших частотах вращения.

Цель изобретения — повышение надежности токосъема в условиях ваздей,ствия на щетку йнерциальных перегрузок.

На чертеже изображен узел токосъема электрической машины.

Узел состоит. из щеткодержателя 1, в котором расположена щетка 2, прижатая к коллектору 3 посредством дву2 7t-arctg -arcctg ((1

R+ h

Ь а. ц(2) стве моментов M = M усилие прижатия щетки к коллектору определяется только пружиной 6 и не зависит от скорости вращения щеткодержателя Я„.

На изношенную на длину hh щетку 2 действует центробежная сила F<, величина которой Соответствует изменившейся массе изношенной щетки и изменившейся высоте щетки. Эта сила создает относительно оси 7 рычага соответственно изменившийся момент Мы. При этом плечо рычага 4, взаимодействующее со щеткой 2, поворачивается вслед за движением изношенной щетки на угол (, и на груз 5 действует изменившаяся соответственно сила F создающая относительно оси 7 рычага момент М, Вывод зависимостей (1) и (2) значений угла / между плечами рычага и массы .груза 5 проведен из условий равенства моментов M> M при двух значениях высоты щетки 2: начальной и соответствующей максимальному износу и совместном решении уравнений при этих двух указанных значениях равен-ства моментов. (Знак "-" перед правой частью выражения (2) необходим, так как значение синуса в знаменателе выражения отрицательно). При этих двух крайних значениях высоты щетки

6463 6 уравновешивания центробежной силы щетки.

ФоРмУла изобретения

Таким образом, по сравнению с прототипом, введение в плечо нажимного рычага дополнительного груза, масса которого и тупай угол между плечами рычага связаны между собой укаэанными зависимостями, обеспечивает повышение надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерциальных перегрузок эа счет оптимального и !

И (1 + - ) (1 — — ) (1. — — ) г2 2. 1 Ь1 rt

ЬЬ h 2R+h gh j

1=

R+h

2 к — arctg

1g г т,„(К+-)

m г (tg(R+h гг — р ади ус колле кто ра; — начальная высота щетки; смещение нерабочего торца щетки при ее износе относительно начальной высоты — начальная масса щетки; — расстояние от оси рычага до центра масс груза; — расстояние от оси рычага до продольной оси щетки. где R

m („

r„

35 щетки;

Составитель М. Кузнецова

Техред И.Дидык Корректор Л. Патай

Редактор И. Касарда

Заказ 113 Тираж 406 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 153 определенные по указанным зависимостям (1) и (2) значения тупого угла между плечами рычага и массы груза обеспечивают абсолютное уравновешивание центробежной силы щетки, При всех промежуточных износах щетки уравновешивание, как показывает экспериментальная и теоретическая проработка узла токосъема, не превышает 157 номинального усилия нажатия на щетку, что обеспечивает надежную работу токосъема во всем интервале ресурса щетки.

Узел токосъема электрической машины, содержащий щеткодержатель, на котором шарнирно на оси закреплен двуплечий рычаг, одно плечо которого с помощью пружины, размещенной на оси рычага, прижимает щетку, расположенную в щеткодержателе, к коллектору, а между плечами рычага со стороны, противоположной щетке, образо-, ван тупой угол, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерциальных пере20 грузок, плечо рычага, не взаимодействующее со щеткой, дополнительно содержит груз, при этом величина тупого угла между плечами рычага и масса mr груза определены зависимостями