Щетка для электрических машин
Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин , работающих в тяжелых условиях по коммутации при значительном воздействии внешних вибраций. Целью изобретения является улучшение коммутации, снижение износа и потерь на трение. Щетка для электрических машин состоит из разрезанных по тангенциальному размеру элементарных частей с размещением в отверстиях, выполненных в верхней нерабочей части щетки, резиновой накладки, верхняя часть которой в сечении выполнена прямоугольной формы , а нижняя в форме усеченного круга и в виде выступа соединена с верхней, в элементарных частях и в нижней части накладки концентрично усеченному кругу выполнены отверстия для расположения в них втулки в виде трубки, установки со стороны боковых поверхностей шайб и закрепления резиновой накладки. 5 ил. сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я л Н 01 R 39/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
OllVICAHVIE ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4649975/07 (22) 26.12.88 (46) 15 06.91. Бюл. N 22 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта и Всесоюзный научно-исследовательский и проектнотехнологический институт электроугольных изделий (72) П.П, Смазнов, А.М. Бордаченков, Б.А.
Глускин, А.А. Реморов и В,В, Мезинов (53) 621.313.047.69(088.8) (56) Бордаченков А.М., Гнездилов Б.В. Коллекторно-щеточный узел тяговых электрических машин локомотивов, Транспорт, 1976.
Авторское свидетельство СССР
М 1379843, кл. Н 01 R 39/18, 1988. (54) ЩЕТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН (57) Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических маИзобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в тяжелых условиях по коммутации при значительном воздействии ударных и вибрационных нагрузок, при высоких плотностях тока в контакте, например, тяговых двигателей локомотивов, троллейбусов, трамваев, метрополитена и большегрузных дизельэлектрических автосамосвалов.
Целью изобретения является улучшение коммутации. снижение износа и потерь на трение за счет исключения заклинивания щетки в щеткодержателе из-за попадания продуктов износа щеточного материала между элементарными частями.
На фиг, 1 изображена предлагаемая щетка, общий вид: на фиг. 2 — сечение А — А
„„5U„„1656617 А1 шин, работающих в тяжелых условиях по коммутации при значительном воздействии внешних вибраций, Целью изобретения является улучшение коммутации, снижение износа и потерь на трение. Щетка для электрических машин состоит из разрезанных по тангвнциальному размеру элементарных частей с размещением в отверстиях, выполненных в верхней нерабочей части щетки, резиновой накладки, верхняя часть которой в сечении выполнена прямоугольной формы, а нижняя в форме усеченного круга и в виде выступа соединена с верхней, в элементарных частях и в нижней части накладки концентрично усеченному кругу выполнены отверстия для расположения в них втулки в виде трубки, установки со стороны боковых поверхностей шайб и закрепления резиновой накладки. 5 ил. на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант исполнения щетки без перемычки между прямоугольником и кругом в сечении накладки; на фиг, 4— вариант исполнения щетки с двумя кругами в сечении накладки с перемычками между прямоугольником и круг в сечении накладки; на фиг. 5 — сечение Б- Б на фиг. 2, где показаны размеры Окр и Оо.
Щетка 1 состоит из разрезных по тангенциальному размеру элементарных разрезных частей 2, 3, 4. Токоведущие провода
5 закреплены в элементарных частях 2, 3. 4 при помощи конопатки 6. В верхней нерабочей части щетки 1 выполнены отверстия, в которых размещена резиновая накладка, верхняя часть которой в сечении выполнена прямоугольной формы 7, а нижняя — в форме усеченного круга 8 и в виде выступа соеди1656617
55 нена с верхней частью 7, Соединение может быть осуществлено без перемычки или с перемычкой, Нижняя часть накладки выступом установлена в глухих отверстиях боковых элементарных частей 2 и 4 со стороны набегающего 9 и сбегающего 10 краев щетки и в сквозном отверстии элементарной части 3.
В боковых элементарных частях 2 и 4 выполнены отверстия под втулку 11 и шайбу
12. Втулка 11 изготовлена в виде трубки. В нижней части 8 накладки концентрично усеченному кругу выполнено отверстие под втулку 11, После установки на втулку нижней части 8 резиновой накладки, элементарных частей 2, 3, 4 и шайб 12 производят сборку щетки развальцовкой трубчатой втулки 11, На фиг. 3 показана конструкция щетки без перемычки между нижним выступом накладки и ее верхней частью при наличии двух выступов. Данную конструкцию целесообразно применять в случае, когда аксиальный размер щетки значительно превышает тангенциальный размер.
На фиг, 4 представлена конструкция щетки, аналогичная фиг. 3, с наличием перемычек в соединении нижней части накладки с верхней. Данную конструкцию целесообразно применять, когда щеточный материал менее прочный, чем в конструкции на фиг.
3. При соотношениях диаметра усеченного круга D ð. и диаметра отверстия под втулку
Оо, выходящих за предлагаемые пределы, работа щетки ухудшается, При соотношении 0>.0кр. ниже предлагаемого предела ухудшаются амортизационные свойства накладки, в результате чего возрастает износ щетки, ухудшается коммутация, увеличиваются потери на трение за счет повышения коэффициента трения. При соотношении
Do. Окр, выше предлагаемого предела ослабляется узел крепления накладки, что приводит в эксплуатации к разрушению щетки, особенно при воздействии значительных ударных и вибрационных нагрузок. При этом работа щеточно-коллекторного узла ухудшается.
Существенными отличиями являешься.
1. Наличие в боковых разрезных элементарных частях со стороны набегающего и сбегающего краев щетки глухих отверстий, в которых размещают выступ накладки.
2. Выполнение в элементарных частях и в нижней части накладки концентрично усеченному кругу выступа накладки и концентрично глухим отверстиям в боковых элементарных частях отверстий для расположения в них втулки в виде трубки, усга5
35 новки со стороны боковых поверхностей щетки шайб и закрепления развальцовкой резиновой накладки и разрезных элементарных частей щетки.
3. Соотношение между диаметром усеченного круга выступа накладки и диаметром отверстия под втулку.
Вышеизложенные отличия позволяют достигнуть поставленной цели изобретения.
Известные и предлагаемые щетки одной и той же марки ЭГ841 испытывали на специальной модели, где определялся коэффициент трения и оценивалась коммутация при плотности тока 25 А/см, а также в эксплуатационных условиях на тяговых двигателях ДК210 троллейбусом ЗИУ 9 в ТТУ r.
Донецка. Результаты испытаний представлены в таблице.
Как следует из представленных результатов таблицы, применение предлагаемой щетки взамен известной позволяет реализовать следующие преимущества: не происходит опрокидывания и заклинивания накладок в эксплуатации, что способствует повышению стабильности давления на щетку, амортизирующих свойств, выравниванию и уменьшению износа щеток, улучшается коммутация, на один класс повышается устойчивость щетки по искрению, на 20-40 снижаются потери на трение в контакте, в 1,5-2.0 раза уменьшается средняя скорость изнашивания щеток при испытаниях на модельной установке, в 1,2-1.4 раза — при испытаниях на тяговом двигателе
ДК210.
Формула изобретения
Щетка для электрических машин, состоящая из разрезных по тангенциальному размеру элементарных частей, в которых закреплены токоведущие провода, установленные в отверстиях, выполненных в верхней нерабочей части, резиновой накладки, верхняя часть которой в сечении выполнена прямоугольной формы, а нижняя — в форме по крайней мере одного усеченного конуса и посредством выступа соединена с верхней частью накладки, отличающаяся тем, что, с целью улучшения коммутации, снижения износа и потерь на трение эа счет исключения заклинивания щетки в щеткодержателе, в боковых стенках элементарных частей щетки со стороны набегающего и сбегающего краев и в нижней части накладки, концентрично усеченному кругу, выполнены отверстия, в которых расположен крепежный элемент, выполненный в виде трубки, на концах которой укреплены
1656617 посредством развальцовки на боковых поверхностях щетки, резиновые накладки, причем диаметр усеченного круга 0кр и диаметр отверстия Do под втулку в нижней части накладки связаны следующим соотношением.
0о Окр=(1: 1.4) (1:4.0) 1656Г) 17
С4 О
x o
IIl х о
l»
14
\Я о х э
44 К с; о
1 Н
Й э 1 ц о о х с
> а с1
1 с:(а
z хо х
Т с 4 с 4 О о
Ф сч сч сч С 4 CV
CO с4 э о а
1 v Х сЧ Ю с 1 о о
Ф A * В о о о о о о о о и
v
Э и и и а асч
ХО44 и н1 сч
l-IlC 4
1, х Ы О с 4
<ае эох аХ э о о с» О OI ю o o о о о сч
D со с о о
A о о
Е о
Ц Р о х о, X о
Ф а
Э о х а э
z о э э к к
Ф о о о а н н н
Э Э к о о н
5 о
Э Э Э lfl к к к о о о о н к о о н
Х
X IQ э о
В а д3 о о, и
tl
М а.. o o сч
Ю Ю
Ф сп с ъ и и сч сч и
Э ll
IIl и и
С 4 44
\-4
IK
Э
1»
v1I
444
2 с с»
e e
Х 1
X в в
Э 6 а
«4 сч с1 -т и х о э
1» а в о
1э х
X 1l
X t с; о о
1» Х о и сс)
1 E о о
ICI V о с. о
1l к
Р
Х хо (ф
3l
t(X х 1
1 ! 5
4Х х х
CCf
u ccI (444
U й
«д I И а
414 д 1
1 М
° 1 CC о э
X l- и
v а хэ о х Р) а,544 и я о х Lt о ц с
Щ IC
40 f Х аостм о э
v Н о
1 йX а с:
О, С4 х х в
К 44
Э О
1О Д 5
v э о о о х м о о с4 14 1 и Н X а хоо
v Р3 Х 1.
uxöЭ
Л44а К о 3 et o
1- 1
1656617 (2
f1
Фиг.1
Составитель В,Чернова
Редактор В.Фельдман Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец
Заказ 2310 Тираж 331 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
