Щеточно-колекторный узел реверсивной электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению , в частности к конструкциям щеточно-коллекторного узла реверсивной электрической машины. Целью изобретения является повышение надежности и устойчивости щеточного контакта путем устранения комбинаций колебаний щетки в аксиальном направлении коллектора. Щеточно-коллекторный узел реверсивной электрической машины содержит коллектор, щетку, щеткодержатель из частей 3, 4, выполненный в виде одноплечего рычага, расположенного параллельно ламелям коллектора 1, на одном конце которого жестко закреплена щетка, а другим концом рычаг опирается на две опоры 5 и 6, расположенные симметрично относительно продольной оси рычага и закрепленные к своему основанию 7. Одноплечий рычаг по длине выполнен из двух частей 3 и 4, соединенных между собой, одна часть 3 со стороны щетки выполнена упругой, а другая часть 4 - жесткой. Щеточно-коллекторный узел содержит также нажимную пружину растяжения 8, прикрепленную одним концом к рычагу в месте соединения упругой его части 3 с жесткой 4, а другой конец пружины прикреплен к основанию 7 опор 5 и 6, два ограничителя 9 и 10 перемещения щетки по коллектору в тангенциальном направлении, выполненные в виде консольных элементов и расположенные со стороны противоположных лицевых граней щетки в нижней ее части 2 ил. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 R 39/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, л (21) 4678286/07 (22) 02.03.89 (46) 15.06.91, Бюл. N 22 (75) М,Ф.Хлыстов и С.М.Хлыстов (53) 621.3.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1302354, кл. Н 01 R 39/40, 1985. (54) ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ PEBE РСИВ НОЙ ЭЛ Е КТРИЧ Е СКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям щеточно-коллекторного узла реверсивной электрической машины, Целью изобретения является повышение надежности и устойчивости щеточного контакта путем устранения комбинаций колебаний щетки в аксиальном направлении коллектора. Щеточно-каллекторный узел реверсивной электрической машины содержит коллектор, щетку, щеткодержатель из частей 3. 4. выполненный в виде одноплечего рычага, располо„„Я „„1656619 А1 женного параллельно ламелям коллекгора

1, на одном конце которого жестко закреплена щетка, а другим концом рычаг опирается на две опоры 5 и 6, расположенные симметрично относительно продольной оси рычага и закрепленные к своему основанию

7, Одноплечий рычаг по длине выполнен из двух частей 3 и 4, соединенных между собой, одна часть 3 со стороны щетки выполнена упругой, а другая часть 4 — жесткой. Щеточно-коллекторный узел содержит также нажимную пружину растяжения 8, прикрепленную одним концом к рычагу в месте соединения упругой его части 3 с жесткой 4, а другой конец пружины прикреплен к основанию 7 опор 5 и 6, два ограничителя 9 и 10 перемещения щетки по коллектору в тангенциальном направлении, выполненные в виде консольных элементов и расположенные со стороны противоположных лицевых граней щетки в нижней ее части. 2 ил.

1656619

Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточно-коллекторных узлов реверсивных электрических машин.

Целью изобретения является повыше- 5 ние надежности и устойчивости щеточного контакта путем устранения колебаний щетки в аксиальном направлении коллектора.

На фиг.1 представлен щеточно-коллекторный узел реверсивной электрической 10 машины; на фиг,2 дан разрез по А-А на фиг.1.

Щеточно-коллекторный узел содержит коллектор 1, взаимодействущую с ним щетку 2, щеткодержатель иэ двух частей 3, 4, 15 выполненный в виде одноплечего рычага, на одном конце которого жестко закреплена щетка 2, а другим концом рыча опирается на две опоры 5 и 6, расположенные симметрично относительно продольной оси 20 рычага и прикрепленные к их основанию 7.

Одноплечий рычаг по длине состоит из двух частей 3 и 4, соединенных между собой, одна часть 3 со стороны щетки 2 выполнена упругой, а другая часть 4 со стороны опор 5 25 и 6 — жесткой. Нажимная пружина растяжения 8 прикреплена одним концом к рычагу в месте соединения упругой его части 3 с жесткой 4, а другим концом — к основанию

7. Устройство имеет два ограничителя 9 и 10 30 перемещения щетки 2 по коллектору 1 в тангенциальном направлении, выполненные в виде консольных элементов и расположенные со стороны противоположных лицевых граней щетки 2 в нижней ее части 35 так, что касание каждого ограничителя 9 или

10 с соответствующими поверхностями щетки 2 осуществляется по прямой линии, проходящей в аксиальном направлении параллельно ламелям коллектора 1, а поверх- 40 ности ограничителей 9 и 10, примыкающие к лицевым граням щетки 2, скошены по всей их длине.

На жесткой части 4 рычага со стороны одной иэ опор 5 выполнено конусное углуб- 45 ление 11, и выполненная конусной опора 5 входит в углубление 11 как в основание, образуя с ним конусный фиксатор. При этом угол а1 центрального конуса основания фиксатора (углубления 11) больше угла а2 50 центрального конуса опоры 5 фиксатора, причем значение угла а1 удовлетворяет усflGBMIO +2arcsin " (а1 (2агста90/ma, (1) 55 где r — расстояние от точки опоры фиксатора до контактной поверхности коллектора;

rmln — минимально допустимая высота щетки;

I — длина рычага;

0 — сила нажатия основания фиксатора на опору;

m — масса щетки и рычага; а — ускорение колебаний щетки в аксиальном направлении коллектора.

Значение угла а1 выбраны из условия, чтобы опора 5 не смещалась относительно основания фиксатора в аксиальном направлении в динамике, а угла а2 — по конструктивным соображениям.

Указанное условие (1) выведено следующим образом.

Чтобы конусный фиксатор не препятствовал повороту щетки 2 при ее износе угол а1 основания фиксатора должен быть больше угла а2 опоры 5. Значение угла а1 определяется из выражения а1 >aq +2p>, (1) где P arcsin (г - rmin)/I.

При колебаниях щетки 2 с рычагом с частями 3, 4 в аксиальном направлении необходимо обеспечить, чтобы конусная опора 5 не смещалась относительно ее основания. Это условие выполняется при а с 2 a rctg (0 ma) (2)Например, при Q = 1Н, а = 200 м/с и

m =- 5 г значение а1 должно быть меньше

90о

Объединяя выражения (1) и (2), получим общее условие для выполнения соотношения углов конусного фиксатора устройства а2+2агсэ!и " <а1 (2arctg0/ma, При работе устройства эа счет указанного выполнения конусного фиксатора щетка 2 свободно перемещается в тангенциальном направлении, поворачиваясь вокруг конусного фиксатора при износе щетки и при реверсе, так как конусная опора опирается о конусное основание фиксатора в одной точке и момент от силы трения в фиксаторе практически равен нулю, при этом фиксатор препятствует перемещению щетки и рычага в аксиальном направлении, что по сравнению с прототипом повышает надежность и устойчивость щеточного контакта.

Щеточно-коллекторный узел целесообразно использовать в электрических машинах, работающих при механических перегрузках щеточного контакта, особенно при внешних механических воздействиях в аксиальном направлении коллектора.

Как показали исследования по сравнению с прототипом в предлагаемом узле уменьшены пульсации переходного падения напряжения в контакте и увеличены допустимые частоты вращения коллектора, 1656619

Составитель М. Кузнецова

Редактор В. Фельдман Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 2311 Тираж 326 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 при которых происходит нарушение контакта и начинается искрение более, чем в 1,3 раза.

Формула изобретения

Щеточно-коллекторный узел реверсив- 5 ной электрической машины, содержащий коллектор, взаимодействующую с ним щетку, щеткодержатель в виде одноплечего рычага, расположенного параллельно ламелям коллектора, на одном конце рычага 10 жестко закреплена щетка, а другим концом. рычаг опирается на две опоры, расположенные симметрично продольной оси рычага и закрепленные на своем основании, причем рычаг по длине выполнен из двух частей, 15 соединенных между собой, одна часть со стороны опор выполнена жесткой, а другая часть со стороны щетки — упругой, нажимную пружину растяжения, прикрепленную одним концом к рычагу в месте соединения 20 упругой его части с жесткой, а другой ко ец пружины закреплен на основании опор, два ограничителя перемещения щетки по коллектору в тангенциальном направлении, выполненные в виде консольных элементов и 25 расположенные на основании опор со стороны противоположных лицевых граней щетки в нижней ее части так, что касание каждого ограничителя с соответствующей поверхностью щетки осуществлено по пря- 30 мой линии в аксиальном направлении параллельно ламелям коллектора, а поверхности ограничителей, примыкающие к лицевым граням L клетки, скошены llo всей их длине, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и устойчивости щеточного контакта путем устранения колебаний щетки в аксиальном направлении коллектора, на жесткой части рычага со стороны одной из опор выполнено конусное углубление, и выполненная конусной опора входит в укаэанное углубление как в основание, образуя с ним конусный фиксатор, при этом угол а1 центрального конуса основания фиксатора больше угла а2 центрального конуса опоры фиксатора, причем значение угла а1 удовлетворяет условию

fmln а + 2 arcsln — — — (а1 (2 arctg 0/ma, 1 где г — расстояние от точки опоры, фиксатора до контактной поверхности коллектора;

dmin — минимально допустимая высота щетки;

I — длина рычага;

С1 — сила нажатия основания фиксатора на опору;

m — масса щетки и рычага; а — ускорение колебаний .цет и в а гиальном направлении коллектора.