Узел токосъема электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике в части создания узлов токосъема элект-, рической машины и может быть использовано в коллекторных машинах с реверсивным режимом работы. Целью изобретения является повышение надежности токосъема в условиях реверса с одновременным упрощением обслуживания. Для этого в узел, содержащий щеткодержатель, между стенками 1 и 2 которого установлена прямоугольная щетка 3, поджатая нажимной пружиной 5 к коллектору 4, причем на свободном конце нажимной пружины установлена подпорная пружина 8, действующая тангенциально на нижнюю часть щетки, а на нерабочем торце 7 щетки имеется скошенная часть 6, на которую действует нажимная пружина, введены дополнительно верхние 10 и нижние 11 ролики. Верхние ролики своими осями закреплены в теле щетки и опираются на дно дополнительных канавок 15 в опорной стенке 1 щеткодержателя . Нижние ролики своими осями закреплены в стенке 1 щеткодержателя и опираются на дно дополнительных канавок 16 в теле щетки. Подпорная пружина 8 снабжена роликами 9, непосредственно взаимодействующими со щеткой. Оси роликов 11 и 9 лежат в одной плоскости. Оси роликов 12 и линия контакта пружины 5 со щеткой также лежат в одной плоскости. Обе указанные плоскости перпендикулярны продольной оси щетки, а канавки 15 и 16 параллельны этой оси. 2 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1I) (5()5 Н 01 R 39/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4800586/07 (22) 22.01.90 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (75) И.В.Плохое и В.Е.Егоров (53) 621.3.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1464853, кл. Н 01 R 39/40,1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1488903, кл. Н 01 R 39/40, 1987. (54) УЗЕЛ ТОКОСЪЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике в части создания узлов токосъема электрической машины и может быть использовано в коллекторных машинах с реверсивным режимом работы. Целью изобретения является повышение надежности токосъема в условиях реверса с одновременным упрощением обслуживания. Для этого в узел, содержащий щеткодержатель, между стенками 1 и 2 которого установлена прямоугольная щетка 3, поджатая нажимной пружиной 5 к коллектору 4, причем на свободном конце нажимной пружины установлена подпорная пружина 8, действующая тангенциально на нижнюю часть щетки, а на нерабочем торце 7 щетки имеется скошенная часть 6, на которую действует нажимная пружина, введены дополнительно верхние 10 и нижние 11 ролики. Верхние ролики своими осями закреплены в теле щетки и опираются на дно дополнительных канавок 15 в опорной стенке 1 щеткодержателя. Нижние ролики двоими осями закреплены в стенке 1 щеткодержателя и опираются на дно дополнительных канавок

16 в теле щетки. Подпорная пружина 8 снабжена роликами 9, непосредственно взаимодействующими со щеткой. Оси роликов 11 и

9 лежат в одной плоскости. Оси роликов 12 и линия контакта пружины 5 со щеткой также лежат в одной плоскости. Обе указанные плоскости перпендикулярны продольной оси щетки, а канавки 15 и 16 параллельны этой оси. 2 ил.

1711280

Изобретениеотносится кэлектротехни- жателя. Кроме того, на щетку от ролико 9 ке в части создания узлов токосъема элект- подпорной пружины 8 действует сила р. рической машины и м и может быть которая прижимает щетку канавкой 16 к использовано в коллекторных е торных машинах с нижним роликам 11. Оптимальные величиреверсивным режимом ра оты. режимом работы. 5 ны усилий К. и г.р расчетом выбираются из

Целью изобретения является повыше- условий, обеспечивающих надежный приние надежности токосъем осъема в условиях ре- жимроликов10и11кнаправляющимканавверса с одновременным упрощением кам 15 и 16 при любом направлении вращения коллектора 4. При расчете приниия Т . етки

На фиг.1 представлен узел, продольный 10 мается во внимание сила трения р. щетки разрез; на фиг. — вид на иг.. ф .2 — А на фиг.1. о коллектор и соотношения расстояний осей

У содержит щеткодержа- роликов 10 и 11 до коллектора соответственУзел токосъема содержит щ тель, между стенками 1 и 2 которого уста.- но h и 1. При этом угол а- угол скоса части новлена прямоугольная щетка 3. Щетка 6 нерабочего торца 7 щетки — определяется подж оджата нижним рабочим торцом к коллек- 15 зависимостью:

1 тору 4 с помощью нажимной пружины 5, a=arctgK К„ установленной на стенке 2 щеткодержате- тр ля, Пружина со стороны одного из своих где Ктр — коэффициент трения щетки о концов имеет контакт В со скошенной час- коллектор; тью 6 верхнего нерабочего торца 7 щетки. К вЂ” коэффициент запас, а К=2...3.

На свободном конце пружина снабжена 20 Усилиетарированнойнажимнойпружиподпорной пружиной 8 с выпуклыми эле- ны 5 определяется выражением ментами в виде роликов 9, которые поджиF— мают щетку в ее нижней части в cos а cos а тангенциальном направлении к противопо- где $ — площадь контакта щетки с колложной(опорной) стенке1 щеткодержателя. 25 лектором;

Оси роликов 9 связаны с подпорной пружи- f — удельное усилие нажатия щетки на ной 8. B устройство введены верхние 10 и коллектор. нижние 11 ролики, снабженные соответст- Усилие тарированной подпорной прувенно осями 12 и 13. Верхние ролики уста- жины 8 определяется выражением новлены в верхней части щетки в ее теле на 30

F =K своих осях в открытых пазах 14, которые еыпопнены е щетке со стороны опорной 3а счет того, что к щетке прнпокгены стенки 1 щеткодержателя. Ролики 10 опира- тангенциальные усилия, компенсирующие ются на дно направляющих канавок 15, до- силу трения щетки о коллектор и создаваеполнительно выполненных для этого в 35 мые пружинами 5 и 8, щетка не перекаши: опорнойстенке1щеткодержателясосторо- вается в щеткодержателе в процессе ны щетки параллельно ее продольной оси, контактирования как в прямом, так и в реОси 12 роликов 10 и линия указанного кон- версивном режимах, что обеспечивает потакта(на фиг.1 проецирована в точку В) на- стоянное контактное зеркало щетки, жимной пружины 5 с торцом щетки лежат в 40 неизменность токовой нагрузки на щетке одной плоскости, перпендикулярной оси при реверсе, неизменность усилия нажимщетки. Нижние ролики 11 установлены в HOA пружины, и, как следствие, надежность нижней части опорной стенки 1 щеткодер- токосъема в условиях реверса. жателя, жестко связаны своими осями 13 с За счет введения в устройство верхних телом щеткодержателя и опираются на дно 45 10, нижних 11 роликов и роликов 9 подпорнаправляющих канавок 16, дополнительно- ной пружины в предлагаемом устройстве по выполненных для этого в обращенной к сравнениюсизвестнымповышаетсянадежопорной стенке щеткодержателя боковой ность токосъема за счет уменьшения трения поверхности щетки параллельно продоль- щетки о стенки щеткодержателя при одном ной оси щетки..Оси нижних роликов 11 и 50 из направлений вращения коллектора (пророликов 9 подпорной пружины 8 лежат в тивоположном направлению на фиг.1), при одной плоскости, перпендикулярной про- котором происходит суммирование силы дольной оси щетки. трения щетки о коллектор и усилия. нажатия

Узел работает следующим образом. подпорной пружины. При этом в известном

B процессе работы узла на щетку 3 в 55 случае ухудшается стабильность контактиконтакте В действует сила1наж мной пру- рования, так как после каждого отскока от жины 5, которая создает усилия Гг нажатия контактной поверхности щетка дольше возщетки на коллектор 4 и нажатия верхних вращается обратно. Таким образом, в извероликов 10 на опорную стенку 1 щеткодер1711280

10

20

40

50

55 стном устройстве при отсутствии роликов

10 и 11 и наличии подпорной пружины 8 без роликов 9 исключен перекос щетки в щеткодержателе, но ухудшена механическая стабильность (безотрывность) контактирования щетки. Надежность токопередачи в реверсивном режиме при этом не увеличивается.

В предлагаемом устройстве наличие ро-. ликов и их указанное размещение позволяют заменить трение скольжения (известное) на трение качения, что повышает механическую стабильность контактирования щетки.

При этом снижается отрицательное влияние силы трения щетки о стенки щеткодержателя на уменьшение восстанавливающего усилия при отскоке щетки от контактной поверхности, которое в динамической системе щетка — коллектор (относящейся к классу виброударных систем с неудерживающими механическими связями) вносит более существенный вклад в надежность контактирования, чем эффект демпфирования щетки о стенки Щеткодержателя. При этом одновременно указанное расположение роликов с опоры на дно соответствующих канавок позволяет обходиться без второй пары боковых стенок щеткодержателя, что облегчает доступ к щеткам и, как следствие, улучшает охлаждение щетки, а также упрощает обслуживание узла. Выполнение чсловия пространственного располо-, жения осей всех роликов и линии контакта нажимной пружины, а также направляющих канавок направлено на повышение надежности токосъема за счет расположения роликов нормально к опорам, что уменьшает силы трения и износ осевых опор роликов, Таким образом, в процессе работы устройства во всем диапазоне износа щетки 3, при котором ролики 10 смещаются вместе с ней к коллектору, при прямом и реверсивном режимах работы узла обеспечен -по сравнению с известным более надежный токосъем, при этом одновременно упрощено обслуживание узла.

Формула изобретения

Узел токосъема электрической машины, содержащий щеткодержатель, между стенками которого установлена прямоугольная щетка, поджатая нижним рабочим торцом к коллектору с помощью нажимной пружины, установленной на одной из стенок щеткодержателя, пружина со стороны одного из своих концов имеет контакт со скошенной частью верхнего нерабочего торца щетки, на свободном конце снабжена подпорной пружиной с выпуклыми элементами, которые поджимают щетку в ее нижней части в тангенциальном. направлении к противоположной опорной стенке щеткодержателя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности токосъема в условиях реверса с одновременным упрощением обслуживания, в узел дополнительно введены снабженные осями верхние и нижние ролики, при этом верхние ролики установлены в верхней части. щетки в ее теле на своих осях в открытых пазах, которые выполнены в щетке со стороны опорной стенки щеткодержателя, верхние ролики опираются на дно направляющих канавок, дополнительно выполненных для этого в опорной стенке щеткодержателя со стороны щетки параллельно ее продольной оси, причем оси роликов и линия упомянутого контакта нажимной пружины с нерабочим торцом щетки лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси щетки, а нижние ролики установлены в нижней части опорной стенки щеткодержателя, жестко связаны своими осями с телом щеткодержателя и опираются на дно направляющих канавок, дополнительно выполненных для этого в обращенной к опорной стенке щеткодержателя боковой поверхности щетки, параллельно продольной оси щетки, при этом упомянутые выпуклые элементы подпорной пружины выполнены в виде роликов, оси которых связаны с подпорной пружиной, причем оси нижних роликов и роликов подпорной пружины лежат в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси щетки.

1711280

Вода

Фиг.2

35

45

Составитель М.Кузнецова

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор И.Шулла

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

Заказ 346 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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