Щетка для электрических машин



Щетка для электрических машин
Щетка для электрических машин
Щетка для электрических машин
Щетка для электрических машин

 


Владельцы патента RU 2416847:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) (RU)

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в условиях эксплуатации при значительном воздействии вибрационных и ударных нагрузок, при высоких плотностях тока в контакте, например, тяговых электродвигателей электроподвижного состава железнодорожного и городского транспорта, метрополитена и большегрузных дизель-электрических автосамосвалов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы щетки за счет улучшения процесса токосъема с точки зрения обеспечения безотрывного контакта и равномерного распределения тока по всей поверхности контактной части щетки, а также снижение износа щетки. В щетке для электрических машин нижняя часть резиновой накладки выполнена в виде цилиндра и соединена с верхней ее частью перемычкой, на контактной поверхности верхней части резиновой накладки выполнен желоб цилиндрической формы, причем радиус желоба Rж и радиус нажимного элемента Rн.э. связаны соотношением Rж=(1,1÷1,5)Rн.э, а контактная поверхность желоба покрыта антифрикционным материалом, при этом резиновая накладка размещена в аксиальном направлении между токоведущими проводами с зазором. Использование изобретения позволит улучшить процесс токосъема и состояние щеточно-коллекторного узла. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в условиях эксплуатации при значительном воздействии вибрационных и ударных нагрузок, при высоких плотностях тока в контакте, например, тяговых электродвигателей электроподвижного состава железнодорожного и городского транспорта, метрополитена и большегрузных дизель-электрических автосамосвалов.

Известен щеточный узел электрической машины, содержащий разрезную щетку с жесткой изоляционной накладкой и эластичный элемент. Накладка выполнена в виде пластины с площадкой для контакта с нажимным элементом, установлена в пазах, выполненных в щетке параллельно направлению приложения нажимного усилия и перпендикулярно эластичному элементу (авт. свид. №970526, кл. H01R 39/26, опубл. 1982 г.).

Недостатком данного щеточного узла является существенное снижение площади контакта щетки с коллектором из-за наличия паза для размещения изоляционной накладки параллельно направлению приложения нажимного усилия, что увеличивает плотность тока при работе контактного узла и приводит к возрастанию износа элементарных частей щетки.

Известна щетка для электрических машин, состоящая из разрезных по тангенциальному размеру элементарных частей, с закрепленными в них токоведущими проводами и глухими отверстиями, выполненными в верхней нерабочей части щетки, в которых запрессовкой закрепляется выступ резиновой накладки, взаимодействующей с нажимным элементом (авт. свид. №1647717, кл. H01R 39/18, опубл. 1991 г. - прототип). Верхняя часть резиновой накладки в сечении выполнена прямоугольной формы, а нижняя - в форме, по крайней мере, одного усеченного круга и посредством выступа соединена с верхней частью накладки.

Данная накладка позволяет амортизировать вибрационные и ударные нагрузки по всем направлениям и тем самым стабилизировать и снижать износ щетки и потери на трение в контакте.

Недостатком данной щетки является тот факт, что в процессе эксплуатации нажимной элемент не обеспечивает постоянного нажатия на щетку из-за плохой фиксации на ее поверхности. Кроме того, между нажимным элементом и резиновой накладкой под действием сил трения происходит смещение нажимного элемента относительно центра резиновой накладки, что ухудшает равномерность нажатия на щетку и приводит к ухудшению процесса токосъема, снижению надежности щетки и к ухудшению эксплуатационных характеристик щеток.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы щетки за счет улучшения процесса токосъема с точки зрения обеспечения безотрывного контакта и равномерного распределения тока по всей поверхности контактной части щетки, а также снижение износа щетки.

Технический результат достигается тем, что в известной щетке для электрических машин, состоящей из разрезных по тангенциальному размеру элементарных частей, с закрепленными в них токоведущими проводами, глухими отверстиями, выполненными в верхней нерабочей части щетки, резиновой накладки, состоящей из прямоугольной в сечении верхней части с контактной поверхностью под нажимной элемент и нижней части, нижняя часть резиновой накладки выполнена в виде цилиндра и соединена с верхней ее частью перемычкой, на контактной поверхности верхней части резиновой накладки выполнен желоб цилиндрической формы, причем радиус желоба Rж и радиус нажимного элемента Rн.э. связаны соотношением Rж=(1,1÷1,5)Rн.э., контактная поверхность желоба покрыта антифрикционным материалом, при этом резиновая накладка размещена в аксиальном направлении между токоведущими проводами с зазором.

Предлагаемое техническое решение применимо в промышленности. Основным потребителем щеток являются тяговые электродвигатели электроподвижного состава железнодорожного транспорта.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена предлагаемая щетка, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 показаны глухие отверстия, выполненные в верхней нерабочей части щетки при снятой накладке.

Щетка 1 состоит из разрезных по тангенциальному размеру элементарных частей 2. Токоведущие провода 3 закреплены в элементарных частях 2 при помощи конопатки медным конопаточным порошком. В верхней нерабочей части щетки 1 в элементарных частях 2 выполнены глухие отверстия 4, в которых размещена соединительная резиновая накладка 5, верхняя часть которой выполнена прямоугольной формы 6, а нижняя - в форме цилиндра 7 и соединена перемычкой 8. На контактной с нажимным элементом 9 поверхности накладки 5 выполнен желоб 10. В качестве нажимного элемента 9 может быть использована, например, рулонная пружина. Для исключения смещения нажимного элемента 9 относительно накладки 5 контактная поверхность желоба 10 покрыта антифрикционным материалом 11. В качестве антифрикционного материала применяют стеклотекстолит, резиновые растворимые антифрикционные составы и суспензии. Радиус Rж желоба 10 и радиус Rн.э. нажимного элемента 9 связаны соотношением Rж=(1,1÷1,5)Rн.э.. Резиновая накладка 5 размещена в аксиальном направлении между токоведущими проводами 3 с зазором, что дает возможность предупредить преждевременное повреждение токоведущих проводов в месте их заделки в щетку.

Работа щетки осуществляется следующим образом. Токовая нагрузка передается каждой элементарной части 2 разрезной щетки 1 через токоведущие провода 3. Наличие желоба 10 цилиндрической формы на контактной поверхности резиновой накладки 5 обеспечивает плотное прижатие нажимным элементом 9 элементарных частей щетки 2 к стенкам обоймы щеткодержателя (на чертеже не показано), обеспечивая безотрывный контакт, а также равномерное распределение тока по всей поверхности контактной части 1.

Известные (по прототипу) и предлагаемые щетки подвергали испытаниям на тяговых электродвигателях электропоезда ЭД4М в локомотивном депо Перерва Московской железной дороги филиала ОАО «РЖД». Результаты испытаний представлены в таблице.

Как следует из анализа результатов испытаний, представленных в таблице, применение предложенной щетки (примеры 1-3) по сравнению с прототипом позволяет обеспечить постоянное нажатие на щетку за счет хорошей фиксации нажимного элемента, снижение износа и коэффициента трения щеток, что в целом улучшает процесс токосъема и состояние щеточно-коллекторного узла.

При изменении соотношения Rж=(1,1÷1,5)Rн.э. эффективность эксплуатации щетки снижается. При Rж:Rн.э.<1,1 (пример 4) ухудшается скольжение рулонной пружины относительно желоба, что приводит к неравномерности нажимного усилия на щетку и к нарушению режима работы щетки; при Rж:Rн.э.>1,5 (пример 5) - нарушается фиксация рулонной пружины, которая в эксплуатации приводит к перекосу щетки, вследствие чего щетка контактирует не всей своей поверхностью, что приводит к увеличению износа щеток и коэффициента трения. При отсутствии антифрикционного материала на поверхности желоба накладки (пример 6) происходит смещение рулонной пружины и, вследствие этого, происходит ухудшение работы щеток.

Щетка для электрических машин, состоящая из разрезных по тангенциальному размеру элементарных частей, с закрепленными в них токоведущими проводами, глухими отверстиями, выполненными в верхней нерабочей части щетки, резиновой накладки, состоящей из прямоугольной в сечении верхней части с контактной поверхностью под нажимной элемент, соединенной с нижней частью, отличающаяся тем, что нижняя часть резиновой накладки выполнена в виде цилиндра и соединена с верхней ее частью перемычкой, на контактной поверхности верхней части резиновой накладки выполнен желоб цилиндрической формы, причем радиус желоба Rж и радиус нажимного элемента Rн.э. связаны соотношением Rж=(1,1÷1,5)Rн.э., а контактная поверхность желоба покрыта антифрикционным материалом, при этом резиновая накладка размещена в аксиальном направлении между токоведущими проводами с зазором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции электрических щеток для тяговых электрических машин, работающих в условиях повышенных нагрузок - электрических и динамических, например тяговых электродвигателей подвижного состава.

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкций щеток для электрических машин, работающих в условиях повышенных электрических, вибрационных и ударных нагрузок, например, тяговых электродвигателей.

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в условиях повышенных электрических и вибрационных нагрузок, например, тяговых электродвигателей.

Изобретение относится к слаботочным скользящим контактам. .

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток электрических машин, работающих в условиях значительных электрических, вибрационных и ударных нагрузок, например тяговых электродвигателей пассажирских электровозов.

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в условиях повышенных электрических и вибрационных нагрузок, например тяговых электрических машин.

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин , работающих в тяжелых условиях по коммутации при значительном воздействии внешних вибраций.
Изобретение относится к изготовлению электроугольных изделий. Готовят порошковую композицию путем смешивания связующего с графитовым наполнителем, проводят горячее прессование полученной порошковой композиции и поэтапную ее термообработку с нагревом и последующей выдержкой при конечной температуре. Графитовый наполнитель используют со средним размером частиц 100÷110 мкм. Прессование начинают в предварительно нагретой до 70÷90°С вместе с порошковой композицией пресс-форме под давлением 45÷50 МПа. Поэтапную термообработку ведут в этой же пресс-форме под давлением прессования, причем сначала проводят быстрый нагрев до 110÷120°С со скоростью 1,9÷2°С/мин, затем медленный нагрев - до температуры 160÷170°С со скоростью 1,4÷1,5°С/мин, после чего ведут нагрев до температуры 180÷200°С со скоростью 1,6÷1,8°С/мин и выдержку при конечной температуре под давлением в течение 1÷2 мин. Обеспечивается увеличение плотности и повышение электропроводности получаемых изделий. 1 пр.
Изобретение относится к прессованию электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода. Проводят предварительное горячее прессование порошковой композиции при скорости пуансона 10÷12 мм/с с удельным давлением 20÷30 МПа и с последующей выдержкой при этом давлении в течение 0,5÷1,5 мин, а затем проводят горячее прессование с удельным давлением 50÷100 МПа при скорости прессующего пуансона 15÷30 мм/с. Обеспечивается повышение плотности получаемых изделий путем увеличения объема удаляемых газов и паров жидкостей из засыпки порошковой композиции в матрице пресс-формы. 1 пр.

Изобретение может быть использовано в ракетостроении и военной технике. Способ передачи электроэнергии между подвижным и неподвижным контактами включает выполнение их в виде охватываемого и охватывающего элементов с многоточечной поверхностью взаимного соприкосновения. Способ также включает перемещение по крайней мере одного контакта относительно другого, а также выполнение одного контакта в виде спиральной пружины, боковая поверхность которой обеспечивает взаимное соприкосновение контактов. При повороте верхней втулки 6 происходит увеличение внутреннего диаметра пружины 5. Эта втулка 6 заодно с пружиной 5 поворачивается относительно контакта 1, сохраняя электрический контакт через вал и пружину 2 с нижней втулкой 6. Повороту контакта 1 вместе с верхней втулкой и пружиной 5 препятствует пружина 2, витки которой затягиваются, вызывая многократное увеличение силы трения. При вращении верхней втулки 6 в обратную сторону происходит затягивание витков пружины 5, которая, поворачиваясь заодно с указанной втулкой, увлекает за собой контакт 1, разворачивающий витки пружины 2, увеличивающий её диаметр, проворачивающийся в ней и сохраняющий при этом с ней электрический контакт. При осевом перемещении вала его изолированная часть 7 входит в пружину 2. В результате разрывается электрический контакт между пружинами 2, 5 и втулками 6. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства, обеспечивающего передачу электроэнергии в условиях вибрационных нагрузок широкого спектра. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх