Щеткодержатель для электрических машин

 

Союз Советских

Социал истииеских

Республик

ОП и- СO ÍÈÅ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11) 530380

К ЯВТОй СКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.09.74 (21) 2O61519/07 с присоединением заявки №{23) Приоритет— (43) Опубликавано30. 09. 76.Бюллетень №36 (45) Дата опубликования опнсаяия11 ° 11.76 (51) М. Кл.

Н Ol R 39/38 асудаРстненный NGMNTBT

Саввта Мнннстрав СССР не делам нзаеретеннй н аткрытнй (53) УДК 621.3.047.5 (088.8 ) (т2) Авторы А И. Ткаченко, М. И. Цэоссман и В. В. Кубасов изобретения (71) Заявитель

Саратовский завод электроагрегатнсц о мадтвносчроення (54) ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к электротехнике.

Извеслты щеткодержателн(1), у которых верхний торец щетки скошен. Благодаря этому скосу при нажатии на щетку, помвмонормальной, возникает тангенцнштьная сила, прижимающая верхний край щетки к стенке обоймы щетходержателя, нижняя часть щетки прижимается к стенке обоймы снлой трения щетки о коллектор при вращении последнего. Этим исключается возможность пе- 1п рекоса щетки. Их используют лишь дпя опного вращения.

Однако такие щеткодержателн нормально могут работать лишь при постоянной силе трения, но эта сила зависит от скорости 15 вращения коллектора, которая практически все время меняется, например, от нагрузки. В этом случае происходит перекос щетки, возникают тангенциальные колебания ее, изменяется зеркало щетки, уВеличи- 20 вается плотность тока под ней и появляется искрение.

Кроме того, извес гные щеткодержатели не обеспечивают устойчивости контахта между щеткой и коллектором при радиаль 25 ных колебаниях щетки, так как прн этом жесткость пружины практически не меняется по условию постоянства давления на щетку.

Известны щетходержателн со скосом верхнего торца щетки, которые используются на реверснвных двигателях (2т. С этой целью скос сделан на угол 45, а на скошенную поверхность нажимает рулонная пружина с постоянной жесткостью.

Однако и у- этого щеткодержателя имеются недостатки. Он также не обеспечивает устойчивости контакта при радиальных колебаниях щетки, тек как у него имеется

oaSa пружина, жесткость которой постоянна.

Наиболее близким к описываемому техническому решению является щеткодержательP), у которого имеются две пружины: пружина основного нажимного рычага, прижимающего щетку к коллектору, и пружина рычага, который прижимает щетху к стенке щеткодержателя роликом. Такой щеткодержатель исключает возможность перекоса

530380 и в известной мере уменыпает тангенциальные колебания щетки.

Но, как известно, на щетку со стороны коллектора действует возмупхающая сила, обусловленная неровным профилем коллектора, его эксцентриситетом и эллиптичностью. Эта сила возрастает с повышением скорости вращения коллектора. Под действием ее щетка подвергается радиальным перемещениям (толчкам) и стремится отой- 1хх ти от поверхности коллектора. Сообщаемое при этом щетке радиальное ускорение при больших скоростях вращения коллектора становится значителыхым и превышает ускорение перемещения щетки (без соприкосновения с коллектором) под действием нажимной пружины, прижимаюпхей щетку к коллекTCÐÓ.

B результате этого происходит отрыв щетки от коллектора, что приводит к усилению ис- крения, а нередко и к возникновению кругового огня и преждевременному выходу из строя всего узла токосъема.

Известньхй шеткодержатель не обеспечивает стабильности контакта между щеткой и коллектором при радиальных колебаниях шет. ки, вызываемых как внешними, так и внутренними причинами.

Цель изобретения — повышение устойчивости (стабильности) контакта между щеткой о и коллектором в условиях вибрации.

Поставленная цель достигается тем, что поверхность щетки, на которую опирается нажимной элемент, прижимающий щетку к стенке обоймы шетксдержателя, имеет скос, а пружина этого нажимного элемента имеет жесткость значительно большую, чем пружина нажимного рычага, прижимаюшего щетку к коллектору.

На чертеже изображен предлагаемый шеткодержательа разрез.

Шеткодержатель имеет щетку 1 со скошенной поверхностью 2, шеткодержатель с обоймой 3, пружину 4, нажимной элемент 5, коллектор 6. аЦ

Шетка 1 прижимается к коллектору и усилием P нажимного рычага с пружиной (на чертеже не показан), а к стенке обоймы шеткодержателя 3 - нажимным элемен50 том 5 с пружиной 4. Нажимной элемент 5 при помощи пружины 4 давит на наклонную (скошенную) поверхность щетки 2 с силой К

При работе маАххины (вращении кохюхекто» ра), особенно в условияхвибрации,на щетку, кроме указанных выше сип, действует сила со сгороны коллектора, которая стремитс, оторвать щетку оТ коллектора. Под действиеем этой силы (толчка) щетка перемешается вверх (в направлении от коллект за) и благодаря скошенной ее поверхность, передвигает нажихяхой элемент 5 в тавгенциальном направлении.

При э ГОм усилие (а значи Г и cKHG Р)

НажИМНОй ПруЖХПХЬХа ПрнжкмаХОщэй liXX K коллек Гору с силой Р, изменяется незначиТЕЛЬНОа TGK KGK ДПЯ НОРМЗЛЬНОЙ РабОХЬХ ЩЕточно-коллекторного узда, как извес хно, необходимо, чтобы по мере износа щетки это

УСИЛИЕ ИЗМЕНЯЛОСЬ НЕЗнаЧИТЕЯХЬНОа Г.ео Нажимная xtp выбирается с небольцхой хКесТ костью. Усилие же пружины 4 увепичиваетСЯ ЗНаЧИТЕЛЬНОа ТаК KGK Э Га ПРУЖИНа ЕМееТ бОПЬШУХО КЕСТКОСТЬа В CPaameaS.XX С НажИМной пружиной, создающей силу Р.

РЕЗУХХХататЕ @TOX O УВЕЛИЧИВаЕТСЯ Снпаа действующая на скошенную поверхность щетки 2 и, следовательно, у я ее составпяхощие К„и У,, т.е. появляются

ДОПОЛНИТЕПЬНЬХЕ СИПЫа ПРИЖИМИХОШИЕ ЩЕТКУ к коллектору и к стенке обоймы шеткодержателя, препяхствухощие ощыву щетки от коллектора.

Угол скоса цо отношению к вертикальной оси выбирается таким, чтобы выполнялось следующее неравенство:

1дд + j p. где

» M » X e S, всегда будет болыпе приращения сильх трения щетки о стенку обоймы щежодержателя, следовательно щетка будет перемещаться вверх на меньшее расстояние, а вниз будет двигаться более ускоренно, чем в известном щеткодержатепе.

Скос рекомендуется выполнять не по всей высоте щетки, а только в ч-эй части, где она не изнашивается от трения о коллектор, чтобы исключить увеличение плотности тока под щеткой по мере еэ износа.

Формула изобре Гения

Эта сила имеет две составляющие -тангенциальнук; fj прижимаюшую щетку к стенке обоймы шеткодержателя, и радиальную К направленную в сторону коллектора, т.е. совпадающую по направлению с силой P на« жимной пружины, прижимающей щетку к коллектору.

Шеткодержатель дпя элекхриче:,Эких машин, содержащий обойму со щеткой, нажимной рычаг с пружииой дпя прижатая щетки к коллектору и нажимной элемент, например родик, с пружиной mxxx прижатия щетки к одной из стенок обоймы„о т л и ч а ю.4,w

З30380

Составитель В. Попова фактор Н. Хубларова Техред Г. Родак Корректор Д- Мельниченко

Заказ 5272/676 Тираж 963 Подписное ета Министров QQQp по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ш и и с я тем, что, с целью шюьппении устойчивости контакта между шеткой и коллектором в условиях вибрации, поверхность шетки, на которую опираетса нажимной элемент, выполнена со скосом, при этом пружина нажимного элемента имеет жесткость болыпую, чем пружина нажимнак о рычага.

Источники информации, пряничные во внимание при экспертизе:

1. a n. C. m д трич ких машин. М.. 1961.

5 2. Патент Франции № 2039545, кл

Н01Я 39/00, 1971.

3. Патент ФРГ ¹ 1488671, 21 c{. 65, 1979 (прототип) .