Щеточно-коллекторный узел электрической машины

 

ОП NCAHNK

ИЗОБРЕТЕМ ИЯ

И АВТОРО(ОМУ СВИДБТИДЬСПЮ (И) Дополнительное к авт, свид-ву . . (22) Заявлено 18,03.75(21} 2112869/О7 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликоваио05,3.1,76,Бюллетень № 43. (45) Дата опубликования описании 24,02.77

Государстввииьй иаатет

6вввта Мииистрав СЫР

ПО двлаи изибрвтвиив и стирытий

А. С. Фиалков, А. М. Бордаченков, С, H. Красковская, Б, Б.- Сизов

;и П. П. Смаэнов (72) Авторы изобретении (71) Заявитель (54) ШЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электрическим

Машинам, в частности к тяговым электрическим машинам электровозов и тепловозов, за ботающим B тяжелых условиях по комму-! тации при широком регулировании скоростей: и нагрузок и при значительных вибрациях, и касается щеточно-коллекторных узлов, Известно, что в шеточно-коллекторном узле машин такого рода чаше всего применяют щетки на сажевой основе с высокими ком- ig мутирующими свойствами (Ц. Главное требование при этом - обязателыыя установка на электрической машине щеток одной марки с минимальным разбросом характеристик, Исследование работы таких щеток, напри- 1б мер, на тяговых двигателях показывает, что эксплуатационные характеристики их в значительной степени определяются величи ной микротвердости щеточного материала, Которая зависит от технологического про- 20 цесса обработки шихты, Так, применяя че тырех-пяти кратное вальцевание и соответ ствующий режим термообработки, можно получить щетки с микротвердостью 702.

l10 кгс/мм, а используя в качестве пресс 25

-порошка невальцованную шихту или шихту, провальцованную 1-3 раза, можно получить щетки с микротвердостью 85-60 кгс/мм, Аналогичную величину микротвердости мож но получить, применяя выдавливание шихты из горизонтального пресса или шнекового смесителя.

При применении электрощеток на сажевой основе с низкой микротвердостью $2) проводимость между щеткой и коллектором осу-: ществляется в основном благодаря возникновению явления фриттинга коллекторной пленки, так как частицы щеточного матери ала из-за сравнительно низкой микротвер дости не внедряются в оксидную планку. При этом механическая стабильность контакэа повышается благодаря демпфирующему действию большого количества обладающих низf кой микротвердостью продуктов износа. За тяжка межламельного пространства медью отсутствует. Однако уменьшение количества иочек непосредственного контактирования ! приводит к резкому увеличению действительt ной плотности тока в контактных точках и

5348

Тираж 963

Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 следствие к увеличению износа щеток, обенно в экстремальных условиях по току.

Шеткн, применяемые в настоящее время

Йа указанных типах машин, имеют повышен»

syso микротвердость, порядка 70-110 кгс/мм,1

2 а в некоторых случаях н выше (33. При высоком значении микротвердости щетки имеют шзкнй износ, хорошо развитую контактную проводимость через внеДряюшнеся в окнсную пленку часч нйы шеточного материала. Однако в механическом отношении работа контакта недостаточно стабильна и в эксплуатации час то возникает эаволакнванне межламельноге пространства медью, что приводит к возник новению кругового ого н перебросов!, Юги И ao коллектору.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик узла: обеспечение минимального износа при отсутствии ватна

as коллекторной меди, улучшение коммутв - 30 цнн, снижение потерь на трение и эксплуамцнонных расходов по содержанию шеточноколлзкторного узла.

Зля достижения указанной цели в шетко4 держателе одной полярности установлены М щетки, имеющие величину мнкротвердости, Ь 1 2-3 раза превышающую величину микро твердости щеток, установленных в шеткодержателн другой полярности, В частном случае, для тяговых двигателей электровозов и тепловозов предлагается в шеткодержатели одной полярности устанавливать щетки, преимущественно на саже- вой основе, имеющие микротвердость 36 !

60 кгс/мм, а в шеткодержатели другой З6 полярности - щетки с микротвердостью 70 110 кгс/мм, что при оптимальных эначеХ ниях мнкротвердости соответствует соотнс»шению 1,7, При этом эа счет продуктов износа — щеток с микротвердостью 70 1X) кгс/мм обфазуется проводимость через точки непосред ственного контакта, а за счет продуктов из носа с микротвердостью 35-60 кгс/ммх на коллекторе создается демпфирующий вибра» сии слой, способствующий повышению меха ннческой стабильности контакта, снижению френия, улучшению коммутации н ликвидааин затяжки, уменьшению износа щеток и коллектора., При значениях микротвердостн, выходящих эа предлагаемые пределы, работа шеЦНИИИ1 . Заказ 5517/254

18

4 точна-коллекторного узла ухудшается, При микротвердостн свыше 110 кгс/мм уве личивается уровень затяжки (до 15% двигателей после пробега 60 тыс. км). Одновременно растет износ щеток. Это происхс» дит в результате того, что процесс износа

s контакте приобретает характер абразивного изнашивания, когда процессы износа образования коллекторной пленки.

Прн ещжнем пределе микротвердости м » нее 35 кгс/мм увеличивается значение иэЙоса этих щеток нэ-за резкого снижении йрочйостных свойств материала, 1 Нанщ чшие результаты дает такая схема установки, при которой в шеткодержатели положительной полярности {щетка анодно-поляризованная) устанавливают щетки на сажевой основе с мнкротвердостью 35-60кгс/мм.

Это объясняется особенностями механизма износа щеток черных марок, при котором идет перенос частиц аноднополяриэоваьной щетки на коллектор. Благодаря тому,. что этн частицы в данном случае обладают низ кой микротвердостью, демпфируюшее дейст,вие продуктов износа выше, чем в случае обратной поляризации щетки, Это приводит

:к у г„ чшению коммутации и уменьшению износа шеток, 1

Изобретение может применяться во всех типах электрических машин постоянного то- ка. При этом наибольший эффект может быть получен на тяговых электрических машинах.

Формула и эобре тенин

Шеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий размещенные в щеткодержателях щетки на саже-пековой ос . нове и коллектор, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью улучшения эксплуамционных характеристик, в шеткодержатели одноЦ полярности установлены щетки с микротвер достью в 1,2-3 раза выше, чем в шеткодержатели другой патярности.

Источники информации, принятые во вни- мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 112831: кл. Н 01 Р 39/20, 1957 r, 2, ТУ. ФЭО. 359, 187, 3, Авторское свидетельство % 348499; сл, С 01 в 31/04, 1970 г.