Щеточно-коллекторный узел электрической машины

 

Изобретение относится к электромашиностроению . Целью изобретения является улучшение условий токосъема и повышение устойчивости контакта путем увеличения податливости щетки относительно коллектора под действием силы нажатия и резервирование контакта в аксиальном и тангенциальном направлениях. Узел содержит щетку в виде цилиндрического кулачка 1 с сегментным вырезом, закрепленного на оси 3, параллельной пластинам коллектора 4. Со стороны одного из оснований кулачка выполнена полая цилиндрическая выточка 5 радиусом, равным расстоянию от оси 3 до поверхности коллектора 4. В этой части кулачка по окружности со стороны торцовой и контактирующей поверхностей выполнены сквозные пазы 6, проходящие по винтовой линии в сторону другого основания кулачка до сплошной цилиндрической его части 7. По окружности пазы расположены до участка 8, соответствующего предельному износу щетки. Пазы 6 подразделяют кулачок на консольные элементы 9, которые имеют возможность изгибаться при поджатии одной из половин сегментного выреза щетки к коллектору под действием пружины 12, соединенной одним концом с осью 3, а другим - с одной из двух стоек 10 и 11, в углубления которых входят концы оси 3, имеющие с ними скользящую связь. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 8 39/24

ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660542/07 (22) 13.01.89 (46) 07,05;91 бюл. й. 17 (72) M.Ô.Õëûñòîâ и Ю,A.Ñòåïàíîâ (53) 621.3.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЛВ 964814, кл. Н 01 R 39/24, 1981.

Авторское свидетельство СССР

И 1381626, кл. Н 01 R 39/26, 1987. (54) ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ

ЗЛЕ ТРИЧЕС ОЙ MACAW (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Целью изобретения является улучшение условий токосъема и повышение устойчивости контакта путем увеличения податливости ще ки относительно коллектора под действием силы нажатия и резервирование контакта в аксиальном и тангенциальном направлениях. Узел содержит щетку в виде цилиндрического кулачка

1 с сегментным вырезом, закрепленного на

Изобретение относится к электромзшиностроению.

Целью изобретения является улучшение условий токосъема и повышение устойчивости контакта путем увеличения податливости щетки относительно коллектора под действием силы нажатия и резервирования контакта в аксиальном и тангенциальном направлениях.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый узел, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — щетка с выполнением консольных элементов с обоих оснований кулачка, вариант.

Щеточно-коллекторный узел содержит щетку, выполненную в виде цилиндрического кулачка 1 с сегментным вырезом 2, эа. Ж, 1647719 А1 оси 3, параллельной пластинам коллектора

4. Со стороны одного иэ оснований кулачкз выполнена полая цилиндрическая выточка 5 радиусом, равным расстоянию от оси 3 до поверхности коллектора 4. В этой части кулачка по окружности со стороны торцовой и контактирующей поверхностей выполнены сквозные пазы 6, проходящие по винтовой линии в сторону другого основания кулачка до сплошной цилиндрической его части 7, По окружности пазы расположены до участка 8, соответствующего предельному износу щетки, Пазы 6 подразделяют кулачок на консольные элементы 9, которые имеют возможность изгибаться при поджатии одной из половин сегментного выреза щетки к коллектору под действием пружины 12, соеди- 3 ненной одним концом с осью 3, а другим — с одной иэ двух стоек 10 и 11, в углубления которых входят концы оси 3, имеющие с ними скользящую связь, 1 э.п, ф-лы, 3 ил.

°

OR%A крепленного на оси 3, расположенной па- 0» раллельно пластинам коллектора 4. Со сто- Фь роны одного из оснований цилиндрического Д кулачка 1 выполнена полая цилиндрическая выточка 5, радиус которой равен расстоя- в нию от оси 3 цилиндрического кулачка до»О поверхности коллектора 4. В полой цилиндрической части кулачка 1 по окружности со стороны ее торцовой и контактирующей поверхностей выполнены.сквозные пазы 6, проходящие по винтовой линии в сторону другого основания кулачка до сплошной цилиндрической части 7 кулачка, à по окружности на участке, соответствующем рабочего износу щетки, т.е. до участка 8. вступающего в контакт с коллектором 4 в конце износа щетки 1. Сквозные пазы 6 подразделяют

1647719

55 полую цилиндрическую часть щетки 1 на консольные элементы 9. Концы оси 3 щетки

1 входят в углубления стоек 10 и 11 щеткодержателя и имеют скользящую связь с ними, причем стойка 10 упругая, а стойка 11 жесткая. Кулачок 1 контактирует с коллектором 4 консольными элементами 9 и жесткой цилиндрической частью 7. Нажатие щетки 1 на коллектор 4 осуществляется с помощью спиральной пружины 12, один конец которой жестко соединен с осью 3, а другой опирается на шплинт 13 жесткой стойки 11.

На фиг. 3 приведен другой вариант выполнения кулачка 1, у которого с обоих оснований выполнены полые цилиндрические выточки 5, а в полых цилиндрических частях по всей окружности выполнены сквозные пазы 6, проходящие по винтовой линии в сторону их основания до сплошной цилиндрической части 7, а по окружности до участка цилиндрической части, вступающего в контакт с коллектором в конце износа щетки 1. Пазы 6 подразделяют полые цилиндрические части щетки 1 на консольные элементы 9, причем консольные элементы 9 одной цилиндрической части кулачка 1 являются зеркальным отображением консольных элементов другой полой части кулачка, Щеточно-коллекторный узел работает следующим образом.

По мере износа кулачок 1 под действием пружины 12 поворачивается вместе с осью 3. Для исключения возможности заклинивания щетки 1 она должна вращаться встречно с коллектором 4. При износе и повороте щетки 1 каждый консольный элемент 9 начинает контактировать с коллектором 4 кромкой конца, а затем прирабатывается полностью, тангенцизльный размер его контактной поверхности увеличивается до тангенциального размера контактной поверхности щетки 1. После этого длина консольного элемента уменьшзется до нуля. В конце износа контакная поверхность консольного элемента 9 начинает уменьшаться от номинальной до нуля кзк в аксиальном, так и в тангенциальном направлениях.

Повышение устойчивости контакта щеточно-коллекторого узла происходит за счет увеличения податливости щетки относительно коллектора при изгибе консольных элементов под действием силы нажатия, уменьшения их массы и инерционности и резервирования контакта в аксиальном и тзнгенциальном направлениях, Изгиб консольных элементов зависит от их поперечного сечения, длины и формы.

Консольные элементы по длине имеют форму эллипса. Повышение устойчивости контакта при уменьшении массы и инерционности консольных элементов очевидно, Резервирование контакта в аксиальном направлении объясняется тем, что с каждой коллекторной пластиной одновременно контактирует несколько консольных элементов.

Резервирование контакта в тангенциальном направлении объясняется тем, что, с каждой коллекторной пластиной одновременно контактируют не все консольные элементы. Например, при заходе ламели под щетку она начинает контактировать со сплошной цилиндрической частью кулачка и консольными элементами, кроме крайних у которых контактная поверхность приработалась еще не полностью, При выполнении консольных элементов с двух сторон кулачка (фиг,3) обеспечивается симметричность воздействия на щетку со стороны коллектора при его колебаниях и тем самым исключается воэможность поворотных колебаний щетки в аксиальном направлении.

Изобретение возможно и целесообразно использовать в высокооборотных электрических машинах, длительный ресурс которых необходимо обеспечить беэ смены щеток. Применение предлагаемого щеточно-коллекторного узла позволяет повысить допустимые частоты вращения коллектора, при которых происходит нарушение контакта, по сравнению с известным устройством в 1.браза.

Формула изобретения

1. Щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий коллектор, щетку в виде цилиндрического кулачка с сегментным вырезом, закрепленного на оси, расположенной параллельно коллекторным пластинам, две стойки щеткодержателеля с углублениями нз концах, в которые входят концы оси щетки и имеют скользящую связь с ними, нзжимную пружину кручения, прижимающую щетку к коллектору одной половиной сегментного выреза, со стороны одного из оснований кулачка выполнена цилиндрическая выточка. радиус которой равен расстоянию от оси кулачка до контактной поверхности коллектора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения условий токосъема и. повышения устойчивости контакта путем увеличения податливости щетки относительно коллектора под действием силы нажатия и резервирования контакта в аксизльном и тангенциальном направлениях, в полой цилиндрической части кулачка выполнены сквозные пазы, про1647719

Ц

Фиг.2

Составитель M.Kóýíåöîâà

Редактор Т.Зубкова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Шевкун

Заказ 1650 Тираж 330 Подписное

ВНИИПИ Г

ИИПИ 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 ходящие со стороны ее торцовой и контактирующей поверхностей по винтовой линии в сторону другого основания кулачка до сплошной цилиндрической части кулачка, при этом по окружности кулачка пазы рас- 5 положены на участке, соответствующем рабочему износу щетки, причем пазы в поперечном сечении полой цилиндрической части кулачка направлены по его радиусу и подразделяют ее на консольные элементы.

2. Щеточно-коллекторный узел по п.1, отличающийся тем, что консольные элементы выполнены по расположению на кулачке зеркально с обоих его оснований.