ЩЕТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 1994 года по МПК H01R39/18 

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

Известны конструкции щеток для электрической машины, содержащие шприцованные в аксиальном направлении резиновые накладки с определенными соотношениями размеров накладки и щетки - прототип [1].

Недостаток данных щеток заключается в том, что отношение радиального размера накладки к радиальному размеру щетки не превышает 0,19. Такое отношение указанных размеров при выполнении в форме сферы внешней поверхности накладки не обеспечивает удовлетворительную эксплуатацию щеток на электрических машинах при повышенных электрических, вибрационных и ударных нагрузках, что сопровождается увеличением износа щеток и электрических потерь в скользящем контакте.

Известны конструкции щеток для тяговых электродвигателей локомотивов железнодорожного транспорта, содержащие прессованные индивидуальным прессованием резиновые накладки, которые фиксируются на токоведущих проводах, закрепленных в щетках методом конопатки - аналог [2].

Недостатком данных щеток являются низкие амортизационные свойства накладок, сложность их изготовления, в результате чего при повышенных электрических, вибрационных и ударных нагрузках щетки имеют повышенные электрические потери в контакте и значительный износ.

Предложенная щетка лишена указанных недостатков.

Отличия предложенной щеки для электрической машины заключаются в том, что в щетке, содержащей тело щетки и установленную на нем накладку, выполненную из резины, шприцованной в аксиальном направлении щетки, верхняя часть накладки выполнена в форме выпуклой сферы с радиусом R в поперечном сечении накладки, причем максимальная высота h накладки, радиус R сферической поверхности накладки и радиальный размер r щетки связаны следующими соотношениями:
h:r = 0,2-0,3;
R:r = 0,2-1;
h:R = 0,2-0,8.

На фиг. 1 представлена щетка, вид сбоку; на фиг. 2 - показан разрез А-А на фиг. 1.

Щетка 1 состоит из двух одинаковых разрезных элементарных частей 2 и 3. На них установлена шприцованная в аксиальном направлении резиновая накладка 4, которая фиксируется на токоведущих проводах 5, закрепленных в щетке 1 методом конопатки. Шприцованная резиновая накладка в верхней части выполнена в форме выпуклой сферы 6 с радиусом R. Эта форма верхней части накладки, с одной стороны, является универсальной для всех типов нажимных устройств, а с другой - весьма эффективной для обеспечения шприцевания резины.

Накладки могут крепиться к щетке обычным способом путем их фиксации на токоведущих проводах с вырубкой для них отверстий, методом приклейки непосредственно к телу элементарных щеток или приклейки через технологическую прокладку, а также любым другим способом.

Эффективность эксплуатации конструкции предложенных щеток обеспечивается достижением определенных соотношений размеров высоты, радиуса сферы накладки и радиального размера щетки.

При увеличении соотношения h: r выше предлагаемого предела снижается срок службы щеток из-за уменьшения их радиуса, при снижении возрастают износ щеток и электрические потери в контакте.

При меньших значениях соотношения R: r ухудшается токораспределение между разрезными элементарными частями, что приводит к ухудшению политурообразования и к увеличению износа щеток, при больших уменьшается срок службы из-за снижения ресурса.

В случае соотношения h:R выше предложенного предела происходят случаи опрокидывания накладок и их смещение в эксплуатации, ниже предлагаемого предела ухудшаются условия шприцевания резиновых накладок.

В таблице представлены результаты испытаний предложенной щетки на тепловозном тяговом электродвигателе ЭД118А при повышенных в 1,5 раза электрических и на 30% вибрационных и ударных нагрузках.

Как следует из представленных данных, применение изобретения позволяет в 1,3-1,7 раза снизить износ щеток, на 10-17% уменьшить потери электрической энергии в контакте; улучшить состояние щеточно-коллекторного узла.

Использование: в тяговых электрических машинах. Сущность изобретения: в щетке, содержащей тело щетки и установленную на нем накладку, выполненную из резины, шприцованной в аксиальном направлении щетки, верхняя часть накладки выполнена в форме выпуклой сферы с радиусом R в поперечном сечении накладки, причем максимальная высота h накладки, радиус R сферической поверхности накладки и радиальный размер r щетки связаны соотношениями. 1 табл., 2 ил.

ЩЕТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащая тело щетки и установленную на нем накладку, выполненную из резины, шприцованной в аксиальном направлении щетки, отличающаяся тем, что верхняя часть накладки выполнена в форме выпуклой сферы с радиусом R в поперечном сечении накладки, причем максимальная высота h накладки, радиус R сферической поверхности накладки и радиальный размер r щетки связаны следующими отношениями: h / r = 0,2 - 0,3; R / r = 0,2 - 1,0; h / R = 0,2 - 0,8.