Устройство для измерения давления щетки на коллектор электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H01R39/58 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для измерени давления щеток на коллектор электрической машины в условиях эксплуатации, исследований и при ремонте. Известно устройство дляизмарения нажатия щетки на коллектор от пружины щеткодержателя-, содержащее упругую вилку, составленную из пластин, на которые наклеены прозолоч-. ные тензодатчики. Устройство вставля ется концами упругой вилки-между щет кой и пружиной щеткодержателя. Усилие пружины датчиками преобразуется в сигнал, передаваемый на электрический измерительный прибор, градуированный на кГс 1 . . Однако это устройство имеет высокую (не менее 10%) погрешность измерений и позволяет измерять только ст тические нагрузки. Известно также устройство для изм рения давления щетки на коллектор, состоящее из электроизмерительного прибора, проградуированного на кГс, с датчиком давления и вибратором,ими тирующим эксплуатационные вибрацйи. Устройство выполнено в виде сте да, на котором испытываются щеткодержатели 2 . Данное устройство позволяет измерять только статические нагрузки щет ки при испытании собранных щеткодержателей после изготовления или ремонте перед установкой на тяговый двигатель. Наиболее близким к предлагаемому является устройство,содержащее силоизмерительный датчик, расположенный в корпусе и установленный между щеткой и пружиной в окне щеткодержателя, и измерительный мост. Подвижные части щеток соединены с неподвижной частью с помощью шпилек, снабженных регулировочными пружинами д , Однако известное устройство сложно по конструкции, содержит тороиды, изготовленные из ферритов, хрупких по своей структуре и не обеспечивающих работу при ударных .нагрузках, специальные щетки, включающие подвиж ные и неподвижные части, скрепленные между собой шпильками, механизм передачи усилий от пружины к щетке и предохранительное устройство от ударов. Применение тороидов из ферри тов в качестве первичных преобразова телей не обеспечивает линейности силоизмерительного датчика, что приводит к значительной погрешности измерений.- Корпус силоизмерительного датчика имеет значительные размеры п высоте и выступает за габариты щетко держателя, что не позволяет его использовать на собранном электродвигателе. Значительные инерционные мае сы корпуса, снабженного устройством для передачи усилия от пружины щеткодержателя, также значительно искажают фактическое давление щетки на коллектор. Данное устройство имеет ограничительные функциональные возможности и может применяться только при контроле щеткодержателей на-испытательном стенде. Целью изобретения является повышение точности измерения статического давления и динамических усилий на работающей машине. Поставленная цель достигается тем, что датчик содержит упругий измерительный брус, который с двух сторон опирается на заплечики, выпол-/ ненные в корпусе, на измерительном брусе установлена посредством двух опор, траверса, взаимодействующая с нажимной пружиной, измерительный брус снабжен первичными преобразователями, установленными между опорами траверсы. Кроме того, в качестве первичных преобразователей установлены тензорезисторы, образующие измерительный электрический полумост. Корпус измерительного датчика и выводы первичных преобразователей выполнены из электроизоляционного материала. На фиг.1 показано предлагаемое устройство, вид в плане; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.З - эпюра моментов при применении упругого измерительного бруса с траверсой. Устройство состоит из корпуса 1, заплечики 2 которого выполняют роль опор упругого измерительного бруса 3 в виде пластины, нажимной траверсы 4 с двумя опорами 5 на брус и прилива б для опирания на него пружины 7 щеткодержателя 8 и разрезной рабочей щетки 9 с гибкими шунтами 10. Корпус 1 и разрезная щетка 9 размещены в ркне щеткодержателя 8. Первичные преобразователи 11 установлены на брусе 3 между опорами 5 траверсы 4, представляют собой тензорезисторы, образующие электрический измерительный полумост. В устройстве использована известная схема электрического измерительного моста, в диагональ которой включен тензометрический прибор,-фиксирующий статические и динамические нагрузки щетки на коллектор. Распределение нагрузок от пружины щеткодержателя силой Р и эпюра момента, указанная на фиг.З, получены при условии Ь где с, - база траверсы (расстояние между ее опорами на брусе), база упругого измерительного бруса (расстояние между опорами ). .

Участок на брусе ( - зона равных моментов, где действует только изгибная деформация.

Установленные тензореэисторы могут иметь базу активной части от 5 до 20 мм в зависимости от размеров корпуса силоизмерительного элемента, размещенного в окне щеткодержателя.

Экономический эффект от использования устройства может быть получен в сфере эксплуатации за счет уменьщения износа щеток и коллектора, за

счет обеспечения расчетных давлений :В процессе поисковых и научно-исследовательских работ по выбору материалов при изготовлении коллектора к применения различных типоразмеров . и материала щеток, а также выбору оптимальных режимов эксплуатации щеточного узла и коллектора. В сфере производства и при ремонте положительный эффект достигается в обеспечении расчетных давлений щетки на кол JieKTop..

Л

1УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащее силоизмерителышй датчик, расположенный в :корпуое и усзановленвый между щеткой и пружиной в окне щеткодержателя, и :Измерительный мост, отличающееся тем, что, с целью noBbffiie-ния точности измерения .стати ческого давления и динамических усилий на работаюи й машине, датчик содержит упругий измерительный брус, который с двух сторон опирается на заплечики, выполненные в корпусе, на изме- , рительном брусе установлена посредством двух опор траверса, взаимодействующая с нажимной пружиной, измерительный брус снабжен первичными преобразователями, установленными лежду опорами траверсы. 2, Устройство по П.1, о т л и 1ающееся тем, что в качестве первичнык преобразователей установлены тензорезисторы, образующие измерительный электрический полумост. V 3. Устройство по nn.l и 2, О тличающеёся тем, что корпус силоиэмерительного датчика и выводы первичных преобразователей вы§ полнены из электроизоляционного материала. to 00 4: Од