Щеткодержатель для электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H01R39/40 

11 Изобретение относится к вращающимся электрическим машинам со скол зящим контактом, а конкретнее к щет кодержателям этих машин, в которых в качестве элемента, обеспечиваюп1ег нажатие на щетку, применяется рулон ная пружина постоянного давления, и может быть использова;о в тяговых электрических двигателях железнодорожного транспорта, рельсового и безрельсового городского транспорта работающих в условиях повышенных вибрационных, ударных нагрузок и ограниченными размерами коллекторной камеры. Наиболее близким к изобретению является щеткодержатель для электрических машин, содержащий обойму для размещения щетки, опорную пластину с закрепленной на ней рулонной пружиной, направляющие, расположенные на боковых стенках щеткодержателя, образующих полость, в которой установлена опорная пластина, элементы фиксации опорной пластины в рабочем положении СП Однако обслуживание щеткодержателя этой конструкции требует значител ного пространства в коллекторной камере, так как опорная пластина вынимается в направлении вверх, что увеличивает зону обслуживания по сра нению с габаритами работающего щетко держателя более чем в два раза. По условиям эксплуатации, тяговых электр двигателей, имеющих стесненные габариты при больших мощностях, зона обслуживания щеткодержателей крайне ограничена. Поэтому эта конструкция не может быть применена в тяговых электродвигателях, где не все щетко держатели расположены под люком,т.е в двигателях железнодорожного транспорта (электровозы, тепловозы, мотор вагоны) и городского рельсового и безрельсового транспорта (метро, тра ваи, троллейбусы), как раз на электрических машинах и в тех условиях, где применение безрычажной системы нажатия с рулонной пружиной постоянного давления крайне необходимо по условиям коммутации, больших токовых перегрузках, ударных и вибрационных воздействийс Жесткое закрепление рулонной пружины снижает срок ее службы. Развернутый прямолинейный участок рулонной пружины, т.е, от места крепления и до перехода в криволиней 6 ную часть, соприкасается с плоской поверхностью опорной пластины, в результате чего на работающей электрической машине под воздействием неровностей коллектора (биение коллектора) рулонная пружина в месте перехода- в криволинейную часть работает на изгиб (в самом опасном режиме), так как свернутая часть пружины (рулон), расположенная на верхнем торце щетки, не успевает развертываться и свертываться, а скользит (ползает) на поверхности щетки, увеличивая или уменьшая плечо - расстояние от центра рулона до плоскости, проходящей через прямолинейньм участок пружины. Б процессе износа щетки усталость материала пружины от постоянной работы на изгиб накапливается по всей длине развернутой части, срок службы снижается. Цель изобретения - повьш1ение надежности и улучшения эксплуатационных характеристик, те. увеличение срока службы рулонной пружины, уменьшение габаритов зоны обслуживания щеткодержателя. Указанная цель достигается тем, что щеткодержатель, содержащий обойму для размещения щетки, опорную пластину с закрепленной на ней рулонной пружиной, направляющих, расположенных на боковых стенках обоймы, образующих полость, в которой установлена опорная-утластина, элементы фиксации опорной пластины в рабочем положении, снабжен осью, которая подв.ижно соединена с опорной пластиной и на которой одним концом закреплена рулонная пружина, а в боковых стенках щеткодержателя выполнены сквозные направляющие пазы, в которых установлена указанная ось. На фиг. 1 изображен предлагаемый щеткодержатель, общий вид; на фиг.2 и 3 - корпус; на фиг. 4 - 6 - опорная пластина с рулонной пружиной и опорная пластина без рулонной пружины, вид снизу; на фиг. 7 - 9 - установка опорной пластины в рабочее положение. Щеткодержатель состоит из корпуса 1 с обоймой 2 для размещения щетки 3. По одну сторону обоймы имеется элемент крепления 4 щеткодержателя в электрической машине, по другую - полость 5 для размещения нажимного механизма, состоящего из опорной пластины 6 и рулонной пружины 7. Дпя того, чтобы рулонная пружина осуществляла нажатие на щетку в процессе ее износа, т.е. для уменьшения высоты, по обе стороны обоймы имеются пазы 8. В боковых щетках 9, ограничивающих полость 5, прорезаны продольные сквозные пазы 10, в которых установлена ось 11, соединяющая свободный конец 12 рулонной пружины 7 с опорной пластиной 6.Со стороны верхнего торца на наружной стенке полости 5 имеется стопорящий элемент 13, выполненный в виде выступа, с которым в результате упругих сил развернутой рулонной пружины взаимодейсвует фиксирующий элемент 14, выполненный в виде отверстия на опорной пластине. Опорная пластина 6 имеет корытообразную форму и со стороны присоединения рулонной пружины имеет два отверстия 15, в которые входят кочы оси 11.

Устройство работает следующим образом.

Чтобы установить щеткодержатель в рабочее положение, т.е. в положение при котором рулонная пружина оказывает давление на верхний торец щетки и тем самым осуществляет контакт щетки 3 с коллектором 16, оператор должен установить нажимной механизм в положение, изображенное на фиг. 5, с рулонной пружиной в позиции 1 (изображено пунктиром), перевести рулонную пружину в позицию 11, т.е. установить ее на верхний торец щетки, затем, преодолевая усилие раскручиваемой пружины, переместить опорную пластину в положение, изображенное на фиг. 8, развернув ее в направлении, указанном стрелкой, зафиксировать в вертикальном положении (фиг. 9).

Перевод нажимного механизма в нерабочее положение, при котором он находится в отведенном от щетки расстоянии, производится в обратной последовательности. Чтобы нажимной меха низм при вынутой из обоймы щетки случайно не коснулся коллектора, со стороны нижнего торца обоймы предусмотрены уступы 17, на которые опирается опорная пластина.

Конструкция предусматривает возможность изоляции рулонной пружины от прохождения по ней тока, для этого рулонная пружина соединяется с осью 11 через изолирующую втулку, выполненную например, из фторопласта.

Осуществление подвижного сочленения в нажимном механизме рулонной пружины с опорной пластиной путем применения объединяющей эти два элемента оси и направляющих, вьтолненных в виде продольных сквозных пазов, в которых размещена ось, позволяет применять предлагаемую конструкцию, имеющую все основные преимущества безрычажных щеткодержателей с рулонной пружиной постоянного давления обеспечение постоянства нажатия на щетку в процессе ее износа, обеспечение равномерности токораспределения между однополярными щеткодержателями, способность автоматизировать и поглощать рулонной пружиной ударные и вибрационные нагрузки оказывающие воздействие на щетку, возможность применения высоких щеток (по сравнению с традиционными), позволяющих увеличить их ресурс, а также дополнительные преимущества - повьшелная надежность системы нажатия, компактность и минимальная зона обслуживания, в тяговых электродвигателях железнодорожного транспорта, городского рельсового и безрельсового транспорта, работающих в режимах больших токовых нагрузок, ударных и вибрационных воздействий, стесненных габаритах, т.е. как раз в тех условиях,в которых применение этих щеткодержателей наиболее целесообразно, технически и экономически оправдано. Применение предлагаемой конструкции щеткодержателя позволяет в 1,5-2 раза повысить срок службы щеток и тем самым снизить потребность в щетках, уменьшить число профилактических работ на коллекторе, снизить аварийность и материальные затраты на ремонт тяговых электродвигателей, также повысить надежность работы в условиях повышенных ударных и вибрационных нагрузок.

(Pus, 2

ЦЕТКОДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий обойму для размещения щетки, опорную пластину с закрепленной на ней рулонной пружиной, направляющие, расположенные на боковых стенках обоймы,образующих полостьi в которой установлена опорная пластина, элементы фиксации опорной пластины в рабочем положении, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности и улучшения эксплуатационных характеристик, он снабжен осью, которая подвижно соединена с опорной пластиной и на которой одним концом закреплена рулонная пружина, а в боковых стенках щеткодержателя вьтолнены сквозные направляющие пазы, в которых установлена указанная ось.

5 Г

Риз. в