Вращающееся контактное устройство Советский патент 1984 года по МПК H01R39/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вращающимся контактным устройствам, и может быт использовано для обеспечения электрической связи между вращающимися и неподвижными приборами.

Известно вращающееся контактное устройство, содержащее подвижный ротор, с жестко закрепленными на нем контактными кольцами и неподвижный статор с контактными гребенками, концы лепестков которык расположены по архимедовой спирали tl3

Недостатками этого устройства являются малый срок службы из-за неравномерного износа различных по длине лепестков гребенок и невозможности профилактической замены консистентной смазки, применяемой для уменьшения износа элементов контактных пар и уменьшения момента трения устройства, невозможность замены вышедших из строя гребенок без полной разборки устройства, а также невозможность унификации элементов контактных пар. Кроме того, такая конструкция требует сложной технологической оснастки для сборки устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретеншо является вращаощееся контактное устройство, содержащее ротор с плоскими контактными кольцами и статор на котором закреплены токосъемные гребенки с лепестками и контактирующими с контактными кольцами по контактным дорожкам 12 .

Однако срок службы консистентной смазки, нанесенной на контактные поверхности колец ротора, определяе срок службы устройства, а известная конструкция не позволяет производит ее профилактическую замену, так как кольцевые гребенки с изоляционными прокладками, стянутые на опорах статора, образуют сплошной цилиндр, закрывающий доступ в зону контактирования. По этой же причине замена вышедших из строя гребенок не может быть произведена без полной разборки и последующей сборки устройства, которую можно выполнить только на специально оборудованном рабочем месте. Для изготовления контактных гребенок требуется сложная технологческая оснастка, а выполнение их в виже колец исключает возможность прменения одинаковых гребенок для уст124542 ..

ройств с разными диаметрами контактной дорожки.

Кроме того, при воздействии механических нагрузок, например ударов, контактные кольца ротора, имеющие вместе с проводами значительную массу, перемещаются вдоль оси устройства, что может привести к разрыву электрических цепей в местах контакIQ та гребенок с контактными кольцами ротора.

Целью изобретения является увеличение срока службы и улучшение ремонтоспособности.

и Поставленная цель достигается тем, что во вращающемся контактном устройстве, содержащем ротор с плоскими контактными кольцами и статор, на котором закреплены токосъемные гре2Q бенки с лепестками, контактирующими с контактными кольцами по контактным дорожкам, каждая токосъемная гребенка состоит из группы электрически соединенных между собой секто5 ров, при этом длина L дуги такого сектора по концам лепестков определена соотношением

ЗГО

(1)

L К

где К 0,75-0,97 - поправочный коэффициент, величина которого зависит от диаметра контактной дорожки; D - средний диаметр контактной дорожки;

п - количество секторов.

На фиг. 1 представлено вращающееся контактное устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Вращающееся контактное устройство содержит ротор 1 с плоскими контактными кольцами 2 и статора 3, на котором закреплены токосъемные гребенки 4 . с лепестками 5, каждая из ко/торык состоит из группы секторов 6,

электрически соединенных между собой проводами 7. Концы лепестков 5 токосъемных гребенок 4 прижаты к контактным дорожкам 8 контактных колец 2 и расположены эксцентрично относительно их, а ширина лепестков 5, выполненных из упругого материала, например бронзы, увеличивается от конца к основанию.

в опорах 9 статора 3 выполнены пазы, в которых расположены винты 10, обеспечивающие фиксацию токосъемных гребенок 4. Контактные кольца 2 закреплены на роторе 1 с помощью шпонки 11 и зажимной втулки 12. Соединение контактных колец 2 с внешними устройствами осуществляется с помощью проводов 13, а гребенок 4 - с помощью проводов 14. Устройство работает следующим обр-азом. Контактные кольца 2 вращаются вместе с ротором 1, при этом по контактным дорожкам 8 скользят лепетски 5 токосъемник гребенок 4, за крепленных на статоре 3, благодаря чему осуществляется электрическая связь между вращающимися приборами соединенными проводами 13 с контакт ными кольцами 2, и неподвижными соединенными проводами 14 с гребенками 4. Эксцентричное расположение гребенок 4 относительно контактных колец 2 обеспечивает в процессе эксплуатации значительно меньший (в 20-25 раз) износ контактных дорожек 8 по сравнению с лепестками 5. По мере износа лепестков 5 величина переходного сопротивления остается неизменной, так как уменьшение контактного давления компенсируется увеличением контактной поверхности в связи с тем, что ширина лепестков 5 увеличивается от скользящего по контактной дорожке 8 конца к основанию. Продольные пазы в опорах 9 и упругие свойства лепестков 5 обесп чивают самоцентрирование токосъемных гребенок 4 между контактными кольцами 2 в процессе сборки устрой ства, последующее крепление токосъе ных гребенок 4 винтами 10 и стяжка пакета контактных колец 2 втулкой 12 делают конструкцию устойчивой к воздействию механических нагрузок. В предлагаемом устройстве, имеющ сектора 6, размеры которых определены по соотношению (1), обеспечиваются удобная сборка, возможность замены любого вьш)едшего в процессе эксплуатации из строя сектора 6, например из-за потери упругости, подгорания или износа лепестков 5j без применения сложных технологиче ских приспособлений. Кроме того, выполнение токосъемных гребенок 4 из нескольких соединенных электрически между собой секторов 6 позволяет унифицировать требующие для изготовления дорогостоящей оснастки элементы конструкции - сектора 6. Наличие зазоров между секторами 6 обеспечивает доступ в зону контактирования, что дает возможность производить замену определяющей срок службы устройства консистентной смазки, нанесенной на контактные дорожки В, а также производить визуальный контроль качества сборки устройства. Величина поправочного коэффициента К в формуле (1) определена графоаналитическим методом для вращающихся контактных устройств с диаметром контактной дорожки от 100 мм и более и количеством секторов 6 1Л 2. Величина поправочного коэффициента К растет от 0,75 до 0,97 с увеличением диаметра контактной дорожки. При поправочном коэффициенте ,97 происходит увеличение размера дуги по концам- сектора токосъемной гребенки 4, которое затруднит сборку и замену консистентной смазки и сделает невозможным замену секторов 6 без полной разборки устройства, а при поправочном коэффициенте К 1 0,75 уменьшается размер дуги по концам лепестков сектора 6 токосъемной требенки 4, и соответственно, количество лепестков 5, что снижает допустимую тоновую нагрузку и увеличивает величину переходного сопротивления . Испытания предлагаемого вращающегося контактного устройства показывают, что конструкция обеспечивает надежный контакт при наличии в условиях эксплуатации ударов с ускорением до , в то время как вестная конструкция - до 2сз. Кроме того, по сравнению с известным, предлагаемое устройство позволяет увеличить срок службы в 2,5-3 раз.а, а время, необходимое на замену вьш1едших из строя гребенок, в 10-12 раз.

ВРАЩАЮЩЕЕСЯ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее ротор с плоскими контактными кольцами и статор, на котором закреплены токосьемные гребенки с лепестками, контактирующими с контактными кольцами по контактным дорожкам, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы и улучшения ремонтоспособности, каждая токосъемная гребенка состоит из группы электрически соединенных между собой секторов, при этом длина L дуги такого сектора по концам лепестков определена соотношением Д-Р L К п где К 0,75-0,97 - поправочный коэффициент, величина которого зависит от диаметра контактной дорожки; D - средний диаметр контактной дорожки; п - количество секторов.