Токосъемное устройство Советский патент 1984 года по МПК H01R39/24 H01R39/64 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам иодвода и съем.а ччектрической энергии техиологического оборудования, испытательных стендов и 1ектрических машин. Известно токосъемное устройство для передачи тока с вращающихся частей механизма к неподвижному приемнику, содержан1ее систему вращающихся контактных колец и соответствующее количество токосъемных контактов, выполненных в виде токоироводящей гибкой ленты, охватывающей контактные кольца, с нрикрепленными к ней иодцружиненными графитовыми щетками, взаимодействуюгцими с контактными кольцами 1. Недостатком известного устройства является сравнительно небольшая площадь контакта, так как -часть поверхности контактного кольца, находящаяся между двумя концами токоироводящей гибкой ленты, исключается из контакта, вследствие этого для компенсации недостающей площади необходимо увеличивать количество колец и лент с контактами, тем самым увеличивая габариты и стоимость изделия. В конструкции устройства имеет место наруцаение постоянства контакта при бие1П1и и вибрации вала вследствие инерционности пружины при больших частотах вращения вала. Известно также токосъемное устройство, содержащее вал, контактирующий с токоподводящими щетками, снабженнь1ми токонроводящим элементом и выполненными в виде параллельных щеток, расположенных в одном окне 1цеткодержателя, корректируюн1ие нружины, каждая из которых связана с одной из щеток и упирается .в общую нланку, 11омени1емую в окне щеткодержателя, как в направляющих, общую нажимную пружину 2. Однако известное устройство ненадежно при большой частоте вращения вала (отскакивание HieTOK и искрение вследствие вибрации и биения вала), сравнительно сложно, поскольку необходимо иметь отдельные пружины на каждую щетку, щеткодержатель с направляющими для щеток, общую планку и обилую нажимную пружину, в результате увеличиваются габариты в радиальном направлении. Кроме того, увеличивается нагрев щеток и их износ вследствие отскакивания и искрения, а также изза небольшой площади контакта. Целью изобретения является повышение надежности при работе на высокооборотпых валах. Иоставленн.ая цель достигается тем, что в токосъемном устройстве, содержащем вал, контактирующий с токоподводящими щетками, снабженными токонроводящим элеMeirroM и нажимной пружиной, токоподводяutne щетки помещены в пОлость, которая выполнена внутри вала со стороны его торца, при этом щетки представляют собой по крайней мере два элемента полого стакана с конической внутренней поверхностью, большим диаметром обращенной к торцу вала, а токоироводящий элемент контактирует с конической внутренней поверхностью щеток посредством нажимной пружины, которая зафиксирована по оси вала. Такое выполнение токосъемного устройства позволяет устранить отскакивание щеток, увеличить площадь контакта, уравнять усилия прижима щеток и тем самым в совокупности повысить надежность щеток при работе на высокооборотных валах. На фиг. 1 показано токосъемное устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - вариант конструкции с валом, установленным в подщипниках качения, осевой разрез: на фиг. 3 - щетка (половина стакана); на фиг. 4 - траектория перемещения концов плоской нажимной пружины при ее воздействии на щетки. Токосъемное устройство содержит ва.1 i. контактируюпшй с токоподводящи п1 щетка п1 2, которые помещены в полость 3, вьпюлпенную внутрп вала 1 со стороны eio торца. Токоподводящие пктки 2 npe:iставляют собой по крайней мере два элемента полгич) стакана (фиг. 3) с конической niiyi |)енпс11 н(1всрхностью, большим диаметром обрап1СН1К)й к торцу вала 1. Шеткн 2 снабжеп1 1 токоироводящим элементом 4, представляющим собой гибкую шину или согнутую пластину, скренленную со щетками 2 и подк.поче1П ую своей средней частью к источнику электрического тока (не показан). Токопроводящий элемент 4 контактпрует с конической внутренней нове|)хностью щеток 2 посредством нажимной плоской пружины 5. концы которой отгибаются относительно горизонтальной плоскости lia уго.1 бо.чее 00° (фиг. 4) и скреп.чены вместе с концами токопроводящего элемента 4 со 1цегка п1 2, а середина прчжнны 5 вместе с токопроводяпщм элементом 4 скрег1ле1 а с крышкой 6 иодпп1пника по оси вала L Внутренняя полость 3, выполненная в торце вала 1, установленного в П()дн1пг1ннках. образована ци;|индрической 7 и TcjpuoBOti (донной) 8 поверхностями ва.ш 1. Выпол,нение щеток 2 в виде э.1ементов Г1ГЛог() стакана позволяет пропзво.чпть их поджим к контактным поверхностям вала с помощью одной pJioeKoii о. KCjiiUbi которой, будучи согнуты на угол. npeBijшающий 90°, взаимодействуют со щетками 2 через токопроводянии 4. Иерегиб пружины на угол более 90. возможный из-за конической внутренней поверхности щеток 2, обеспечивает поджатие щетки к донной части полости 3, выполненной внутри вала 1, что обеспечивает увеличение площади контакта. Таким DOразом, щетки 2 плоской пружиной о n;irii-)временно нр11жн |;||отся к цилиндрической 7 и TOpuoBoii (;u)HH)ii) (S поверхностям noлоети 3 вала 1.

Устройство работает следмоншм образом.

Электрический ток от источиика нитания подводится к токопроводящему элементу 4 и через него к щеткам 2, которые нружииой 5 иостояино иоджаты к цнлиндрической 7 и донной 8 поверхностям полости 3 вала 1. От щеток 2 электрнческш ток через поверхности 7 и 8 полости 3 нередается валу 1.

На поверхностях 7 и 8 иолости 3 могут быть установлены токосъе.хшыо кольиа и горновые иластииы, соединенные токопроводами и с отдельными :)ле 1е1ггами : иергоиотребляющей или энергоге11ер11ру1он1ей конструкции, установ.чениои иа валу 1.

)ффективност1) ои пса и ной конструкции гокосъемного устройства состоит в иовы1иеиии надежности контакта, особенно ирн большой частоте вращения вала I. так как благодаря взаимодействию щетки не только с нНошндрической, по и с нлоской дойной

частью иолости внутри ва.ча пск.иочается разрыв коитак1а вследствие бие1М1я и вибраиии Ba.ia. Ыа.лжиост Ti)|inoBoio контакта обеспечивается также }меныиеиием скорости вращения ири нриб.чнжеиии к иеитпх вала и. следовате.1ьио, уменьп1еиием .чииамического воздействия Ba.ia на щетки.

Конструкция устройства обеснечиваег увеличение нлощади контакта, благодаря чему yмeпьпJaютcя переходное соиротивление, плотность тока в контакте, нагрев контактируюи1и.х поверхностей. Все это уменьшает потери энергии в контакте, повьиная КПД токосъемного устройства н всего изделия, в котором оно установлено.

Иснользовапие одной пружнны для прижатпя сразу по крайней мере двух щеток к контактной поверхности унрощает конструкцию, устраняет различие в удельном давлении каждой П1етки на контактную поверхность и вырав1П вает износ обенх

HieTOK, что трудно обеспечить ири ирижатии каждой щетки к контактной поверхиости отде.чьной пружиной вследствие различия жесткости этих , как это имеет место в известном стройств(

ТОКОСЪЕ/WHOE УСТРОЙСТВО, содержащее вал, контактирующий с токоподводящими щетками, снабженными токопроводящим элементом и нажимной пружиной, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при работе на высокооборотных валах, токоподводящие щетки помещены в полость, которая выполнена внутри вала со стороны его торца, при этом щетки представляют собой по крайней мере два элемента полого стакана с конической внутренней поверхностью, больщим диаметром обращенной к торцу вала, а токопроводящий элемент контактирует с конической внутренней поверхностью щеток посредством нажимной пружины, которая зафиксирована по оси вала. W О5 4 00 GO

ФиеЛ