Токосъемное устройство Советский патент 1984 года по МПК H01R39/64 

ф ю

Изобретение относится к электротехнике, в частности к созданию токосъемных устройств, и может быть использовано при испытании приборов, находящихся на вращающемся основании для осуществления электрической свя зи между испытуемым прибором и неподвижным объектом, например в прецизионных испытательных центрифугах.

Известно токосъемное устройство, содержащее контактные элементы, размещенные на роторе и статоре, и систему управления контактами, выполненную в виде источника сжатого газа, газопроводов и регулируемого к.лапана с приводом tl3.

Недостатками устройства являются относительно невысокая надежность работы, значительные габариты и вес подвижных частей, обусловленные сложностью конструкции из-за большог количества кинематических, связей, а также невозможностью размыкания контактов в нерабочем .

Известно также токосъемное устройство, содержащее контактные элементы на статоре и роторе, статорные контакты снабжены механизмом перемещения в виде эластичной диафрагмы, зажатой между корпусом и крышкой и образующей с последней замкнутую камеру, заполняемую воздухом, и обеспечивающую равномерное поджатие одновременно всех электрощеток статора к контактным кольцам ротора L21

Недостатками устройства являются относительно невысокая надежность и неудобство эксплуатации, .-обусловленные сложностью конструкции и отсутствием возможности раздельного отвода электрощеток, а также невозможностью замены электрощеток и контроля их из носа без полной разборки всего уст.ройства.

Наиболее близким к изобретению является токосъемное устройство, содержащее контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элем.энтов снабжен подключенным к си стеме пневмоуправления мехнизмом перемещения в виде корпуса-цилиндра с поршнем, жестко связ.анным со штоком, статорные контактные элементы выполнены в виде газовакуумных шагающих башмаков, движения которых согласуются газовакуумньм распределителем системы пневмоуправления, содержащим управляющий клапан и эжектор СЗ.

. Недостатком известного устройства является повышенный износ контактных элементов за счет отсутствия возможности их размыкания при нерабочем режиме, так как в устройстве контактные элементы статора и соответствующие управляющие клапаны работают только в группе в автоматическом режиме, зависящем от частоты вращения ротора,. и по отдельности у

равляться (размыкаться) не могут, при этом в устройстве имеет место значительный момент сопротивления вращению ротора, что также ведет к повышенно.му износу контактных элементов.Кроме того, отсутствие возможности раздельного размыкания контактных элементов при нерабочем режиме усложняет также условия ремонта устройства и контроль за его исправностью.

Цель изобретения - уменьшение износа контактных элементов путем обеспечения возможности их размыкания при нерабочем режиме и снижения момента сопротивления ротора, а также улучшение ремонтопригодности.

Поставленная цель достигается тем, что в токосъемном устройстве, содержащем контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элементов снабжен подключенным к системе пневмоуправления механизмом перемеишния в виде корпуса-цилиндра с поршнем, жестко связанным со штоком, механизм перемещения дополнительно снабжён пружинами возврата и контактного давления и обоймой, на внутренней поверхности корпуса-цилиндра выполнен опорный выступ, на который одним концом опирается пружина возврата, которая другим концом опирается на поршень, пружина контактного давления связана с указан- ным штрком, который заходит в полость обоймы с возможностью сцепления с ней, причем сама обойма жестко связана со статорным контактным элементом.

На чертеже показана конструктивная схема токосъемного устройства. Токосъемное устройство содержит на статоре контактные элементы 1 и на роторе контактные элементы 2. Каждый из статорных контактных элементов 1 выполнен в виде.корпуса-цилиндра 3 с поршнем 4, жестко связанным со штоком 5. Механизм перемещения содержит также пружину б возврата, пружину 7 контактного давления иобойму 8.На. внутренней поверхности корпуса-цилиндра 3 выполнен опорный выступ 9, на который одним концом опирается пружина 6 возврата, которая другим концом опирается на поршень 4. Пружина 7 контактного давления связана со штоком 5, который заходит в полость обоймы 8 с возможностью сцепления с ней, причем сама обойма 8 жестко связана со статорным контактным элементом 1. Каждый механизм перемещения подключен к системе пневмоуправления через соответствующий пневмоэлектроклапан 10, который с помощью газопровода 11 чере регулируемый клапан 12 с приводом подключен к источнику 13 сжатого газа. Пневмоэлектроклапаны 10 и регулируемый клапан 12 с приводом электрически соединены с пультом оператоpa или блоком управления (не показаны) . Кинематическая связь роторной и статорной частей устройства может бы осуществлена при помощи подшипников 14 осевой подвески и подшипников 15 радиальной установки, которые закреп ляются на корпусе статорной части устройства при помощи эксцентриковых осей 16 вне оси вращения ротора, при этом три подшипника 14 осевой подвески устанавливаются перпендикулярно оси ротора, а шесть подшипников 15 радиальной установки располагают по три параллельно оси ротора, каждые три подшипника относительно друг друга расположены через 120° (не показано). На чертеже позицией 17 обозначен вращающийся объект, позицией 18 неподвижный объект, 19 - электрические линии связи. В качестве примера на чертеже показано: I - рабочий.режим контактн элементов 1 и 2 статора и ротора, ; О - нерабочий режим контактных элементов 1 и 2 статора и ротора. Устройство работает следующим образом. В рабочем режиме I , когда необходимо осушествить электрическую связь мезкду вращающимся 17 и неподви ным 18 объектами, сжатый газ от исто ника 13 сжатого газа через открытый по сигналу от пульта оператора (или блока управления) регулируемый «лаЙа 12 я соответствующий пневмоэлэктро- клапан 10 поступает в механизм н,еремещения и создает давление, под воздействием которого поршень 4- перемещ ется до упора в корпусе-цилиндре 3, сжимая пружину 6 возврата и перемеща шток 5. В результате чего стагорный контактный элемент 1 при помощи шток 5 и пружины контактного давления 7 перемещается вместе собоймой 8 и прижимается к роторному контактному элементу 2 контактному кольцу, образуя электрическую связь между вращаю щимся. 17 и неподвижным 18 объектами. В нерабочем режиме и по сигналу от пульта оператора соответствующий пневмоэлектроклапан 10 перекрывает доступ сжатого газа и сбрасывает дав ление перед поршнем 4 в корпусе-цилиндре 3 механизма перемещения. При этом пружина б возврата пер.емещает поршень 4 в исходное полозкение, шток 5, жестко связанный с поршнем 4 одним концом, другим концом заходящим в полость обоймы 8, входит в зацепление с обоймой В и перемещает ее вместе с пружиной- 7 контактного давления и статорным контактным элементом 1, который отходит от роторногр контактного элемента 2, образуя зазор. Управление пневмозлектроклапаном 10 и регулируемым клапаном 12 с приводом может осуществляться дистанционно с пульта оператора или автоматически одновременно с началом вращения роторной части или одновременнс) с подачей электрбсигнала во время «ращения роторной части. Изобретение может найт.и цшрокое применение в устройствах, где требуется передача электрических сигналов без искажений с вращающегося объекта на неподвижный, например в прецизионных центробежных испытательных стендах. В этом случае роторная устройства крепится к вращающемуся валу стенда, а статорная часть устройства укрепляется на неподвижной балке или ферме, по которой могут быть проложены электрические цепи 19 и газопроводы 11. Известно, что износ контактов и . ухудшение их электрических параметров происходит не только вследствие трения подвижного контакта о неподвижный в процессе вращения роторной части, но также и после прекращения враще-. ния, когда при замкнутых контактах происходит их охлаждение и тепловая деформация. При повышенной температуре контактов происходит также их сварийание, спекание и т.д., что приводит к преждевременному их раз.у 1енкю и изменению контактного сопрот.ц вления и, как следствие этого, к повьи ёнйбму уровню помех, накладывающихся на информативный сигнал. Предусмотренная угВ,;5 уятройстве возможность размыкат,%,)ИЕ.ктную пару после окончания , позволяет существенно повыси4Ь срок службы контактов, надежность работы устройства и уменьшить искажения передаваемого сигнала, т.е. повысить точность передачи информации, ; также существенно улучшает ремонтопригодность устройства. Это (й бЙенно важно для прецизионной испытательной аппаратуры, например ротационных плат-форм, имитирующих параметры движения. Эти устройства длительное время находятся в невраЩающемся состоянии (например, при установке, регулировке и калибровке испытуемых объектов, обработке результатов испытаний и их анализе) , и для них размыкание контактных цепей на время остановки позволит существенно повысить их электрические характеристики. Преимуществом предлагаемого устройства является также возможность выборочного отключения незадействованных в процессе испытаний контактов. Как правило,-количество контактных пар в испытательных ротацнонгшх стендах выбирается

ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, со-г держащее контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элементов снабжен подключенныг к системе пневмруправления механизмом перемещения в виде корпу са-цилиндра с поршнем, жестко связанН№4 со штоком, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения износа контактных элементов путем ofiecпечения возможности их размыкания при нерабочем режиме, снижения момента сопротивления вращению ротора и улучшения ремонтопригодности, механизм перемещения дополнительно снабжен пружинами возврата и контактного давления и обоймой, на внутренней поверхности корпуса-цилиндра выполнен опорный выступ, на который одним концом опирается пружина возврата, которая другим концом опирается на поршень, пружина контактного давления связана с указанным штоком, который заходит в полость обоймы с возможностью сцепления с ней, причем сама обойла жест ко связана со статорным контактным элементом.