Щеточно-коллекторный узел электрической машины Советский патент 1985 года по МПК H01R39/40 

Изобретение относится к электро машиностроению, а именно к конструк циям щеточно-коллекторных узлов реверсивных электрических машин. Цель изобретения - упрощение кон струкции, снижение трудоемкости изг готовления и повышение; стабильноети переходного сопротивления скользящего контакта. На фиг. 1 показаны предлагаемый щеточный коллекторный узел, продо.ль ный разрез, и схема приложения сил в плоскости ХОУ, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 и схема приложения усилий в плоскости ZOX , перпендикулярной оси щетки; на фиг.З разрез Б-Б на фиг. Ц на фиг. 4 и 5 - два варианта конструкции щеточно-коллекторного узла при использовании щеток с конфигурацией поперечного сечения (изображения на фиг. 2-5 повернуты на угол /5) . Щеточно-коллекторный узел состоит из коллектора 1 и щеткодержателя с обоймой 2, внутри которой расположена щетка 3, опирающаяся двумя боковыми гранями 4 и 5 (фиг.2) на сопряженные с ними опорные поверхнрсти обоймы 2 щеткодержателя. Щетка 3 контактирует с коллектором 1рабочей поверхностью 6. Прижатие щетки 3 к коллектору 1 и обойме 2щеткодержателя осуществляется с помощью нажимного устройства 7, которь1й изображен (фиг.1) в виде самоскручивающейся рулонной пружины, однако могут быть использованы и другие типы налсимных устройств. Нажимное устройство 7 создает усилие Р, направленное под углом об к продольной оси щетки 3, которое в плоскости ХОУ (фиг.1) может быть представлено в виде двух составляю щих: Q - направленной перпендикулярно рабочей поверхности 6 коллек тора и параллельно оси ОУ и L - перпенд кулярной продольной оси щетки 3.Кажд из этих составляющих, в свою очередь, может быть представлена состоящей из двух других составляющих: L - из G и Н, а Q - из состав ляющих D и I. В плоскости ZOX, пер пендикулярной оси щетки 3, при неподвижном .коллекторе 1 усилия .L и I могут быть представлены в виде составляющих N и Т,Усилия N перпен дикулярны опорным поверхностям обоймы.2 щеткодержателя, к которым 2 рижата своими боковыми гранями 4 5 щетка 3. . При вращении коллектора 1 в кользящем контакте возникает торозное усилие R, величина которого авна R qS, (Q - Н);,, де q - удельное давление в скользящем контакте; S - площадь скользящего контакта; - коэффициент треккя между коллектором и рабочей поверхностью щетки. Усилие R передается.на опорную оверхность обоймы щеткодержателя в плоскости ZOX, может быть предтавлено в виде двух составляющих и F. Нормальное функционирование предагаемого щеточно-коллекторного уза достигается в случае выполнения словий Е„ 1 аеаьсб5Г -, -0(Ь-Ьnг25iny- C,, (U-I-F)e;nfi(Q-Hn, де Sg}, - длина щетки 3 между точками а и Ь, расположенными на продольной оси щетки (фиг.. 1) ; - коэффициент трения между боковой поверхностью щетки 3 и опорной поверхностью Обоймы 2 щеткодержателя. С учетом соотношений модулей составляющих L, О, D, IjF, СиН, а акже углов между ними условия (1) ожно представить в виде С05 У с 2j5iny cog у гЛ2( / 5iny-cos|3) i einplcosy + SinpsinY) 5inpoo5Y- 2iC05f%(5iTi(6iny-co5y) Предлагаемый щеточно-коллекторный узел может быть выполнен со щетками, поперечное сечение которых имеет форму треугольника (фиг.4), прямоугольника, квадрата, ромба, трапеции (фиг.2) или любого другого симметричного или несимметричного многоугольника (фиг.З).

, Полное отсутствие люфтов между щеткой и щеткодержателем, что достигается за счет прижатия двух боковых поверхностей щетки к опорным поверхностям обоймы щеткодержателя, обеспечивает постоянство положения зоны контактирования щетки относительно геометрической нейтрали машины при любых частотах вращения и реверсе коллектора. Кроме того, отсутствие люфтов обеспечивает постоянство и равномерность распределения удельного давления в скользящем контакте, а следовательно, и постоянство величины переходного сопротивления скользящего контакта.

ЩЕТОЧНО-КОЛПЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий коллектор и щеткодержатель, в обойме которого расположены щетка и нажимной Злемент с двумя плоскими опорными поверхностями обоймы, расположенными под углом 2 одна к другой, с которыми соприкасаются две симметричные боковые грани щетки, отличающийся тем, что, с це- . лью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повьщ1ения стабильности переходного сопротивления скользящего контакта, ось щетки и ось действия нажимного элемента расположены в плоскости, проходящей через радиус коллектора и ось машины, причем ось щетки наклонена к поверхности коллектора под углом j f ось, по которой направлено усилие, создаваемое нажимным элементом, расположена под углом Л к оси щетки, а величины углов «, /3 и удовлетворяют условиям i|o6-i i 0 и , где , сову- Л2Соду 22 inycoe Sti2,Z2 s P rco5fi) (Л ig,9infi(co6y 5infi iny) /Л °9 nftC05y+12i ° f() где - коэффициент трения между рабочей поверхностью щетки и коллектором; 2 коэффициент трения между опорной поверхностью обоймы Од , щеткодержателя и боковой 00 4 гранью щетки, у - угол скоса боковых поверхО ностей обоймы щеткодержаto теля.

.2

I -6 1

J