Щеткодержатель для электрической машины Советский патент 1987 года по МПК H01R39/40 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к щеткодержателям для электрических машин, и может быть использовано в тяговых электродвигателях транспортных средств.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и замены щетки при использовании устройства в тяговом электродвигателе транспортного средства в условиях повышенной вибрации и запыленности.

На фиг. 1 представлен щеткодержатель для электрической машины в рабочем положении; на фиг. 2 - дополнительный вкладыш; на фиг. 3 - ось рычага; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 - шетко- держатель в нерабочем состоянии с поднятым рычагом для возможности замены шет- ки.

Щеткодержатель содержит корпус 1, на котором размешено щеточное нажимное уст- ройство, состоящее из рычага 2, рулонной пружины 3 постоянного давления, вкладыша 4. Пружина 3 одним концом (с помощью накладки 5) жестко прикреплена к рычагу 2, например, заклепками 6. Свободный конец пружины 3 охватывает дополни- тельную втулку 7, которая, в свою очередь, надета на втулку 8 с возможностью врашения относительно нее. Втулка 8 имеет возможность врашаться на неподвижной оси 9, закрепленной на корпусе 1 щеткодержателя, обе втулки выполнены из анти- фрикционного материала (бронза любой марки либо порошковая композиция - брон- зографит). Рычаг 2 нажимного устройства имеет на одном из своих концов петлю, в которую вставлен вкладыш 4.

Вкладыш 4 (фиг. 2) имеет сообшающие- ся отверстие В и паз Г. Вкладыш сделан из антифрикционного материала (бронза любой марки либо бронзографит). Через отверстие В вкладыша 4 (фиг. 1) проходит ось 10 рычага, закрепленная на корпусе 1 щеткодержателя. При этом рычаг 2, одетый петлей через вкладыш 4 на ось 10, имеет возможность линейного и углового перемещения относительно неподвижной оси 10 рычага. Для этого ось 10 (фиг. 3) в зоне взаимодействия со вкладышем 4 имеет танген- циальную выборку, уменьшающую поперечный размер оси рычага (диаметр Д на фиг. 4) до ширины паза Г вкладыша 4 (размер Е на фиг. 5), и выполнена из стали. Ось 10 установлена на корпусе так, что плоскость ее тангенциальной выборки составляет с ли- нией, проходящей через центр оси рычага параллельно продольной оси отверстия Ж под щетку 11,угол 10-30°. В отверстие Ж корпуса 1 щеткодержателя (фиг. 1) вставляется стандартная щетка 11, имеющая стандартный резиновый амортизатор 12. Щет- ка 11, на которую воздействует конец рыча га 2, упирается в коллектор 13 тягово го электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем положении (фиг. 1) рычаг 2 нажимного устройства, закрепленный одним концом через вкладыш 4 на оси 10 рычага, передает давление другим концом через резиновый амортизатор 12 на щетку 11. При работе устройства в тяговом электродвигателе возникает повышенная вибрация, вызываемая ударами на стыках рельс, на стрелках, при этом щетка 11 совершает возвратно-поступательное движение согласно неровностям коллектора 13, а рычаг 2 поворачивается вокруг оси 10 рычага, вызывая сворачивание либо разворачивание рулонной пружины 3 при вращении втулок 7 и 8 относительно оси 9. В нажимном устройстве трение в узлах врашения при повороте рычага вокруг оси должно быть минимальным, так как, если в этих точках трение будет велико, то его действие на рычаг при повороте последнего уменьшает усилие пружины 3 и рычаг 2 оказывает на щетку 11 меньшее давление, что, в свою очередь, вызывает искрение щетки во время работы тягового электродвигателя. Поэтому вкладыш 4 и втулки 7 и 8 выполнены из антифрикционных материалов. В процессе работы тягового электродвигателя в щеткодержатель попадает пыль (угольная, медная, песок), что увеличивает трение в узлах вращения нажимного устройства. При это.м на узел вращения рулонной пружины действует момент от усилия сворачивания рулонной пружины, умноженного на радиус пружины, который гораздо меньше, чем момент, действующий в узле врашения рычага, равный усилию рулонной , умноженному на расстояние от точки прикрепления рулонной пружины к рычагу до центра оси рычага. Поэтому запыленность больше действует на узел вращения рулонной пружины, чем на узел вращения рычага, в связи с че.м необходимо, чтобы трение в узле рулонной пружины было меньше, чем в узле вращения рычага. Поэтому в нем установлены по крайней мере две концентричные втулки 7 и 8 из антифрикционного материала, вращение которых друг относительно друга и дает малый коэффициент трения.

При износе щетки 11 и необходимости ее замены рычаг 2 нажимного устройства (фиг. 6) поворачивается вокруг оси 10 рычага до тех пор, пока паз Г вкладыша 4 не совместится с тангенциальной выборкой Е оси 10 рычага, что позволит ввести тангенциальную выборку Е оси 10 рычага в паз Г вкладыша и зафиксировать рычаг на оси. После этого можно менять изношенную П1,етку на новую, не придерживая рычаг руками.

Если выборка расположена под углом больше 30°, зафиксированный рычаг 2 не позволяет вытащить щетку 11, а если под углом меньше 10°, то в эксплуатации неудобно

производить фиксацию рычага, особенно в мо- торно-осевой части тягового электродвигателя, где пространство над коллектором ограничено.

Таким образом, при его использовании предлагаемое устройство в тяговых электродвигателях транспортных средств в условиях повышенной вибрации и запыленности обладает по сравнению с известным большей надежностью при работе и при замене изношенной щетки, в качестве которой используется стандартная ш,етка.

Формула изобретения

1. Щеткодержатель для электрической машины, содержаш.ий корпус с отверстием под шетку, на корпусе размешено щеточное нажимное устройство в виде рычага и рулонной пружины, один конец которой жестко закреплен на рычаге, а свободный ее конец охватывает втулку, имеющую возможность вращаться на неподвижной оси, закрепленной на корпусе, один конец рычага предназначен для воздействия на щетку, а на втором конце рычага образована петля, которой рычаг надет на ось рычага, установленную на корпусе, с возможностью линейного и углового перемещения относительно неподвижной оси рычага, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и замены щетки при использовании устройства в тяговом электродвигателе транспортного средства в условиях повышенной вибрации, между рычагом и его осью в петлю рычага вставлен дополнительный вкладыщ из антифрикционного материала, снабженный отверстием под ось рычага, сообщающимся с пазом во вкладыще, на оси рычага в зоне вза0 имодействия с вкладыщем выполнена тангенциальная выборка, уменьщающая поперечный размер оси рычага до ширины паза вкладыша, при этом ось рычага установлена на корпусе так, что плоскость ее тангенциальной выборки составляет с линией, проходящей через центр оси рычага параллельно продольной оси отверстия под щетку, угол 10-3{)

2. Щетко,аержатель по п. 1. отличающийся тем, что, с целью дальнейшего поQ вышения надежности работы в условиях повышенной запыленности, между свободным концом рулонной пружины и вту, 1кой введена по крайней мере одна дополнительная втулка, надетая на первую с возможностью вращения относительно нее, при этом

5 обе втулки выполнены из антифрикционного материала.

5

А

Фиг. 2.

в -б

п

{

А-А

7

сраг.б

Составитель М. Кузнецова

Редактор Л. ВеселовскаяТехред И. ВересКорректор , 1. Пилнненко

Заказ 1320/54Тираж 626Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенпй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау1иская наб.. д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, y.i. Проектная, 4

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к щеткодержателям для электрических машин, и может быть использовано в тяговых электродвигателях транспортных средств. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и замены шетки при использовании устройства в тяговом электродвигателе транспортного средства в условиях повышенной вибрации и запыленности. Щеткодержатель содержит корпус 1 с отверстием под шетку 11. На корпусе размеш,ено щеточное нажимное устройство в виде рычага 2 и рулонной пружины 3, один конец которой жестко закреплен на рычаге, а свободный ее конец охватывает втулку 7, имеющую возможность вращаться на неподвижной оси, закрепленной на корпусе. Один конец рычага предназначен для воздействия на щетку, а на втором конце рычага образована петля. Между рычагом и его осью в петлю рычага вставлен дополнительный вкладыщ 4 из антифрикционного материала, на оси рычага выполнена тангенциальная выборка. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. I их ОЭ о N4 ND