Многоканальный щеточный токосъемник Советский патент 1987 года по МПК H01R39/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к созданию многоканальных щеточных токосъемников, обеспечивающих электрическую связь между вращаюпц1мися и неподвижными узлами, и может быть использовано в измерительной технике.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет предотвраще- ния замыкания контактных колец между собой путем уменьшения загрязнения изолирующих колец продуктами истирания контактирующих элементов с одновременным увеличением рабочего пери- ода устройства о

На фиГа показано устройство с изолирующими кольцами, имеющими параболические боковые поверхности выступающей части, продольный разрез; на фиг,2 - то же, изолирующие кольца имеют треугольньй профиль выступающей части,

Многоканальный щеточный токосъемник содержит установленный на основа- НИИ 1 ъац 2 с изоляционной втулкой 3 и насаженными на него поочередно контактными 4 и изолирующими 5. кольцами Изолирующие кольца 5 име- ют выступающую над контактными коль- цами 4 часть с остроугольной вершиной, причем высота этой выступающей части от ее основания до вершины и щирина 1 этой части в ее основа- ;нии выбраны из условия, что отноше- ние h к 1 не менее 0,29 о Боковые поверхности выступающей части каждого изолирующего кольца 5 могут быть выполнены в виде двух .симметрично расположенных относитель но вершины пароболических поверхностей (фиг,1) или выступающая часть кольца 5 может иметь треугольный профиль (фигв2), Каждое контактное кольцо 4 насажено на выступ соот- ветствующего изолирующего кольца 5 На основании 1 установлена также дер /жавка 6 с закрепленной в ней параллельно оси вала 2 распределительной труб.ой 7 с отверстиями 8 для подачи воздуха, расположенными против указанных выступающих вершин изолирующи колец 5, и штуцером 9 для подачи воздуха. Контактные щетки 10 взаимодействуют с контактными кольцами 4.

Устройство работает следующим образом.

Вал 2 подсоединяется к исследуемо машине н от нее приводится во враще

Q 5

5 о о с

5

ниео Контактные щетки 10, контактируют с контактными кольцами 4, Через штуцер 9 от магистрали подается сжатый воздух в распределительную трубу 7 и далее этот воздух через отверстия 8 в распределительной трубе 7, расположенные против вершин выступающих частей изолирующих колец 5, направленным потоком попадает на выступающие части изолирующих колец 5 о Остроугольная вершина каждого изолирующего кольца 5 рассекает струю воздуха на два потока, усиливающихся от вершины к основанию выступаю- щей части, т.е к впадине между двумя выступающими частями соседних изолирующих колец о Во впадине каждьй поток встречается с потоком соседней выступающей части, суммируется с ним и выходит наружу. Направление воздушных потоков в устройстве показано пунктирной линией на фиг.2,

При работе щеточного токосъемника происходит интенсивный износ материала трущихся контактирующих.поверхностей токосъемника. Продукты износа оседают на поверхностях изолируклцих колец роторной части устройства. Поскольку продукты износа (пыль ) являются электропроводным

материалом, наличие электропроводных частиц на поверхностях изолирующего кольца уменьшает сопротивление между токопроводяшими кольцами. Интенсивность накапливания пыли, попавшей с трущихся поверхностей на боковые поверхности изолирующих колец, зависит от крутизны выполнения указанных боковых поверхностей, которая в свою очередь определяется указанным соотношением h/1. Наименьшая крутизна боковых поверхностей, при которой на наклонной поверхности величина действующей на частицы силы остается больше, чем сила трения частиц пыли о боковую поверхность колец (вследствие

чего происходит достаточно интенсивное сдувание частиц пыли), соответствует величине - 0,29. При этом

в предлагаемом образце токосъемного устройства, выполненного для тензо- метрирования вращакщихся деталей турбин, значение сопротивления между контактными и изолирующими кольцами, измеренное по мостовой схеме, составляет 5 - 5, Ом о При уменьше

НИИ крутизны ниже указанного порогового значения, например при значении - 0,28, величина сопротивления резко уменьшается и составляет 1-10 Ом, таким образом, ФФект сду- вания частиц пыли значительно снижаеся. Это объясняется тем, что при уменьшении значения указанного отношения менее 0,29 боковая поверхность изолирующего кольца приближается по геометрии к плоской поверхности и на ней происходит интенсивное оседание пыли, а не ее сдувание.

Верхний предел отношения не критичен для поставленной цели, он различен дпя различных материалов изолирующего кольца, величина его определяется механическими свойствами диэлектрика Например, для текстолита

верхний предел - составляет 1,89

при механической прочности текстолита на разрыв не менее 98 МПа Дальнейшее увеличение отношения г 1,89

ограничено технологическими факторами значительно увеличивается наружный диаметр изолирующего кольца, конструкция его становится технологически невыполнимой. Для других изолирующих материалов величина верхнего предела изменяется в соответствии с величиной прочности на разрыв используемых диэлектриков. Например для эбонита с прочностью на разрыв не менее 15 МПа

верхний предел составляет у 1,5,

Этот предел задается пределом прочное ти на растяжение и определяется из условия обеспечения заданной прочности на разрыв применяемого диэлектрика при воздействии на него тех же центробежных нагрузок

Таким образом, исключениеоседания пыли на указанных остроугольных выс- тупакщих частях изолирующих колец, Тово уменьшение загрязнения изолирующих колец продуктами истирания

O

5

0

5

0

-

контактирующих элементов, предотвращает замыкание контактных колец между собой, тем самым повышая надежность работы устройства, при этом направленный поток воздуха способствует уменьшению накопления пыли между кольцами, что увеличивает рабочий период устройства от промывки до промывки. Выполнение выступающей части изолирующих колец с указанны ш пароболичес- кими боковыми поверхностями способствует лучшей аэродинамике устройства, т.е. активизирует уменьшение накопления пыли между кольцами.

Формула изобретения 1 г, Многоканальный щеточный токосъемник, содержащий установленные на основании вал с насаженными на него поочередно контактными и изолирующими кольцами и параллельную оси вала распределительную трубу с отверстиями для подачи воздуха, а также взaимoдeйcтвyюш e с контактными кольцами щетки, отличающийся тем, что с целью повышения надежности работы за счет предотвращения замыкания контактных колец между собой путем уменьшения загрязнения изолирующих колец продуктами истирания контактирующих элементов с одновременным увеличением рабочего периода токосъемника, изoлиpyюш Ie кольца имеют выступающую над контактными кольцами часть с остроугольной вершиной, причем высота h этой выступающей части от ее основания до вершины и ширина этой части в ее основании выбраны из условия, что отношение h к 1 не менее 0,29, при этом отверстия для подачи воздуха расположены против указанных выступающих вершин.

2о Токосъемник по п, о т л и - чающийся тем, что боковые поверхности выступающей части изолирующего кольца выполнены в виде двух симметрично расположенных относительно вершины пароболических поверхностей.

Л А А А

л

1

ч

Редактор М.Андрушенко

Составитель М.Кузнецова

Техред л. СердюковаКорректор В.Бутяга

Заказ 5802/48Тираж 625Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.Л/5

Производственно-полиграфичечкое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

фиг.2

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы за счет предотвращения замыкания контактных колец между собой путем уменьшения загрязнения изолирующих колец продуктами истирания контактирующих элементов с одновременным увеличением рабочего периода устройства. Токосъемник содержит вал 2 с насаженными на него контактными 4и изолирующими 5 кольцами, распределительную трубу 7 для подачи воздуха, щетки 10 о Новым является выполнение на изолирующих кольцах выступов, причем отношение высоты выступа h и ширины 1 выбрано не менее 0,29. Отверстия для подачи воздуха расположены против вершин выступа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с S со ел О5 о 00 со