Устройство контактного токосъема электрической машины Советский патент 1988 года по МПК H01R39/40 

4

О 00

О5 СЛ

Изобретение относится к элект ро- технике, в частности к устройствам конкретного токосъема электрической машины.

Цель изобретения - обеспечение . стабильности охлаждения и нажатия.

На фиг, 1 изображено устройство контактного токосъема электрической машины на фиг, 2 то же, продоль- ный разрез; на фиг, 3 - развертка рулонной пружины с продольной вентиляционной прорезью трапециевидной формы,

Устройство (фиг„ 1) состоит из корпуса 1 щеткодержателя с вертикаль ными вентиляционными трапециевидными прорезями 2, выполненными на боковых стенках корпуса и направленными меньшими основаниями 3 в сторону воздухоподвода 4, соединенного непосредственно с окном щеткодержателя 5, щетки 6, установленной в окне щеткодержателя с зазором 7, рулонной пружины 8, закрепленной прямым кон- цом 9 на корпусе, а кольцевым витком

10воздействующей на нерабочий конец щетки и имеющей продольную вентиля- ционнзгю трапециевидную прорезь 11,

iнаправленную большим основанием L, трапеции в сторону закрепления 12

на корпусе (L, - меньшее основание трапециевидной прорези),

; Устройство работает следующим

образом,

I Из воздухоподвода А хладагент пос |тупает в окно щеткодержателя 5 и да- ее, разветвляясь по нескольким пу- |тям5 достигает нерабочего конца щет |ки 6 и ее боковых поверхностей. При- :чем к нерабочему концу щетки б хладагент поступает через продольную вентиляционную трапециевидную прорез

11в рулонной пружине 8, а к боковым поверхностям щетки - через зазоры 7 между щеткой и корпусом 1,

Подогретый и отработанный хлад-агент выводится наружу через вертикальные вентиляционные трапециевид- йые прорези 2 в боковых стенках кор- йуса,. При этом форма и расположение :&тих прорезей, а именно меньшее основание трапеции 3 направлено в сторону воздухоподвода 4, обеспечивают максимальньй расход хладагента на рабочем, т„е. более нагретом конце щетки, обеспечивая стабильность ре- 7Шма охлаждения.

По мере износа щетки 6 стабильность режима нажатия осуществляется за счет выполнения в пружине 8 продольной вентиляционной прорези 11 трапециевидной формы, которая, кроме основной функции - открытия доступа хладагента к торцу щетки, выполняет компенсаторную функцию, т.е. компенсирует увеличение нажатия на щетку по мере скручивания витков из-за увеличения диаметра путем уменьшения рабочей ширины пружины и, следовательно, снижения ее упругих свойств о Уменьшение рабочей ширины пружины 8 по мере скручивания достигается за счет расширения прорези 11, направленной большим основанием L(, трапеции в сторону закрепления 12 на корпусе 1.

Сущность изобретения состоит в том, что воздухоподвод для охлаждени соединен непосредственно с окном щет кодержателя, а в рулонной пружине выполнена продольная вентиляционная прорезь трапециевидной формы в развертке, большим основанием L( трапеции., направленным в сторЪну saicp en- ления на корпусе, причем разность межд;у большим L, и меньшим L основаниями трапеции составляет величину равную произведению толщины пружины. Л на количество кольцевых витков п, т.е.

Ьд - Ъ ь-п-К,

где К - коэффициент пропорциональности с учетом технологичес- ких погрешностей.

Причем вертикальные вентиляционные прорези на боковых стенках корпуса имеют форку трапеций, направленных меньшими основаниями в сторону системы подвода охлаждения

Выполнение в рулонной пр гжине продольной вентиляционной прорези трапециевидной формы, большим основанием трапеции направленным в сторону закрепления на корпусе, проявляется в двух функциях,

Во-первыХу из-за наличия прорези создается дЬступ охлаждающей среды к торцу щетки, перекрытому кольцевыми витками пружины, а это создает стабильность режима охлаждения, Во- вторых, из-за выполнения прорези трапециевидной формы при направлении

большего основания трапеции в сторону закрепления на корпусе стабилизируется усилие нажатия. Эта функция объясняется тем, что, с одной стороны, по мере скручивания рулонной пружины в кольцевые витки ее суммарный наружный диаметр увеличивается, что приводит к увеличению усилия нажатиЯ так как

Р f(D,g),

где Р - усилие нажатия на щетки, D - диаметр намотки пружины, g другие свойства материала

пружины,

а, с другой стороны, расширение прорези по мере скручивания пружины (так как пружина большим основанием трапециевидной прорези закреплена на корпусе) снижает упругость пружина за счет уменьшения рабочей ширины пружины, что является своеобразным компенсирующим фактором при скручивании витков по мере эксплуатации и износа щетки.

Выполнение в рулонной пружине продольной вентиляционной прорези трапециевидной формы с разностью размеров между большим L, и меньшим Lg основаниями трапеции, равной произведению толщины поужины U на количество кольцевых витков п, т.е.

L, - LJ д.П К,

обеспечивает точность компенсации увеличения усилия нажатия при скручивании кольцевых витков за счет пропорционального уменьшения рабочей ширины материала и, следовательно, упругих свойств пружины.

В изобретении предусмотрена стабильность усилия нажатия по мере скручивания рулонной пружины, так как увеличение усилия по мере сворачивания пружины (SP(, ) будет снижено за счет компенсирующего усилия (&Р, ) за счет расширения выреза в пружине, т.е,

К J Р , Р f(n. Л),

SPj, f(L, - Ч), где К - коэффициент,

В идеально выполненном контактом токосъеме при отсутствии перекосов щетки, усталостных напряжений, разнотолщинности материала пружины и так далее должно выполняться отношение

М

SPu

К 1.

Выполненный узел по изобретению, как показывает эксперимент, имеет высокую стабильность усилия. Отклонение от идеального компенсирующего усилия происходит за счет неизбежных факторов случайного характера и учитывается коэффициентом К, который может отклоняться от единицы как в плюсовую, так и минусовую сторону, Найденное империческое значение коэффициента К составляет:

К 1±(0,002-0,005).

Формула изобретения

Устройство контактного токосъема электрической машины, содержащее корпус щеткодержателя с вентиляционными прорезями, щетку, установленную с зазором в окне щеткодержателя, рулонную пружину, о т л, и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью обеспечения стабильности охлаждения и нажатия, оно снабжено воздухоподводом для охлаждения, соединенным с окном щеткодержателя, а в рулонной пружине выполнена вентиляционная прорезь трапециевидной формы, большее основание трапеции направлено в сторону закрепления рулонной пружины в корпусе, вентиляционные прорези корпуса

выполнены трапецеидальной формы,

меньшее основание которых направлено в сторону воздухоподвода, причем размеры большего и меньшего оснований трапецеидальной вентиляционной

прорези рулонной пружины, ее толщина и количество витков рулонной части связаны соотношением

L, - L ,

где LI - большее основание трапецеидальной прорези I l - меньшее основание трапецеидальной прорези; Л - толщина пружины; К - коэффициент пропорциональности с учетом технологических погрешностей; п - количество витков.

pue.Z

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам контактного токосъема электрической машины. Цель изобретения - обеспечение стабильности режимов охлаждения и нажатия щеток. Устройство содержит корпус щеткодержателя 1 с вертикальными вентиляционными прорезями 2 на боковых стенках, щетку 6, установленную с зазором в окне щеткодержателя, рулонную пружину 8, закрепленную прямым концом на корпусе, кольцевым витком воздействующим на нерабочий конец щетки, воздухоподвод 4, соединенный с окном щеткодержателя, и продольные вентиляционные прорези в развертке, большее основание трапеции направлено в сторону закрепления на корпусе. 3 ил. i СЛ

срие.З

L

12