Электрощетка для токосъемника Советский патент 1989 года по МПК H01R39/24 

Ч

Изобретение относится к тензометрическим измерениям вращающихся деталей аппаратов химических и других производств и касается элементов скользящего токосъемника, в в частности, щетки токосъемника. Цель изобретения - повышение надежности контактирования за счет обеспечения стабильности механического удержания волокон в зоне контакта в условиях загрязнения среды. Электрощетка содержит опорную деталь 1, жестко связанный с ней упругий элемент 2 и параллельные токопроводящие металлические волокна 3. Упругий элемент выполнен по высоте многослойным, каждый слой обладает упругостью как в осевом, так и в тангенциальном направлениях относительно волокон,которые закреплены на расстоянии ,равном (0,6-0,75) своей высоты,при этом упругость слоев увеличивается к месту закрепления волокон в упругом элементе. Применение волокон из более твердого материала, чем материал контактного кольца, обеспечивает механическую очистку контактируемой поверхности. 2 ил.

щт

тН

Изобретение относится к электро- ;Технике в части создания электроще- ;ток для токосъемников и может быть .. использовано при тензометрических из 1мерениях вращаюгцихся деталей аппаратов химических и других производств в качестве элементов скользяо1его кон |такта токосъемника.

I Цель изобретения - повышение на- |дежности электрического контактирования за счет обеспечения стабильности механического удержания волокон в зоне контакта,

На фиг. 1 показана электрощетка, продольный разрез; на фиг. 2 - .разрез А-А на фиг. 1.

Электрощетка для токосъемника содержит опорную деталь 1, жестко связанный с ней упругий элемент 2, в котором установлены параллельные то- копроводящие металлические волокна 3. Упругий элемент 2 выполнен по своей высоте многослойным, при этом каждый из слоев 4 упругого элемента 2 обладает упругостью как в осевом, так и в тангенциальном направлении относительно волокон. Волокна 3 за- Iкреплены в упругом элементе 2 на ве- Iличину 1, равную 0,6-0,75 своей вы- ;соты h. При этом упругость слоев 4 увеличивается к месту закрепления |волокон 3 в упругом элементе 2„ На- :пример, при выполнении упругого эле- мента 2 из резинотканевого корда, грубошерстного войлока и TOHKODjepcT- :Ного войлока с модулем упругости ;соответственно Е. 24 10 кг/см Ег.6 18- 10 кг/см , Ег.е, 9-10 кг/см первый слой относительно опорной детали выполнен из тонкошерстного войлока, во втором слое закреплены П-образные волокна и он выполнен и-з резинотканевого корда за ним слой из грубошерстного войлока и со стороны рабочей части щетки слой из тонкошерстного войлока. При этом все эти материалы обладают уп- ругЬстью в ортогональных направлениях.

Таким образом, за счет многослойного выполнения упругого элемента с указанными свойствами упругости сл1.1- ев обеспечивается повьшюние надежности контактирования за счет обеспечения стабильности механического удержания волокон в зоне контакта.

Закрепление волокон в многослой-- ной обойме на величину 1 позволяет

0

0

5

0

5

0

5

0

5

снизить механические напряжения в месте их закрепления и повысить надежность работы щетки.

Цдя определения степени надежности контактирования и стабильности механического удержания волокон в зоне контакта экспериментально определяется величина заделки волокон в обойме. Конструкция щетки представляет собой опорную деталь с жестко связанным с ней упругим элементом, содержащим упругий элемент из диэлектрика со слоями: тонкошерстный войлок + + резинотканевый корд + грубошерстный войлок + тонкошерстный войлок.

В трех последних слоях обоймы располагаются параллельные волокна, например П-образные, выступающие на величины 1. За критерий надежности принимается время работы щетки до первого отказа, т.е. изменения выходного сигнала при постоянных значениях скорости перемещения контактного кольца и входного сигнала или механического нарушения целостности волокон. Г

Результаты приведены в таблице.

Из таблицы видно, ЧТО при 1 0,5h время работы до первого отказа по сравнению с 1 0,6h уменьшается в 1,5 раза, а при 1 0,8h увеличивается незначительно. С учетом величины износа волокон выбранный диапазон величины закрепления является оптимальным .

Механизм работы щетки заключается в том, что щетка, состоящая из большого количества волокон, осуществляет с контактным кольцом 5 (фиг. 1) или коллектором, по которому оно скользит , множественный электрический контакт, т.е. каждое волокно контактирует отдельно. В процессе работы оно испытывает механические напряжения , возникающие от действия усилия прижатия щетки, которое образует из- гибаюш;ий момент от силы трения между волокном и контактной поверхностью. Этому изгибающему моменту противодействует момент, возникающий от распределенной нагрузки, действующей в тангенциальном направлении, образованной упругими свойствами слоев многослойного упругого элемента. При равенстве этих изгибающих моментов тангенциальные напряжения, а от- сёда и деформации в месте крепления

волокон равны нулю. Кроме того, за счет действия на волокно распределенной нагрузки в тангенциальном направлении и осевой силы, возникающей от действия усилия прижатия в многослойной обойме за счет ее упругости, свободный конец волокна постоянно находится в зоне контакта.

Использование предлагаемой щетки позволяет по сравнению с известными за счет стабильности механического удержания волокон и множественности контакта повысить надежность электрического контакта, снизить механические напряжения в месте крепления волокон, повысить надежность работы щетки. Применение волокон из более (твёрдого материала, чем материал кон тактного кольца, обеспечивает механическую очистку контактируемой поверхности.

Формула изобретения

Электрощетка для токосъемника, содержащая опорный элемент, жестко соединенный с ним упругий элемент, в котором установлены параллельные металлические волокна, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности электрического кон- тактирования за счет стабильности , механического удержания волокон в зоне контакта, упругий элемент вьшол- нен по своей высоте многослойным, причем каждый слой зшругого элемента об- ладает упругостью в осевом и в тангенциальном направлениях относительно металлических волокон и упругость слоев увеличивается в направлении от контактной поверхности щетки к опор- ному элементу, а глубина 1 закрепления волокон в упругом элементе выбрана из соотношения 1 0,6-0,75h, где h - высота волокна.