Узел токосъема электрической машины Советский патент 1990 года по МПК H01R39/40 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к узлам токосъема электрических машин, н может быть использовано в машинах двойного вращения в условиях воздействия на щетку инерциальных перегрузок при больших частотах вращения.

Цель изобретения - повышение надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерциальных перегрузок.

На чертеже изображен узел токосъема электрической машины.

Узел состоит из щеткодержателя 1, в котором расположена щетка 2, прижатая к коллектору 3 посредством двуплечего рычага 4, одно плечо которого прижимает щетку 2 к коллектору, а другое, не взаимодействующее со щеткой, дополнительно содержит груз 5. (Расположение рычага 4 и щетки 2, когда последняя изношена на длину ЛЬ, показано на чертеже пунктиром). Для прижима щетки к коллектору 3 предназначена спиральная пружина 6, размещенная на шарнирной оси 7 двупле.чего рычага 4. Одним концом пружина 6 связана со щеткодержателем 1, а другим - с рычагом 4. Между плечами рычага 4

Јо стороны, противоположной щетке 2, образован тупой угол, величина f которого и масса mr груза определены зависимостями

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах двойного вращения. Целью изобретения является повышение надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерционных перегрузок. Узел содержит щеткодержатель 1 с шарнирно закрепленным на нем оси 7 двуплечим рычагом 4 с пружиной 6, одно плечо которого прижимает щетку 2 к коллектору 3, а другое, свободное от щетки, содержит груз 5 и со стороны, противоположной щетке, составляет с плечом, прижимающим щетку, тупой угол. Угол γ и масса M_г груза определяются с помощью математической зависимости. 1 ил.

де R

h

&h

m

14

радиус коллектора 3; начальная высота щетки 2,- смещение нерабочего торца 30 щетки 2 при ее износе относительно начальной высоты щетки;

начальная масса щетки 2; расстояние от оси 7 рычага 35 4 до ц-ентра масс груза 5; расстояние от оси 7 рычага 4 до продольной оси щетки 2.

45

На чертеже обозначено ьЬ - угол между плечом с грузом 5 и прямой, соединяющей ось 7 с центром О вращения узла.

Узел работает следующим образом.

В процессе работы электрической машины двойного вращения, как при неизношенной щетке 2, так и при изношенной, коллектор 3 и щеткодержатель 1 со щеткой 2 и закрепленным на нем рычагом 4 встречно вращаются вокруг общей оси О со скоростями, соответственно, СОК исОц.

На неизношенную щетку 2 действует центробежная сила Fy которая, передаваясь на рычаг 4, создает относительно его оси 7 момент Мц. При этом на груз 5 действует центробежная сила F , которая создаед относительно оси 7 рычага момент Мг. При равен

Vh . 2R+h;

- ShJ

(1)

0

5

стве моментов М,

0

w - М г усилие прижатия щетки к коллектору определяется только пружиной 6 и не зависит от скорости вращения щеткодержателя СОЫ.

На изношенную на длину utr, щетку 2 действует центробежная сила F , величина которой соответствует изменившейся массе изношенной щетки и изменившейся высоте щетки. Эта сила создает относительно оси 7 рычага соответственно изменившийся момент М. При этом плечо рычага 4, взаимодействующее со щеткой 2, поворачивается вслед за движением изношенной щетки на угол Ц , и ка груз 5 действует изменившаяся соответственно сила F, создающая относительно оси 7 рычага 5 момент Мг.

Вывод зависимостей (1) и (2) значений угла ( между плечами рычага и массы груза 5 проведен из условий-равенства моментов Mw Мг при двух значениях высоты щетки 2: начальной и соответствующей максимальному износу и совместном решении уравнений при этих двух указанных значениях равенства моментов.(Знак - перед правой частью выражения (2) необходим, так как значение синуса в знаменателе выражения отрицательно). При этих двух крайних значениях высоты щетки

0

г

определенные.по указанным зависимостям (1) и (2) значения тупого угла между плечами рычага и массы груза обеспечивают абсолютное уравновешивание центробежной силы щетки. При всех промежуточных износах щетки уравновешивание, как показывает экспериментальная и теоретическая проработка узла токосъема, не превышает 15% номинального усилия нажатия на щетку, что обеспечивает надежную работу токосъема во всем интервале ресурса щетки.

Таким образом, по сравнению с прототипом, введение в плечо нажимного рычага дополнительного груза, масса которого и тупой угол между плечами рычага связаны между собой указанными зависимостями, обеспечивает повышение надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерциаль- ных перегрузок за счет оптимального

2ЧГ

- радиус коллектора;

- начальная высота щетки; - смещение нерабочего торца щетки при ее износе относительно начальной высоты щетки;

уравновешивания центробежной силы щетки.

Формула изобретения

Узел токосъема электрической машины, содержащий щеткодержатель, на котором шарнирно на оси закреплен

двуплечий рычаг, одно плечо которого с помощью пружины, размещенной на оси рычага, прижимает щетку, расположенную в щеткодержателе, к коллектору, а между плечами рычага со стороны, противоположной щетке, образован тупой угол, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности токосъема в условиях воздействия на щетку инерциальных перегрузок, плечо рычага, не взаимодействующее со щеткой, дополнительно содержит груз, при этом величина У тупого угла между плечами рычага и масса mr груза определены зависимостями

(1

&JL ч 2R+h &hj

m

Щ г.

-начальная масса щетки;

-расстояние от оси рычага до центра масс груза;

-расстояние от оси рычага до продольной оси щетки.