Щеточно-коллекторный узел электрической машины Советский патент 1990 года по МПК H01R39/24 

Изобретение относится к электротехнике в части создания иеточно-кол- ле}кторных узлов электрических машин се} скользящим контактом.

Целью изобретения является повышение надежности работы и срока службы элементов узла.

На фиг. 1 показан узел в варианте выполнения с общей втулкой, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А н фиг.1; на фиг. 3 - узел, вариант с отдельными втулками.

Щеточно-коллекторный узел электрической машины содержит установленную в щеткодержателе 1 щетку, выполненную в виде отделенных друг от друга Дисков 2, расположенных на оси 3, перпендикулярной продольной оси кол- Лектора 4, и имеющих секторные выре- Эы, одна из поверхностей 5 каждого Из которых контактирует с коллектором 4 под действием по крайней мере Одной нажимной спиральной пружины 6 (фиг„б). На оси 3 расположена и имеет с ней скользящую связь по крайней мере одна втулка 7 (фиг.1), с которой связан один конец нажимной пружины (например, как показано на Конец пружины закреплен на штырьке 8 втулки 7). Ось 3 дисков консольно жестко закреплена в щеткодержателе 1 Втулка 7 имеет возможность поворота вокруг оси 3 по мере износа щетки, для чего второй конец пружины 6 закреплен на оси 3. Каждый диск 2 закреплен на втулке 7, которая выполне на изолирующей. Положение втулки 7 в направлении вдоль оси фиксировано, например, с помощью пружинных фиксаторов 9 (или фиксатора 9 и упора на оси 3).

Токоподвод к дискам 2 осуществлен с помощью наконечника 10 токове

10

15

20

416964

буртику 13, усилие поджатия элементов 10 .и 2 друг к другу регулируется поворотом гайки 12„ Диски 2 отделены друг от друга изолирующими дистанционными тайбами 14 (фиг.1). В варианте на фиг. 2 каждый диск 2 закреплен на отдельной втулке 7, поворачивающейся на оси 3 под действием собственной пружины 60

Узел работает следующим образом.

Производится сборка дисков 2 на втулки 7. Одной торцовой стороной диск 2 прижимается к буртику 13, второй стороной соприкасается с надеваемым далее на втулку кольцевым наконечником 10 (наконечники могут быть введены и с обоих торцов каждого диска для уменьшения плотности тока, при этом на наконечниках может быть выполнена с этой же целью насечка, что уменьшает возможность выгорания материала диска в месте контакта). Затем на втулку надевается изолирующая дистанционная шайба 14, следующий диск 2 и т.д. (в варианте по фиг.1) и весь комплект дисков прижимается к буртику стяжной гайкой 12. В варианте по фиг. 2 каждый диск с наконечником поджат собственной стяжной гайкой к буртику своей втулки.

Затем втулка 7 с собранной на ней щеткой надевается на ось 3, положение втулки (въулок ) фиксируется на оси, например, пружинными фиксаторами 9. Один конец пружины 6 закрепляется на оси 3, а другой - на штырьке 8 втулки 7, с помощью пружины диски 2 одной из поверхностей выреза прижимаются к коллектору 4,

В процессе токосъема диски 2 изнашиваются, при этом поворотом втулки 7 на оси 3 под действием пружины 6 осуществляется продвижение щетки к кол25

30

35

40

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании щеточно-коллекторных узлов электрических машин со скользящим контактом. Целью изобретения является повышение надежности работы и срока службы элементов узла. Узел содержит установленную в щеткодержателе 1 щетку в виде отделенных друг от друга дисков 2, расположенных на оси 3, перпендикулярной продольной оси коллектора, и имеющих секторные вырезы, одна из поверхностей каждого из которых контактирует с коллектором под действием пружины 6. На оси 3 расположена втулка 7, с которой связан один конец нажимной пружины. Ось 3 дисков консольно жестко закреплена в щеткодержателе 1, втулка 7 имеет возможность поворота вокруг оси 3 по мере износа щетки для чего другой конец пружины 6 закреплен на оси 3. Каждый диск 2 закреплен на изолирующей втулке 7. Положение втулки вдоль оси 3 фиксировано. Токоподвод к дискам 2 осуществлен с помощью наконечника 10 токоведущего провода 11, наконечник прижат к торцовой поверхности диска с помощью регулируемого запорного устройства (стяжная гайка 12, буртик 13) установленного на втулке. 3 ил.

дущего провода 11. Наконечник 10 при- д$ лектору в пределах ее допустимого изжат к по крайней мере одной торцовой поверхности каждого диска 2 с помощью дополнительного регулируемого запорного устройства, установленного на втулке 7. В качестве запорного устройства может быть использована, например, стяжная гайка 12, наворачиваемая на резьбу, выполненную на одном из концов втулки 7, с одной стороны диска 2, а также буртик 13, выполненный на втулке 7, с другой стороны диска 2. При этом наворачиваемая на резьбу гайка 12 прижимает наконечник 10 к диску 2, а последний - к

50

55

носа. После изнашивания дисков втулка снимается с оси, производится сборка на ней новых дисков в указанном порядке. При этом поскольку заменяемыми элементами являются только диски, а вся арматура их используется многократно, срок службы элементов узла увеличивается. Поскольку поворачивается не ось (как в прототипе), а надетая на ней втулка, снижается масса подвижной части узла и необходимая величина нажатия, повышается виброустойчивость, что повышает надежность работы узла.

0

5

носа. После изнашивания дисков втулка снимается с оси, производится сборка на ней новых дисков в указанном порядке. При этом поскольку заменяемыми элементами являются только диски, а вся арматура их используется многократно, срок службы элементов узла увеличивается. Поскольку поворачивается не ось (как в прототипе), а надетая на ней втулка, снижается масса подвижной части узла и необходимая величина нажатия, повышается виброустойчивость, что повышает надежность работы узла.

5154

Для улучшения условий коммутации диски могут быть выполнены из различных щеточных материалов так, чтобы удельное сопротивление материалов дисков возрастало в направлении к сбегающему краю (или симметрично возрастало от середины щетки к краям для реверсивных магаин). Диск с этой целью целесообразно выполнить со стороны сбегающего края из углеродных волокон либо с окаймлением из углеродных волокон, при этом волокна уложены концентрическими кругами параллельно поверхности втулки для использования анизотропии их электрических свойств (высокую проводимость вдоль волокна и низкую поперек)0 Материалы дисков могут обладать низким модулем упругости, высокой виброустойчивостью, антиЛрикционными свойствами со стороны набегающего края, а со стороны сбегающего - высокими коммутирующими свойствами. Для уравнивания скоростей изнашивания дисков из разных материалов ширина дисков может варьироваться. Формула изобретения

Щеточно-коллекторный узел электрической машины, содержащий коллектор, установленную в щеткодержателе

6966

щетку, выполненную в виде отделенных друг от друга дисков, снабженных токоподводом и расположенных на оси, перпендикулярной продольной оси коллектора, и имеющих секторные вырезы, одна из поверхностей каждого из которых контактирует с коллектором под действием по крайней мере одной на0 жимной спиральной пружины, на оси расположена и имеет с ней скользящую связь по крайней мере одна втулка, с которой связан один конец нажимной пружины, отличающийся

5 тем, что, с целью повышения надежности работы и срока службы элементов узла, ось дисков консольно жестко закреплена в щеткодержателе, втулка имеет возможность поворота вокруг

0 этой оси по мере износа щетки, для чего второй конец нажимной пружины закреплен на оси, каждый диск закреплен на втулке, которая выполнена изолирующей, положение втулки в на5 правлении вдоль оси фиксировано, при этом токоподвод к дискам осуществлен с помощью наконечника токоведуще- го провода, который прижат к по крайней мере одной торцовой поверхности

0 каждого диска с помощью дополнительного регулируемого запорного устройства, установленного на втулке.

Фиг. г

/////////У////

I

Фиг.З