Щетка для электрических машин Советский патент 1991 года по МПК H01R39/18 

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в тяжелых условиях по коммутации при значительном воздействии ударных и вибрационных нагрузок, при высоких плотностях тока в контакте, например, тяговых двигателей локомотивов, троллейбусов, трамваев, метрополитена и большегрузных дизельэлектрических автосамосвалов.

Целью изобретения является улучшение коммутации, снижение износа и потерь на трение за счет исключения заклинивания щетки в щеткодержателе из-за попадания продуктов износа щеточного материала между элементарными частями.

На фиг, 1 изображена предлагаемая щетка, общий вид: на фиг. 2 - сечение А-А

на фиг. 1, на фиг. 3 - вариант исполнения щетки без перемычки между прямоугольником и кругом в сечении накладки; на фиг. 4 - вариант исполнения щетки с двумя кругами в сечении накладки с перемычками между прямоугольником и круг в сечении накладки; на фиг. 5 - сечение Б Б на фиг. 2, где показаны размеры DKp и DoЩетка 1 состоит из разрезных по тангенциальному размеру элементарных разрезных частей 2, 3, 4. Токоведущие провода 5 закреплены в элементарных частях 2,34 при помощи конопатки 6. В верхней нерабочей части щетки 1 выполнены отверстия, в которых размещена резиновая накладка, верхняя часть которой в сечении выполнена прямоугольной формы 7, а нижняя - в форме усеченного круга 8 и в виде выступа соедиО

сл о о

нена с верхней частью 7. Соединение может быть осуществлено без перемычки или с перемычкой. Нижняя часть накладки выступом установлена в глухих отверстиях боковых элементарных частей 2 и 4 со стороны набегающего 9 и сбегающего 10 краев щетки и в сквозном отверстии элементарной части 3.

В боковых элементарных частях 2 и 4 выполнены отверстия под втулку 11 и шайбу 12. Втулка 11 изготовлена в виде трубки. В нижней части 8 накладки концентрично усеченному кругу выполнено отверстие под втулку 11.

После установки на втулку нижней части 8 резиновой накладки, элементарных частей 2, 3. 4 и шайб 12 производят сборку щетки развальцовкой трубчатой втулки 11.

На фиг. 3 показана конструкция щетки без перемычки между нижним выступом накладки и ее верхней частью при наличии двух выступов. Данную конструкцию целесообразно применять в случае, когда аксиальный размер щетки значительно превышает тангенциальный размер.

На фиг. 4 представлена конструкция щетки, аналогичная фиг. 3, с наличием перемычек в соединении нижней части накладки с верхней. Данную конструкцию целесообразно применять, когда щеточный материал менее прочный, чем в конструкции на фиг. 3. При соотношениях диаметра усеченного круга Окр. и диаметра отверстия под втулку Do, выходящих за предлагаемые пределы, работа щетки ухудшается. При соотношении D0:DKp. ниже предлагаемого предела ухудшаются амортизационные свойства накладки, в результате чего возрастает износ щетки, ухудшается коммутация, увеличиваются потери на трение за счет повышения коэффициента трения. При соотношении D0:DKp. выше предлагаемого предела ослабляется узел крепления накладки, что приводит в эксплуатации к разрушению щетки, особенно при воздействии значительных ударных и вибрационных нагрузок. При этом работа щеточно-коллекторного узла ухудшается.

Существенными отличиями является.

1.Наличие в боковых разрезных элементарных частях со стороны набегающего и сбегающего краев щетки глухих отверстий, в которых размещают выступ накладки.

2.Выполнение в элементарных частях и в нижней части накладки концентрично усеченному кругу выступа накладки и концентрично глухим отверстиям в боковых элементарных частях отверстий для расположения в них втулки в виде трубки-, установки со стороны боковых поверхностей щетки шайб и закрепления развальцовкой резиновой накладки и разрезных элементарных частей щетки.

3. Соотношение между диаметром усеченного круга выступа накладки и диаметром отверстия под втулку.

Вышеизложенные отличия позволяют достигнуть поставленной цели изобретения.

Известные и предлагаемые щетки одной и той же марки ЭГ841 испытывали на специальной модели, где определялся коэффициент трения и оценивалась коммутация

при плотности тока 25 А/см , а также в эксплуатационных условиях на тяговых двигателях ДК210 троллейбусом ЗИУ 9 в ТТУ г. Донецка. Результаты испытаний представлены в таблице.

Как следует из представленных результатов таблицы, применение предлагаемой щетки взамен известной позволяет реализовать следующие преимущества: не происходит опрокидывания и заклинивания

накладок в эксплуатации, что способствует повышению стабильности давления на щетку, амортизирующих свойств, выравниванию и уменьшению износа щеток, улучшается коммутация, на один класс повышается устойчивость щетки по искрению, на 20-40% снижаются потери на трение в контакте, в 1,5-2,0 раза уменьшается средняя скорость изнашивания щеток при испытаниях на модельной установке, в 1,2-1.4

раза - при испытаниях на тяговом двигателе ДК210.

Формула изобретения

Щетка для электрических машин, состоящая из разрезных потангенциальному размеру элементарных частей, в которых закреплены токоведущие провода, установленные в отверстиях, выполненных в верхней нерабочей части, резиновой накладки, верхняя часть которой в сечении выполнена прямоугольной формы, а нижняя-в форме по крайней мере одного усеченного конуса и посредством выступа соединена с верхней

0 частью накладки, отличающаяся тем, что, с целью улучшения коммутации, снижения износа и потерь на трение за счет исключения заклинивания щетки в щеткодержателе, в боковых стенках элемен5 тарных частей щетки со стороны набегающего и сбегающего краев и в нижней части накладки, концентрично усеченному кругу, выполнены отверстия, в которых расположен крепежный элемент, выполненный в виде трубки, на концах которой укреплены

посредством развальцовки на боковых по-части накладки связаны следующим соотноверхностях щетки, резиновые накладки,шением

причем диаметр усеченного круга Окр и

диаметр отверстия D0 под втулку в нижнейD0:DKp(1:1.4) (1:4,0)

Риг.1

А-А

Б 12

Фиг.2 Б

Изобретение относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в тяжелых условиях по коммутации при значительном воздействии внешних вибраций. Целью изобретения является улучшение коммутации, снижение износа и потерь на трение. Щетка для электрических машин состоит из разрезанных по тангенциальному размеру элементарных частей с размещением в отверстиях, выполненных в верхней нерабочей части щетки, резиновой накладки, верхняя часть которой в сечении выполнена прямоугольной формы, а нижняя в форме усеченного круга и в виде выступа соединена с верхней, в элементарных частях и в нижней части накладки концентрично усеченному кругу выполнены отверстия для расположения в них втулки в виде трубки, установки со стороны боковых поверхностей шайб и закрепления резиновой накладки. 5 ил. сл

Фиг.З

Фиг. ЦФаг. 5