Коллектор электрической машины постоянного тока Советский патент 1992 года по МПК H01R39/04 

Изобретение относится к электромашиностроению.

Известен арочной коллектор электрической машины постоянного тока с нажимными шайбами, стянутыми шпильками.

Однако коллекторные пластины крепятся шайбами за концы, т.е. коллектор не обладает большой механической прочностью, что ограничивает его применение. Такие коллекторы применяются в сравнительно тихоходных машинах.

Кроме того в коллекторе не компенсируется разница между тепловым расширением меди и стали, что также ограничивает его применение.

Известен механически более прочный коллектор с бандажными кольцами на мембранной подвеске. Мембранная подвеска компенсирует тепловое расширение меди коллектора.

Недостатком известной конструкции является сложность изготовления мембранного коллектора на бандажных кольцах, а также расположение бандажных колец на рабочей (наружной) поверхности коллектора, что приводит к увеличению общей длины коллектора.

Наиболее близким к предлагаемому является коллектор электрической машины постоянного тока, содержащий коллекторные пластины с петушками и фигурными вырезами на нерабочей поверхности, бандажные кольца, распределенные по его длине с изолированными коническими нажимными поверхностями, втулку и крепежные элементы.

Недостатками коллектора являются отсутствие компенсации теплового расширения меди, наличие консолей на концах пластин меди коллектора, не стянутых бандажом. Все это снижает надежность коллектора.

Кроме этого изготовление такого коллектора трудоемко, так как необходимо

Х|

СО

о

-&ь

ю о

иметь два комплекта штампов на каждый типоразмер коллектора для изготовления коллекторных пластин и центровка собранных пластин коллектора относительно втулки сложна и требует большого количества контрольных операций.

Целью изобретения является повышение надежности и снижение трудоемкости изготовления.

Указанная цель достигается за счет того, что в коллекторе электрической машины, постоянного тока, содержащем коллекторные пластины с петушками и фигурными вырезами, в которых расположены кольца с изолированными коническими нажимными поверхностями, распределенные по длине коллектора, втулку и крепежные элементы, крайнее бандажное кольцо со стороны петушков неподвижно закреплено на втулке, а остальные кольца выполнены с возможностью перемещения по ее поверхности, причем нажимная поверхность неподвижного бандажного кольца выполнена направленной в противоположную сторону нажимной поверхности подвижных колец, а крепежные элементы, фиксирующие последние, снабжены тарельчатыми пружинами.

Новизна заявленного технического решения заключается в новой совокупности известных и новых признаков.

На фиг.1 изображен коллектор электрической машины; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Коллектор электрической машины содержит пластины 1, втулку 2, крепежные элементы 3 и 4, бандажное кольцо 5, неподвижно закрепленное на втулке, среднее подвижное бандажное кольцо 6, крайнее подвижное бандажное кольцо 7, тарельчатые пружины 8 и изоляционные прокладки 9.

Крепление пластин 1 осуществляется бандажными кольцами 5,6 и 7, расположенными на втулке 2, при затягивании крепежных элементов 3 и 4, причем крепежные элементы 3, взаимодействующие с бандажным кольцом б, проходят через сквозные отверстия в бандажном кольце 7.

При сборке коллектора установка пластин 1 осуществляется непосредственно на втулку 2, на которой уже установлены бандажные кольца 5, 6 и 7 с изоляционными прокладками 9 и крепежные элементы 3 и 4 с тарельчатыми пружинами 8. После установки пластин 1 крепежные элементы 3 и 4 затягиваются. При этом подвижные бандажные кольца 6 и 7 перемещаются, центруя и фиксируя пластины 1 коллектора.

При затяжке крепежных элементов 3 и 4 бандажные кольца 5, 6 и 7 создают в каждой пластин-е растягивающее усилие, формирующее усилие, направленное к оси

коллектора, и изгибающий момент, стремящийся изогнуть пластину 1 к оси коллектора. Величины усилий можно определить по величине деформации тарельчатых пружин 8. Таким образом после сборки коллектора

каждая пластина представляет собой предварительно напряженную конструкцию.

При работе коллектора в результате его вращения в каждой пластине 1 возникают центробежные силы, компенсирующие

предварительное напряжение, созданное Тфи сборке. Кроме того при работе коллектор нагревается и происходит тепловое расширение пластин 1, в результате которого коллекторные пластины удлиняются. Тарельчатые пружины 8, затянутые при сборке с помощью крепежных элементов 3 и 4, смещают бандажные кольца 6 и 7, компенсируя удлинение пластин 1.

Технико-экономические преимущества

предлагаемого коллектора электрической машины постоянного тока заключаются в простоте изготовления, объясняемой меньшим количеством необходимой оснастки, а также тем, что сборка коллекторных пластин

осуществляется непосредственно на втулку коллектора, поэтому последующую токарную обработку коллектора можно свести к минимуму. За счет повышения надежности коллектора снижаются эксплуатационные

расходы у потребителя, так как сокращается число выходов из строя электрических машин из-за неисправности коллектора. Формула изобретения Коллектор электрической машины постоянного тока, содержащий коллекторные пластины с петушками и фигурными вырезами, расположенными по длине пластин, в вырезах расположены бандажные кольца с изолированными коническими нажимными

поверхностями, втулку и крепежные эле- менты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения трудоемкости изготовления, крайнее бандажное кольцо со стороны петушков неподвижно

закреплено на втулке, а остальные кольца установлены на втулке с возможностью перемещения по ее поверхности, причем нажимная поверхность неподвижного бандажного кольца направлена в противоположную сторону по отношению к нажимной поверхности подвижных колец, а крепежные элементы, фиксирующие последнее подвижное бандажное кольцо, снабжены тарельчатыми пружинами.

ШЈЯи////////Х/////Л

М///////

jf

г Ј

WZ

6 L

тт//&

169 96

Использование: область электромашиностроения. Коллектор содержит пластины, втулку, крепежные элементы, бандажное кольцо, неподвижно .закрепленное на втулке, среднее и крайнее подвижные бандажные кольца. Крепление пластин осуществляется бандажными кольцами, распо- ложеными на втулке, при затягивании крепежных элементов, причем средний и крайний крепежные элементы установлены с возможностью перемещения относительно втулки.3 ил.

OZfr6Ca

ПЩ

5-6

9 56 3 / s. Ь JLA

0fce 3

ь/