УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЩЕТОК О КОЛЛЕКТОР Советский патент 1936 года по МПК G01N19/02 

Существующие методы измерения коэфициента трения щеток электрических машин основаны на измерении либо мощности потерь трения, либо крутящего момнта трения, либо силы трения. Все эти методы довольно длительны при эксперименте и, главное, требуют сложных пересчетов для перехода от этих величин к искомому коэфициенту трения.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для непосредственного определения коэфициента трения электрических щеток о коллектор без всяких пересчетов.

На чертеже фиг. 1, 3 и 4 изображают возможные схемы, по которым может быть осуществлено предлагаемое устройство, и фиг. 2 - соответственно диаграмму сложения сил.

С целью получения отклонений указателя, пропорциональных коэфициенту трения, указатель 8 (фиг. 1, 3 и 4), снабженный шарнирной опорой 10 (фиг. 1), в некоторой своей средней точке с одной стороны шарнира 10 своими концами шарнирно связан со стержнем 3, несущем испытуемую щетку 1, а с другой стороны указанный шарнир соединен с пружинкой, которая, в свою очередь, шарнирно связана с закрепленной пружиной 4, нажимающей на щетку 1.

Сила трения стремится повернуть указатель 8 против часовой стрелки, а пружина 6, наоборот, удержать ее. Так как удерживающая сила натяжения пружины 6 пропорциональна силе нажатия на щетку, а отклоняющая сила есть сила трения, то очевидно, что отклонение стрелки будет зависеть лишь от коэфициента трения щетки, а не от абсолютных величин силы нажатия трения и силы трения.

Действительно, пусть (фиг. 2) сила нажатия щетки будет F. Тогда сила F₃ натяжения пружины 6 равна силе нажатия F, помноженной на отношение плеч

Удерживающее усилие, т.е. усилие, стремящееся повернуть стрелку в направлении cg, будет F₂=F₃ sin α, где α - угол отклонения стрелки.

Это усилие должно уравновешиваться силой трения F₁ щетки

Совместное решение этих уравнений дает

т.е. коэфициент трения щеток равен постоянной, помноженной на sin α. Следовательно, угол отклонения стрелки зависит только от коэфициента трения, а не абсолютных величин силы нажатия и силы трения.

В щеткодержателях, изображенных на фиг. 1 и 3, пружина 6, нажимающая на щетку, непосредственно прикреплена на стрелке указателя 8. Поэтому направление усилия пружины в конструкции по фиг. 3 будет зависеть от высоты щетки и по мере износа последней показания стрелки будут несколько меняться. Этот недостаток до известной степени устранен в конструкции на фиг. 1 тем, что нажимной палец 5 щеткодержателя перемещается перпендикулярно к оси пружины 6.

Для осуществления полной независимости показаний указателя от высоты щетки (фиг. 4) пружина 6 должна действовать на стрелку указателя не непосредственно, а через деталь 11, имеющую одну степень свободы (шарнирно укрепленную на упоре 13). Благодаря этому направление усилия тяги 12 уже не зависит от наклона нажимного пальца 5 и, следовательно, не зависит от высоты щетки 1.

Это устройство, очевидно, можно модифицировать любыми деталями, создающими одну степень свободы для перемещения конца тяги 12.

Устройство для непосредственного определения коэфициента трения электрических щеток о коллектор, отличающееся тем, что, с целью получения отклонений указателя, пропорциональных коэфициенту трения, указатель 8, снабженный шарнирной опорой 10, в некоторой своей средней точке с одной стороны шарнира 10 своим концом шарнирно связан со стержнем 3, несущим испытуемую щетку, а с другой стороны указанного шарнира соединен с пружиной 6, связанной с шарнирно закрепленной пружиной 4, нажимающей на щетку.