Токосъемное устройство Советский патент 1980 года по МПК H01R39/00 

(54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к токосъемным устройствам, используемым при испытаниях изделий с двумя и тремя соосными роторами.

Известны токосъемные устройства, имеющие контактные кольца с гладкой внутренней поверхностью, как правило, сферической формы 1.

Также известио токосъемное устройство, содержащее контактное кольцо, по внутренней гладкой поверхности которого осуществляется токосъем, и щетки 2.

Недостатком такой конструкции токосъемного устройства является то, что в процессе перемещения щеток по внутренней поверхности контактного кольца происходит интенсивный износ материала кольца, в результате чего на первоначально гладкой контактной поверхности вырабатывается постоянно углубляющаяся беговая дорожка. Образующиеся при этом продукты износа, представляющие собой твердые, мелкие (средний размер 0,5-5 мкм.), быстро, окисляющиеся частицы металла с острыми кромками, оседают на дне беговой дорожки щетки. Несмотря на наличие в зоне контакта протока масла, предназначенного для охлаждения зоны контакта и удаления из иее продуктов износа, на дне беговой дорожки всегда имеется некоторое количество изнощенных частичек, постоянно перемещающихся вместе со щетками по дну беговой дорожки. Вследствие своей малой электропроводности (окислы медных сплавов, из которых обычно изготавливаются наружные кольца, неэлектропроводны) продукты износа препятствуют надежному электри10ческому контакту между щетками и кольцом. Кроме того, больщое количество продуктов износа способствует интенсивному абразивному нзнащиванию кольца и щеток.

По мере увеличения наработки глубина

15 беговой дорожки щетки постоянно увелнчивается, продуктов износа в ней скапливается все больще, и качество электрического контакта постоянно ухудщается. По этой причине уже через несколько часов работы межвального токосъемника качество передаваемой информации становится соверщенно неудовлетворительным, а ресурс - исчерпанным. Основной причиной оседания продуктов износа на дне беговой дорожки являются центробежные силы,1возиЙ1каю1цие11ри вращёИии наружного контактного кольца. ПосколькуРц rm)2R, гдеРц, - центробежная сила, приложенная к изношенной Частице; - масса этой частицы; (t)-угловая частота вращения частицы; R - рарстояние от цетра тяжести частиЦы до оси вращения, эффект осе да1ния продуктов износа на дне беговой дорожки ycHflHsaefcH с уветичёнйем Диаметра контактного кольца и особенйо резко, с увеличением частоты вращения. Цель изобретения увеличение ресур са йёЖвалъного токосъемника и улучщение качества электрического контакта. Это достигается тем, что на внутренней пбйёрхнбсти контактного кольца в зоне перейещения щеток выполнена канавка таким образом, что она в нескольких местах пересекает под некоторым углом бёгШуш дорожку щеток. Число указанных пересечений не ё:ратнб числу щёток На вйутреннем контактном кольце. Канавка выполнена замкнутой по контуру кольца волнистой формы, например синусоидальной, в: рШвёрткё. На фиг. 1 изображено наружное контактное кольцо токосъемного устройства, разрез; на фиг. 2 - кольцо с выработанной после эксплуатации беговой дорожкой щеток,разрез. - - - - - --В теле кольца 1 выШЖена Шйкнутая по контуру канавка 2 шириной «а и переменной, в связи с криволинейностью внутренней поверхности, глубиной (размер f постоянен). OiWU ftreaW jrtetH6nt5rH4HHX форм канавки является синусоидальная (в развертке), так как такуй канавку легко выполнить на обычн бм тбкарНб-зШЖЯШрчном станке, причем кулачок, обеспечивающи и й&шра нб-пьетуйШ|ёЛБйбё дм резца, имеет простую форму Цилиндра со смещенной на величииу в -ь осью вращения. Необходимые глубина канавки и размах колебания волны синусоиды 2в Ч- а связаиы с глубиной «к и щириной h беговой дорожки 3, которая образуёт ся нё Шутренней fiBfёрхностй к RoTfify yctaWoWeHHofb врёмёнй экёплуатацйи слёдую Шйй ШОтнотиенйямиГ. - -. . f е - к, 2в -Ь а h. Из рёзультагйвэкШёрИТйёНтов ВИДНО, что I е-.к -(0,1 -0,3) мм, в - + (1 - 3) мм Шаг волйы Синусоиды в развертке - рдр 2 - число волн синусоиды (целое число), не должен быть Слишком больщим, в противном случае при работе тбкосъемногО устройства щетка в своем движении по внутренней пЮвёрХйбстйШГОЛЬца будет отслеживать траекторию канавкй, т. е. «вилять. Выполнение канавки с очень малым щагом (с больщим z) связано с технологическими трудностями. Оптимальной величиной можно считать t (20-40) мм при в (1,5-2,5) мм. , i МийимаЛЬная Щирина «а канавки определяется технологическими возможностями оборудования, рекомендуется «а 0,5 мм. При работе токосъемника щетки под действием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности наружного кольца и при своем Движении относительно кольца пересекают волнистую канавку 2 z раз за каждый оборот. При этбм продукты износа образующиеся в результате выработки беговой дорожки, перемещаются щетками вдоль беговой дорожки и под действием центробежных сил оседают на дне канавки. Таким образом, общее количество продуктов износа, находящихся в данный момент в зоне перемещения щеток, резко уменьщается. В результате этого улучщается качество электрического контакта между щетками и кольцом. Кроме того, вследствие уменьщения количества продуктов износа в зазоре между щетками и поверхностью беговой дорожки уменьщается абразивный ИЗНОС контактного кольца, что повыщает ресурс токосъемника. Нарущенйя Электрического контакта в момент прохождения щеток над канавкой не npOHCxoAHf ,так как щирина канавки значительно мейьще длины пятна контакта между щетками и кольцом. Для того, чтобы все щетки (если на одном внутреннем контактНом кольце их установлеио несколько и Ъйи равиорасположёны по окружности кольца) одновременно не набегали на канавки. Что может ухудщить в данный момент Качество контакта, число воли синусоиды не должно быть кратным числу щеток. Формула изобретения 1.Токосъемное устройство, содержащее контактное кольцо, по внутренней поверхности которого осуществляется токосъёй, и vojetm, б Личающееся jf:tt, что, с целью повыщения ресурса работы и улучп1ёнйя качества элeкtpичecкoгo контакта, на внутренней поверхности кольца в зоне перемещения щёток выполнена канавка, многократно пересекающая беговую дорожку щеток. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем:, что, с целью повыщения качества токосъема, число указанных пересечений не кратно числу щеток на внутреннем контактном кольце. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повыщения технологичности и снижения трудоемкости изготовления, каиавка выполнена замкнутой по контуру кольца волнистой формы, например, синусоидальной в развертке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР № 274212, кл. G 01 L 1/20, 1968.

2. Неверченко Е. Г. и др. Межвальныи щеточный, токосъемник для тензометрирования ДТРД.-«Авиационная промышленность, 1971. ЛГо 12, с. 23-24 (прототип).

,

Фиг. 2