Щеточно-коллекторный узел для электрической машины Советский патент 1980 года по МПК H01R39/43 

I Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к конструкции щеточно-коллекторного узла электрической машины.. Известны щеточные узлы коллекторных электрических машин, в которых для исключения отрыва щеток от ламелей используются различные компенсирующие элементы, например грузики, которые из.меняют усилие нажатия под действием внешней силы. Однако эти элементы не обеспечивают надежного токосъема при действии вибрационных внещних усилий 1. Известен также щеточно - коллекторный узел для электрической машины, содержащий коллекторные пластины с петушками и щеткодержатель с дополнительной нажимной пружиной и расположенную в нем щетку с токоподводом, одна поверхность которой контактирует с коллекторными пластинами, а другая - с петушками, и дополнительное нажимное устройство. Дополнительное нажимное устройство закреплено одним концом на щеткодержателе, а другим - контактирует с боковой поверхностью щетки, противоположной месту размещения петушков коллектора, в месте, расположенном ближе к поверхности ламелей; чем центр тяжести 2. Однако в реальной электрической машине торец шеткодержателя никогда не совпадает, с торцом патушков коллектора, а при работе машины из-за неизбежных (за счет люфта) перемещений якоря (и коллектора) эти торцы постоянно смещаются. Кроме того, в известном устройстве щеткодержатель охватывает только часть щетки, находящуюся выше центра тяжести, т. е. длина направляющей поверхности щетки в обойме щеткодержателя очень мала. Вследствие этого под действием усилия дополнительного нажимного устройства щетка будет перекащиваться в обойме щеткодержателя, что. в свою очередь, приведет к уменьщению площади контакта щетки с цилиндрической поверхностью ламелей коллектора, и с торцовой поверхностью петушков коллектора. Щетка будет работать неустойчиво, что резко ограничивает срок службы мащины. Кроме того, перекосы щетки в обоймах могут привести к их заклиниванию в обоймах. При значительных перемещениях якоря (больщих, чем возможные перемещения щетки в обойме щеткодержателя, что соответствует реальному положению дел в машинах) контакт щетки с боковой поверхностыо петушков вообще может быть потерян.

Низкое расположение точки приложения усилия дополнительного нажимного устройства - ближе к коллектору, чем центр ткжести щетки - приводит к ограничению возможных износов щеток, так как по мере износа ицетки точка приложения этого усилия смещается к поверхности коллектора, Это приводит к искусственному ограничению срока службы щеток.

В известном устройстве щеткодержатель выполнен из пластмассы, так как дополнительное нажимное устройство, касающееся непосредственно щетки, должно быть изолировано от корпуса.

Применение в качестве обоймы щеткодержателя пластмассы нецелесообразно, так как температура щетки достигает высоких значений, что приводит к короблению обоймы или выгоранию связующего, что, в свою очередь, может привести к заклиниванию щетки.

Целью изобретения является повышение надежности токосъема при воздействии вибрационных усилий под углом к оси враще-ния.

Это достигается тем, что щеткодержатель расположен в корпусе машины с возможностью перемещения вдоль оси вращения, а дополнительное нажимное устройство расположено между корпусом машины и щеткодержателем.

Для обеспечения возможно большего охвата щетки щеткодержателем и сохранения возможности перемещения ее вдоль оси вращения щеткодержатель может быть выполнен с выборкой со стороны петушков коллектора.

Для частного случая исполнения, с целью устранения одной из причин заклинивания щетки в обойме щеткодержателя, обойма выполнена металлической, а весь щеткодержатель - двухслойным: наружная изоляция и внутренняя металлическая обойма.

На фиг. 1 изображен описываемый щеточно-коллекторный узел; на фиг. 2 - схема приложения сил к щетке.

Щеточно-коллекторный узел содержит петущки I и ламели 2 коллектора, щеткодержатель 3, нажимную пружину 4, токоподвод 5, щетку 6, дополнительное нажимное устройство 7.

Дополнительное нажимное устройство 7, например V-образная пружина, установлено между корпусом 8 машины и щеткодержателем 3 таким образом, что усилие поджатия на щеткодержатель и щетку направлено в сторону петушков коллектора. Кроме того, щеткодержатель выполнен с возможностью перемещения его вдоль оси вращения. Для этого гнездо в корпусе 8 под обойму щеткодержателя в осевом направлении

выполнено больше, чем щеткодержатель, а щеткодержатель имеет выборку со стороны петушков коллектора.

Это исключит возможность перекоса щетки при большом несовпадении правого торца щеткодержателя и петушков коллектора.

Точка приложения усилия дополнительного нажимного устройства не перемещается вдоль оси щетки по мере ее износа (чем исключается заклинивание щетки в щеткодержателе, при сохранении оптимальной вели5 .чины усилия поджатия щетки к ламелям коллектора) и вследствие этого не ограничивается возможный износ (и ресурс) щеток. Сила Q) поджатия нажимной пружины, действующая вдоль продольной оси щетки, и усилие Qz дополнительного нажимного уст0ройства, приложенное через стенку обоймы щеткодержателя к щетке практически в центре тяжести ее, образуют равнодействующую R.

Внешняя сила F, прилагаемая также в

1центре тяжести щетки, направлена противоположно равнодействующей R, и компенсируется ею. Составляющие силы (R-F) прижимают щетку к обеим контактным поверхностям.

30

Формула изобретения

Щеточно-коллекторный узел для электрической . машины, содержащий коллекторные пластины с петушками, щеткодержатель с дополнительной нажимной пружиной и расположенную в нем щетку с токоподводом, одна поверхность которой контактирует с коллекторными пластинами, а другая с петушками, и дополнительное нажимное устройство, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности токосъема при воздействии вибрационных усилий под углом к оси вращения, щеткодержатель расположен в корпусе мащины с возможностью перемещения вдоль оси вращения, а указанное дополнительное нажимное устройство расположено между корпусом машины и щеткодержателем.

Источ-ники информации, принятые во внимание при экспертизе

. 1. Патент США № 2717321, кл. 310-138, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР № 558357, кл. Н 02 К 13/10, 1977 (прототип).