Токосъемное устройство Советский патент 1980 года по МПК H01R39/00 

1

Изобретение относится к электротехнике, точнее к многоканальным токосъемным устройствам, обеспечивающим передачу электрических сигналов на вращающиеся испытуемые изделия и съем сигналов с изделий, и может быть применено в испытательной технике, в частности на различных испытательных стендах и устройствах с вращающимися испытуемыми изделиями, например на центрифугах, стендах угловых и линейных ускорений, поворотных стендах.

Известен токосъемник с последовательным расположением контактных колец вдоль оси, в котором увеличение количества контактных пар возможно за счет увеличения длины токосъемника.

Известны конструкции токосъемников с концентрическим расположением контактных колец и торцовым сопряжением. Такое расположение контактных пар позволяет увеличить их количество за счет увеличения диаметральных размеров ротора. Упрощается выполнение щеточного узла, конструкция более компактна.

Однако увеличение диаметральных размеров колец ведет к значительному увеличению окружных скоростей, радиальных и

торцовых биений, что ухудщает работу контактной пары, приводит к быстрому износу щеток.

Известно токосъемное устройство, содержащее ротор, выполненный в виде жестко закрепленного на вращающемся валу диска с концентрично расположенными на нем контактными кольцами, и статор с установленными на нем щеткодержателями и щетками. Устройство дает возможность отвода статора-щеткодержателя в нерабочее положение путем перемещения его вверъ относительно ротора после ослабления крепящих болтов. Это позволяет осуществить расцепление контактных пар и дает возможность продуть устройство от пыли и произвести профилактический осмотр. Наряду с этим, для замены щеток предусмотрены разработка и снятие статора без демонтажа всего токосъемника.

Однако в этой конструкции, как и во всех торцовых токосъемниках, количество контактных пар ограничено диаметральными размерами ротора и не может быть значительно увеличено, например, в несколько раз из-за ухудщення работоспособности токосъемника. Такое положение не может удовлетворить требования к некоторым видам испытаний, при которых необходимо подводить к испытуемым изделиям или блокам изделий до 400-500 токоподВОДОБ.

Кроме того, в известном токосъемнике замена щеток в щеткодержателе и проведение профилактических работ, связанных с доступом в зону контакта, являются довольно трудоемкой операцией, требующей частичной разработки и сборки токосъемника. Вместе с тем, при установке статора со щетками невозможно проконтролировать правильность положения щеток и контактов относительно контактных колец, так как они со всех сторон закрыты, а регулировка положения щеток в конструкции не предусмотрена.

В известном устройстве также не обеспечивается выборочное разъединение и отвод части контактных пар, не используемых в работе, что ведет к преждевременному износу щеток и необходимости в более частых профилактических работах. Все это создает дополнительные трудности и неудобства при эксплуатации, большие затраты рабочего времени при замене щеток и профилактических работах, а также не обеспечивает подвод к испытуемым изделиям больщого количества токоподводов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей токосъемника и упрощение его обслуживания.

Цель достигается тем, что ротор снабжен дополнительными дисками с контактными кольцами, а статор выполнен в виде установленных в опорах, по крайней мере, двух вертикальных стоек, на которых укреплены с возможностью линейного и углового перемещения консольные штанги, расположенные между дисками ротора, на щтангах укреплены щеткодержатели.

Изобретение обеспечивает увеличение количества токоподводов на порядок выще по сравнению с известными, а именно 509 каналов, и значительно упрощает и делает удобной и менее трудоемкой замену щеток, их вывод из зоны контакта, а также профилактические работы при эксплуатации, что особенно важно при большом количестве щеток, как это имеет место в предлагаемом устройстве (более тысячи щтук).

Установленные на штанге щеткодержатели с подпружиненными щетками являются самостоятельными узлами и могут легко сниматься со штанги в любой последовательности, а также являются взаимозаменяемыми. Это обеспечивает быструю и легкую замену щеткодержателя со щеткой на штанге.

Каждая из штанг в сборе со щеткодержателями может выдвигаться частично или полностью относительно диска, поворачиваться относительно стойки в горизонтальной плоскости до выхода из зоны дисков, а также сниматься со стойки, в которой она крепится. Это дает возможность обеспечить регулировку и правильную установку щеток относительно контактных колец , позволяет осуществить разъединение неиспользованных в работе контактных пар с целью предохранения щеток от срабатывания при работе вхолостую. Вместе с тем возможность перемещения и съема штанги со стойки, а также ее углового поворота

обеспечивает удобный и простой доступ к щеткодержателям и щеткам при их замене и осмотре.

Кроме того, все штанги одной или другой стороны токосъемника вместе с соответствующей стойкой при ее повороте вокруг своей оси на 1/4 оборота могут быть одновременно выведены из зоны дисков. Такая возможность делает очень удобным профилактический осмотр всех щеткодержателей со щетками по механическим и элек0 трическим требованиям.

Указанные преимущества позволяют обеспечить поставленные цели по расширению функциональных возможностей токосъемника, выраженных в увеличении колиJ чества токоподводов и возможности рассоединения неработающих контактных пар, а также по упрощению обслуживания, связанного с проведением работ при эксплуаатации по замене щеток, проверке технологического состояния и другим профилактическим работам.

На фиг. 1 представлено токосъемное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2.

Токосъемное устройство состоит из сварного каркаса 1, в центре которого размешен ротор, включающий в себя полый вал 2 на подщипниках 3, укрепленные на валу диски 4 с контактными кольцами 5, флан 6 со щтепсельными разъемами 7 и полумуф0 той 8, а также проходящие внутри вала 2 провода 9.

Статор токосъемного устройства включает в себя установленные на каркасе 1 в опорных цапфах 10 две стойки 11, закрепленные на них корпуса 12 со штангами 13,

расположенными между дисками 4, и невращающиеся штепсельные разъемы 14 с проводами 15. Стойки 11 застопорены в опорах 10 винтами 16. Корпус 12 опирается на кольцо 17 и крепится на стойке 11

0 болтом 18. Штанга 13 свободно посажена в корпусе 12 и зафиксирована болтом 19. Со щтангой жестко связана изоляционная планка 20, в пазах которой установлены щеткодержатели 21 с подпружиненными щетками 22.

Устройство работает следующим образом.

В начале осуществляется механическое, через полумуфту 8, и электрическое с поМОЩЬЮ разъемов 7, соединение токосъемника со столом стенда (не показан), на котором установлены испытуемые изделия. Затем ротор токосъемника вместе со столом приводится во вращение, а на испытуемые изделия подводится электропитание через разъемы 14, контактную пару щеток 22, кольцо 5 и разъемы 7. Прохождение электрических сигналов с испытуемых изделий идет в обратном направлении. Работы, связанные с заменой щеток, их центрированием относительно контактных колец, расцеплением незадействованных в работе контактных пар, осмотром технического состояния и другие, выполняются следующим образом. Отвод штанги 13 со щетками 22 из зоны дисков 4 производится путем поворота щтанги 13 с корпусом 12 относительно стойки 11 после ослабления болта 18. Выдвижение или перемещение щтанги 13 относительно корпуса 12 в радиальном направлении и ее съем осуществляются после освобождения штанги болтом 19. Выведение из зоны дисков 4 одновременно всех щтанг 13 одной и другой стороны, например, при профилактическом осмотре, продуве дисков 4 и щеток 22 от пыли, производится путем поворота каждой из стоек 11 относительно опор 10 вокруг своей оси после ослабления винтов 16. Устройство может работать и с одной стойкой 11 и расположенными на ней с одной стороны щтангами 13. Однако в этом случае ухудшаются условия эксплуатации, так как создается несимметричное нагружение дисков 4, увеличение их торцовых биений и ненадежность контакта, усугубляющаяся тем, что с каждым кольцом 5 контактирует только одна щетка 22. Применение в предлагаемом устройстве двух расположенных диаметрально противоположно стоек 11 и установленных над каждым диском 4 симметрично двух щтанг 13 позволяет устранить этот недостаток и обеспечить уравновещивание нагрузки на диск 4, а также повысить надежность контакта. увеличив количество контактируемых с каждым кольцом 5 щеток 22 до двух щтук. Дальнейщее увеличение количества контактов на каждое кольцо в данном устройстве нецелесообразно, так как при этом усложняется конструкция статора, затрудняется угловой отвод щтанг, а также из-за резкого увеличения количества работающих и, соответственно, изнашиваемых щеток при наличии в роторе более 500 контактных колец, значительно возрастает продолжительность и частота профилактических работ, не говоря уже об увеличении потребной мощности для вращения ротора токосъемника. Данное токосъемное устройство позволяет проводить испытания одновременно большого количества изделий, составленных в блоки или системы, с количеством токопроводов до 509 штук, а также увеличить срок службы и сократить вспомогательное время при испытаниях за счет возможности отсоединения части токоподводов и удобного и оперативного проведения профилактических работ, главным образом в основной и труднодоступной части токосъемника - его контактной системе. Формула изобретения Токосъемное устройство, содержащее ротор, выполненный в виде жестко закрепленного на вращающемся валу диска с концентрично расположенными на нем контактными кольцами, и статор с установленными на нем щеткодержателями и щетками, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей и упрощения обслуживания, ротор снабжен дополнительными дисками с контактными кольцами, а статор выполнен в виде установленных в опорах, по крайней мере, двух вертикальных стоек, на которых укреплены с возможностью линейного и углового перемещения консольные щтанги, расположенные между дисками ротора, на щтангах укреплены съемные щеткодержатели.

t2

.3 Вид 6