Щеткодержатель для электрическойМАшиНы Советский патент 1981 года по МПК H01R39/46 

1

Изобретение относится к электротехнике в части усовершенствования щеточных контактов, взаимодействующих с коллектором (кольцом) электрических машин, работающих в реверсивных режимах.

В реверсивных электрических машинах с цилиндрическими коллекторами обычноприменяются- радиальные коробчатые щеткодержатели и нажатие на щетки осуществляется цилиндрическими или спиральными пружинами 1.

В связи с наличием зазоров между щеткой и стенками щеткодержателя при длительном вращении цилиндрического коллектора (кольца) в одном направлении щетка под действием опрокидывающего момента от силы ее трения о коллектор перекашивается в тангенциальном направлении и вследствие износа приобретает заостренную по направлению к сбегающему краю форму. При реверсе щетка опрокидывается и на ее рабочей поверхности образуется второе «зеркало. В первый момент изменения направления вращения коллектора контактирование щетки с коллектором осуществляется узкой полоской со стороны набегающего края, что приводит к одновременному увеличению удельного давления в контактном слое и плотности тока, ухудшению условий механического контактирования, уменьшению периода коммутации и смещению зоны контакта в геометрической нейтрали. В результате коммутация ухудшается, нагрев и износ щеток и коллектора возрастают. При этом возможны случаи затяжки межламельных промежутков медью, повышая ламельных промежутков медью, повышения интенсивности искрения, выгорания ламелей на рабочей поверхности коллектора и даже появления круговых огней. Выгорание ламелей нарушает профиль коллектора, ухудшает антифрикционные свойства контактной пары, что способствует еще более ускоренному износу щеток и преждевременному выходу из строя электрической машины.

Если машина работает с частыми реверсами при одинаковой продолжительности в противоположных направлениях, то на рабочей поверхности щетки образуется два равных по ширине «зеркала, и в каждый момент используется только одна половина рабочей поверхности щетки. Для реверсивных машин металлургической промышленности применяются также щеткодержатели типа ДДС. При этих ш,еткодержателях применяются две щетки с накладками НК-4, которые воспринимают нажатие со стороны нажимного пальца. В одном направлении вращения коллектора одна щетка является реактивной, а вторая - волочащейся. Роль щеток сменяется при изменении направления вращения коллектора 2. Однако при реактивном фасоне щеток с щеткодержателями типа ДДС у реверсивных машин наблюдается ухудшение коммутации и повыщение скорости износа щеток. Объясняется это тем, что оптимальный угол наклона реактивных щеток почти в два раза больще, чем оптимальный угол наклона волочащихся щеток. Поэтому при устойчивом контакте обеих щеток в щеткодержателе типа ДДС угол наклона волочающейся щетки оказывается завышенным, что приводит к интенсивному ее jsHocy. Кроме того, щеткодержатели типа ДДС можно применять только на машинах повышенной мощности. Известен также щеткодержатель для электрической машины с зубчатым коллектором, содержащий корпус, опорную планку, на которой укреплена щеточная пружина 3. Однако такая конструкция щеточно-коллекторного узла не устраняет опрокидывающий момент от силы трения щетки о коллектор и при реверсивном режиме на рабочих поверхностях щетки образуется два «зеркала. Опрокидывание зубчатой щетки при реверсе приводит к таким же отрицательным последствиям в работе контакта, как и при работе радиальной щетки на цилиндрическом коллекторе.

Цель изобретения - устранение опрокидывания щетки, повышение устойчивости и долговечности щеточного контакта.

Указанная цель достигается тем, что на корпусе щеткодержателя со стороны коллектора в тангенциальном направлении выполнены выточки, повторяющие форму зубьев коллектора.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уст ройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На фиг. 1 и 2 показаны щеткодержатель 1, на поверхности которого со стороны коллектора 2 выполнено две выточки в аи де сектора треугольной формы, огибающие

РОНЫ коллектора в тангенциальном направлении выполнены выточки, повторяющие форму зубьев коллектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бордаченков А. М. и др. Коллекторнощеточный узел тяговых электрических машин локомотивов. М., «Транспорт, 1974, с. 14.

2.Лившиц П. С. Эксплуатация электрощеток в металлургической промышленности. «Металлургия, 1966, с. 49.

3.Туктаев И. И и др. Зубчатый коллекторно-щеточный узел. ИВУЗ «Электромеханика, 1973, № 2, с. 245-248. зубья 3 коллектора 2, щетка 4, нажимная пружина 5 и опорная планка 6. Продорожка межламельных промежутков проведена на всю глубину выступов коллектора. На чертежах даны следующие обозначения:Q - нажатие нажимной пружины 5; оС - угол при вершине зуба 3; Ртр - сила трения, действующая на щетку 4 со стороны коллектора 2; X - расстояние от 1очки приложения силы трения Ртр до нижней кромки щеткодержателя 1. Как видно из фиг. 2, сила трения Ртр jttQ создает восстанавливающий момент, равный jwQX, под действием которого щетка прижимается к стенке щеткодержателя в тангенциальном направлении по ходу вращения коллектора без ее перекоса (jM - коэффициент трения щетки о коллектор). С предлагаемым щеткодержателем изготавливают и испытывают реверсивный двигатель. Испытания показывают, что щетки при реверсе не опрокидываются и их рабочие; поверхности имеют по одному «зеркалу искрение щеток по ГОСТ 183-74 снижается с 3 до 1 -1/2 балла, износ щеток уменьшается в три раза и подгара набегающих и сбегающих краев щеток и коллекторных пластин не происходит. Формула изобретения Щеткодержатель для электрической машины с зубчатым коллектором, содержащий корпус, опорную планку, на которой укреплена щеточная пружина, отличающийся тем, что, с целью устранения опрокидывания щетки, повыщения устойчивости и долговечности щеточного контакта, на корпусе со стоU

А

иг.1

А -А

Фиг.г