Устройство для передачи электрической энергии от неподвижного объекта на вращающийся объект Советский патент 1981 года по МПК H01R39/00 

тактирующей с торцовой поверхностью неподвижной, обоймы шарикового подшипника, собственно неподвижной обоймы подшипника (наружной или внутренней в зависимости от связи с объектом), суммарного, точечного контакта шариков подшипника с обеими обоймами, другой вращающейся обоймы подшипника, металлической контактной шайбы с лепестком, к которому подсоединен провод, связанный с вращающимся объектом.

При этом нажимное устройство сдвигает наружные обоймы подшипников относительно внутренних, чем-. устраняет возможность возникновения между шариками подшипников и их обеими обоймами зазоров, возникающих вследствие неточности изготовления и сборки или выработки элементов (деталей) шариковых подшипников. Кроме того, нажимное устройство обеспечивает постоянство и идентичность контактного давления во всех цепях для обеспечения надежного электрического конта кта контактирующих элементов.

Недостатком известного устройства является недостаточная долговечность работы устройства вследствие создания нажимным устройством осевой нагрузки, определяющей работу шариковых радиальнЕлх подшипников в нерасчетных условиях, которые возникают вследствие наличия значительной, постоянно действующей осевой нагрузки при относительно невысоких скоростях вращения (до об/мин).

Кроме TorOj недостатком устройства является низкий диапазон скоростей вращения объекта. Так как при условии применения шариковых радиёшьных подшипников, как было указано выше, необходимо нажимное устройство Нажимное устройство создает постоянно действующее, значительное осевое усилие даже при относительно невысоких скоростях вращения (до 1200 об/мин), при повышении скорости вращения объекта, для обеспечения постоянства и идентичности контактного давления во всех цепях, необходимо увеличить усилие путем затягивания нажимного устройства, что вызовет ужесточение условий работы шариковых радиальных подшипников и их преждевременный износ.

Область применения известного устройства ограничена сложностью конструктивного исполнения, что иск|лючает возможность его применения в отдельных случаях. Например, когда вал является вращающимся объектом с затрудненным (невозможным) доступом к его торцовым поверхностям.

Кроме этого, область применения этого устройству ограничена также тем, что недостаточная суммарная площадь точечных контактов шариков

с обоймами подшипника и недостаточное контактное давление, отжимающее контактные элементы (металлические шайбы) к торцовым поверхностям обойм подшипников, которое обеспечивается, нажимным устройством (чрезмерное увеличение усилия нажимного устройства, действующее вдоль оси вала вызовет разрушение шариковых радиальных подшипников), исключает 1спользование данного устройства для передачи электрической энергии при больших значениях силы тока.

Цель изобретения - повышение долговечности устройства и расширение диапазона скоростей вращения объекта при одновременном упрощении конструкции.

. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для передачи электрических сигналов от неподвижного объекта к вращающемуся при высоких .скоростях вращения, содержится роликовый радиальный подшипник качения, установленный на валу и электрически связанный с вращающимся объектом через контактные элементы,а вал механически связан с одним из объектов и отделен от контактного элемента подшипника изоляционной прокладкой, выполненной в форме цилиндрической втулки.

Изоляционные цилиндрические втулки размещены между объектами и контактн гми элементами подшипника, а контактные элементы связаны с цилиндрическими поверхностями обеих обойм подшипника.

Использование в -качестве радиального подшипника качения роликового подшипника и обеспечение электрической связи контактных элементов с цилиндрическими поверхностями его обойм, отделенных от объектов изоляцйонньаш прокладками, выполненных в форме цилиндрических втулок, обеспечивает максимально возможную площадь контакта по цилиндрическим поверхностям обойь роликового подшипника и необходимое контактное давление вследствие плотной посадки подшипника.

При этом отпадает необходимость в нажимном устройстве, создающем осевое усилие для обеспечения, необходимого контактного давления, т.е. обеспечивается работа радиального подшипника в оптимальном режиме. Следствием этого является повьдиение долговечности устройства, так как радиальный подшипник эксплуатируется в расчетном режиме, и расширение диапазона скоростей вращения, а исключение из конструкции нажимного устройства и набора шариковых подшипников с одновременным сокращением количества .изоляционных и контактных шайб, в свою очередь, значительно упрощает конструкцию. На фиг. 1 изображен конкретный вариант выполнения устройства для одной фазы -электрической цепи; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Устройство содержит роликовый радиальный подшипник качения 1, внутренняя обойма которого насажена на вал 2, между внутренней обоймой подшипника 3 и валом 2 расположены изоляционная втулка 4 и контактный элемент 5, имеющий клемму 6, нару:кная обойма подшипника 7, запрессована в объект 8, между объектом 8 и наружной обоймой подшипника 7 расположены изоляционная втулка 9 и контактный элемент 10, имеющий клемму 11, к контактным клеммам подсоединен тоководы 12. Устройство работает следующим образом. Электрическая энергия от источника питания подводится к неподвижной обойме роликового подшипника при помощи тоководов и контактного элемента, далее через суммарный линейный контакт враицающихся роликов с обеими обоймами, электрическая энергия пере .дается на вращающуюся обойму роликового подшипника и с помощью контактного элемента и тоководов передаемся на вращающийся объект. При необходимости передачи электрической энергии с большим значением величины тока можно либо установить на валу последовательно несколько роликовых подшипников,включенных параллельно в электрическую цепь, либо использовать вместо роликового подшипника игольчатый, для увеличени суммарного линейного контакта роликов (иголок) с обеими обоймами подшипника. Технический эффект предлагаемого изобретения заключается в следующем а)повышается долговечность токоч передающего устройства; б)расширяется диапазон скорости вращения объекта; в)упрощается конструкция устрой-ства. Побочным эффектом является увеличение величины и стабильность контактного давления во всех электрических цепях на всех режимах работы устройства за счет чего ра1сширяется диапазон мощности передаваемой электрической энергии. Формула изобретения Устройство для передачи электрической энергии от неподвижного объекта на вращающийся объект, содержащее радиальный подшипник качения, механически связанный своими обоймами с неподвижным и вращающкмся объектами, внутренняя и наружная-обоймы подшипника электрически соединены посредством контактных элементов, которые отделены от обоих объектов при помощи изоляционных прокладок, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности и расширения диапазона скоростей вращения объекта при одновременном упрощении конструкции, радиальный подшипник выполнен роликовым, контактные элементы расположены на цилиндрической поверхности подшипника, а -изоляционные прокладки выполнены в форме цилиндрических втулок. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 411560, кл. Н 01. R 39/28, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 411558, кл. Н 01 R 39/00. 1974.