Щеточно-коллекторный узел Советский патент 1981 года по МПК H01R39/40 

(54) ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ

I

Изобретение относится к электротехнике в частности усовершенствования контактов взаимодействующих с коллектором электрических машин.

Известна зубчатая щетка для электрических машин с зубчатым коллектором, содержащая на контактной поверхности паз, выполненный перпендикулярным к оси коллектора в тангенциальном направлении и проходящим через верщину зубца щетки. Данная щетка улучшает условия токосъема путем существенного повышения податливости и снижения инерционности, уменьшения на один, два порядка эквивалентных жесткости и модуля упругости контактного слоя. Зубчатые, частично подразделенные, податливые щетки позволяют регулировать их собственные частоты в диапазоне от нескольких тысяч до сотен герц, обеспечивать динамическое резервирование по собственной частоте и повышать барьеры по критической скорости в 510 раз,.а допустимые величины ускорения внешних вибраций в 2-4 раза 1.

При применении параллельных податливых щеток одной из основных проблем, как и для цельных щеток, является обеспечение

равномерного их износа и уменьшение неравномерности распределения тока.

Наиболее.близким к предлагаемому изобретению известен скользящий контакт, состоящий из параллельных, цельных щеток, расположенных в одной обойме щеткодержателя, корректирующих пружин, каждая из которых связана с одной из щеток и общей для всех щеток планкой, расположенной в обойме щеткодержателя и имеющей скользящую связь с его стенками, которые препятствуют повороту планки при разных скоростях износа щеток, а также нажимной пружины и гладкого коллектора. Конструкция нажимного устройства обеспечивает не только практически равномерный износ параллельных щеток одной обоймы щеткодержателя,- но и быстродействие его регулирования. Это достигается за счет скользящей связи планки со стенками щеткодержателя и большей жесткости корректирующих пружин по сравнению с нажимной пружиной 24Известен щеточно-коллекторный узел, содержащий ряд параллельных щеток, рас положенных в одной обойме щеткодержателя, коллектор, нажимную пружину и общую для всех щеток накладку, расположенную в обойме щеткодержателя и имеющую скользящую связь с его стенками 3. Цель изобретения - повышение устойчивости скользящего контакта и токовой нагрузки параллельных щеток и упрощение технологии изготовления щеточно-коллекторного узла. Эта цель достигается применением параллельных, податливь1х, зубчатых щеток, размещенных в одной обойме щеткодержателя и жестко соединенных между собой с противоположной контактной поверхности стороны через металлические токоподводящие пластины с помощью П-образной накладки, зубчатого коллектора и нажимной пружины, П-образная накладка помещается в обойму щеткодержателя и имеет скользящую связь с его стенками, которые препятствуют повороту накладки при разных скоростях износа щеток. Металлические токоподводящие пластины используются для создания зазора между щетками со стороны коллектора. Давление нажимной пружины на параллельные щетки передается через П-образную накладку.. В данной конструкции для обеспечения равномерного износа параллельных щеток и быстродействия его регулирования отпадает необходимость использования корректирующих пружин, так как их роль выполняют консольные элементы щеток. Предложенную конструкцию параллельных податливых щеток можно выполнить также при использовании серийно выпускаемых щеток. При жестком соединении параллельных элементарных щеток между собой с противоположной контактной поверхности стороны с помощью П-образной накладки между ними помещаются металлические токоподводящие пластины. На фиг. I показана проекция предлагаемого щеточно-коллекторного узла с параллельными податливыми зубчатыми щетками; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Щеточно-коллекторный узел содержит три параллельные податливые зубчатые щетки 1, жестко соединенные между собой через металлические токоподводящие пластины 2 с помощью П-образной накладки 3, нажимную пружину 4, давление которой на щетки 1 передается через П-образную накладку 3, опорную планку 5, щеткодержатель 6 и коллектор 7, имеющий, например, три выступа треугольной формы 8. П-образная накладка 3 имеет скользящую связь со стенками щеткодержателя 6, которые препятствуют повороту накладки 3 при разных скоростях износа щеток. На чертежах даны следующие обозначения:гдеО - нажатие нажимной пружины 4 «С - угол при вершине выступа 8 коллектора 7; Ni-Na - контактные давления на кон сольные элементы щеток со стороны коллектора. Устойчивость контакта параллельных податливых щеток I повыщается, по сравнению с цельными щетками, за счет увеличения статического смещения их относительно коллектора 7 при изгибе консольных элементов щеток 1 под действием силы нажатия Q. Обеспечение равномерного износа щетки 1 и быстродействие его регулирования осуществляется за счет жесткости консольных элементов щеток. При повышении скорости износа какого-либо консольного элемента щеток 1 контактное давление на него со стороны коллектора резко понижается и скорость износа уменьшается, а у консольных элементов с малым износом величина контактного давления на них увеличивается. Например, у консольного элемента щеток 1 с малым износом радиальная составляющая контактного давления увеличивается и составляет Q/6 + Кэ.к.ч а у консольного элемента щетки с большим износом - уменьшается и составляет Q/6- , где Кэ.к-ч. эквивалентная жесткостьконсольного элемента щеток 1 в радиальном направлении; - отклонение высоты консольного элемента щеток 1 от средней величины. Предложенный щеточно-коллекторный узел испытан на экспериментальной установке при частоте вращения кольца 4000 об/ мин. Как показали эксперименты, такие параллельные щетки, в отличие от известных позволяют в несколько раз повысить устойчивость контакта и токовые нагрузки щеток при практически равномерном их износе. Формула изобретения 1. Щеточно-коллекторный узел, содержащий ряд параллельных щеток, расположенных в одной обойме щеткодержателя, коллектор, нажимную пружину и общую для всех щеток накладку, расположенную в обойме щеткодержателя и имеющую скользящую связь с его стенками, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости контакта и токовой нагрузки на щетки, контактная поверхность коллектора выполне на зубчатой, а накладка выполнена П-образной формы и щетки в зоне соединения с накладкой отделены друг от друга металлическими токоподводящими пластинами 2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что,: с целью упрощения технологии изготовления щеточно-коллекторного узла, каждая щетка выполнена из элементарных щеток по две на каждый выступ коллектора между

которыми размещены металлические токоподводящие пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 551739, кл. Н 01 R 39/26, 1977.

3.Туктаев И. И. и Хлыстов М. Ф. Влияние подразделения щетки на работу скользящего контакта, ИВУЗ, «Электромеханика 1974. . 2