Устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин Советский патент 1983 года по МПК H01R39/58 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАЖАТИЙ ЩЕТКИ НА КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1

Изобретение от носится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине и для контроля щеткодержателей при изготовлении и ремонте.

Известно устройство для измерения нажатий щетки на коллектор электрических машин, содержащее разрезную щетку с датчиком давления, который с помощью кабеля соединен с электроизмерительным прибором tl 3 .

Устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как предназначено для контрозш щеткодержателей при изготовлении и ремонте и не мсокет использоваться для измерения сил нажатия непосредственно на электрической .машине,

Наиболее близким к предложенному по техническому рещеяию является устройство для изменения нажатий щетки на коллектор электрических машин, сог

держащее щеткодержатель с нажимным пальнем, щетку к жестко связанньтй с ней корпус, размещенные в щеткодержателе, размещенный в корпусе чувствительный упругий силоизмерительный элемент датчика силы с обмотками, соединенными с помощью кабеля с электроизмерительным прибором и источником напряжения, подвижную часть с размещенными в ней штоком, защитной пружиной и регугшровоч10ным винтом, при этом чувствительный элемент датчика силы связан через сферическую поверхность со штоком. Подвижная часть имеет два корпуса с датчиком давления в каждом. Оба подвижных корпуса

15 соединены с корпусом, связанным со щеткой, шпильками снабженными регулировочными П1 жинами 12 3 .

Однако это устройство имеет ограничен20ные функциональные возможности, так как предназначено для контроля щеткодержателей при изготовлении и ремонте и не может использоваться для измерения сил 6 нажатия непосредстве1шо на электрической машине. Цель изобретения - расширение функцио}1альных возможностей путем обеспечения работы устройства в статическом И динамическом режимах и повышение точности измерения путем уменьшения массы и габаритов устройства и использования компенсационной схемы измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержашем шеткодержатель с нажимным пальцем, шетку и жестко связанньй с ней корпус, размешенные в шеткодержателе, расположенный в корпусе чувствительный упругий силоизмеритеяьный элемент датчика силы с обмотками, соединенными с электро измерительным прибором и источником напряжения, при этом чувствительный элемент датчика силы связан через сфери поверхность с подпружиненньп« штоком и регулировочным винтом, размешенными в подвижной части устройства, взаимодействующий с нажимным пальцем корпус имеет центральное углубление, в котором размешена подвижная часть устройства, которая выполнена в виде полой втулки с упором и выступает за поверхность корпуса со стороны нажимного пальца, при этом упомянутая сферическая поверхность вьшолнена в виде полусферического выступа на поверхности штока и внутри корпуса дополнительно установлен компенса1шо1шый элемент датчика силы с обмотками. На чертеже схематически изображено предложенное устройство. Устройство для измерения нажатий ше ки на коллектор электрических машин состоит из корпуса 1, жестко связанного с шеткой 2, чувствительного 3 и компенса ционного 4 элементов датчика силы с обмотками, кабеля 5, подвижной части 6 В виде полой втулки с упором 7, располо женных во втулке, штока 8, защитной пружины 9, регулировочного винта 10. Корпус 1 вставлен в окно щеткодержателя 11 с нажимным пальцем 12. Внутри корпуса 1 расположены чувствительный 3 и компенсационный 4 элементы датчика силы с обмотками, соед шенными с ;помо щью кабеля с электроизмерительным при бором и источником напряжения (не пока заны). Чувствительный 3 и компенсационный 4 элементы могут быть расположены во взаимно 11ерпендикулярных плос костях на расстоянии друг от друга, не 8 превышаюшем наружный диаметр чувстви-тельного элемента. Подвижная часть 6 размешена в цент раяьном углублении корпуса 1 и взаимодействует с нажимньм пальцем 12. Упор 7 ограничивает предельное вертикальное неремешение подвижной части в корпусе 1. Чувствительньй элемент 3 датчика силы связан со штоком 8 через полусферический выступ 13 на поверхности штока. Подкручиванием винта 10 достигается определенная величина силы сжатия зашитной пружины 9. Подвижная часть выступает за поверхность корпуса 1 со сторонь нажимного пальца 12. Устройство работает следуюшим образом. При поднятом нажимном пальце 12 шеткодержателя 11 электрическая схема устройства сбалансирована и сигнал на входе электроизмерительного прибора равен нулю. При опушенном нажимном пальце 12 сила нажатия от него передается через подвижную часть 6, регулировочный винт 10, зашитную пружину 9, ШТОК 8 на чувствительный элемент 3„ Под действием силы нажатия в чувствительном элементе 3 возникают механические напряжения, приводящие к изменению его магнитной проницаемости. На выходе измерительных обмоток датчика силы появляется разностная ЭДС, пропорциональная измеряемой силе, которая и фиксируется электроизмерительным прибором. Защитная пружина 9 сжата силой, величина которой меньше предела прочности чувствительного элемента 3 (феррите воГо кольца), но выше максимального измеряемого усилия. При ударах нажимного пальца 12 защитная пружина 9 сжимается и подвижная часть 6 опускается. При этом нажимной палеи 12 опускается на верхний край корпуса 1. Таким образом осуществляется защита чувствителнного злемента 3 от ударов нажимного пальца 12 щеткодержателя 11. Устройство позволяет измерять как статические, так и динамические нажатия щетки на коллектор электрических машин. Применение компенсационного элемента, расположенного в корпусе вместе с чувствительным элементом, а также уменьшение массы и размеров устройства позволяют повысить точность измерения, так как уменьшается зависимость выходного сигнала от нагрева, вибраций и электромагнитных полей.