Щеткодержатель для электрических машин

Союз СоветскихСоциал истииескихРеспублик О ПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ(45) Дата опубликования описания 1111,76(51) М. Кл. Н 01 В 39/38 есударственнцй номнтет йввта Мнннстрав СИр на делам нзоаретеннй н аткрытнй(71) Заявитель Саратовский завод электроагрегатного машиностроения(54) ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Изобретение относится к электротехнике.Извесптьт щеткодержатели 111, у которых верхний торец щетки скошен. Благодаря этому скосу при нажатии на щетку, помимонормальной, вознихает тангенциальная сила, прижнмаюшая верхний край щетки к стенке обоймы щетходержателя, нижняя часть щетки прижимается к стенке обоймы силой трения щетки о коллектор при вращении последнего. Этим исключается возможность пе о рекоса щетки. Их используют лишь для одного вращения.Однако такие щеткодержатели нормально могут работать лишь при постоянной силе трения, но эта сила зависит от скорости 15 вращения коллектора, которая практически все время меняется, например, от нагрузки. В этом случае происходит перекос щетки, возникают тангенциальные колебания ее, изменяется зеркало" щетки, увеличи вается плотность тока под ней и появляется искрение.Кроме того, извес гные шеткодержателине обеспечивают устойчивости контахтамежду щеткой и коллектором при радиаль 25 ных колебанитх щетки, так как при этом жесткость пружины практически не меняется по условию постоянства давления на щетку.Известны щетходержатели со скосом верхнего торца щетки, которые используются на реверсивных двигателях 23С этой целью скос сделан на угол 45, а на скошенную поверхность нажимает рулонная пружина с постоянной жесткостьто. Однако и у- этого щеткодержателя имеются недостатки. Он также не обеспечивает устойчивости контакта при радиальных колебаниях щетки, тек как у него имеется отаа пружина, жесткость которой постоянна.Наиболее близким к описываемому техническому решению является щеткодержатель 13, у которого имеются две пружины: пружина основного нажимного рычага, прижнмаюшего щетку к коллектору, и пружина рычага, который прижимает шетху к стенке щеткодержателя роликом. Такой щеткодержатель исключает возможность перекоса530380 и в известной мере уменыпает тангенциальные колебания щетки.Но, как известно, на щетку со стороны коллектора действует возмущающая сила, обусловленная неровным профилем коллектора, его эксцентриситетом и эдпиптичностыо. Эта сила возрастает с повышением скорости вращения коллектора. Под действием ее щетка подвергается радиальным перемещениям (толчкам) и стремится отой- ц 1 ти от поверхности коллектора. Сообщаемое при этом щетке радиальное ускорение при больших скоростях вращения коллектора становится значительным и превышает ускорение перемещения щетки (без соприкосно вения с коллектором) под действием нажим. ной пружины, прижимающей щетку к коллекторуВ результате этого происходит отрыв щетки от коллектора, что приводит к усилению ис-ф крения, а нередко и к возникновению кругового огня и преждевременному выходу из строя всего узла токосъема.Известный шеткодержатель не обеспечивает стабильности контакта между щеткой и ф коллектором при радиальных колебаниях шет ки, вызываемых как внешними, так и внутренними причинами.Цель изобретения - повышение устойчивости (стабильности) контакта между щеткой ф и коллектором в условиях вибрации.Поставленная цель достигается тем, что поверхность щетки, на которую опирается нажимной элемент, прижимающий щетку к стенке обоймы шетксдержателяа имеет скос, а пружина этого нажимного элемента имеет жесткость значительно большую, чем пружина нажимного рычага, прижимаюшего щетку к коллектору.На чертеже изображен предлагаемый шеткодержательа разрез.Шеткодержатель имеет щетку 1 со скошенной поверхностью 2, шеткодержатель с обоймой 3, пружину 4, нажимной элемент 5, коллектор 6.ЯШетка 1 прижимается к коллектору й усилием Р нажимного рычага с пружиной ( на чертеже не показан), а к стенке обоймы щеткодержателя 3 - нажимным элемен 50 том 5 с пружиной 4. Нажимной элемент 5 при помощи пружины 4 давит на наклонную (скошенную) поверхность щетки 2 с силой У. 4При работаа, мапинь (враацении коаапекто, ра), особенно в условияхвибрации,на щетку, кроме указанных выше сип, действует сила СО СТОРОНЫ КОЛПЕКТОРаа КОТОРаЯ СТРЕМИТС, оторвать щетку от коллектора. Под действиеем этой силы (толчка) щетка перемешается вверх (в направлении От коллектцэа) и благодаря скошенной ее поверхностьа передвигает нажимиой элемент 5 в тангенциальном направлении.При этом усилие (а значит и сила Р) Нажимиой ПРУЖИНЫа ПРИЖИМЙЮШЕЙ ЩЕТКУ К коллектору с силой Р, изменяется незначиТЕЛЬНОа ТаЕ ЕЗК ДЛЯ НОРМапЬНой РабОТЫ ЩЕ точно-коппекторного узда, как известноа необходимо, чтобы по мере изид;а щетки это УСИЛИЕ ИЗМЕНЯЛОСЬ НЕЗнаЧИТЕЛЬНОа Т.Е. Нажимная пружина выбирается с небольшой жест костью. Усилие же пружины 4 увеличивает- СЯ ЗиаЧИТЕЛЬНОа ТаК ЕаК ЭТа ПРУЖИНа ИМЕЕТ бопЬШУЮ ЖЕСТКОстьа В СРаВНЕНИИ С НажИМ- ной пружиной, создающей силу Р.результате этого увеличивается силаа действующая на скошенную поверхность щетки 2 и, следовательно, у я ее СостаВЛЯЮЩИЕ ХИ У, а т.Е. ПОЯВЛЯЮТСЯ дополнительные сипы, прижимающие щетку к коллектору и к стенке обоймы щеткодержателя, препятствующие очрыву щетки от коллектора.Угол скоса но Отношению к вертикальной оси выбирается такима чтобы выполнялось следующее неравенство:д 4.ЬР. а где 3. - угол скоса:- коэффициент трения о стенку фГЯщеткодержателя.При этом условии приращение силы У всегда будет больше приращения силы трения щетки о стенку обоймы щежодержателя, следовательно щетка будет перемешаться вверх на меньшее расстояние, а вниз будет двигаться более ускорещ о, чем ь известном шеткодержателе. Скос рекомендуется выполнять не по всей высоте щетки, а только в той части, где она не изнашивается от трения о коллектор, чтобы исклвэчить увеличение плотности тока под щеткой по мере еэ износа. Формула изобре генияЭта сила имеет две составляющие -тангенцьальнук, Х прижимаюшую щетку к стенке % обоймы шеткодержателя, и радиальную К, направленную в сторону коллектора, т.е, совпадающую по направлению с силой Р на жимной пружины, прижимающей щетку к коллектору. Шеткодержатель дпя эпектричеких машин, содержащий обойму со щеткой, нажимной рычаг с пружиной дпя прижатыя щетки к коллектору и нажимной элемента например родик, с пружиной дпя прижатия щетки к одной из стенок обоймыо т л и ч а ю530380 5 щ и й с я тем, что, с целью шюьппеиииустойчивости контакта между щеткой иколлектором в условиях вибрации, поверхность щетки, на которую опираетса нажимной элемент, выполнена со скосом, приэтом пружина нажимного элемента имеетжесткость болыпую, чем пружина нажимнаго рычага. 6 Источники информации, прющъые во внимание при экспертизе: 1. Лившиц П. С. Шетки дпа электрических машин. М., 1961,2. Патент франции М 2 О 39545, кл. Н 01 Я 39/00, 1971. 3. Патент ФРГ Мэ 1488671, 214, 65,1979 (прототип),Заказ 5272/676 Тираж 963 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущскан наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4