Щетка для электрических машин

ПИСАНИЕЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юз Советски Социалистически Республик(61) Дополн (22) Заявлен ительнре к авт, свид-ву -о 161277 (21) 2554719/24-07 присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) ЩЕТКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН такой щетке крепитсепосредстненно к воТокоподнод корпусу илиокнам,Изобретение относитс я к электротехнике, а именно к щеткам для электрических машин,Известна щетка для электрическихмашин на основе углеродного материала, содержащая углеродистые нити,часть которых ныступает за торец щетки и образует токоведущий канатик 11),Применение подобной конструкции 1 Означительно упрощает процесс изготовления щетки, однако использование вкачестве токоподнода лишь части углеродистых нитей дает повышенные значения переходного сопротивления, ктому жеподобное выполнение токоподвода является недостаточно прочньв,Известна щетка для электрическихмашин, содержащая рабочее тело из. Углеродных волокон или тканных материалов, корпус, обхватывающий рабочеетело и открытый со стороны контактнойповерхности. Для повышения износных икоммутирующих снойств корпус выполнениз углеродсодержащего материала и урасположен по всей высоте рабочеготела (2),. Основным нявляется то,осуществлен п едос т атк ом к он с трукциичто токоподнод к щеткереимущественно через то-З коподнодящий корпус, содержащий в себе параллельные друг дРугу углеграфитовые нити. ПоДобное расположениетокоподвода и элементов рабочего тела приводит к анизотропии электропроводности, те, к неравномерномураспределению тока в электрощетке,и, значит, к значительным энергетическим потерям,Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является щетка для электрических машин, содержащая корпус, в который заключено рабочее тело из параллельных друг другуметаллизированных по длине электропроводящих углеграфитоных волокон,соприкасающихся между, собой и с контактной поверхностью, пересекающейэти волокна, токоподвод, элементкрепления токоподвода к щетке. Дляплотного прилегания волокон друг кдругу по всей длине их сжимают припомощи металлического корпуса илисоединяют частично, сварив металлические пленки 13.50 55 60 65 Однако наличие металлизированного покрытия волокон обуславливает концентрацию плотности тока в точкахметаллического контакта, что приводит к ухудшению коммутационныхсвойств и повышенному износу коллектора. Крепление токоведущего провода в известной щетке может привести к.повышенным значениям переходного сопротивления в случае непосредственного крепления к корпусу электрощетки, содержащей металлизированные графитовые нити. При креплении токоподвода непосредственно к графитовым волокнам наблюдается низкая механическая прочность токоподвода.Для уменьшения переходного сопротивления и увеличения механической прочности токоподвода в известной щетке для электрических машин, содержащей параллельные друг другу металлизированные по длине электропроводящие углеграфитовые волокна, токоподвод, элемент крепления токоподвода к щетке, торцовая поверхность щетки со стороны, противоположной раб очей, мет алли з иров ан а, кон так тирующая со щеткой поверхность токоподвода перфоркрована, а элемент креплениявыполнен в виде металлизированногослоя. На чертеже изображена предлагаемая щетка, вариант исполнения.Щетка имеет волокна 1 с высоким модулем упругости, спрессованные в токопроводящем корпусе 2. На торцовую поверхность щетки, имеющую со стороны, противоположной контртелу, торцовой срез рабочего тела щетки и торец корпуса, при помощи плазменной металлиэации нанесен токопроводящий слой 3, например из серебра или меди.Токоведущий провод 4 выполнен в виде шины с перфорированной контактной частью 5 или же перфорированной пластины с припаянным к ней проводом.Контактная часть подобного токоведущего провода наложена на металлизированный торец щетки 3 с последующим плазменным напылением вторичного токопроводящего слоя б, обеспечивающего прочное крепление токоведущего провода при помощи металлических перемычек 7, образованных в перфорированных отверстиях между двумя металлизированными слоями. Выполненный таким образом переход токоподвод - ра" бочее тело щетки (волокнистый материал) значительно снижает значения переходного сопротивления .Электрощетка работает следующим образом.В процессе работы щетка контактирует с поверхностью коллектора 8 и осуществляет токосъем рабочим телом, состоящим из углеродных волокон 1,причем за счет эластичности рабочего тела, торцовой плазменной металлизации и выполненного вышеописанным об 5 0 15 20 25 ЗО 35 чО 45 разом токоведущего пров да 4 обеспечивается равномерное токораспределение по всему рабочему объему щетки.Конструкция щетки перспективна для электрических машин с высокими токовыми нагрузками и тяжелыми условиями коммутации. Применение плазменной металлизации позволяет получитьФдостаточно прочное торцовое сцепление отдельных волокон рабочего тела и токоподводящего корпуса с нанесенным металлиэированным слоем.При плазменной металлизации торцового среза рабочего тела щетки токоподводящий слой наносится в виде мелких расплавленных частиц рабочего материала, Им может быть медь, сереб. ро или их сплавы. Рабочий материал в виде проволоки или порошка вводится в плазменную струю, где происходит интенсивный нагрев, оплавление и соответствующее ускорение (скорость напыляемых частиц достигает 100 -150 м/сек). При соударении частиц с поверхностью среза рабочего тела щетки возникает высокое давление порядка 5-10 кг/мм . Вместе с высокой темапературой давление является движущей силой физико-химического воздействия,ведущей к прочному соединению оплавленных частиц и образованию металлизированного слоя. Прочность сцепления с объектом металлиэации достигается за счет шероховатости поверхности торцового среза рабочего тела щетки и эатекания оплавленных частиц в поры (пустоты, образованные при укладке волокнистого материала) . Подобный плотный контакт в системе металлизированный слой - срез рабочего тела щетки обеспечивается силами механического зацепления и невалентнымисилами взаимодействия (силы Вад-дерВаальса). Одновременная металлизацияторцовых срезов корпуса и рабочеготела обеспечивает дополнительнуюпрочность сцепления металлиэированного слоя с рабочим телом щетки и ее токопроводящим корпусом, что в конечном итоге приводит к более равномерному распределению тока по телу щеткиФормула изобретения Щетка для электрических машин,содержащая параллельные, друг другуметаллизированные по длине электропроводящие углеграфитовые волокна,токоподвод, элемент крепления токоподвода к щетке, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью уменьшения переходного сопротивления и увеличениямеханической прочности токоподвода,торцовая поверхность щетки со стороны, противоположной рабочей, металлизирована, контактирукцая со щеткойповерхность токоподвода перфорирова729703 Составитель М. КузнеТехред О.Андрейко орректор тор Т, Шаг Тираж 844 ЦНИИПИ Государств енно по делам изобретен 3035, Москва, Ж, РаноеССРй Заказ 1295/47 Филиал ППП Патент, гУжгород оектн на, а элемент крепления выполнен ввиде металлизированного слоя.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 391669, кл, Н 01 й 39/24, 1974