Щеткодержатель для электрической машины

, расположенную на оси,проводом, нажимной элеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) ЩЕТКЭЛЕКТРИЧЕСКОроликовую щеткусвязанной с токо Бюл, Мо 28чевй институт инженеровтранспорта 7.69 (088.8)е свидетельство СССР 02 К 13/10, 1948.видетельство СССР 01 К 39/28, 1977,мент, выполненный в виде пружины, иопорный кронштейн, связанный с нажимным элементом, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надйжностиконтакта щетки с коллектором, он снабжен демпфером, выполненным в виде прокладки из металлорезины и установленнымв углублении, выполненномв центральнойчасти оси, демпфер соединен с нажимнымэлементом, который другим концом соединен с опорным кронштейном, иа одномконце оси жестко установлена сферическаявтулка, выполненная из электропроводящего материала, которая установленавнутри роликовой щетки с возможностьюкачения, другой конец оси шарнирно соединен с опорным кронштейном.20 Изобретение относится к электротехни Ве, В частности к конструкциям тОкО съемных узлов электрических машин с роликовыми щетками.Известен щеткодержатель, содержащий 5 роликовую щетку, одетую на ось, которая связана с токопрдвором, нажимной элемент, выполнепгый в виде пружигьг, и опорный кронштейн, взаимодействующий с нажимным элементом 1ОНедостатками такого щеткодержателя являются низкая надежность контакта щетки с коллектором эа счев непаралдельности оси вращения щетки и оси вращения коллектора и отсутствия демпфера малых вибраций, Непараллельность оси вращения щетки с осью коллектора обусловлена неперпендикулярностью оси щетки и оси окна опорного кронштейна, которая неизбежно возникает при изготовлении щеткодержателя, а также неперпендику - дярностью оси окна опорного кронштейна и оси вращения коллектора, которая возникает при установке щеткодержателя. Это ведет к уменьшению пятна контакта щетки с коллектором, Отсутствие демпфера малых возмущений ведет к более частым отрьгвам щетки от колдектора, а следовательно, и к временной потере контакта вообще, так как все воз- Зо мущения передаются на нажимной элемент.11 аиболее близким техническим решением к предлагаемому является щеткодержатель, содержащий роликовую щетку, одетую на ось, которая связана с токоподводом, нажимной элемент, выполненный в виде пружины, и опорный кронштейн, связанньгй с нажимным элементом 1,2 ,Недостатками данного устройства явдяются низкая надйжность контакта щетки с коллектором за счет непараддедьности оси вращения щетки и оси вращения коллектора и отсутствия демпфера малых колебаний. Непараллельность оси вращения щетки с осью коллектора обесПечивается непарадлельностью оси щетки и оси качания рычага, которая возникает при изготовлении щеткодержателя, а также непараддедьностью оси качания рычага 50 с осью коллектора, которая возникает при установке кронштейна шеткодержателя. Эти погрешности приводят к перекосу щетки относительно коллектора, что ведет к резкому уменьшению площади пят 55 на контакта. Отсутствие демпфера малых колебаний щетки при работе машины ведет к тому, что возмущающиесилы передаются на нажимной элемент и раскачивают его, Это ведет к отрывам щетки от коллектора даже при малых возмущениях, так как уменьшается сиги нажатия на щетку, и к увеличению амплитуды колебаний щетки. При этом полностью нарушается контакт щетки с коллектором. Применение рычага, связанного с осью, ведет к увеличению сил инерции и величине отрыва щетки от коллектора.Цель изобретения - повышение надйжностй контакта щетки с коллектором,Поставленная цель достигается тем, что шеткодержатегь, содержащий роликовую щетку, расположенную на оси, связанной с токопроводом, нажимной элемент, выполненный в виде пружщь 1, и опорный кронштейнсвязашгый с нажимным элементом, снабжен демпфером, выполненгьщ в виде прокладки из металлорезины и установленым в углублении, выполненным в центральной части оси, демпфер соединйн с нажимным элемен- том, который другим концом соеди-: нен с опорным кронштейном, на одном конце жестко установлена сферическая втулка, выполненная из электропроводяшего материала, которая установлена внутри роликовой щетки с возможностью качения, другой конец оси шарнирно соединен с опоргьгм кронштейном.Такая конструкция щеткодержателя ддя электрической машины позволяет повысить надйжность контакта щетки с коллектором эа счет параллельности оси вращения щетки и, следовательно, полного пятна контакта щетки с коллектором, а также эа счет применения демпфера.Параллельность оси вращения щетки и оси вращения коллектора достигается применением сферической внутренней поверхности роликовой щетки, которая позволяет щетке автоматически само- устанавливаться при любом положении оси щеткодержатедя, Самоустанов щетки позволяет получить надежный контакт (л 300%) даже при конической и других формах коллектора, а также снизить требования к изготовлению всего щеточноколлекторного узла.Использование в щеткодержателе демпфера, выполненного в виде прокладки из металлорезины, расположенными между осью щетки и нажимным элементом, позволяет гасить колебания с малой амплитудой. Погашение колебаний обусловлено принудительньгм сжатием пемпфера под действием возмущающей силы и последующим распрямлением его пссле снятия нагрузки, При этом происходит рассеива 3 1032 ние энергии на трение частей демпфера. Такой демпфер сохраняет свою работоо способность при нагреве ( - 100 С ц более) щеткодержателя в процессе работы машиы. Расположение демпфера меж" ду осью щетки ц нажимным элементом позволяет изолировать последний от колебаний щетки с малой амплитудой, Это приводит к быстрому входу щетки в контакт с коллектором после ее отрыва, так 10 как нажимной элемент остается на месте, Кроме того, данный щеткодержатель имеет меньшие габариты и, следовательно, меньший момент инерции, что позво-. ляет при тех же знергозатратах быстрее 15 вернуть щетку в контакт с коллектором,На чертеже изображена конструкция щеткодержателя для электрической машины, (главный вид с местным разрезом щетки) .20Щеткодержатедь для электрической машины состоит из роликовой щетки 1, сферической втулки 2, оси 3, демпфера 4, нажимного элемента 5 ц опорного кронштейна 6. 25Роликовая щетка 1 щеткодержателя выполнена из злектропроводяшего материала с внутренним центральным сферическим каналом; Внутри роликовой щетки 1 расположена сферическая втулка 2, которая выполнена из злектропроводящего материала и жестко связана с осью 3, например, с помощью прессовой посадки. Ось 3 выполнена в вцде стержня, шарнирно связанного с опорным35 кронштейном 6. Ос 3 между щеткой;, 1 и кронштейном 6 имеет углубление в центральной части, в котором расположен демпфер 4, Демпфер 4 выполнен в виде прокладки из металлорезины. Нажим, ной элемент 5 выполнен в виде пружины, например, сжатия, связанной одним концом с демпфером 4, а другим - с опорным кронштейном 6. Элемент 5 предназначен ддя создания постоянной силы нажатия 45 щетки на коллектор. Опорный кронштейн 6 выполнен в виде пластины, которая является несущим элементом щеткодержателя и служит для крепления к траверсе электрической машины.Для электрического соединения щетки 1 с электрической системой машины ось 3 связана с токоподводом, например, с помошью гибкой связи.Устройство работает следующим обра зом.Сила нажатия нажимного элемента 5 через демпфер 4, ось 3 и втулку 2 пе 500 4ведаетсл па щстк, , пплмпгтал се к коллектору. Тэкм образом, создастся пав стоое иоджатце щетки Х. к коллектору, Прц этом щетка 1 самоустэпавливается и иолностьзо ппняимиетсл к ко 1 лекГору тэк как она ст.сбопно поворачиваетсл на сферической ит дке 2, В процессе работы электрической маиинп 1 со стороны коллектора нэ щетку 1 действуют возмущающие силы, которые через втулку 2 ц ось 3 передаютсл на демиф р 4, Прц малой ве - дгпп е прцклэдываемой силы к щетке 1 она по;ц 1 ость 1 о рассецваетсл демпфером 4. Это позволяет щетке 1 обогцуть препят ствце без отрыва коллектора и сохранить контакт с нцм. Грц приложешп 1 силы большой ведцчшы и щетке 1 со сторо:ы коллектора процсходцт передача ее на нажцмпой элемент 5, Это вызь 1 вает отрыв щетки от коллектора, так как демпфер рассеивает только часть энергии удара. Остав-; шаяся энергия сжимает пружину нажимно-., го элемента 5 и отводит ось 3 со щеткой 1 от коллектор. Отрыв щетки 1 в данном случае происходит на небо 1 цшую высоту ц последующие ее колебания быстро затухают за счет рассеивания энергии возмушепцл на трение в демпфере 4, После этого снова восстаиавдцьаетсл контакт щетки 1 с коллектором.Предлагаемая копструкццл щеткодержателя выгощю отлцчаетсл от известныхщеткодержателой электрических мании, пэпрцмер, постоянного тока серии "П" в качестве (базового обьокта), так как позволяет повысить падежпость контакта щетки с коллектором ц снизить износ щетки. Надежность контакта повышается за счет выполнения щетки в виде ролцка, который более плавно преододевагт неровности коллектора, а также за счет самоустаповкц щетки ц налц пил демпфера с знергопоглощением. Самоустановка щетки относительно коллектора позволяет получить 100%-цое пятно контакта при любых формах коллектора элипсность, конусность ц смещение центра вращения), Наличие демпфера в виде металдорезцы позволяет получить эффективное рассеивание мальк возмущетпй, что ведет к огибанпо препятствий без отрыва щетки от коллектора, Это резко уведичтпзает надежность контакта, так как щетка постоянно вибрирует с малой амплитудой. Снижение износа щетки обусловлено ее формой, выполненной в виде ролика, и работой в режцме качения. Это приводит к увеличе 1 ппо срока службы роликовой щетки примерно в 10Заказ 5412/55 Тираж 590 Подписное В 11 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3.1;3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/51 чцпцл ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 мз, ток как трение качения иа порядок меньщ. трения скольжения щетки ло коллектору, Такая замена щеток увеличивает время между техническими обслуживаниями щеткодержцтелей, онределякнщхсяизносом щетки,