Токосъемное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 1042115 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕН АВТОРСЙОМУ С 8 И ЗО БРЕТ ЛЬСУВУ 89113 л игие(21) 3390323/24-07 .токопроводящие тела качения, о т л (22) 10.02.82 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью (46) 15,0983. Бюл. Р 34 увеличения токовых нагрузок при сох(72) А.П.Лерман, С.М.Юровский, ранении габаритов и повышения надеж И.А.Хлебников, В.Н.Иванов, ности работы токосъемника, оно снаб и В.С.Штерн жено, по крайней мере, тремя жест- (71) Специальное конструкторско- кими телами качения, размещенными технологическое бюро 1 Главтоннель- между обоймами и установленными на метрострой" равном угловом расстоянии друг от (53) 621.313.047.69(088,8) друга, а токопроводящие тела качени (56) 1. Патент США р 2790.52, выполнены в виде упругих роликов, кл. 339-8, 1957. одна из токопроводящих обойм снаб 2. Патент США р 30 , жена пружиной, причем диаметр жесткл. 339-8, 1963. ких тел качения выбран меньше диа- (54)(57) 1. ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, метра упругих роликов на величину содержащее установленные в корпусе Рабочей деформации гибких токопровходные и выходные элементы, междуводящих роликов.которыми установлен подшипник упор- . 2. Устройство по и. 1, о т :ного типа, содержащий токопроводящие ч а ю щ е е с я тем, что упру обоймы и установленные между ними ролики выполнены полыми.5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для токосъема, и может быть использовано для подвода тока к потребителям, установленным на подвижных и вращающихся частях машин.Известны токосъемники, служащие для соединения входных и выходных элементов, содержащие контактные части в виде токопроводящих втулок, связанных между собой через токо- проводящие тела качения, образующие между ними шарикоподшипники; и пружину, создающую усилие в осевом направлении 1 .Недостатком известных устройств является жесткость всехтокопрово; дящих элементов, образующих подшипник-качения, что не обеспечивает контакт всех тел качения с токопроводящими втулками и снижает надежность и долговечность токосъемника, а также его работоспособность при передаче токов большой силы иэ-за плохого контакта отдельных тел качения с втулками. Кроме того, такое устройство .требует. тщательного подбора токопередающих тел качения по отклонениям от минимальных диаметров, что усложняет его изготовление.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является токосъемное устройство, содержащее установленные:в корпусевходные и выходные элементы, на .Которых установлены контактные элементы, выполненные в виде подшипника упорного типа, содержащего токопроводящие обоймы и установленные между ними токопроводящие тела качения. Благодаря такому устройству токопроводящей втулки обеспечивается контакт практически всех тел .качения токосъемника, что повышает его работоспособность по сравнению с токосъемниками, имеющими только жесткие токопроводящие элементы 23.Однако известный токосъемник имеет ряд недостатков. Так как токо- проводящие втулки выполнены в виде упругих кольцевых контактов, соседние тела качения нужно размещать,на таком расстоянии друг от друга, чтобы сохранились упругие свойства контактов, которые ограничены гибкостью втулки. В связи с этим, при передаче больших токов увеличиваются габариты токосъемника из-за установки дополнительного количества тел качения, каждое из которых может нести определенную нагрузку по току, ограниченную площадью контакта. Между упругими кольцевыми контактами и жесткими щаровыми телами качения получается точечный контакт, что ограничивает передачу больших токов,Отвод тепла происходит только с наружной части жестких шаровых тел качения.Цель изобретения - увеличение токовых нагрузок при сохранении габаритов токосъемника и повышение надежности устройства.Токосъемное устройство, содержащее установленные в корпусе входные и выходные элементы,. между которыми размещены подшипник упорного типа, содержащий токопроводящие обоймы и, установленные между ними токопроводящие тела качения, снабжено, по крайней мере, тремя жесткими телами качения, размещенными между обоймами и установленными на равном угловом расстоянии друг от друга, а токопроводящие тела качения выполнены в виде упругих роликов, одна из токопроводящих обойм подшипника снабжена пружиной, причем диаметр жестких тел качения выбран меньше диаметра упругих роликов на величину рабочей деформации гибких токопроводящих роликов.Кроме того, упругие ролики выполнены полыми.На фиг. 1 показано предлагаемоеустройство, разрез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант с упругим коническим роликом типа упорного подшипника. Токосъемник содержит ступицу 1 с установленными на ней подшипниками 2 и выполненным из изолирующего материала входным элементом 3 с жестко закрепленными на нем контактным элементом 4 и токопроводящей обоймой 5, Корпус 6, опирающийся на подшипники 2, снабжен установленным подвижно в осевом направлении и сидящим на шпонках 7 выходным элементом 8, выполненным иэ изолирующего материала и жестко соединенным с контактным элементом 9 и токопроводящей обоймой 10, Токопроводящие упругие ролики 11, расположенные между токапроводящими обоймами 5 и 10, установлены в ячейках выполненного из изолирующего материала сепаратора 12, который центрируется по цилиндрической поверхности входного элемента 3 и опирается на три жестких тела качения 13, образуя таким образом подшипник упорного типа.Три жестких тела качения 13, определяя положение контактных элемен". тов, обеспечивают постоянный заданный зазор между токопровсдящими обоймами 5 и 10 в процессе работы. К контактным элемейтам 4 и 9 присоединены токоподводящие проводники 14 и токоотводящие проводники 15.В корпусе 6 установлены пружины 16, уплотнители 17 и 18, а фланец 19 корпуса 6 снабжен, например, шлицами 20, которыми он соединяется с вращающейся частью 21.Ступица 1 жестко крепится на неподвижной трубчатой оси 22, Так как тоносъемник обратим, вращающаяся часть 21.может быть неподвижной, а, трубчатая ось 22 - вращающейся.Токосъемник выполнен на одну линию токосъема, несколько линйй обес-. печиваетсянабором токосъемников.Токосъемник работает следующим . образом.Выходной элемент 8 с контактным. элементом 9 и токопроводящей обой" мой 10, вращаясь вместе с корпусом: б на подшипниках 2 относительно ступицы 1, остается постоянно соединенным с входным элементом 3 через перекатывающиеся по токопроводящим обоймам 5 и 10 упругие рол;.ки ".1, При этом соединение обеспечив.тся. благодаря перемещению подвижного вдоль оси токосъемника выходного элемента 8, скользящего по корпусу% с шпонками 7 под действием пружин 1 б по направлению к входному элементу.3 до упора токопроводящих обойм 5 и 10 в три жестких тела качения 13, равномерно расположенные по окруж-: ности и определяющие расстояние между токопроводящиМи обоймами 5 и 10. в процессе работы. Так как .усилие пружин 16 выбрано больше суммарного. сопротивления деформации упругих роликов 11, последние сжимаются на; величину, равную разности между диаметром упругих роликов 11 и диаметром жестких тел качения 13 При этом контактные поверхности упругих роликов 11.имеют форму пло-.; щадок, обеспечивая повышенную, по сравнению с жесткими. телами качения,плотность тока на каждый упругийроликДеформация выбирается такой,чтобы упругие ролики могли свободноперекатываться в ячейках сепаратора12, выполненных с учетом увеличения5 диаметра упругих роликов 11 в местеконтакта с сепаратором 12.При сравнительно небольшой часто.те вращения для упрощения конструкции упругие ролики 11 могут быть1 О выполнены цилиндрическими, несмотряна то, что по мере удаления от центра окружная скорость на поверхностиролика 11 увеличивается и возникаетпроскальзывание между роликами иповерхностями прилегающих токопроводящих обойм 5 и 10Однако намалых частотах вращения проскальзывание из-эа незначительной разницыокружных скоростей невелико и компенсируется простотой конструкции.Для повышенных частот вращенияупругие ролики могут быть выполненыконическими (фиг. 3) со схождениемвершин конусов в одной точке на оситокосъемника. В этом случае проскальзывание осутствует.,Использование предлагаемоготокосъемника по сравнению с известными позволяет при сохранении габа"ритов увеличить токовые нагрузкиэ;. счет большей площади контактател качения и лучших условий ихохлаждения в процессе работы иэ-эаналичия полости внутри роликов. КромеЗ 5 того, повышается надежность токосъемника и упрощается его конструкция. благодаря отсутствию необходимоститочным подборкам токопроводящих телкачения обеспечить его работоспособ 40 ность.