Токосъемное устройство

СОЮСОЦИА СОВЕТСКИХЛИСТИЧЕСКИХЛИК 0927 19) (11 1(51) Н 01 Н 39/64 ОСУДАРСТВЕККЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ИТЕТ СССР И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ С(54)(57) ТОКОСЪЕИНОЕ УС 4 УРОЙСфГВО, со-. держащее контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элементов снабжен подключенным к системе пневмоуправления механизмом перемещения в виде корпуса-цилиндра с поршнем, жестко связан" ным со штоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения износа контактных элементов путем обеспечения воэможности их размыкания при нерабочем режиме, снижения момента сопротивления вращению ротора и улучшения ремонтопригодности,.механизм перемещения дополнительно снабжен пружинами возврата и контактного дав.лений и обоймой, на внутренней поверхности корпуса-цилиндра выполнен опорный выступ, на который одним концом опирается пружина возврата, которая другим концом опирается на поршень, пружина контактного давления связана с указанным штоком, который заходит в полость обоймы с возможностью сцеп- ления с ней, причем сама обойма жест ко связана со статорным контактныч. элементом, 1130927Изобретение относится к электротехнике, в частности к созданию токосъемных устройств, и может бытьиспользовано при испытании приборов,находящихся на вращающемся основании,для осуществления электрической связи между испытуемым прибором и неподвижным объектом, нагример в прецизионных испытательных центрифугах.Известно токосъемное устройство,содержащее контактные элементы, 10размещенные на роторе и статоре, исистему управления контактами, выполненную в виде источника сжатогогаза, газопроводов и регулируемогоклапана с приводом 13. 15Недостатками устройства являютсяотносительно невысокая надежностьработы, значительные габариты и весподвижных частей, обусловленныесложностью конструкции из-забольшогоколичества кинематических.связей,а также невозможностью размыканияконтактов в нерабочем режиме.Известно также токосъемноеустройство, содержащее контактныеэлементы на статоре и роторе, статорные контакты снабжены механизмомперемещения в виде эластичной диафрагмы, зажатой между корпусом и крышкой и образующей с последней замкну-тую камеру, заполняемую воздухом, иобеспечивающую равномерное поджатиеодновременно всех электрощетск статора к контактным кольцам ротора 21.Недостатками устройства являютсяотносительно невысокая надежность и 35неудобство эксплуатации-.обусловленные сложностью конструкции и отсутствием воэможности раздельного отводаэлектрощеток, а также невозможностьюзамены электрощеток и контроля их из носа без полной разборки всего уст.ройства.Наиболее близким к изобретению является токосъемное устройство, содержащее контактные элементы на статоре ироторе,каждыя из статорных контактныхэлементов .снабжен подключенным к системе пневмоуправления мехнизмом перемещения в виде корпуса-цилиндра споршнем, жестко связанным со штоком,статорные контактные элементы выполнены в виде гаэовакуумных шагающихбашмаков, движения которых согласуются газовакуумньщ распределителем системы лневмоуправления, содержащимуправляющий клапан и эжектор 3 );, Недостатком известного устройства является повышенный износ контактных элементов за счет отсутствиявоэможности их размыкания при нерабочем режиме, так как в устройстве 60контактные элементы статора и соответствующие управляющие клапаны рабоТают только в группе в автоматическом режиме, зависящем от частотывращения ротора и по отдельности управляться (размыкаться) не могут, при этом в устройстве имеет место значительный момент сопротивления вращению ротора, что также ведет к повышенно; му износу контактных элементов. Кроме того, отсутствие воэможности раздельного размыкания контактных элементов при нерабочем режиме усложчяет также условия ремонта устройства и контроль за его исправностью.Цель изобретения - уменьшение износа контактных элементов путем обеспечения возможности их размыкания при нерабочем режиме и снижения момента сопротивления ротора, а также улучшение ремонтопригодности.Поставленная цель достигается тем, что в токосъемном устройстве, содержащем контактные элементы на статоре и роторе, каждый из статорных контактных элементов снабжен подключенным к системе пневмоуправления механизмом перемещения в виде корпуса-цилиндра с поршнем, жестко связанным со штоком,механизм перемещения .дополнительно снабжен пружинами возврата и контактного давления и обоймой, на внутренней поверхности корпуса-цилиндра выполнен опорный выступ, на который одним концом опирается пружина возврата, которая другим концом опирается на поршень, пружина контактного давления связана с указанным штоком который заходит в полость обоймы с возможностью сцепления с ней, причем сама обойма жестко связана со статорным контактным элементом.На чертеже показана конструктивная схема токосъемного устройства.Токосъемное устройство содержит на статоре контактные элементы 1 и на роторе контактные элементы 2. Каждый из статорных контактных элементов 1 выполнен в виде корпуса-цилиндра 3 с поршнем 4, жестко связанным со штоком 5. Механизм перемещения содержит также пружину б возврата, пружину 7 контактного давления иобойму 8.На внутренней поверхности корпуса-цилиндра 3 выполнен опорный выступ 9, на который одним концом опирается пружина б возврата, которая другим концом опирается на поршень 4. Пружина 7 контактного давления связана со штоком 5, который заходит в полость обоймы 8 с воэможностью сцепления с ней, причем сама обойма 8 жестко связана со статорным контактным элементом 1. Каждый механизм перемещения подключен к системе пневмоуправления через соответствующий пневмоэлектроклапан 10, который с помощью газопровода 11 через регулируемый клапан 12 с приводом подключен к источнику 13 сжатого газа. Пневмоэлектроклапаны 10 и регулируемый клапан 12 с приводом электрически соединены с пультом оператора или блоком управления (не показаны) .Кинематическая связь роторной и статорной частей устройства может быть осуществлена при помощи подшипников 14 осевой подвески и подшипников 15 5 радиальной установки, которые закрепляются на корпусе статорной части устройства при помощи эксцентриковых осей 16 вне оси вращения ротора, при этом три подшипника 14 осевой 10 подвески устанавливаются перпендикулярно оси ротора, а шесть подшипников 15 радиальной установки располагают по три параллельно оси ро- тора, каждые три подшипника относительно друг друга расположены через 120 (не показано).На чертеже позицией 17 обозначен. вращающийся объект, позицией 18 неподвижный объект, 19 - электрические линии связи.В качестве примера на чертеже показано: 1 - рабочий. режим контактных элементов 1 и 2 статора и ротора, й - нерабочий режим контактных элементов 1 и 2 статора и ротора..Устройство работает следующим образом.В рабочем режиме .1, когда необходимо осуществить электрическую30 связь между вращающимся 17 и неподвижным 18 объектами, сжатый газ от источника 13 сжатого газа через открытый по сигналу от пульта оператора "(или" блока управления) регулируемый жлайай 35 12 и соответствующий пневмозлвкэро-" клапан 10 поступает в механизм неремещения и создает давление, под воздействием которого поршень 4 перемещается до упора в корпусе-цилиндре 3, 40 сжимая пружину 6 возврата и перемещая шток 5. В результате чего статорный контактный элемент 1 при помощи штока 5 и пружины контактного давления 7 перемещается вместе с обоймой 8 и прижимается к роторному контактному элементу 2 контактному кольцу, образуя электрическую связь между вращающимся, 17 и неподвижным 18 объектами.В нерабочем режиме й по сигналуот пульта оператора соответствующий пневмоэлектроклапаи 10 перекрывает доступ сжатого газа и сбрасывает давление перед поршнем 4 в корпусе-ци-. линдре 3 механизма перемещения. При этом пружина б возврата перемещает 5 Б поршень 4 в исходное положение, шток 5, жестко связанный с поршнем 4 одним концом, другим концом заходящим в полость обоймы 8, входит в зацепление с обоймой 8 и перемещает.ее 60 вместе с пружиной.7 контактного давления и статориым контактным элементом 1, который отходит от роторного контактного элемента 2, образуя зазор. 65 Управление пневмоэлектроклапаном10 и регулируемым клапаном 12 с при"волом может осуществляться дистанционно с пульта оператора или автоматически одновременно с началом вращенияроторной части или одновременно с подачей электросигнала во время вращения роторной части,Изобретение может найти цнюрокоеприменение в устройствах, где требуется передача электрических сигналовбез искажений с вращающегося объектана неподвижный, например в прецизионных центробежных испытательныхстендах. В этом случае роторная частьустройства крепится к вращающемусявалу стенда, а статорная часть устройства укрепляется на неподвижной балке или Ферме, по которой могут бытьпроложены электрические цепи 19 игазопроводы 11.Известно, что износ контактов иухудшение их электрических параметровпроисходит не только вследствие трения подвижного контакта о нейодвижныйв процессе вращения роторной части,но также и после прекращения враще-.ния, когда при замкнутых контактахпроисходит их охлаждение и тепловаяцеформация. При повышенной температуре контактов происходит также ихсварийание, спекание и т.д., чтоприводит к преждевременному их раз,рушению и изменению контактного сопротивления и, как следствие этого,к повьпйнйЬму уровню помех, накладывающихся на информативный сигнал.Предусмотренная в,уотройствевоэможность размыкать щнтактнуюпару после окончания вращения позволяет существенно повысйКЬ-срокслужбы контактов, надежность работы устройства и уменьшить искажения передаваемого сигнала, т.е. повысить точность передачи инФормации,,у также существенно улучшает речонтопригодность устройства. Этоособенно важно для прецизионной испытательной аппаратуры, напримерротационных платформ, имитирующихпараметры движения, Эти устройствадлительное время находятся в невращающемся состоянии (например, приустановке, регулировке и калибровке испытуемых объектов, обработке результатов испытаний и их анализе), и для них размыкание кон"тактнйх цепей на время остановкипозволит существенно повысить ихэлектрические характеристики,Преимуществом предлагаемогоустройства являетсятакже воэможность выборочного отключения незадействованных в процессе испытаний контактов, Как правило, количество койтактных .пар в испытательных ротацкоаных стендах выбирается130921 НИИПИ Заказ 9619/38 Тираж 590 Подписное Филиал ППП .фПатвнтф, г. Ужгород ул.йровкт с запасом, и часть контактных дорожек не используется при некоторых видах испытаний, Отключение этих контактов также повышает срок службы токосъемника и снижает нагрузку на привод ротора центрифуги.Подвеска и установка роторной части токосъемника в статорной на подшипниках, расположенных вне оси ротора и закрепленных на статор ной части посредством эксцентриковых осей, при наличии центрального отверстия, по ко:орому может проходить оптический луч, например, от автоколлиматора или лазерного интерферометра для контроля угло вого и линейного положения вращающегося объекта, позволяет снизить вес роторной части и повысить точность ее вращения при сравнительно невысокой точности изготовления 10 входящих деталей