Коллектор электрической машины

(19) (И) 71 А 1 Н 01 К 39/04 ТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРС нический инс ктр еж Высить на ламелей с работы к т ллекв торой вы полне 2, на к Ю 7 Р 3 4 ь 3 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБР 1:ТЕНИЯМ И ОТНРЫТИИ ГКНТ СССР ИОАНИЕ ИЗ(54) КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИ(57) Изобретение относится к элтехнике и позволяет поность контактированиякой и увеличить ресурстора. Корпус коллекторавиде втулки 1 с фланцем размещена шайба 3. Во фланце 2 равномерно по окружности выполнены аксиальные сквозные отверстия 4, а такжезалрессованы средние части элементовтокоподвода 5. В шайбе 3 выполненыпазы 6 соосно со сквозными отверстиями 4. В отверстиях 4 и пазах 6 размещены цилиндрические ламели 7. Одниконцы ламелей,7 упираются в дно пазов 6, а другие - в свободные концыэлементов токоподвода 5, размещенныхпротив сквозных отверстий 4 во фланце 2, Конструкция коллектора,обеспечивает воэможность перемещения ламелей.7 в заданных допустимых пределахотносительно корпуса под действиемцентробежных сил и сил упругости эле"ментов токоподвода 5, 3 ил.1474771 С 5 20 25 35 40 45Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированиюэлектрических машин,Целью изобретения является повышение надежности контактирования ламелей с щеткой и увеличение ресурса работы коллектора.На фиг. представлен коллектор,совмещенный с его вертикальным разрезом, вид спереди; на фиг,2 - разрезА"А на фиг.1; на фиг,З - вид Б нафиг. 1.Коллектор состоит иэ втулки 1 сФпанцем 2. На втулке 1 размещена шайба 3. Во фланце 2 равномерно по окружности выполнены аксиальные сквозные отверстия 4, а также запрессованы средние части элементов 5 токоподвода. В шайбе 3 выполнены пазы б соосно со сквозными отверстиями 4. В указанных отверстиях 4 и пазах 6 размещены цилиндрические ламели 7. Причемдиаметр отверстий 4 и 6 пазов большедиаметра ламелей 7 на 100-200 мкм.Одни концы ламелей 7 упираются в дно8 пазов 6 шайбы 3. Другие концы ламелей 7 упираются в части 9 элементов5 токоподвода, размещенных противсквозных отверстий 4 во фланце 2;Подвижность свободных концевых частей 9 элементов 5 токоподвода обеспечивается за счет,их упругого изги -ба при приложении усилий со стороныламелей 7, При этом поверхности, вкоторые упираются противоположныеконцы ламелей 7, наклонены под угломЫ) друг к другу. Минимальная величина угла ( обеспечивает превышениерадиальных составляющих сил реакцииопор над радиальными составляющимисил трения концов дамелей 7 об опорные поверхности (8 и 9) при перемещении ламелей 7 к периферии коллектора.Связь минимальной величины углаЫ с максимальным коэффициентом трения (К =0,58) ламелей 7 с поверхности 8 или 9 определяется выражением 2ння (К=0,58) ламелей 7 о поверхности 8 или 9 определяется выражением 2 агсС 8 (1/К, ) (2) Любое уменьшение угла 1 по сравнению с априводит к заклиниванию ламелей 7 между поверхностями 8 и 9 при их перемещении к периферии коллектора, При этом ламели 7 не будут выталкиваться на периферию коллектора под действием упругих подвижных частей 9 элементов 5 токоподвода.Увеличение угла Ы по сравнению сисключает аксиальное смещение подвижных частей 9 элементов 5 токоподвода при нажатии щеток на ла" мели 7, что в свою очередь делает невозможным смещение последних в направлении оси вращения коллектора и нарушает работоспособность коллектора.Шайба 3 фиксируется на втулке 1 с помощью запорного элемента 10 в виде разрезного кольца, размещенного в кольцевом пазу 11 на втулке 1.На фиг.2 показано расположение элементов 5 токоподвода и их подвижных частей 9 по окружности коллектора, а также размещение концов ламелей 7 в пазах 6 шайбы 3. На фиг.З изображены выступ 12 на втулке 1 и паэ 13 на шайбе 3, служащие для фиксирования соосного расположения отверстий 4 и пазов 6.Втулка 1 и шайба 3 выполнены из пластмассы или другого подобного изоляционного материала. Ламели 7 изготовлены иэ латунных или стальных прутков. Концы ламелей 7 скруглены, что уменьшает силы трения о поверхности 8 и 9 при их перемещении относительно корпуса. Элементы 5 токоподвода выполнены из металлических пру-. жинящих пластин. Запорный элемент 10 изготовлен иэ стальной упругой проволоки.с( = 2 агссК т макс ( )Максимальная величина угла 1 обеспечивает превышение аксиальных составляющих сил, с которыми действуют концы ламелей 7 на поверхности 8 и 9, над аксиальными составляющими сил трения концов ламелей 7 о поверхности 8 и 9 при перемещении ламелей 7 к оси вращения коллектора.Связь максимальной величины углас максималыым коэффициентом треТаким образом, ламели 7 в статическом положении коллектора находятся на периферии,и упираются в верхние стенки отверстий 4 и пазов 6 во фланце 2 и шайбе 3, и могут переме" щаться, при приложении к ним усилий, в пределах величины, определяемой разностью диаметров отверстий 4, пазов 6 и ламелей 7. При этом сохраняется электрический контакт между ламелямн 7 и подвижными частями 9 элементов 5 токоподвода.Коллектор работает следующим образом,Под действием центробежных сил ламели 7 прижимаются к контактной поверхности щетки, что обеспечивает5устойчивое контактирование каждой изламелей 7 со щеткой, При этом профиль коллектора под щеткой выравнивается в соответствии с профилем кон- отактной поверхности щетки, поскольку ламели 7 перемещаются к периферииколлектора до тех пор, пока они неупрутся в контактную поверхность щетки. Перемещение ламелей 7 к периферии коллектора также обеспечиваетсянаклоном поверхностей, в которые упираются концы ламелей 7 (дно глухогоотверстия и свободный конец элемента5 токоподвода относительно друг дру- д)га, как это показано на чертеже.Устойчивое контактирование ламе". лей 7 со щеткой позволяет выравнятьвеличины контактных сопротивлений,между отдельными ламелями 7 и щеткой, 25что обеспечивает идентичность коммутационных циклов в механическом отношении. При этом ширина зоны безыскровой работы машины, определяющая еекоммутационную устойчивость, возрастает. Снижается уровень искрения подщеткой, повышаются срок службы и надежность работы электрической машины,уменьшаются радиопомехи. Интенсивность механического изнашивания щеток и ламелей 7 в предлагаемой конст 35рукции коллектора меньше, чем в известной, поскольку необходимое длябеэотрывного контактирования щеток сламелями 7 контактное давление здесь 40снижено и имеет место частичная эамена трения скольжения щетки о ламе/ли 7 на трение качения, так как последние могут проворачиваться в отверстиях 4 и пазах 6. Это обеспечивает увеличение ресурса работы коллектора щеточного узла. Кроме того, предлагаемая конструкция коллектора позволяет производить замену ламелей 7 после их предельно возможного износа. Для этого извлекается ламель 7 из кольцевого паза 6. Снимается шайба 3 и вынимаются ламели 7, Сборка коллектора с новыми ламелями 7 осуществляется в обратном порядке. Возможность замены ламелей 7 в условиях ремонтных мастерских также значительно продлевает срок службы коллекторно-щеточного узла и машины в целом.Таким образом, использование предложенной конструкции коллектора наиболее предпочтительно для высокоскоростных машин малой мощности с длительным сроком службы, где она обеспечивает существенное повышение надежности контактирования щетки с ламелями и увеличение ресурса работы узла токосъема.Фор мул а из о бр ет енияКоллектор электрической машины,содержащий втулку с фланцем и шайбойна ее торцах, токопроводящие ламелии элементы токоподвода, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности контактнрованияламелей со щеткой и увеличения ресурса его работы, ламели выполненыцилиндрической формы, токоподводывыполнены в виде пружинящих пластин,в шайбе выполнены пазы, во фпанцесоосно с пазом - сквозные отверстия,один конец каждой ламели установленс зазором в соответствующем пазу шайбы, другой также с зазором размещенв соответствующем сквозном отверстиифланца, выступает за его внешнюю поверхность и электрически соединен спружинящим.концом соответствующеготокоподвода,1474771 ставитель В.Черновхред Л. Олийнык Редактор ербе орректор Н.Коро оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага 10 Заказ 1904/53 Тираж 61НИИПИ Государственного комитета113035, Москва,Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС5, Раушская наб., д. 4/5