Щеточно-коллекторный узел реверсивного электрического двигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК.Ы 2, 1636904 А 1 1)5 Н 01 В 39/ КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР"-"ЯИД ИЗОБРЕТЕН ОПИСА К АВТОРСКО ьУМс 4 54) ЩЕТОЧ НО-КОЛЛ Е КТО ВЕРСИВНОГО ЭЛЕКТРИЧ ТЕЛЯ57) Изобретение относитс ностроению, в частности к точно-коллекторного узл электрических двигателей частыми равномерными по сами, Целью изобретения я НЫЙ УЗЕЛ РЕ СКОГО ДВИГА 392/072.893.91. Бюл. М. 11(56) АвтМ 1014АвтМ 9059 У. С В ИД ЕТЕЛ Ь СТВ я к электромашиконструкции щеа реверсивных работающих с времени ревервляется улучше1636904 ние коммутации и повышение надежности двигателя путем обеспечения образования на контактной поверхности щетки двух идентичных "зеркал" при раномерных по времени реверсах. Щеточно-коллекторный узел реверсивного электрического двигателя содержит трубчатый щеткодержатель 1, радиальную щетку 2, контактирующую с коллектором 3 и соединенную гибким проводником 4 с наконечником 5, нажимную цилиндрическую пружину 6 и нажимной элемент 7, расположенный между верхней гранью щетки 2 и нажимной пружиной 6 и выполненный из пружинящего материала в виде скобы П-образной формы, которая охватывает щетку 2 с лицевых ее граней своими боковыми сторонами 8 и 9, образующими зазоры между лицевыми гранями щетки 2 и стенками щеткодержателя 1, В верхней. Изобретение относится к электромашиностроению в части создания щеточно-коллекторных узлов реверсивныхэлектрических двигателей, работающих счастыми равномерными по времени реверсами,Целью изобретения является улучшение коммутации и повышение надежностидвигателя путем обеспечения образованияна контактной поверхности щетки двух 10практически равных по площади "зеркал"при равномерных по времени реверсах,На фиг.1 представлен узел, продольныйразрез; на фиг.2 - нажимной элемент-скобаП-образной формы с выступом овальной 15формы; на фиг.З - то же, с выступом треугольной формы; на фиг.4-то же, с боковымивыступами овальной формы; на фиг.5 - тоже, с угловыми стойками.Щеточно-коллекторный узел содержит 20трубчатый щеткодержатель 1, в которомрасположена радиальная щетка 2, контактирующая с коллектором 3 и соединенная с,гибким проводником 4 с наконечником 5,нажимную цилиндрическую пружину 6 и нажимной элемент 7, помещенный между верхней гранью щетки 2 и нажимной пружиной6, выполненный из пружинящего материалав виде цельной скобы П-образной формы,охватывающей щетку 2 с лицевых ее граней 30своими боковыми сторонами 8 и 9. В верхней средней части скобы 7 с наружной стороны по всей ширине выполнен выступ 10,например, овальной формы (фиг,2), на который опирается пружина 6, в верхней же 35части скобы 7 по продольной оси щетки 2 средней части скобы 7 с наружной стороны по всей ширине выполнен выступ 10, проходящий в аксиальном направлении и имеющий в поперечном сечении овальную форму, На выступ 10 опирается нажимная пружина 6. В верхней же части скобы 7 посредине по продольной оси щетки 2 выполнено отверстие 11, через которое проходит гибкий проводник 4 с зазором. Причем минимальная допустимая высота щетки 2 от контактной поверхности до боковых сторон 8 и 9 скобы 7 определяется выведенным соотношением между параметрами узла, Выступ 10 скобы 7 может иметь в поперечном сечении треугольную форму. Для увеличения минималь ной допустимой высоты щетки и тем самым опрокидывающего момента поедусмотрены различные варианты конструкций скобы П- образной формы. 5 ил. выполнено отверстие 11, через которое проходит с зазором гибкий проводник 4, причем боковые стороны 8 и 9 скобы 7 как дистанционные упоры образуют зазоры между лицевыми гранями щетки 2 и стенками щеткодержателя 1. Выступ 10 скобы 7 исключает возможность смещения силы нажатия 0 в тангенциальном направлении и тем самым обеспечивает одинаковые условия работы щетки 2 при вращении коллектора 3 в разные стороны, На фиг.1 показаны также: Етр - сила трения щетки 2 о коллектор 3, Р - сила реакции на щетку 2 со стороны коллектора 3; Ь - расстояние от линии опоры боковой стороны 9 скобы 7 о стенку щеткодержателя 1, проходящей в аксиальном направлении (точка к), до контактной поверхности щетки 2 - минимально допустимая высота щетки от контакта поверхности до боковых сторон скобы;тангенциальный размер щетки 2; 2 - расстояние от силы реакции Р до продольной оси щеткодержателя 1; тс - расстояние от средины контактной поверхности щетки 2 в тангенциальном направлении до продольной оси щеткодержателя 1 (толщина боковой стенки скобы); гк - радиус коллектора 3.На фиг.2 показан вариант скобы 7 П-образной формы с боковыми сторонами 8 и 9, с выступом 10 овальной формы, выполненным в верхней средней части с наружной стороны по всей ширине скобы 7 и с отверстием 11, выполненным посредине скобы 7.На фиг,З показана скоба 7 П-образной формы с боковыми сторонами 8 и 9, с высту 1636904тки в ревер- использовдных скоб рим работу вном режи- оверхности пом 10 треугольной формы и с отверстием 11.На фиг.4 показана скоба П-образной формы с боковыми сторонами 8 и 9, с выступом 10 овальной формы, выполненным в верхней средней части с наружной стороны по всей ширине скобы 7, с отверстием 11, выполненным посредине скобы 7, и с боковыми выступами 12 и 13 овальной формы, выполненными у основания боковых сторон 8 и 9 по всей ширине скобы 7. При использовании данной скобы 7 щетка опирается о стенки щеткодержателя через выступы 12 и 13. При этом плечо опрокидывающего момента равно расстоянию от бокового выступа 12 или 13 скобы 7 до контактной поверхности щетки.На фиг,5 показана скоба 7 П-образной формы с боковыми сторонами 8 и 9, с выступом 10 овальной формы, выполненным в верхней средней части с наружной стороны по всей ширине скобы 7, с отверстием 11, выполненным посредине скобы 7, и со стойками 14 - 17, выполненными в верхней части скобы 7 по углам, которые направлены в противоположную сторону от боковых сторон 8 и 9 скобы 7, причем концы стоек 14-17 отогнуты наружу в тангенциальном направлении и являются опорами щетки о стенки щеткодержателя, что увеличивает плечо опрокидывающего момента, которое равно расстоянию от концов, стоек 14-17 до контактной поверхности щетки.Если опрокидывающий момент щетки 2 больше восстанавливающего, то при вращении коллектора 3 по часовой стрелке (фиг.1) щетка 2 верхней частью опирается о стенку щеткодержателя 1 через боковую сторону 9 скобы 7 (точка к), а нижней частью щетка 2 опирается о нижнее ребро стенки щеткодержателя 1 со стороны сбегающего края, При этом щетка 2 наклонена в тангенциальном направлении и контактирует с коллектором 3 одной половиной контактной поверхности, т,е. одним "зеркалом" со стороны набегающего края, При реверсе и вращении коллектора 3 против направления часовой стрелки щетка 2 верхней частью опирается о стенку щеткодержателя 1 через боковую сторону 8 скобы 7, а нижней частью опирается о нижнее ребро стенки щеткодержателя 1 также со стороны сбегающего края,Так как при б есионом режимнии любой нП-образной фо отщетки по фиг,1 симе щетка имел п40 45 два равных "зеркала", необходимо выпалнить условией2/(дк - 2/гк),где,и - коэффициент трения щетки о коллектор,Для описанного щеточно-коллекторногоузла тангенциальный размер каждого из двух"зеркал" равен т/2, а значение 2=фЗ)-тс, прикотором указанное условие имеет видт - Зс,При выполнении этого условия в реверсивном режиме работы электрического дви гателя с частыми равномерными реверсамина контактной поверхности щеток образуются два одинаковых по площади "зеркала", Предельное значение й определялось экспериментально на электрическом двигателе 55 малой мощности при 1 = 5 мм; рк = 0,2; тс =-1 мм; г= 15 мм. Данные расчета и эксперимента имеют удовлетворительную сходимость. Разница в расчетных значениях и и экспериментальных не превышает 150,.Применение предлагаемого щеточноколлекторного узла позволяет существенно улучшить коммутацию испытуемого электрического двигателя малой мощности и повысить надежность двигателя, снизив степень его искрения с 2 до 1,1/2 балла по ГОСТУ 183-74.Формула изобретения Щеточно-коллекторный узел реверсивного электрического двигателя, содержа щий трубчатый щеткодержатель, в которомрасположена радиальная щетка, контактирующая с коллектором и соединенная гибким проводником с наконечником, нажимную цилиндрическую пружину и на жимной элемент, расположенный междуверхней гранью щетки и нажимной пружиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коммутации и повышения надежности двигателя путем обеспечения образования на контактной поверхности щетки двух идентичных "зеркал" при равномерных по времени реверсах, нажимной элемент выполнен из пружинящего материала в виде скобы П-образной формы, охва тывающей щетку с лицевых ее гранейсвоими боковыми сторонами, которые, как дистанционные упоры, образуют зазоры между лицевыми гранями щетки и стенками щеткодержателя, а в верхней средней части 30 скобы с наружной стороны по всей шириневыполнен выступ, проходящий в аксиальном направлении, на который опирается на жимная пружина, в верхней части скобы посредине по продольной оси щетки выпол нено отверстие, через которое проходитгибкий проводник с зазором, причем минимально допустимая высота и щетки от контактной поверхности до боковых сторон скобы определена из зависимостит - 3 тсгде т - тангенциальный размер щетки;сс - . толщина боковой стенки скобы; р - коэффициент трения щетки о коллектор.гк - радиус коллектора1636904 оставитель М, Кузнецаекред М,Моргентал едактор А. Мотыл рректор Н. Ревска Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,каз 819 Тираж 323 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5