Токосъемное устройство

(22) Заявлено 04.0477 (2 ) 2473507/24-07 9/О с присоединениеат заявки % ВаяарстааикьН Вбммт ссср ВВ далам мэобретвикк и открыткй23) Приорите публиковано 05,11.79. БелДата опубликования описания 53 УДК 621 Э 1 Э ,047.62(088,8) тень 8.11,79 2) Авторыизобретения И, Н, Шербатюк и В, М, Гарбуз Заявитель 54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОИСТВО Целью изобретения Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для передачи электрических сигналов от неподвижных объектов к вращающимся.По основному авт, св. Мо 591977 известно токосъемное устройство, содержашее статор и ротор, выполненные в виде пакетов токоведуиих и изоляционных колец и привод, выполненный в виде шестерни с внутренним венцом, неподвижно прикрепленной на статоре к шестерне, неподвижно укрепленной на валу ротора с воэможностью обкатывания по щестерявляется обеспеошения скомстей контактных паение требуемого со кольжения и качени не статора, Увеличение скорости каче кони оные тлению х, оки только тактных парах привоверхностного окислен я в н и могут быть удаленыю достаточно интенсивн с потього ск о 20 величении увеличение ктных пара что недости женил, В этих условиях при скорости качения необходим скорости скольжения в кон рах,Это достигается тем, что предложенное устройство снабжено дополнительнойшестерней с внутренним венцом, котораяустановлена с возможностью врашения вкорпусе и соединена с врашаюшимся объетом, и дополнительно введенной находящейся во внутреннем зацеплении с нейшестерней, которая укреплена на роторесоосно основной шестерне, а диаметрдополнительной шестерни ротора большедиаметра основной шестерни.Так как диаметр дополнительной шестерни корпуса больше диаметра соответствующей основной шестерни корпуса,а диаметр дополнительной шестерни ротора больше диаметра соответствующейосновной шестерни ротора, при вращениидополнительной шестерни корпуса вправоправо поворачиваются также ишестерни ро.тора вокруг оси ротора, Но при таком враще6965 20 нии ротора его ось будучи установленас эксцентриситетом относительно осиосновной неподвижной шестерни поворачивается влево относительно нее, Приэтом угловая скорость вращения объекта 5определяется как разность между скоростью вращения ротора относительно собственной оси и скоростью вращения осиротора относительно оси неподвижнойшестерни ротора,0Следовательно, скорость вращения ротора относительно собственной оси в этомслучае превысит скорость вращения вращающегося объекта и дополнительной шестерникорпуса, что приводит к возможности увеличения скорости скольжения в контактныхпарах на большую величину, чем в известном устройстве, Подбирая величиныдиаметров колес и количество их зубьев,можно добиться увеличения скоростискольжения, начиная от нулевого значения до любой требуемой величины.Таким образом обеспечивается требуемое соотношение скоростей скольжения и качения в контактных парах.25На фиг. 1 схематически изображенопредложенное устройство, продольныйразрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1;на фиг, 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1;на фиг. 4 показана кинематическая схема устройства,Устройство содержит статор, приводи ротор. Ствтор состоит из пакета, собранного из контактов в виде изоляционных колец 1 и токоведуших колец 2 и корпуса. Корпус состоит из изолирующей обечайки 3 ифланцев 4 и 5, ввернутых в обечайкуна резьбе 6. Внутренняя поверхность обечайки имеет шлицы 7, Нв своей нвруж 40ной боковой поверхности токоведушие иизоляционные кольца имеют шлицы 8,которые сопряжены со шлицвми 7. Кольца имеютокна 9, предназначенные дляослабления колец в местах сопряженияих с контактами подвижного ротора45(фиг. 2). Благодаря упомянутым окнамкольца приобретают упругие свойства,что необходимо для повышения надеж-"ности контактирования. В теле каждого50кольца укреплены полые заклепки 10,соединенные с проводниками 11, которыевыведены на наружную поверхность фланца через упомянутые окна и сведены вжгут 12 (фиг. 3). Пакет колец зажат55между торцовыми поверхностями 13 фланцев 4 и 5.Привод состоит из качвхщегося узлаи шестерни, Качающийся узел состоит 63из двух шайб 14 с буртами, Го наружным поверхностям шайбы запрессованы два соосных радиально-упорных шарикоподшипника 15, Отверстия шайб расположены эксцентрично по отношению к осям шарикоподшипников 15, В шайбы . запрессованы шарикоподшипники 16. Благодаря одннаковому эксцентриситету отверстий шайб шарикоподшипники 16 расположены соосно один другому. Наружные обоймы шарикоподшипников 15 запрессованы в круговые выточки фланца 4, Через пакет, содержащий шестерню 17, фланец 4 и шайбу 14 с подшипниками 15, 16, продет конец оси 18, Пакет зажат между бортиком 19 оси и гайкой 20, свннченной с резьбой оси.Шестерня 17 с наружной рабочей поверхностью укреплена на оси 18, а шестерня 21 с внутренней рабочей поверхностью - в крышке 22, прикрепленной к фланцу с помощью шпилек 23, гаек 24 и штифтов 25, Под шпильки в крышке имеются овальные отверстия 26, Шестерня 17 находится в зацеплении с шестерней 21, Шаг зубьев шестерни 17 превышает шаг зубьев шестерни 21 нв дробную часть углового шага.Ротор, так же как и статор, содержит набор контактов в виде пакета плоских токоведущих колец 27 (фиг. 2) и изоляционных колец 28 между ними, Черезпакет продет конец оси 18. Каждое токоведушее кольцо соединено с проводником 29, Ротор содержит также цилиндрическую обечайку 30, к которой приварена с одного торца круглая пластина 3 1 с отверстиями, предназначенными для про.хождения проводников 29 от ротора. Через центральное отверстие пластины проходит конец оси 18, Пакет, состоящий из колец ротора и пластины 31, зажат.гайкой 32.На втором торце обечайки ротора укреплена дополнительная шестерня 33 с центральным отверстием для проводников, Диаметр шестерни 33 больше диаметра шестерни 17. На фланце 5 корпуса с помощью шарикоподшипника 34 установлена с возможностью вращения дополнительная шестерня 35 корпуса с внутренним зубчатым венцом, находящаяся в зацеплении с шестерней 33 ротора. В цилиндрической гладкой части шестерни 35 на резьбе установлены поводки 34. Наружная обойма шарикоподшипника 34 установлена в кольцевой проточке фланца 5 и прижата к ее буртику с помощью.гайки 36, внутренними шпицами ввернутой во фланец 5.Устройство работает следующим образом.При вращении шестерни 35 за поводки 37, связанные с вращающимся объектом, вращение от нее передается шестерне 33, а от шестерни ЗЗ - ротору и соединенной с ней шестерне 17 Так как диаметр шестерни 33 больше диаметра шестерни 17, на отрезке 03 - О (см.фиг,4) создается пара сип с моментом Мо, направленным в сторону вращения шестерни 35. Пара сил может быть при 15 ложена в любой точке тела, при этом момент и направление его действия не изменяется. Поэтому момент Мо пары приложен также к точке О, лежащей на оси ротора и шестерни 17. Под действием момента Мо шестерня 17 обкатывается по неподвижной шестерне 21, причем ось ротора вращается относительно оси О, являющейся осью шестерни 21, в сторону, противоположную направлению врашения шестерни 33 относительно оси 01 и шестерни 35 относительно оси О.Диаметры шестерней 17, 21, 33, 35 подобраны таким образом, чтобы О го 30 где ю и О 1 - угловые скорости вращения дополнительной шестерни корпуса и шестерней ротора соответственно;Ю- угловая скорость вращения оси35 О, ротора относительно оси О.Такое соотношение диаметров обеспечивает то, что абсолютная угловая скорость оси ротора равна угловой скорости дополнительной шестерни корпуса, Так щ как дополнительная шестерня корпуса соединена с вращающимся объектом, угловая скорость этого объекта равна угловой скорости ротора, что обеспечивает условие неперекручивания проводников 29, одни концы которых укреплены на роторе, а другие - на вращающемся объекте,Применение такого токосъемного уст ройства позволяет подобрать соотношение скоростей качения и скольжения таким 50 образом, чтобы обеспечивались оптимальные условия токосъема. Оптимальные условия токосъема выбирают в зависимости от условий эксплуатации токосъемных устройств, Б ряде случаев скорости вращения объектов сравнительно незначительны, но необходимо, чтобы ресурс работы вращающегося объекта был бы равен ресурсу работы токосъемного устройства, Й также чтобы переходное омическое сопротивление в его контактных парях было бы весьма незначительным, В этих условиях необходимо лишь незначительное скольжение контактов ротора по контактам корпуса, что обеспечивается подбором угловых шагов зубьев шестерней и соотношением диаметров шестерней 17, 21, 33, 35.При больших токовых нагрузках наблюдается поверхностная эрозия и окисление контактов, что невозможно предотвратить, если перемешать контакть 1 с относительной скоростью, равной скорости вращающегося объекта, Снятие окисной пленки в этих случаях достигается путем увеличения линейной скорости, а значит и диаметров токосъемных колец, что увеличивает габариты токосъемного устройства. В предложенном устройстве относительная линейная скорость контактов зависит только от соотношения диаметров шестерней 17, 21, 33, 35 и не зависит от их абсолютных размеров, или может быть равна нулю.формула изобретенияТокосъемное устройство по авт. "св. Иф 591977, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения требуемого соотношения скоростей скольжения и качения в контактных парах, оно снабжено дополнительной шестерней с внутреннимвенцом, которая установлена с возможностью вращения в корпусе и,соединена с вращающимся объектом, и дополнительно введенной находящейся во внутреннем зацеплении с ней шестерней, которая укреплена на роторе соосно основной шестерне, а диаметр дополительной шестерни ротора больше диаметра основной шестер 696563Алышева Тираж 923 Подписноесударственного комитета СССР иаобретений и открытийква ЖРаушская набд. 4 Филиал ППП Патент, г,Проектн 6786/54 ЦНИИПИ Го по, делам 113035, Мо