Щеточно-коллекторный узел электрической машины

 

ЩЕТОЧНО-КОЛПЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий коллектор и щеткодержатель, в обойме которого расположены щетка и нажимной Злемент с двумя плоскими опорными поверхностями обоймы, расположенными под углом 2 одна к другой, с которыми соприкасаются две симметричные боковые грани щетки, отличающийся тем, что, с це- . лью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повьщ1ения стабильности переходного сопротивления скользящего контакта, ось щетки и ось действия нажимного элемента расположены в плоскости, проходящей через радиус коллектора и ось машины, причем ось щетки наклонена к поверхности коллектора под углом j f ось, по которой направлено усилие, создаваемое нажимным элементом , расположена под углом Л к оси щетки, а величины углов «, /3 и удовлетворяют условиям i|o6-i i 0 и , где , сову- Л2Соду 22 inycoe Sti2,Z2 s P rco5fi) (Л ig,9infi(co6y 5infi iny) /Л °9 nftC05y+12i ° f() где - коэффициент трения между рабочей поверхностью щетки и коллектором; 2 коэффициент трения между опорной поверхностью обоймы Од , щеткодержателя и боковой 00 4 гранью щетки, у - угол скоса боковых поверхО ностей обоймы щеткодержаto теля.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 402 4(51) Н Ot К 39/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3 .1 где

ЕГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3489262/24-07 (22) 10.09.82 (46) 23.06.85. Бюл. № 23 (72) Ю.И.Чучман (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621 313.047.6 (088.8) (56) Патент Франции ¹ 1152316, кл. Н 02 К, опублик. 1958 °

Неллин В.И. и др. Механика скользяшего контакта. M. "Транспорт"

1966, с. 69.

Авторское свидетельство СССР № 961014, кл. Н 01 R 39/40, 1981. (54)(57) ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИАШИНЫ, содержащий коллектор и щеткодержатель, в обойме которого расположены щетка и нажимной элемент с двумя плоскими опорными поверхностями обоймы, расположенными под углом 2 одна к другой, с котогыми соприкасаются две симметричные боковые грани щетки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с це-, лью упрощения конструкции, снижения трудоемкости изготовления и повышения стабильности переходного сопротивления скользящего контакта, ось щетки и ось действия нажимного элемента расположены в плоскости, проходящей через радиус коллектора и

ocb машины, причем ось щетки наклонена к поверхности коллектора под углом J3 ось, по которой направлено усилие, создаваемое нажимным элементом, расположена под углом К к оси щетки, а величины углов ж, Р и удовлетворяют условиям

Ф tery>O E>tÑÆ.ÌÓ

coeg- l, l сов

61а f СОВАМ tg g>(Sin (3sin f-соб f3)

$, gin (Ъ (со 5 f > sin P sin g )

М

einPco5gi $ собf3IsinP Ыъ f — со5. ) где — коэффициент трения между рабочей поверхностью щетки и коллектором, — коэффициент трения между опорной поверхностью обоймы щеткодержателя и боковой гранью щетки;

I — угол скоса боковых поверхностей обоймы щеткодержателя.

1163402

Изобретение относится к электро, машиностроению, а именно к конструкциям щеточно-коллекторных узлов реверсивных электрических машин.

ЦелЬ изобретения — упрощение кон- S струкции, снижение трудоемкости изгоготовления и повышение стабильности переходного сопротивления скользящего контакта.

На фиг. 1 показаны предлагаемый щеточный коллекторный узел, продольный разрез, и схема приложения сил в плоскости ХОУ; на фиг. 2 — .сечение А-А на фиг. 1 и схема приложения усилий в плоскости ZOX nep( пендикулярной оси щетки ; на фиг.3— разрез Б-Б на фиг. l. на фиг. 4 и

5 — два варианта конструкции щеточно-коллекторного узла при исполь- " зовании щеток с конфигурацией поперечного сечения (изображения на фиг. 2-5 повернуты на угол P).

Щеточно-коллекторный узел состоит из коллектора 1 и щеткодержатеобоймой 2, внутри которой расположена щетка 3, опирающаяся двумя боковыми гранями 4 и 5 (фиг.2) на сопряженные с ними опорные поверхнрсти обоймы 2 щеткодержателя.

Щетка 3 контактирует с коллектором ЗО

1 рабочей поверхностью 6. Прижатие щетки 3 к коллектору 1 и обойме

2 щеткодержателя осуществляется с помощью нажимного устройства 7, который изображен (фиг. 1) в виде са- д москручивающейся рулонной пружины, однако могут быть использованы и другие типы нажимных устройств.

Нажимное устройство 7 создает усилие Р, направленное под угломЖ 4g к продольной оси щетки 3, которое в плоскости ХОУ (фиг.1) может быть представлено в виде двух составляю-. щих: Q — - направленной перпендикулярно рабочей поверхности 6 коллек- 45 тора и параллельно оси ОУ и L — перпендикулярной продольной оси щетки 3. Каждая из этих составляющих, в свою очередь, может быть представлена состоящей из двух других составляю- 50 щих: L — из G и Н, а (— из составI ляющих D u I. В плоскости ZOX, перпендикулярной оси щетки 3, при неподвижном коллекторе 1 усилия L и I могут быть представлены в виде SS составляющих N и T,Óñèëèÿ И перпендикулярны опорным поверхностям обоймы. 2 щеткодержателя, к которым прижата своими боковыми гранями 4 и 5 щетка 3.

При вращении коллектора 1 в скользящем контакте возникает тормозное усилие R, величина которого равна

R = qS), = (Q Í) „ где q — удельное давление в скользящем контакте, S — площадь скользящего контакта; — коэффициен тренкя между (1 коллектором и рабочей поверхностью щетки.

Усилие R передается.на опорную поверхность обоймы щеткодержателя и в плоскости ZOX может быть представлено в виде двух составляющих

С и F.

Нормальное функционирование предлагаемого щеточно-коллекторного узла достигается в случае выполнения условий

EobL > Q 6eb Co6 P )

О>(" >-ИЧ Э и 3 +Cl (- I-F) S n P (О -H) E q где аb - длина щетки 3 между точками с1 и Ъ, расположенными на продольной оси щетки (фиг,1), — коэффициент трения между

z боковой поверхностью щетки 3 и опорной поверхностью обоймы 2 щеткодержателя. С учетом соотношений модулей составляющих Ь, О, D, Т F, С и Н, а также углов между ними условия (1) можно представить в виде

<

E2 т

g 61n It со < g, gz (@in P5in -COSP)

, %tnt(co5 gt61n P6sn $ )

М=

5in р co6 g-,со5 p(ginpejn ) -со5 }

Предлагаемый щеточно-коллекторный узел может быть выполнен со щетками, поперечное сечение которых имеет форму треугольника (фиг.4), прямоугольника, квадрата, ромба, трапеции (фиг.2) или любого другого симметричного или несимметричного многоугольника (фиг.5).

3 11

Полное отсутствие люфтов между щеткой и щеткодержателем, что достигается за счет прижатия двух боковых поверхностей щетки к опорным поверхностям обоймы щеткодержателя, обеспечивает постоянство положения зоны контактирования щетки относительно геометрической нейтрали маши63402 ны при любых частотах вращения и реверсе коллектора. Кроме того, отсутствие люфтов обеспечивает постоянство и равномерность распределения удельного давления в скользящем кон такте, а следовательно, и постоянство величины переходного сопротивления скользящего контакта.

1Е63402! 163402

Составитель. В.Черкова

Редактор Н.Бобкова Техред М. Гергель Корректор В.Гирняк

Заказ 4110/52 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4