Электрощетка для токосъемника

 

Изобретение относится к тензометрическим измерениям вращающихся деталей аппаратов химических и других производств и касается элементов скользящего токосъемника, в в частности, щетки токосъемника. Цель изобретения - повышение надежности контактирования за счет обеспечения стабильности механического удержания волокон в зоне контакта в условиях загрязнения среды. Электрощетка содержит опорную деталь 1, жестко связанный с ней упругий элемент 2 и параллельные токопроводящие металлические волокна 3. Упругий элемент выполнен по высоте многослойным, каждый слой обладает упругостью как в осевом, так и в тангенциальном направлениях относительно волокон,которые закреплены на расстоянии ,равном (0,6-0,75) своей высоты,при этом упругость слоев увеличивается к месту закрепления волокон в упругом элементе. Применение волокон из более твердого материала, чем материал контактного кольца, обеспечивает механическую очистку контактируемой поверхности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECl1VSflHK (59 4 Н 01 R 39/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !! ASTOPCHOM!! СЕ!!!ВТЙП ФТВУ

;(21) 4291575!24-07 (22) 15.06.87 (46) 23.07.89. Бюл. В 27 (75) В.Ф. Андрианов (53) 62 1.3 13.047.43(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 752575, кл. Н 01 R 39/18, 1978.

Патент Великобритании В 1113985,,,кл. Н 2 А, 1968.

Патент Франции У 1245247,, кл. Н 02 К, 1960. ,(54) ЭЛЕКТРОЩЕТКА ДЛЯ ТОКОСЪЕИНИКА (57) Изобретение относится к тензаметрическим измерениям вращающихся деталей аппаратов химических и других производств и касается элементов скользящего токосъемника, в частности

Щетки токосъемника. Цель изобретения — повышение надежности контакти .рования за счет обеспечения стабиль„.,Я0„„1495880, A 1

2 ности механического удержания волокон в зоне контакта в условиях загрязнения среды. Электрощетка содержит опорную деталь 1, жестко связанный с ней упругий элемент 2 и параллельные токопроводящие металлические волокна 3. Упругий элемент выполнен по всей высоте многослойным, каждый слой обладает упругостью как в осевом, так и в тангенциальном направлении относительно волокон, которые закреплены на расстоянии 1, равном (0,6-0,75)h своей высоты, при этом упругость слоев увеличивается к месту прикрепления волокон в упругом элементе. Применение волокон . более из твердого материала, чем матерйал контактного кольца, обеспечивает механическую очистку контактируемой поверхности. 2 ил. 1 табл.

1495880

Изобретение относится к электротехнике в части создания электрощеток для токосъемников и может быть, использовано при тензометрических из5 мерениях вращающихся деталей аппаратов химических и других производств в качестве элементов скользящего кон,такта токосъемника, Цель изобретения — повышение на1 дежности электрического контактиров ания за счет обеспечения стабильности механического удержания волокон в ! зоне контакта.

На фиг. 1 показана электрощетка, продольный разрез, на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1.

Электрощетка для токосъемника со держит опорную деталь 1, жестко свя занный с ней упругий элемент 2, в 20 котором установлены параллельные токопроводящие металлические волокна

3. Упругий элемент 2 выполнен по своей высоте многослойным, при этом каждый из слоев 4 упругого элемента 25 2 обладает упругостью как в осевом, так и в тангенциальном направлении

: относительно волокон. Волокна 3 за,креплены в упругом элементе 2 на ве1 личину 1, равную О,б-0,75 своей вы- 30 соты h. При этом упругость слоев 4 увеличивается х месту закрепления волокон 3 в упругом элементе 2. Например, при выполнении упругого элемента 2 из резинотканевого корда, грубошерстного войлока и тонкошерстного войлока с модулем упругости

< 1 соответственно Е = 24 10 кг/см

Е„= 18 10 кг/см, Е,, о и — 9 -10 кг/см первый слой относительно опорной детали выполнен из тонкошерстного войлока, во втором слое закреплены П-образные волокна и он выполнен из резинотканевого корда, за ним слой из грубошерстного войлока и со стороны рабочей части щетки слой из тонкошерстного войлока. При этом все эти материалы обладают упругОстью в ортогональных направлениях.

Таким образом, за счет многослойного выполнения упругого элемента с указанными свойствами упругости слоев обеспечивается повьш ение надежности контактированыя за счет обеспечения стабильности механического удержания волокон в зоне контакта.

Закрепление волокон в многослойной обойме на величину 1 позволяет снизить механические напряжения в месте их закрепления и повысить надежность работы щетки.

Для определения степени надежности контактирования и c7 àáèëüíoñòè механического удержания волокон в зоне контакта экспериментально определяется величина заделки волокон в обойме. Конструкция щетки представляет собой опорную деталь с жестко связанным с ней упругим элементом, содержащим упругий элемент из диэлектрика со слоями: тонкошерстный войлок +

+ резинотканевый корд + грубошерстный войлок + тонкошерстный войлок.

В трех последних слоях обоймы располагаются параллельные волокна, например П-образные, выступающие на величины 1. За критерий надежности принимается время работы щетки до первого отказа, т.е. изменения выходного сигнала при постоянных значениях скорости перемещения контактного кольца и входного сигнала или механического нарушения целостности волокон. !

Результаты приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при 1 =- 0 5h время работы до первого отказа по сравнению с 1 = О,бЬ уменьшается в

1,5 раза, а при 1 = 0,8h увеличивается незначительно. С учетом величины износа волокон выбранный диапазон величины закрепления является оптимальным.

Механизм работы щетки заключается в том, что щетка, состоящая из большого количества волокон, осуществляет с контактным кольцом 5 (фиг. 1) или коллектором, по которому оно скользит, множественный электрический контакт, т.е. каждое волокно контактирует отдельно. В процессе работы оно:испытывает механические напряжения, возникающие от действия усилия прижатия щетки, которое образует изгибающий момент от силы трения между волокном и контактной поверхностью.

Этому изгибающему моменту противодействует момент, возникающий от распределенной нагрузки, действующей в тангенциальном направлении, образованной упругими свойствами слоев многослойного упругого элемента.

При.равенстве этих изгибающих моментов тангенциальные напряжения, а отсбда и деформации в месте крепления

1 495880 волокон равны нулю. Кроме того, за счет действия на волокно распределенной нагрузки в тангенциальном направлении и осевой силы, возникающей от действия усилия прижатия в многослойной обойме за счет ее упругости, свободный конец волокна постоянно находится в зоне контакта.

Величина заделки

Величина

Время работы, ч электрощетки

Скорость перемещения, м/мин входного сигнала, мВ известной

1,7 10

1.95 10

2,93 10

2,97 10

3 ° 10

3,0? 10

4,7 10

5,1 ° 10

7,2 10, 6,9 10

6,2. 10

5,95.10

0 35

0,5

0,6

0,65

0,75

0,8

0, 001

С ос тави тель В. Чернова

Техред М. Ходанич

Редактор А.Козориз

Корректор О.Кравцова

Заказ 4277/51 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Использование предлагаемой щетки позволяет по сравнению с известными за счет стабильности механического удержания волокон и множественности контакта повысить надежность электрического контакта, снизить механические напряжения в месте крепления волокон, повысить надежность работы щетки. Применение волокон из более

"м

1твердого материала, чем материал кон; тактного кольца, обеспечивает механическую очистку контактируемой поверхности.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Электрощетка для токосъемника, содержащая опорный элеменг, жестко соединенный с ним упругий элемент, в котором установлены параллельные металлические волокна, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности электрического кон10 тактирования за счет стабильности механического удержания волокон в зоне контакта, упругий элемент выполнен по своей высоте многослойным, причем каждый слой упругого элемента обладает упругостью в осевом и в тангенциальном направлениях относительно металлических волокон и упругость слоев увеличивается в направлении от контактной поверхности щетки к опор20 ному элементу, а глубина 1 закрепления волокон в упругом элементе выбрана из соотношения 1 = 0,6-0,75h, где h — высота волокна.