Токосъемное устройство

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

< нб9656Я (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву % 591977 (22) Заявлено 04.04„77 (2! ) 2473507t24-07 с присоединением заявки N (23) Приоритет

Опубликовано 05.11.79. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 08„1 1„79

И 01 8, З9 00

Гооудврстввииый воиотет

СССР оо долам мэобретвикй и открытий (53) 3 g,K, 047. 6 2 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

И, Н. Шербатюк и В, М. Гарбуз (71) Заявитель (54) T0KOCЪЕМНОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для передачи электрических сигналов от неподвижных объектов к врашаюшимся.

По основному авт, св. N- 591977 из вестно токосъемное устройство, содержашее статор и ротор, выполненные в виде пакетов токоведуших 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 шестерне статора, Увеличение скорости качения в контактных парах приводит к усилению поверхностного окисления в нт1х, окисные пленки могут быть удалены только с помошью достаточно интенсивного скольжения, В этих условиях при увеличении скорости качения необходимо увеличение скорости скольжения в контактных парах, что недостижимо.

Белью изобретения является обеспечение требуемого соотношения ско м„стей скольжения и качения в контактных na-PGX

Это достигается тем, что предложенное устройство снабжено дополнительной шестерней с внутренним венцом, которая установлена с возможностью врашения в корпусе и соединена с врашаюшимся объектом, и дополнительно введенной находяшейся во внутреннем зацеплении с ней шестерней, которая укреплена на роторе соосно основной шестерне, а диаметр дополнительной шестерни ротора больше диаметра основной шестерни.

Так как диаметр дополнительной шестерни корпуса больше диаметра соответствуюшей основной шестерни корпуса, а диаметр дополнительной шестерни ротора больше диаметра соответствуюшей основной шестерни ротора, при врашении дополнительной шестерни корпуса вправо

* право поворачиваются также ишестерни ро-dopa вокруг оси ротора. Но при таком враше6965

20 нии ротора его ось будучи установлена с эксцентриситетом относительно оси основной неподвижной шестерни поворачивается влево относительно нее, При этом угловая скорость вращения объекта 5 определяется как разность между скоростью вращения ротора относительно собственной оси и скоростью вращения оси ротора относительно оси неподвижной шестерни ротора. !

О

Следовательно, скорость вращения ротора относительно собственной оси в этом случае превысит скорость вращения вращающегося объекта и дополнительной шестерни корпуса, что приводит к возможности уведичения скорости скольжения в контактных парах на большую величину, чем в известном устройстве. Подбирая величины диаметров колес и количество их зубьев, можно добиться увеличения скорости скольжения, начиная от нулевого значения до любой требуемой величины.

Таким образом обеспечивается требуемое соотношение скоростей скольжения и качения в контактных парах.

На фиг. 1 схематически изображено предложенное устройство, продольный разрез; 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, привод и ротор. Статор состоит из пакета, собранного из контактов в виде изоляционных колец 1 и токоведущих колец 2 и корпуса. Кор- 35 пус состоит из изолирующей обечайки 3 и фланцев 4 и 5, ввернутых в обечайку на резьбе 6. Внутренняя поверхность обечайки имеет шлицы 7. На своей наруж40 ной боковой поверхности токоведущие и изоляционные кольца имеют шлицы 8, которые сопряжены со шлицами 7. Кольца имеют окна 9, предназначенные для ослабления колец в местах сопряжения их с контактами подвижного ротора

45 (фиг. 2). Благодаря упомянутым окнам кольца приобретают упругие свойства, что необходимо для повышения надеж-ности контактирования.: В теле каждого

50 кольца укреплены полые заклепки 10, соединенные с проводниками 11, которые выведены на наружную поверхность фланца через упомянутые окна и сведены в жгут 12 (фиг. 3). Пакет колец зажат

55 между торцовыми поверхностями 13 фланцев 4 и 5.

Привод состоит из качахшегося узла и шестерни. Качающийся узел состоит

63 из двух шайб 14 с буртами, Г!о наружным поверхностям шайбы запрессованы два соосных радиально-упорных шарикоподшипника 15. Отверстия шайб расположены эксцентрично по отношению к осям шарикоподшилников 15. B 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 на дробную часть углового шага.

Ротор, так же как и статор, содержит набор контактов в виде пакета плоских токоведуших колец 27 (фиг. 2) и изоляционных колец 28 между ними, Через пакет 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 31 с отверстиями, предназначенными для про.хождения проводников 29 от ротора. Через центральное отверстие пластины проходит конец оси 18. Пакет, состояний 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.

696563 гапки 36, внутренними шпицами ввернутой во фланец 5.

Устройство работает следуюшим образом.

При врашении шестерни 35 за поводки 37, связанные с врашаюшимся объектом, врашение от нее передается шестерне 33, а от шестерни ЗЗ вЂ” ротору и соединенной с ней шестерне 17,, Так как диаметр шестерни 33 больше диаметра шестерни 17, на отрезке Π— О (см.фиг.4) создается пара сип с моментом

Мо, направленным в сторону врашения шестерни 35. Пара сил может быть при15 ложена в любой точке тела, при этом момент и направление его действия не изменяется. Поэтому момент Мо пары приложен также к точке О, лежашей на оси ротора и шестерни 17. Под действием момента Мо шестерня 17 обкатывается по неподвижной шестерне 21, причем ось ротора врашается относительно оси О, являюшейся осью шестерни 21, в сторону, противоположную направлению врашения шестерни 33 относительно оси

О1 и шестерни 35 относительно оси О.

Диаметры шестерней 17, 21, 33, 35 подобраны таким образом, чтобы

10 го зо где Uu и И) — угловые скорости враше4 ния дополнительной шестерни корпуса и шестерней ротора соответственно, Ю - угловая скорость вращения оси

О, ротора относительно оси О.

Такое соотношение диаметров обеспечивает то, что абсолютная угловая скорость оси ротора равна угловой скорости дополнительной шестерни корпуса. Так 4О как дополнительная шестерня корпуса соединена с врашаюшимся объектом, угловая скорость этого объекта равна угловой скорости ротора, что обеспечивает условие неперекручивания проводников 29, 45 одни концы которых укреплены на роторе, а другие — на врашаюшемся объекте.

Применение такого токосъемного уст ройства позволяет подобрать соотношение скоростей качения и скольжения таким 1О образом, чтобы обеспечивались оптималь ные условия токосъема. Оптимальные условия токосъема выбирают в зависимости от условий эксплуатации токосъемных устройств, Б ряде случаев скорости врашения объектов сравнительно незначительны, но необходимо, чтобы ресурс работы врашаюшегося 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 контакть1 с относительной скоростью, равной скорости врашаюшегося объекта. Снятие окисной пленки в этих случаях достигается путем увеличейия 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.

Ф ормула изобретения

Токосъемное устройство по авт. "св.

% 591977, о т л и ч а ю щ е.e с я тем, что, с целью обеспечения требуемого соотношения скоростей скольжения и качения в контактных парах, оно снабжено дополнительной шестерней с вну1ренним венцом, которая установлена с возможностью врашения в корпусе и соединена с врашаюшимся объектом, и дополнительно введенной находяшейся во внутреннем зацеплении с ней шестерней, которая укреплена на роторе соосно основной шестерне, а диаметр допод„ительной шестерни ротора больше диаметра основной шестерни.

696563

Составитель В. Чернова

Редактор И. Алышева Техред Л. Алферова Корректор М. Бигула

Заказ 6786/54 Тираж 923 Подписное

БНИИПИ 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