Щеточно-коллекторный узел для электрической машины

 

О П И С А Н И Е ()748600

И 30БРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.05.78 (21) 2613809/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н О! R 39/43

Государственный номнтет

СССР

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК 621.313. .047.6 (088.8) ла делам наобретвннй и открытнй (72) Авторы изобретения

М. И. Гроссман, М. С. Таллер и B И. Тополя (71) Заявитель т

14= с "3 а (54) ЩЕТОЧНО-КОЛЛЕКТОРНЫЙ УЗЕЛ

ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ) Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к конструкции щеточно-коллекторного узла электрической машины.

Известны щеточные узлы коллекторных электрических машин, в которых для исключения отрыва щеток от ламелей используются различные компенсирующие элементы, например грузики, которые изменяют усилие нажатия под действием внешней силы. Однако эти элементы не обеспечивают надежного токосъема при действии вибрационных внешних усилий (1) .

Известен также щеточно — коллекторный узел для электрической машины, содержащий коллекторные пластины с петушками и щеткодержатель с дополнительной нажимной пружиной и расположенную в нем щетку с токоподводом, одна поверхность которой контактирует с коллекторными пластинами, а другая — с петушками, и дополнительное нажимное устройство. Дополнительное нажимное устройство закреплено одним концом на щеткодержателе, а другим — контактирует с боковой поверхностью щетки, противоположной месту размещения петушков коллектора, в месте, расположенном

2 ближе к поверхности ламелей; чем центр тяжести12 j.

Однако в реальной электрической машине торец щеткодержателя никогда не совпадает, с торцом патушков коллектора, а при работе машины из-за неизбежных (за счет люфта) перемещений якоря (и коллектора) эти торцы постоянно смещаются.

Кроме того, в известном устройстве щеткодержатель охватывает только часть щетки, находящуюся выше центра тяжести, т. е.

to длина направляющей поверхности щетки в обойме щеткодержателя очень мала.

Вследствие этого под действием усилия дополнительного нажимного устройства щетка будет перекашиваться в обойме щеткодержателя, что. в свою очередь, приведет к уменьшению площади контакта щетки с цилиндрической поверхностью ламелей коллектора, и с торцовой поверхностью петушков коллектора. Щетка будет работать неустойчиво, что резко ограничивает срок служщ бы машины. Кроме того, перекосы щетки в обоймах могут привести к их заклиниванию в обоймах.

При значительных перемещениях якоря (больших, чем возможные перемещения щет748600

15 ло

Фор,чула изобретения ки в обойме щеткодержателя, что соответствует реальному положению дел в машинах) контакт щетки с боковой поверхностью петушков вообще может оыть потерян.

Низкое расположение точки приложечия усилия дополнительного нажимного устрсиства — ближе к коллектору, чем центр тяжести щетки — приводит к ограничению возможных износов щеток, так как по мере износа щетки точка приложения этого усилия смещается к поверхности коллектора.

Это приводит к искусственному ограничению срока службы щеток.

В известном устройстве щеткодержатель выполнен из пластмассы, так как дополнительное нажимное устройство, касающееся непосредственно щетки, должно быть изолировано от корпуса.

Применение в качестве обоймы щеткодержателя пластмассы нецелесообразно, так как температура щетки достигает высоких значений, что приводит к короблению обоймы или выгоранию связующего, что, в свою очередь, может привести к заклиниванию щетки.

Целью изобретения является повышение надежности токосъема при воздействии вибрационных усилий под углом к оси враще-ния.

Это достигается тем, что щеткодержатель расположен в корпусе машины с возможностью переме1цения вдоль оси вращения, а дополнительное нажимное устройство расположено между корпусом машины и щеткодержателем.

Для обеспечения возможно большего охвата щетки щеткодержателем и сохранения возможности перемещения ее вдоль оси вращения щеткодержатель может быть выполнен с выборкой со стороны петушков коллек- . тора.

Для частного случая исполнения, с целью устранения одной из причин заклинивания щетки в обойме щеткодержателя, обойма выполнена металлической, а весь щетко- 4о держатель — двухслойным: наружная изоляция и внутренняя металлическая обойма.

На фиг. 1 изображен описываемый щеточно-коллекторный узел; на фиг. 2 — схема приложения сил к щетке.

Щеточно-коллекторный узел содержит петушки 1 и ламели 2 коллектора, щеткодержатель 3, нажимную пружину 4, токоподвод 5, щетку 6, дополнительное нажимное устройство 7.

Дополнительное нажимное устройство

7, например Ч-образная пружина, установлено между корпусом 8 машины и щеткодержателем 3 таким образом, что усилие поджатия на щеткодержатель и щетку направлено в сторону петушков коллектора. Кроме того, щеткодержатель выполнен с возможностью перемещения его вдоль оси вращения. Для этого гнездо в корпусе 8 под обойму щеткодержателя в осевом направлении выполнено больше, —:ем щеткодержатель, а щеткодержатель имеет выборку со стороны гетушков коллектора.

Это исключит возможность перекоса щетки при большом несовпадении правого торца щеткодержателя и петушков коллектора.

Точка приложения усилия дополнительного нажимного устройства не перемещается вдоль оси щетки по мере ее износа (чем исключается заклинивание щетки в щеткодержателе, при сохранении оптимальной вели. чины усилия поджатия щетки к ламелям коллектора) и вследствие этого не ограничивается возможный износ (и ресурс) щеток.

Сила Q< поджатия нажимной пружины, действующая вдоль продольной оси щетки, и усилие Qg дополнительного нажимного устройства, приложенное через стенку обсймы щеткодержателя к щетке практически в центре тяжести ее, образуют равнодействующую R.

Внешняя сила F, прилагаемая также в центре тяжести щетки, направлена противоположно равнодействующей R, и компенсируется ею. Составляющие силы (R — F) прижимают щетку к обеим контактным поверхностям.

Щеточно-коллекторный узел для электрической машины, содержащий коллекторные пластины с петушками, щеткодержатель с дополнительной нажимной пружиной и расположенную в нем щетку с токоподводом, одна поверхность которой контактирует с коллекторными пластинами, а другая c петушками, и дополнительное нажимное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности токосъема при воздействии вибрационных усилий под углом к оси вращения, щеткодержатель расположен в корпусе машины с возможностью перемещения вдоль оси вращения, а указанное дополнительное нажимное устройство расположено между корпусом машины и щеткодержателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2717321, кл. 310 — 138, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР № 558357, кл. Н 02 К 13/1О, 1977 (прототип).

748600

Составитель В. Чернова

Редактор Т. Орловская Техред К. Шуфрич Корректор М. Коста

Заказ 4252/43 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i iчлъ ° °