RU201965U1 - Electric machine brush - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в условиях эксплуатации при значительном воздействии вибрационных и ударных нагрузок, при высоких плотностях тока в контакте.Технический результат достигается при использовании щетки для электрической машины, содержащей углеграфитовый корпус, токоведущий провод, закрепленный в глухом отверстии с торцевой стороны корпуса и выполненный в виде цилиндра токопроводящий вкладыш из композиционного материала, содержащего углеграфит и металл, установленный в глухом отверстии, выполненном на противоположном торце корпуса, на встречном токоведущему проводу направлении, при этом композиционный материал токопроводящего вкладыша выполнен из смеси 85 масс.ч. углеграфита, 15 масс.ч. крупки меди и 6 масс.ч. жидкого стекла.Техническим результатом является расширение арсенала щеток для электрических машин, работающих в условиях эксплуатации при значительном воздействии вибрационных и ударных нагрузок, снижение электрического сопротивления щетки и увеличение ее срока службы.The utility model relates to electrical engineering and concerns brushes for electric machines operating under operating conditions under significant exposure to vibration and shock loads, at high current densities in contact. The technical result is achieved when using a brush for an electric machine containing a carbon-graphite body, a current-carrying wire fixed in a blind hole on the end side of the housing and a conductive insert made in the form of a cylinder made of a composite material containing carbon graphite and metal, installed in a blind hole made at the opposite end of the housing, in the direction opposite to the current-carrying wire, while the composite material of the current-carrying insert is made of a mixture of 85 masses .h. carbon graphite, 15 mass. grains of copper and 6 mass.h. The technical result is the expansion of the arsenal of brushes for electric machines operating under operating conditions under significant exposure to vibration and shock loads, a decrease in the electrical resistance of the brush and an increase in its service life.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и касается щеток для электрических машин, работающих в условиях эксплуатации при значительном воздействии вибрационных и ударных нагрузок, при высоких плотностях тока в контакте, например, тяговых электродвигателей электроподвижного состава железнодорожного и городского транспорта, метрополитена и большегрузных дизель-электрических автосамосвалов.The utility model relates to electrical engineering and concerns brushes for electric machines operating under operating conditions under significant exposure to vibration and shock loads, at high current densities in contact, for example, traction motors of electric rolling stock of railway and urban transport, subways and heavy diesel-electric dump trucks.

Известна щетка для электрических машин, состоящая из разрезных по тангенциальному размеру элементарных частей, с закрепленными в них токоведущими проводами, глухими отверстиями, выполненными верхней не рабочей части щетки, резиновой накладки, состоящей из прямоугольной в сечении верхней части с контактной поверхностью поднажимной элемент, соединенной с нижней частью, выполненной виде цилиндра и соединенной с верхней ее частью перемычкой, на контактной поверхности верхней части резиновой накладки выполнен желоб цилиндрической формы, контактная поверхность которого покрыта антифрикционным материалом, при этом резиновая накладка размещена в аксиальном направлении между токоведущими проводами с зазором (патент RU 2416847, МПК H01R 39/18, 20.04.2011).Known brush for electrical machines, consisting of cut on the tangential size of elementary parts, with live wires fixed in them, blind holes made of the upper non-working part of the brush, a rubber pad, consisting of a rectangular in cross section of the upper part with the contact surface of the pressure element connected to the lower part, made in the form of a cylinder and connected to its upper part by a jumper, on the contact surface of the upper part of the rubber pad is a cylindrical groove, the contact surface of which is covered with an antifriction material, while the rubber pad is placed in the axial direction between the current-carrying wires with a gap (patent RU 2416847 , IPC H01R 39/18, 04/20/2011).

Однако, размещение резиновой накладки и выполнение на части ее поверхности антифрикционного покрытия значительно усложняет контактную щетку и делает ее конструкцию при изготовлении технологически трудно выполнимой.However, the placement of the rubber pad and the implementation of an anti-friction coating on a part of its surface significantly complicates the contact brush and makes its construction technologically difficult to manufacture.

Известны составные разъемные электрощетки: с замковой частью, состоящей из верхней части с закрепленным на ней токоведущим проводом и нижней сменной частью с плоскостями соприкосновения по подвижной посадке, выполненными профильными в виде ласточкиного хвоста или вала, и этот профиль играет роль замка (патент RU 2365005, МПК H01R 39/18,20.08.2009) и щетка, каждая разрезная часть которой по радиальному размеру разделена на токоподводящий и рабочий элементы с плоскостями соприкосновения, скошенными под углом к осям разрезных частей щетки, а плоскости соприкосновения токоподводящих и рабочих элементов разрезных частей образуют направленный в сторону контактной поверхности клин (патент RU 2274935, МПК H01R39/18, H01R39/40, 20.04.2006).Known detachable composite electric brushes: with a locking part, consisting of an upper part with a current-carrying wire fixed on it and a lower replaceable part with contact planes along a movable landing, made profile in the form of a dovetail or shaft, and this profile plays the role of a lock (patent RU 2365005, IPC H01R 39/18, 20.08.2009) and a brush, each cut part of which is radially divided into a current supply and working elements with contact planes beveled at an angle to the axes of the cut parts of the brush, and the contact planes of the current supply and working elements of the cut parts form a directional wedge towards the contact surface (patent RU 2274935, IPC H01R39 / 18, H01R39 / 40, 20.04.2006).

К недостаткам указанных конструкций можно отнести сложность выполнения плоскостей соприкосновения и их подгонки друг к другу, а также не эффективное использование сменных материалов при не большом увеличении срока службы изделия.The disadvantages of these designs include the complexity of the planes of contact and their adjustment to each other, as well as the ineffective use of replaceable materials with a small increase in the service life of the product.

Известна щетка для электрических машин, состоящая из корпуса с двумя глухими взаимно перпендикулярными пересекающимися отверстиями, одно из которых выполнено с торцевой стороны корпуса и служит для установки в нем токоведущего провода, а другое-с боковой стороны корпуса и служит для закрепления токоведущего провода посредством засыпания в отверстие мелкодисперсного металлического порошка и уплотнения вращающимся пуансоном (патент RU 2120689, МПК H01R 43/12,21.10.1998).Known brush for electrical machines, consisting of a body with two blind mutually perpendicular intersecting holes, one of which is made on the end side of the body and serves to install a current-carrying wire in it, and the other from the side of the body and serves to fix the current-carrying wire by falling asleep in opening of finely dispersed metal powder and sealing with a rotating punch (patent RU 2120689, IPC H01R 43 / 12,21.10.1998).

Недостатком данной щетки является невысокие показатели износостойкости и токопроводности, что ограничивает использование данной конструкции щетки и уменьшает срок ее службы.The disadvantage of this brush is its low wear resistance and current conductivity, which limits the use of this design of the brush and reduces its service life.

Наиболее близкой является щетка для электрических машин (патент US 2946907, МПК H01R 39/24, опубл. 26.07.1960 г.), содержащая углеграфитовый корпус, токоведущий провод, закрепленный в глухом отверстии с торцевой стороны корпуса посредством заглушки, и выполненный в виде цилиндра токопроводящий вкладыш (сердечник), установленный в глухом отверстии, выполненном на противоположном торце корпуса (на контактной поверхности корпуса) на встречном токоведущему проводу направлении. Предлагается несколько вариантов материала токопроводящего вкладыша:- материал на основе диспергированных в углеграфите (20-33%) 46,5-70% соли (сульфида, галогенида и др.) металла (молибдена, свинца, серебра, кадмия, кальция и др.) и 3,5-17% серебра, с добавлением 1-17% адъювантов–карбонатов или оксидов металлов, или без них; - материала на основе 47-98,5% соли (сульфида, галогенида и др.) металла (молибдена, свинца, серебра, кадмия, кальция и др.), 0-50% серебра и 1-6% жидкого стекла. Упомянутое в формуле изобретения использование меди вместо серебра никак не подтверждается материалами заявки (нет информации ни по качественному, ни по количественному составу материала вкладыша).The closest is a brush for electrical machines (patent US 2946907, IPC H01R 39/24, publ. 07/26/1960), containing a carbon-graphite body, a current-carrying wire fixed in a blind hole from the end side of the body by means of a plug, and made in the form of a cylinder a conductive insert (core) installed in a blind hole made on the opposite end of the body (on the contact surface of the body) in the direction opposite to the current-carrying wire. Several options for the material of the conductive liner are offered: - material based on metal (molybdenum, lead, silver, cadmium, calcium, etc.) dispersed in carbon graphite (20-33%) 46.5-70% salt (sulfide, halide, etc.) and 3.5-17% silver, with or without the addition of 1-17% adjuvants, metal carbonates or oxides; - material based on 47-98.5% salt (sulfide, halide, etc.) of a metal (molybdenum, lead, silver, cadmium, calcium, etc.), 0-50% silver and 1-6% liquid glass. The use of copper instead of silver mentioned in the claims is in no way confirmed by the materials of the application (there is no information either on the qualitative or quantitative composition of the insert material).

Недостатком щетки является ее чрезмерное воздействие на контактную поверхность, вызываемое изменением химического состава вкладыша под действием температуры в зоне контакта и окружающей среды.The disadvantage of the brush is its excessive impact on the contact surface, caused by a change in the chemical composition of the liner under the influence of temperature in the contact zone and the environment.

Задачей технического решения является разработка конструкции щетки для электрической машины с высокими показателями износостойкости.The task of the technical solution is to develop a design of a brush for an electric machine with high wear resistance.

Техническим результатом является расширение арсенала щеток для электрических машин, работающих в условиях эксплуатации при значительном воздействии вибрационных и ударных нагрузок, снижение электрического сопротивления щетки и увеличение ее срока службы.The technical result is to expand the arsenal of brushes for electric machines operating under operating conditions with significant exposure to vibration and shock loads, reduce the electrical resistance of the brush and increase its service life.

Технический результат достигается при использовании щетки для электрической машины, содержащей углеграфитовый корпус, токоведущий провод, закрепленный в глухом отверстии с торцевой стороны корпуса и выполненный в виде цилиндра токопроводящий вкладыш из композиционного материала, содержащего углеграфит и металл, установленный в глухом отверстии, выполненном на противоположном торце корпуса, на встречном токоведущему проводу направлении, при этом композиционный материал токопроводящего вкладыша выполнен из смеси 85 масс.ч. углеграфита, 15 масс.ч. крупки меди и 6 масс.ч. жидкого стекла.The technical result is achieved when using a brush for an electric machine containing a carbon-graphite body, a current-carrying wire fixed in a blind hole on the end side of the body and a conductive insert made in the form of a cylinder made of a composite material containing carbon-graphite and metal, installed in a blind hole made at the opposite end housing, in the direction opposite to the current-carrying wire, while the composite material of the current-carrying insert is made of a mixture of 85 mass.h. carbon graphite, 15 mass.h. grains of copper and 6 mass.h. liquid glass.

Сущность предложенной конструкции заключается в установке в щетке для электрических машин из углеграфита токопроводящего вкладыша из композиционного материала заявленного состава, который позволяет увеличить износостойкость щетки и снизить ее электрическое сопротивление. Установка вкладыша осуществляется мундштучным прессованием.The essence of the proposed design is to install a conductive insert made of a composite material of the claimed composition in a brush for electric machines made of carbon graphite, which allows increasing the wear resistance of the brush and reducing its electrical resistance. The insert is installed by mouthpiece pressing.

Токопроводящий вкладыш устанавливается в глухом отверстии, выполненном на рабочей поверхности щетки–торец, противоположный торцу с отверстием под токоведущий провод. Отверстие под токопроводящий вкладыш направлено навстречу токоведущему проводу (в сторону токоведущего провода) и располагается на расстоянии 4-5мм от его отверстия на одной с ним оси (соосно) или на параллельной оси. Указанное расстояние является стандартным технологическим параметром, обеспечивающим эффективную работу устройства, так как увеличение расстояния между токопроводящим вкладышем и токоведущим проводом несколько снижает эффективность «пробоя», хотя и не прекращает его. Когда отверстия расположены соосно, то токоведущий провод и токопроводящий вкладыш располагаются на одной прямой, а расстояние 4-5мм соответствует расстоянию между их торцами. Когда отверстия расположены на параллельных осях, то токоведущий провод и токопроводящий вкладыш располагаются на параллельных прямых, а расстояние 4-5мм соответствует расстоянию между их цилиндрическими поверхностями, то есть в этом случае отверстие под токопроводящий вкладыш (и сам вкладыш) выполняется частично перекрывающим в пространстве отверстие под токоведущий провод (зона параллельного расположения токопроводящего вкладыша и токоведущего провода). Для сохранения надежного и эффективного прохождения тока минимально-достаточным участком, на котором токоведущий провод и токопроводящий вкладыш «перекрываются», является 5мм.The conductive insert is installed in a blind hole made on the working surface of the brush — the end opposite to the end with the hole for the current-carrying wire. The hole for the conductive insert is directed towards the conductive wire (towards the conductive wire) and is located at a distance of 4-5 mm from its hole on the same axis (coaxial) or on a parallel axis. The specified distance is a standard technological parameter that ensures the efficient operation of the device, since an increase in the distance between the conductive insert and the conductive wire somewhat reduces the efficiency of "breakdown", although it does not stop it. When the holes are located coaxially, the current-carrying wire and the conductive insert are located on one straight line, and the distance of 4-5 mm corresponds to the distance between their ends. When the holes are located on parallel axes, the current-carrying wire and the conductive insert are located on parallel straight lines, and the distance of 4-5 mm corresponds to the distance between their cylindrical surfaces, that is, in this case, the hole for the conductive insert (and the insert itself) is made to partially overlap the hole in space under the current-carrying wire (zone of parallel arrangement of the current-carrying insert and the current-carrying wire). To maintain a reliable and efficient passage of current, the minimum sufficient area in which the current-carrying wire and the current-carrying insert "overlap" is 5mm.

Токопроводящий вкладыш выполнен в виде цилиндра из композиционного материала и установлен в корпус щетки мундштучным прессованием.The conductive insert is made in the form of a composite material cylinder and is installed in the brush body by mouthpiece pressing.

В таблице 1 приведены сравнительные данные по удельному электрическому сопротивлению и максимальному износу за 10 тыс. км образца заявляемой щетки и образца электрощетки типа ЭГ4 (углеграфитовая щетка без токопроводящего вкладыша). Значения максимального износа определяли путем измерения размеров щеток, удельное электрическое сопротивление – по п. 6.1 ГОСТа 30262-95 (введен 01.01.1997). Исследовались щетки с одинаковыми размерами.Table 1 shows comparative data on specific electrical resistance and maximum wear for 10 thousand km of a sample of the claimed brush and a sample of an EG4 electric brush (carbon-graphite brush without a conductive insert). The values of maximum wear were determined by measuring the dimensions of the brushes, the specific electrical resistance was determined in accordance with clause 6.1 of GOST 30262-95 (introduced on 01.01.1997). Investigated brushes with the same dimensions.

Таблица 1Table 1

ОбъектAn object Удельное электрическое сопротивление, мкОм·мSpecific electrical resistance, μOhm m Максимальный износ за 10 тыс. км, ммMaximum wear for 10 thousand km, mm Образец заявляемой щеткиSample of the claimed brush 0,90.9 11eleven Образец электрощетки типа ЭГ4Sample of electrobrush type EG4 1,11.1 14,514.5

Из таблицы 1 видно, что значение удельного электрического сопротивления и величина максимального износа у заявляемой щетки ниже, чем у известного, использующегося образца, что подтверждает повышение электропроводности и увеличение износостойкости заявляемой щетки в сравнении с известным, использующимся образцом. From table 1 it can be seen that the value of the specific electrical resistance and the value of maximum wear of the inventive brush is lower than that of the known, used sample, which confirms the increase in electrical conductivity and increased wear resistance of the inventive brush in comparison with the known, used sample.

Композиционный материал токопроводящего вкладыша выполнен из смеси 85 масс.ч. углеграфита – используется материал щетки, полученный при высверливании отверстия под вкладыш в щетке, 15 масс.ч. крупки меди, размером 0,5-1,0 мм и связующего компонента - 6 масс.ч. жидкого стекла.The composite material of the conductive insert is made from a mixture of 85 mass.h. carbon graphite - the brush material obtained by drilling a hole for the insert in the brush is used, 15 mass.h. grains of copper, 0.5-1.0 mm in size and a binder component - 6 mass.h. liquid glass.

Полученный после смешения компонентов композиционный материал помещают в мундштучную пресс-форму и продавливают его в подготовленное под токопроводящий вкладыш отверстие. Токопроводящий вкладыш, помещенный в отверстие, дополнительно уплотняют ручным прессованием. The composite material obtained after mixing the components is placed in a mouthpiece mold and pushed into a hole prepared for the conductive insert. A conductive liner placed in the hole is additionally sealed by hand pressing.

Применение жидкого стекла как связующего для вкладыша, позволяет после мундштучного прессования получать вкладыш с достаточной «сырой прочностью». Это позволяет разместить и уплотнить вкладыш в подготовленном отверстии, гарантируя полное соединение после отверждения при комнатной температуре в течение суток. Полученный токопроводящий вкладыш обеспечивает равномерное распределение медной крупки в объеме вкладыша и оптимальные прочностные характеристики, гарантирующие надежность и работоспособность щеточного узла.The use of liquid glass as a binder for the liner allows, after mouthpiece pressing, to obtain a liner with sufficient "raw strength". This allows the liner to be positioned and sealed in the prepared hole, ensuring a complete connection after 24 hours of room temperature cure. The resulting conductive liner ensures uniform distribution of copper grains in the liner volume and optimal strength characteristics that guarantee the reliability and performance of the brush assembly.

В таблице 2 приведены экспериментальные данные, полученные при подборе оптимального состава материала вкладыша. Использование в композиционном материале крупки меди размером 0,5 или 1,0 мм (при прочих равных параметрах) не показали различий в результатах исследований.Table 2 shows the experimental data obtained when selecting the optimal composition of the liner material. The use of 0.5 or 1.0 mm copper grains in the composite material (all other things being equal) showed no differences in the research results.

Значения максимального износа исследованных образцов определяли путем измерения размеров щеток, удельное электрическое сопротивление – по п. 6.1 ГОСТа 30262-95 (введен 01.01.1997). Варианты составов композиционного материала, из которых были выполнены токопроводящие вкладыши исследованных образцов щеток, приведены в таблице 3. The values of the maximum wear of the investigated samples were determined by measuring the dimensions of the brushes, the electrical resistivity was determined in accordance with clause 6.1 of GOST 30262-95 (introduced on 01.01.1997). Variants of the compositions of the composite material, from which the conductive inserts of the investigated brush samples were made, are shown in Table 3.

Таблица 2table 2

Образец щеткиBrush pattern Удельное электрическое сопротивление, мкОм·мSpecific electrical resistance, μOhm m Максимальный износ за 10 тыс. км, ммMaximum wear for 10 thousand km, mm ПримечаниеNote 1one 1,01.0 1313 Достигаемые преимущества обеспечивают заявленный технический результат, но не перекрывают затраты финансовых и временных ресурсов по изготовлению данного образца щетки.The achieved advantages provide the claimed technical result, but do not cover the cost of financial and time resources for the manufacture of this sample of the brush. 22 0,950.95 12,512.5 Достигаемые преимущества обеспечивают заявленный технический результат.The achieved advantages provide the claimed technical result. 33 0,900.90 11eleven Достигаемые преимущества обеспечивают заявленный технический результат. Оптимальное соотношение износа щетки и удельного электрического сопротивления при минимизированном воздействии вкладыша на сопрягаемую поверхность (якорь электродвигателя).The achieved advantages provide the claimed technical result. Optimum ratio of brush wear and electrical resistivity with minimized impact of the liner on the mating surface (motor armature). 44 0,850.85 11eleven Достигаемые преимущества обеспечивают заявленный технический результат. Оптимальное соотношение износа щетки и удельного электрического сопротивления, но местами наблюдается частичный наклёп медного компонента на сопрягаемую поверхность (якорь электродвигателя).The achieved advantages provide the claimed technical result. The optimal ratio of brush wear and electrical resistivity, but in some places there is a partial work hardening of the copper component on the mating surface (motor armature). 5five 0,800.80 10,510.5 Достигаемые преимущества обеспечивают заявленный технический результат, но наблюдается визуальное изменение цвета сопрягаемой поверхности (якорь электродвигателя).The achieved advantages provide the claimed technical result, but there is a visual change in the color of the mating surface (motor armature).

Из таблицы 2 видно, что характеристики щетки с вкладышем из заявляемого материала, являются наиболее оптимальными, и обеспечивают заявляемый технический результат при минимальном воздействии на износ якоря электродвигателя и без существенного снижения качества сопрягаемых поверхностей при увеличении на 7-9% срока службы щетки. Table 2 shows that the characteristics of the brush with an insert made of the claimed material are the most optimal and provide the claimed technical result with minimal impact on the wear of the electric motor armature and without a significant decrease in the quality of the mating surfaces with an increase of 7-9% in the service life of the brush.

Таблица 3Table 3

Композиционный материалComposite material Образец щеткиBrush pattern 1one 22 33 44 5five Углеграфит (материал щетки), масс.ч.Carbon graphite (brush material), wt.h. 8989 8787 8585 8484 8383 Медная крупка, масс.ч.Copper grits, mass.h. 11eleven 1313 15fifteen 1616 1717 Жидкое стекло, масс.ч.Liquid glass, wt.h. 66 66 66 66 66

На фиг.1 изображена щетка для электрической машины с соосно расположенными токоведущим проводом и токопроводящим вкладышем.Figure 1 shows a brush for an electric machine with coaxially located conductive wire and conductive insert.

На фиг.2 изображена щетка для электрической машины токоведущим проводом и токопроводящим вкладышем, расположенными на параллельных осях.Figure 2 shows a brush for an electric machine with a conductive wire and a conductive liner located on parallel axes.

Щетка для электрической машины состоит из углеграфитового корпуса 1, токоведущего провода 2 и токопроводящего вкладыша 3. Токоведущий провод 2 расположен в его глухом отверстии 4, выполненном с торцевой стороны 5 корпуса 1. Токоведущий провод 2 установлен в отверстии 4 путем его закрутки по ходу навивки до упора и образования на конце провода 2 узла 6, препятствующего его выпадению. Окончательную фиксацию провода 2 в корпусе 1 обеспечивает мелкодисперсный порошок 7, хорошо уплотненный в глухом отверстии, выполненном на боковой стороне 8 корпуса 1.Токопроводящий вкладыш 3 устанавливается в глухом отверстии, выполненном на рабочей поверхности 9 щетки, соответствующей торцу, противоположному торцевой стороне с отверстием 4 под токоведущий провод 2. Токопроводящий вкладыш 3 выполнен в виде цилиндра из композиционного материала состоящего из смеси 85 масс.ч. материала щетки, 15 масс.ч. крупки меди и 6 масс.ч. жидкого стекла, и установленного в корпус 1 мундштучным прессованием.The brush for an electric machine consists of a carbon-graphite body 1, a current-carrying wire 2 and a current-conducting insert 3. The current-carrying wire 2 is located in its blind hole 4, made on the end side 5 of the body 1. The current-carrying wire 2 is installed in the hole 4 by twisting it along the winding up to stop and formation at the end of the wire 2 node 6, preventing it from falling out. The final fixation of the wire 2 in the housing 1 is provided by fine powder 7, well sealed in a blind hole made on the side 8 of the housing 1. The conductive insert 3 is installed in a blind hole made on the working surface 9 of the brush corresponding to the end opposite to the end side with hole 4 under the current-carrying wire 2. The current-conducting insert 3 is made in the form of a cylinder made of a composite material consisting of a mixture of 85 mass.h. brush material, 15 mass.h. grains of copper and 6 mass.h. liquid glass, and installed in the body 1 by mouthpiece pressing.

Токопроводящий вкладыш 3 направлен навстречу токоведущему проводу 2 и располагается на расстоянии 4-5 мм от его отверстия 4 на одной с ним оси (соосно) или на параллельной оси. Когда токоведущий провод 2 и токопроводящий вкладыш 3 расположены соосно, т.е. на одной прямой, то расстояние 4-5 мм соответствует расстоянию между торцами токопроводящего вкладыша 3 и отверстия 4. Когда токоведущий провод 2 и токопроводящий вкладыш 3 расположены на параллельных осях, т.е. токоведущий провод 2 и токопроводящий вкладыш 3 располагаются на параллельных прямых, то расстояние 4-5 мм соответствует расстоянию между цилиндрическими поверхностями токопроводящего вкладыша 3 и отверстия 4, то есть в этом случае отверстие под токопроводящий вкладыш 3 (и сам вкладыш 3) выполняется частично перекрывающим в пространстве отверстие 4 под токоведущий провод 2 (зона параллельного расположения токопроводящего вкладыша и токоведущего провода). Для сохранения надежного и эффективного прохождения тока минимально-достаточно участка, на котором токоведущий провод 2 и токопроводящий вкладыш 3 «перекрываются», является 5 мм.The conductive insert 3 is directed towards the current-carrying wire 2 and is located at a distance of 4-5 mm from its hole 4 on the same axis (coaxial) or on a parallel axis. When the conductive wire 2 and the conductive insert 3 are located coaxially, i.e. on one straight line, the distance of 4-5 mm corresponds to the distance between the ends of the conductive insert 3 and the hole 4. When the current-carrying wire 2 and the conductive insert 3 are located on parallel axes, i. e. conductive wire 2 and conductive insert 3 are located on parallel straight lines, then the distance of 4-5 mm corresponds to the distance between the cylindrical surfaces of the conductive insert 3 and hole 4, that is, in this case, the hole for the conductive insert 3 (and the insert 3 itself) is partially overlapping in in the space of the hole 4 for the current-carrying wire 2 (the area of parallel arrangement of the current-carrying insert and the current-carrying wire). To maintain a reliable and efficient passage of current, the minimum-sufficient area where the current-carrying wire 2 and the current-carrying insert 3 "overlap" is 5 mm.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Щетка для электрической машины устанавливается в соответствующий щеточный узел, например, тягового электродвигателя тепловоза. В процессе работы щетки, основная токовая нагрузка протекает через токопроводящий вкладыш 3. От токопроводящего вкладыша 3 через материал корпуса 1 щетки ток с минимальными потерями поступает к токоведущему проводу 2 и далее поступает на коллектор.A brush for an electric machine is installed in a corresponding brush assembly, for example, a traction motor of a diesel locomotive. During the operation of the brush, the main current load flows through the conductive liner 3. From the conductive liner 3 through the material of the body 1 of the brush, current with minimal losses flows to the current-carrying wire 2 and then enters the collector.

Композиционный материал токопроводящего вкладыша 3 из смеси 85 масс.ч. материала щетки, 15 масс.ч. крупки меди и 6 масс.ч. жидкого стекла обладает значительно меньшим электрическим сопротивлением, что позволяет расширить возможности управления основными характеристиками электродвигателя и увеличивает срок службы щетки.Composite material of conductive insert 3 from a mixture of 85 mass.h. brush material, 15 mass.h. grains of copper and 6 mass.h. liquid glass has a significantly lower electrical resistance, which makes it possible to expand the possibilities of controlling the main characteristics of the electric motor and increases the service life of the brush.

Таким образом, щетка для электрической машины, содержащая углеграфитовый корпус, токоведущий провод, закрепленный в глухом отверстии с торцевой стороны корпуса и выполненный в виде цилиндра токопроводящий вкладыш из композиционного материала, установленный в глухом отверстии, выполненном на противоположном торце корпуса, на встречном токоведущему проводу направлении, в которой композиционный материал токопроводящего вкладыша выполнен из смеси 85 масс.ч. материала щетки, 15 масс.ч. крупки меди и 6 масс.ч. жидкого стекла обеспечивает расширение арсенала щеток для электрических машин, работающих в условиях эксплуатации при значительном воздействии вибрационных и ударных нагрузок, снижение электрического сопротивления щетки и увеличение ее срока службы.Thus, a brush for an electric machine containing a carbon-graphite body, a current-carrying wire fixed in a blind hole on the end side of the body and a conductive insert made of a composite material made in the form of a cylinder, installed in a blind hole made on the opposite end of the body, in the direction opposite to the current-carrying wire , in which the composite material of the conductive insert is made of a mixture of 85 mass.h. brush material, 15 mass.h. grains of copper and 6 mass.h. liquid glass provides an expansion of the arsenal of brushes for electric machines operating under operating conditions with significant exposure to vibration and shock loads, a decrease in the electrical resistance of the brush and an increase in its service life.

Claims (1)

Щетка для электрической машины, содержащая углеграфитовый корпус, токоведущий провод, закрепленный в глухом отверстии с торцевой стороны корпуса, и выполненный в виде цилиндра токопроводящий вкладыш из композиционного материала, содержащего углеграфит и металл, установленный в глухом отверстии, выполненном на противоположном торце корпуса, на встречном токоведущему проводу направлении, отличающаяся тем, что композиционный материал токопроводящего вкладыша выполнен из смеси 85 масс.ч. углеграфита, 15 масс.ч. крупки меди и 6 масс.ч. жидкого стекла. A brush for an electric machine containing a carbon-graphite body, a current-carrying wire fixed in a blind hole on the end side of the body, and a cylindrical conductive insert made of a composite material containing carbon-graphite and metal, installed in a blind hole made on the opposite end of the body, on the opposite current-carrying wire direction, characterized in that the composite material of the current-carrying insert is made of a mixture of 85 mass.h. carbon graphite, 15 mass.h. grains of copper and 6 mass.h. liquid glass.

Images