SU1534576A1

SU1534576A1 - Щеточный узел электрической машины

Info

Publication number: SU1534576A1
Application number: SU874255723A
Authority: SU
Inventors: Борис Абрамович Глускин; Юрий Сергеевич Судаков; Ирина Юрьевна Еремина; Алексей Александрович Еремин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1990-01-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при конструировании щеточных узлов электрических машин со скольз щим электрическим контактом. Целью изобретени вл етс увеличение ресурса щетки. Промежуточных элемент в щеткодержателе имеет стенки 6 и 7, опирающиес на кра щетки под углами: α₂ на набегающем крае и α₁ на сбегающем крае, причем 85°≤α₂≤90°, а α₁ и α₂ св заны соотношением. При эксилуатации щеточных узлов в услови х повышенных вибраций вспомогательный промежуточный элемент 5 выполн ют из упругого материала либо с накладками на отогнутых стенках 6, 7. В тех случа х, когда вспомогательный промежуточный элемент 5 выполнен в виде узкой ленты и опираетс по центру верхней грани щетки не по всей ее ширине, к нему перпендикул рно крепитс дополнительный элемент, выполненный в П-образным или в виде дуги полуокружности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при конструировании щеточных узлов электрических машин со скольз щим электрическим контактом.

Цель изобретени - увеличение ресурса щетки.

На фиг.1 изображен щеточный узел,

разрез; на фиг.2 - вариант выполнени промежуточного элемента, на фиг.З еще Один вариант промежуточного элемента .

Щеточный узел содержит щетку 1, в нижней части контактирующую с кол- лектором 2, щеткодержатель 3 и нажимное устройство 4, к которому крепитс промежуточный элемент 5, выполненный в виде скобы, дл передачи редукции нажати на щетку, причем стенка 6 элемента 5 опирающа с на набегаю- . щий край щетки, наклонена «Г поверхности щетки под углом а стенка 7 элемента 5 опирающа с на сбегающий край щетки, наклонена к поверхности щетки под углом о,. Скоба имеет полку , соединенную с нажимным элементом 4. На фиг.1 показаны также силы, действующие на щетку: сила трени F (UP, где (U - коэффициент трени , Р - давление на щеткуj Р Р з1по(г давление на сбегающий край щетки; Р, Р sin o(,- давление на набегающий край щетки.

Промежуточный элемент 5 может быть 35 НЬ|М отрывом щетки от коллектора. Это

выполнен с накладками 8, выполненными из упругого материала, например резины , закрепленными на отогнутых стенках 6 и 7 элемента 5, непосредственно контактирующими со щеткой 1 (фиг.2).

На фиг.З изображен вариант выполнени промежуточного элемента 5 со стенками 6 и 7, опирающимис на середины набегающего и сбегающего краев щетки, перпендикул рно которому закреплен дополнительный элемент с концами 9 и 10, опирающимис на середины , аксиальных краев щетки под. углом 90°, выполненный в виде дуги полуокружности или П-образным.

В щеточном узле возникает разница давлений Рг- Р,.на сбегающем и набегающем кра х щетки, уравновешивающа опрокидывающий момент силы трени , действующий на щетку со стороны коллектора (фиг.О. Дл исключени пере- коса щетки в обойме щеткодержател необходимо, чтобы давление PI на сбе40

вление может быть вызвано вибраци ми и биением коллектора, шероховатост ми поверхностей ламелей и перепадами между ними. Дл обеспечени безискро- вой работы скольз щего контакта особенно важно исключить частичные отрывы на кра х щетки, так как искрение чаще наблюдаетс на сбегающем крае щетки и иногда на набегающем. 45 При попадании щетки на неровность она обычно перекашиваетс из-за наличи зазора в щеткодержателе. Введенный промежуточный элемент не позвол ет щетке перекашиватьс в обойме, так как при подъеме кра щетки, давление на этот край увеличиваетс и возвращает щетку в прежнее положение. При этом площадь контакта кра щетки с коллектором увеличиваетс (по сравнению с перекошенным положением) и на данном крае щетки обеспечиваетс безискровое контактирование. Промежуточный элемент, изготовленный из упругого материала, способен также демп50

55

тающем крае щетки было больше давлелений имеет

ни Р на набегающем крае на .величину, уравновешивающую опрокидывающий момент силы трени F, действующей на щетку со стороны коллектора. По мере износа щетки величина этого опрокидывающего момента уменьшаетс . Поэтому условие дл определени разницы дав- вид

ений имеет

Р -

Г-2 Г

F2

Т

-ЈЈЈ.

t где t - первоначальный радиальный

размер щетки;

rMWH радиальный размер щетки после изнашивани 1,

t - тангенциальный размер щетки. Разделив неравенство на величину силы нажати Р на щетку и учитыва ,

что sin о(2, соотношение

-р- sin,,

получаем

8inc(a- sin«(, J.

Таким образом, разница давлени Р Р, на сбегающем и набегающем кра х щетки позвол ет исключить перекос щетки в щеткодержателе, вызванный действием силы трени на щетку со стороны коллектора.

Кроме того, при работе щеточного узла электрической машины часто наблюдаетс искрение, вызванное частич0

вление может быть вызвано вибраци ми и биением коллектора, шероховатост ми поверхностей ламелей и перепадами между ними. Дл обеспечени безискро- вой работы скольз щего контакта особенно важно исключить частичные отрывы на кра х щетки, так как искрение чаще наблюдаетс на сбегающем крае щетки и иногда на набегающем. 5 При попадании щетки на неровность она обычно перекашиваетс из-за наличи зазора в щеткодержателе. Введенный промежуточный элемент не позвол ет щетке перекашиватьс в обойме, так как при подъеме кра щетки, давление на этот край увеличиваетс и возвращает щетку в прежнее положение. При этом площадь контакта кра щетки с коллектором увеличиваетс (по сравнению с перекошенным положением) и на данном крае щетки обеспечиваетс безi искровое контактирование. Промежуточный элемент, изготовленный из упругого материала, способен также демп0

5

5153 576

ировать колебани щетки относительт д к к к к б и р t

но коллектора. Устранение искрени на кра х щетки, вызванного неровност ми профил коллектора и опрокидывающим моментом силы трени на щетку со стороны коллектора, а также снижение уровн вибраций щетки относительно коллектора, позвол ет уменьшить износ щеток и, слеловательно, повысить их технический ресурс.

Щеточный узел работает следующим образом.

Щетку 1 вставл ют в обойму щетко10

Пример 1. Изготавливают щеточный узел, содержащий щетку, щеткодержатель и нажимное устройство, к курку которого с помощью шплинта прикрепл ют промежуточный элемент , концы которого устанавливают на сбегающем крае щетки под углом d 80° , на набегающем крае под углом о(, 35, 0 и 5°, выбранных в соответствии с расчетом по формуле (V) дл л 0,22, t 16 мм, г 28 мм,

(зб°, гк

гмин 23 мм

Испытани провод т в течение 48 ч держател 3 и соедин ют нажимным эле- 15 при- номинальном значении тока кор ментом k через промежуточный элемент электрической машины, после чего про- 5 таким образом, чтобы его стенки 6 и 7 опирались на середины набегающего и сбегающего краев щетки 1. Нажимным

извод т замер высоты щетки.

Приме р2. То же, что и в примере 1, но , 3f.(.

элементом k через промежуточный элемент 5 прижимают щетку 1 к вращающемус коллектору 2. Промежуточный элемент 5 перераспредел ет силу нажати Р на щетку таким образом, что компенсируетс опрокиливэющий момент силы трени F, действующей на щетку 1 со стороны коллектора 2, предотвраща тем самым перекос щетки в обойме щеткодержател и частичный отрыв щетки от коллектора, что исключает искрение и уменьшает износ щетки. После износа щетки на величину (г - гмин), соответствующую предельному состо нию по износу согласно техническим нормам, коллектор останавливают и производ т замену щетки.

Промежуточный элемент 5, выполненный из упругого материала либо с на

(зб°, гк

гмин 23 мм

Испытани провод т в течение 48 ч при- номинальном значении тока кор электрической машины, после чего про-

извод т замер высоты щетки.

Приме р2. То же, что и в примере 1, но , 3f.(.

ПримерЗ.То же, что и в примере 1, но , 38 .

П р и м е р 4. То же, что и в примере 1, но 95°, 38° .

При а(г7900 компенсирующий момент уменьшаетс , поэтому применение устройства с такими углами неэффективно.

П р и м е р 5. То же, что и в примере 3, но к отогнутым концам проме- .. жуточного элемента прикреплены рези- новые накладки.

П р и м е,р 6. То же, что и в примере 3, но k курку нажимного устройства крепитс дополнительный элемент, выполненный в виде дуги полуокружности , опирающийс на середины аксиальных краев щетки.

П р и м е р 7. Проведены испытани на известном щеточном узле.

Данные испытаний приведены в таб- ,

кладками из эластичного материала на концах, выполн ет также функцию демп-40 .. фера. Демпфирующие накладки 8 на ото- (лице.

гнутых стенках 6 и 7 (фиг.2) элемен- Из таблицы следует, что применение та 5 также предохран ют щетки от вы- нажимного устройства снижает износ работки в местах контакта щетки со щеток по сравнению с известным. Наи- стенками 6 и 7 элемента 5 при эксплу- 45 больший эффект достигаетс при углах атации их на электрических машинах, наклона 2 в интервале (г 33 °.

работающих в услови х повышенных вибраций . Промежуточный элемент нажимного устройства обеспечивает его устойчивость в аксиальном направлении в тех случа х, когда промежуточный элемент опираетс по центру верхней, грани щетки не по всей ее ширине.

Работа устройства по сн етс конкретными примерами, которые даны с интервалом углов наклона равным 5°, так как при величине интервала менее 5° разница в показани х находитс на уровне ошибки измерени .

При углах с/2790с

° износ

50

щеток выше, следовательно, уменьшаетс технический ресурс щетки.

Claims

1. Щеточный узел электрической машины , содержащий щетку, установленную в щеткодержателе, нажимной элемент, с которым соединен промежуточный элемент , выполненный в виде скобы со стенками, выполненными наклонными к верхней нерабочей поверхности щетДанные испытаний приведены в таб- ,

е.

Из таблицы следует, что применени нажимного устройства снижает износ щеток по сравнению с известным. Наи- больший эффект достигаетс при углах наклона 2 в интервале (г 33 °

При углах с/2790с

° износ

50

Формула изобретени

1. Щеточный узел электрической машины , содержащий щетку, установленную в щеткодержателе, нажимной элемент, с которым соединен промежуточный элемент , выполненный в виде скобы со стенками, выполненными наклонными к верхней нерабочей поверхности щетки и взаимодействующими со щеткой, отличающийс тем, что, с целью увеличени ресурса щетки, , скоба снабжена полкой, с которой соединен нажимной элемент, а стенки скобы опираютс на кра щетки, причем угол наклона стенки скобы со стороны сбегающего кра выбирают из диапазона 85° , а угол 1 наклона стенки скобы со стороны набегающего кра определ етс из соотношени

нг,

. 8in Sin Л,

где р- коэффициент трени коллектор,

Фиь.2

Составитель В.Чернова Редактор Г.Гербер Техред М.Ходанич Корректор

Заказ 1 8Тираж АО Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

5

t - тангенциальный размер щетки; г - радиальный размер щетки-, г;мии допустимый радиальный размер щетки после изнашивани .

2.Щеточный узел по п.1, о т л и - чающийс тем, что промежуточный элемент снабжен дополнительным элементом, выполненным в виде скобы П-образной формы или в форме дуги, опирающейс концами на аксиальные кра щетки.

3.Щеточный узел по п.1, о т л и - чающийс тем, что на концах промежуточного элемента закреплены накладки, выполненные из эластичного- материала.

ю

Фие.З