CN112152035A - 可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，包括碳刷刷握本体，以及通过磁力连接件与碳刷刷握本体连接的绝缘手柄，固定安置于碳刷刷握本体上并与磁力连接件匹配的固定连板，开设于固定连板上并与磁力连接件保持特定间距的定位孔，贯穿并固定安置于绝缘手柄连接端面上并与定位孔匹配的定位杆，以及设置于定位杆上的辅助锁定机构。本发明通过对现有设备上碳刷刷握部分的构造进行简单增配，巧妙利用了可相互锁定的定位孔和定位杆结构，增加了绝缘手柄与碳刷刷握之间的连接稳定性和安全性，实现了更加安全可靠的碳刷在线更换。

Description

可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构及其实现方法

技术领域

本发明涉及发电机碳刷安全技术领域，具体地讲，是涉及一种可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构及其实现方法。

背景技术

碳刷在产品应用材质主要有石墨，浸脂石墨，金属(含铜，银)石墨。碳刷是电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的应定期维护更换，并清理积碳。为保证发电机在运行时能安全、迅速的更换碳刷，一般采用了盒式刷握结构，每次可以更换一组(4个)碳刷，在更换碳刷的工具上主要采用厂家提供专用工器具，一种带有磁性的简单操作刷握，更换碳刷过程中刷盒的拆卸主要通过刷握的磁性固定。

碳刷是发电机励磁系统的重要部件，碳刷更换、维护过程中的误操作、失误将会造成停机或人身伤害事件。因此发电机碳刷更换、维护工作尤为重要。在更换过程中，除操作人员的技术娴熟同时要保证刷握的可靠性。发电机长期运行后可能产生刷握磁力以及机械卡力不足等问题，稍有不慎将造成刷盒脱落，碳刷打火现象，严重会造成碳刷断裂，影响其他碳刷工作，甚至还会造成发电机失磁等严重后果重，致使其进相运行甚至解列停机。基于此，如何在不改变现有设备基本构造基础上进行安全性改造是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中的上述问题，本发明提供一种安全性高的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构及其实现方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，包括碳刷刷握本体，以及通过磁力连接件与碳刷刷握本体连接的绝缘手柄，固定安置于碳刷刷握本体上并与磁力连接件匹配的固定连板，开设于固定连板上并与磁力连接件保持特定间距的定位孔，贯穿并固定安置于绝缘手柄连接端面上并与定位孔匹配的定位杆，以及设置于定位杆上的辅助锁定机构，其中，所述辅助锁定机构在锁定状态时将定位杆限制于定位孔内防止脱离，在非锁定状态时使定位杆能够穿过定位孔移动。

具体地，所述定位杆呈空心杆状；所述辅助锁定机构包括设置于定位杆伸入定位孔一端的轴套，安置于轴套内的转轴，与转轴固定连接的锁定头，套置于转轴上并与轴套连接的扭簧，开设于转轴中部外壁上并与定位杆空心部分相对应的顶转缺口，安置于定位杆内空心部分的顶转杆，设置于顶转杆一端并与顶转缺口匹配的顶转头，设置于顶转杆另一端的用于操作顶转杆的操纵头，以及设置于顶转杆上用于限定顶转杆位置的限位机构。

并且，所述定位杆远离定位孔的一端设有限位封板。

进一步地，所述限位机构包括开设于顶转杆侧壁的盲孔，安置于盲孔内的压簧和限位块，以及开设于定位杆侧壁并与限位块匹配的限位孔，其中，当所述锁定头被顶转至锁定位置时，所述限位块被压簧顶入所述限位孔内。

更进一步地，所述定位杆外壁上还设有用于将限位块压离限位孔的压头。

作为另一种实现方案，所述定位杆呈空心杆状；所述辅助锁定机构包括铰接于定位杆伸入定位孔一端端部的膨胀翼，贯穿定位杆空心部分安置的膨胀连杆，设置于膨胀连杆一端并与膨胀翼匹配的膨胀头，配置于膨胀连杆另一端的外螺纹，以及安置于膨胀连杆配置外螺纹一端的膨胀调节件。

并且，所述定位杆的端部还设有用于支撑匹配膨胀调节件的支撑头。

基于上述构造，本发明还提供了所述可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构的实现方法，包括如下步骤：

S1、将带有定位孔的固定连板固定配置于碳刷刷握上；

S2、在需要更换碳刷时，将绝缘手柄上定位杆对准固定连板上的定位孔，通过磁力连接件将绝缘手柄和碳刷刷握连接，调整辅助锁定机构将定位杆与定位孔锁定；

S3、通过绝缘手柄取下碳刷刷握及其上安置的碳刷，更换新的碳刷后，再通过绝缘手柄将碳刷刷握和碳刷放回重新安置；

S4、调整辅助锁定机构解除定位杆与定位孔的锁定关系，并解除磁力连接件取下绝缘手柄。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过对现有设备上碳刷刷握部分的构造进行简单增配，巧妙利用了可相互锁定的定位孔和定位杆结构，增加了绝缘手柄与碳刷刷握之间的连接稳定性和安全性，实现了更加安全可靠的碳刷在线更换。并且本发明设计巧妙，结构简单，使用方便，适于在发电机励磁碳刷在线更换操作中应用。

附图说明

图1为本发明-实施例的结构示意图。

图2为本发明-实施例中一种辅助锁定机构的结构示意图。

图3为本发明-实施例中另一种辅助锁定机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1至图2所示，该可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，包括碳刷刷握本体1，以及通过磁力连接件3与碳刷刷握本体连接的绝缘手柄2，固定安置于碳刷刷握本体上并与磁力连接件匹配的固定连板4，开设于固定连板上并与磁力连接件保持特定间距的定位孔5，贯穿并固定安置于绝缘手柄连接端面上并与定位孔匹配的定位杆6，以及设置于定位杆上的辅助锁定机构10，其中，所述辅助锁定机构在锁定状态时将定位杆限制于定位孔内防止脱离，在非锁定状态时使定位杆能够穿过定位孔移动。

具体地，所述定位杆呈空心杆状；所述辅助锁定机构10包括设置于定位杆伸入定位孔一端的轴套11，安置于轴套内的转轴12，与转轴固定连接的锁定头13，套置于转轴上并与轴套连接的扭簧14，开设于转轴中部外壁上并与定位杆空心部分相对应的顶转缺口15，安置于定位杆内空心部分的顶转杆16，设置于顶转杆一端并与顶转缺口匹配的顶转头17，设置于顶转杆另一端的用于操作顶转杆的操纵头18，以及设置于顶转杆上用于限定顶转杆位置的限位机构。并且，所述定位杆远离定位孔的一端设有限位封板19，所述定位杆外壁上还设有用于将限位块压离限位孔的压头20。

所述限位机构包括开设于顶转杆侧壁的盲孔21，安置于盲孔内的压簧22和限位块23，以及开设于定位杆侧壁并与限位块匹配的限位孔24，其中，当所述锁定头被顶转至锁定位置时，所述限位块被压簧顶入所述限位孔内。

基于上述构造，本实施例还提供了所述可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构的实现方法，包括如下步骤：

S1、将带有定位孔的固定连板固定配置于碳刷刷握上；

S2、在需要更换碳刷时，将绝缘手柄上定位杆对准固定连板上的定位孔，通过磁力连接件将绝缘手柄和碳刷刷握连接，此时定位杆前端插入定位孔中，调整辅助锁定机构将定位杆与定位孔锁定：

定位杆插入定位孔时，锁定头13在扭簧14的作用下与定位杆6保持同轴向的180°，限位块23在定位杆内壁压力作用下缩于盲孔21内；向锁定头方向推动操纵头18，顶转杆16向锁定头方向移动，带动顶转头17向前移动，卡置在顶转缺口15内的顶转头17对转轴12实现偏心施力，使转轴12在轴套11内转动，从而使锁定头和转轴克服扭簧14的扭力转动，锁定头偏离轴向，在原轴向的径向范围内大于了定位孔5的孔径，使定位杆不会脱离定位孔，实现锁定，转动角度最大不超过90°；此时限位块23同步移动到限位孔24位置，在压簧22的弹力作用下卡入限位孔，使顶转杆16不能向后退出，保持了锁定头13的锁定状态；

S3、通过绝缘手柄取下碳刷刷握及其上安置的碳刷，更换新的碳刷后，再通过绝缘手柄将碳刷刷握和碳刷放回重新安置；

S4、调整辅助锁定机构解除定位杆与定位孔的锁定关系，并解除磁力连接件取下绝缘手柄：

通过操作按压压头20对限位块23施加压力，使限位块23退出限位孔24并缩入盲孔21内，此时扭簧14的扭力作用驱使锁定头13向轴向回位，或者向锁定头相反方向拉动操纵头18使顶转杆16及顶转头17后移，锁定头13在扭簧扭力作用下向轴向回位；当锁定头回位至原轴向位置时，定位杆与锁定头的整体外径小于定位孔的孔径，可以退出定位孔，实现锁定解除。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于所述辅助锁定机构10的结构不同。具体地，如图3所示，所述辅助锁定机构10包括铰接于定位杆6伸入定位孔一端端部的膨胀翼31，贯穿定位杆空心部分安置的膨胀连杆32，设置于膨胀连杆一端并与膨胀翼匹配的膨胀头33，配置于膨胀连杆另一端的外螺纹34，以及安置于膨胀连杆配置外螺纹一端的膨胀调节件35。并且，所述定位杆的端部还设有用于支撑匹配膨胀调节件的支撑头36。必要时，在膨胀翼和定位杆端部之间还可配置回位弹簧，可使用拉簧或扭簧。

使用时，膨胀翼31处于收拢状态，定位杆6与膨胀翼31的整体外径小于定位孔5的孔径，可使定位杆插入或退出定位孔。在定位杆插入定位孔后，通过膨胀调节件35旋紧螺纹，可拉动膨胀头33向定位杆方向收缩，同时膨胀头33将膨胀翼31向外扩张，使膨胀翼部分的外径大于定位孔的孔径，使定位杆不会脱离定位孔，或者膨胀翼31在定位孔5内扩张，使膨胀头33、膨胀翼31、定位孔内壁之间形成膨胀状态的固定连接，实现锁定。解除锁定时，通过通过膨胀调节件35旋送螺纹，放松膨胀头33，膨胀翼31在弹力或拉力作用下回位，即可使定位杆可退出定位孔。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，包括碳刷刷握本体，以及通过磁力连接件与碳刷刷握本体连接的绝缘手柄，其特征在于，还包括固定安置于碳刷刷握本体上并与磁力连接件匹配的固定连板，开设于固定连板上并与磁力连接件保持特定间距的定位孔，贯穿并固定安置于绝缘手柄连接端面上并与定位孔匹配的定位杆，以及设置于定位杆上的辅助锁定机构，其中，所述辅助锁定机构在锁定状态时将定位杆限制于定位孔内防止脱离，在非锁定状态时使定位杆能够穿过定位孔移动。

2.根据权利要求1所述的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，其特征在于，所述定位杆呈空心杆状；所述辅助锁定机构包括设置于定位杆伸入定位孔一端的轴套，安置于轴套内的转轴，与转轴固定连接的锁定头，套置于转轴上并与轴套连接的扭簧，开设于转轴中部外壁上并与定位杆空心部分相对应的顶转缺口，安置于定位杆内空心部分的顶转杆，设置于顶转杆一端并与顶转缺口匹配的顶转头，设置于顶转杆另一端的用于操作顶转杆的操纵头，以及设置于顶转杆上用于限定顶转杆位置的限位机构。

3.根据权利要求2所述的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，其特征在于，所述定位杆远离定位孔的一端设有限位封板。

4.根据权利要求2所述的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，其特征在于，所述限位机构包括开设于顶转杆侧壁的盲孔，安置于盲孔内的压簧和限位块，以及开设于定位杆侧壁并与限位块匹配的限位孔，其中，当所述锁定头被顶转至锁定位置时，所述限位块被压簧顶入所述限位孔内。

5.根据权利要求4所述的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，其特征在于，所述定位杆外壁上还设有用于将限位块压离限位孔的压头。

6.根据权利要求1所述的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，其特征在于，所述定位杆呈空心杆状；所述辅助锁定机构包括铰接于定位杆伸入定位孔一端端部的膨胀翼，贯穿定位杆空心部分安置的膨胀连杆，设置于膨胀连杆一端并与膨胀翼匹配的膨胀头，配置于膨胀连杆另一端的外螺纹，以及安置于膨胀连杆配置外螺纹一端的膨胀调节件。

7.根据权利要求6所述的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构，其特征在于，所述定位杆的端部还设有用于支撑匹配膨胀调节件的支撑头。

8.如权利要求1～7任一项所述的可在线更换的发电机励磁碳刷刷握结构的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将带有定位孔的固定连板固定配置于碳刷刷握上；

S2、在需要更换碳刷时，将绝缘手柄上定位杆对准固定连板上的定位孔，通过磁力连接件将绝缘手柄和碳刷刷握连接，调整辅助锁定机构将定位杆与定位孔锁定；

S3、通过绝缘手柄取下碳刷刷握及其上安置的碳刷，更换新的碳刷后，再通过绝缘手柄将碳刷刷握和碳刷放回重新安置；

S4、调整辅助锁定机构解除定位杆与定位孔的锁定关系，并解除磁力连接件取下绝缘手柄。

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