Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл измерени давлени щеток на коллектор электрической машины в услови х эксплуатации , исследований и при ремонте. Известно устройство дл измарени нажати щетки на коллектор от пружины щеткодержател -, содержащее упругую вилку, составленную из пластин , на которые наклеены прозолоч-. ные тензодатчики. Устройство вставл етс концами упругой вилки-между щет кой и пружиной щеткодержател . Усилие пружины датчиками преобразуетс в сигнал, передаваемый на электрический измерительный прибор, градуированный на кГс 1 . . Однако это устройство имеет высокую (не менее 10%) погрешность измерений и позвол ет измер ть только ст тические нагрузки. Известно также устройство дл изм рени давлени щетки на коллектор, состо щее из электроизмерительного прибора, проградуированного на кГс, с датчиком давлени и вибратором,ими тирующим эксплуатационные вибрацйи . Устройство выполнено в виде сте да, на котором испытываютс щеткодержатели 2 . Данное устройство позвол ет измер ть только статические нагрузки щет ки при испытании собранных щеткодержателей после изготовлени или ремонте перед установкой на т говый двигатель. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство,содержащее силоизмерительный датчик, расположенный в корпусе и установленный между щеткой и пружиной в окне щеткодержател , и измерительный мост. Подвижные части щеток соединены с неподвижной частью с помощью шпилек, снабженных регулировочными пружинами д , Однако известное устройство сложно по конструкции, содержит тороиды, изготовленные из ферритов, хрупких по своей структуре и не обеспечивающих работу при ударных .нагрузках, специальные щетки, включающие подвиж ные и неподвижные части, скрепленные между собой шпильками, механизм передачи усилий от пружины к щетке и предохранительное устройство от ударов. Применение тороидов из ферри тов в качестве первичных преобразова телей не обеспечивает линейности силоизмерительного датчика, что приводит к значительной погрешности измерений .- Корпус силоизмерительного датчика имеет значительные размеры п высоте и выступает за габариты щетко держател , что не позвол ет его использовать на собранном электродвигателе . Значительные инерционные мае сы корпуса, снабженного устройством дл передачи усили от пружины щеткодержател , также значительно искажают фактическое давление щетки на коллектор. Данное устройство имеет ограничительные функциональные возможности и может примен тьс только при контроле щеткодержателей на-испытательном стенде. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени статического давлени и динамических усилий на работающей машине. Поставленна цель достигаетс тем, что датчик содержит упругий измерительный брус, который с двух сторон опираетс на заплечики, выпол-/ ненные в корпусе, на измерительном брусе установлена посредством двух опор, траверса, взаимодействующа с нажимной пружиной, измерительный брус снабжен первичными преобразовател ми , установленными между опорами траверсы. Кроме того, в качестве первичных преобразователей установлены тензорезисторы , образующие измерительный электрический полумост. Корпус измерительного датчика и выводы первичных преобразователей выполнены из электроизол ционного материала. На фиг.1 показано предлагаемое устройство, вид в плане; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.З - эпюра моментов при применении упругого измерительного бруса с траверсой. Устройство состоит из корпуса 1, заплечики 2 которого выполн ют роль опор упругого измерительного бруса 3 в виде пластины, нажимной траверсы 4 с двум опорами 5 на брус и прилива б дл опирани на него пружины 7 щеткодержател 8 и разрезной рабочей щетки 9 с гибкими шунтами 10. Корпус 1 и разрезна щетка 9 размещены в ркне щеткодержател 8. Первичные преобразователи 11 установлены на брусе 3 между опорами 5 траверсы 4, представл ют собой тензорезисторы, образующие электрический измерительный полумост. В устройстве использована известна схема электрического измерительного моста, в диагональ которой включен тензометрический прибор,-фиксирующий статические и динамические нагрузки щетки на коллектор. Распределение нагрузок от пружины щеткодержател силой Р и эпюра момента , указанна на фиг.З, получены при условии Ь где с, - база траверсы (рассто ние между ее опорами на брусе), база упругого измерительного бруса (рассто ние между опорами ). .The invention relates to electrical engineering and is intended to measure the pressure of brushes on the collector of an electrical machine under operating conditions, research and repair. A device for measuring the pressing of the brush onto the collector from the spring of the brush holder is known, which contains an elastic plug made up of plates on which a gauge is pasted. strain gages. The device is inserted with the ends of the elastic plug-between the brush and the spring of the brush holder. The force of the spring is converted by the sensors into a signal transmitted to an electrical measuring instrument graduated with kGS 1. . However, this device has a high (at least 10%) measurement error and allows measuring only static loads. It is also known a device for measuring the pressure of a brush on a collector, consisting of an electrical measuring instrument calibrated with a kG, with a pressure sensor and a vibrator, which imbues operating vibrations. The device is designed as a stand on which brush holders 2 are tested. This device allows to measure only static loads of the brush when testing the assembled brush holders after fabrication or repair prior to installation on the traction motor. Closest to the present invention is a device comprising a force-measuring sensor located in the housing and installed between the brush and the spring in the window of the brush holder, and a measuring bridge. The moving parts of the brushes are connected to the fixed part by means of studs fitted with adjusting springs. However, the known device is complicated in design, contains toroids made of ferrites, fragile in their structure and not capable of working under shock loads, special brushes including movable and fixed parts fastened together by studs, a mechanism for transmitting forces from the spring to the brush and a safety device against impacts. The use of ferrite toroids as primary transducers does not ensure linearity of the load cell sensor, which leads to significant measurement errors. The load cell body has significant dimensions at height and stands for the dimensions of the brush holder, which prevents its use on the assembled electric motor. Significant inertial forces of the body, equipped with a device for transmitting force from the spring of the brush holder, also significantly distort the actual pressure of the brush on the collector. This device has restrictive functionality and can only be used when checking brush holders on a test bench. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring static pressure and dynamic forces on a running machine. The goal is achieved by the fact that the sensor contains an elastic measuring bar, which on both sides rests on shoulders made in the housing, installed on the measuring bar by means of two supports, a cross-arm interacting with the pressure spring, the measuring bar is equipped with primary transducers installed between supports traverse. In addition, strain gauges are installed as primary transducers, forming a measuring electric half-bridge. The body of the measuring sensor and the terminals of the primary transducers are made of electrically insulating material. Figure 1 shows the proposed device, the view in the plan; Figure 2 is the same side view; on fig.Z - plot points in the application of an elastic measuring bar with a traverse. The device consists of a body 1, the shoulders 2 of which serve as supports for the elastic measuring bar 3 in the form of a plate, push bar 4 with two supports 5 on the bar and tide b for supporting the spring 7 of the brush holder 8 and the split working brush 9 with flexible shunts 10 The housing 1 and the brush section 9 are placed in the red of the brush holder 8. The primary transducers 11 are mounted on the beam 3 between the supports 5 and the cross member 4 are strain gages that form an electrical half-bridge. The device uses a known electrical measuring bridge circuit, the diagonal of which includes a strain gauge device, which fixes static and dynamic brush loads on the collector. The distribution of loads from the spring of the brush holder with the force P and the moment diagram shown in Fig. 3 were obtained under the condition b where c is the base of the bar (distance between its supports on the beam), the base of the elastic measuring bar (the distance between the supports). .
Участок на брусе ( - зона равных моментов, где действует только изгибна деформаци .Plot on the timber (- a zone of equal moments, where only bending deformation acts.
Установленные тензореэисторы могут иметь базу активной части от 5 до 20 мм в зависимости от размеров корпуса силоизмерительного элемента, размещенного в окне щеткодержател .The installed strain gauges can have a base of the active part from 5 to 20 mm, depending on the size of the case of the force-measuring element placed in the window of the brush holder.
Экономический эффект от использовани устройства может быть получен в сфере эксплуатации за счет уменьщени износа щеток и коллектора, заThe economic effect of using the device can be obtained in the field of operation by reducing the wear of the brushes and the collector, due to
счет обеспечени расчетных давлений :В процессе поисковых и научно-исследовательских работ по выбору материалов при изготовлении коллектора к применени различных типоразмеров . и материала щеток, а также выбору оптимальных режимов эксплуатации щеточного узла и коллектора. В сфере производства и при ремонте положительный эффект достигаетс в обеспечении расчетных давлений щетки на кол JieKTop..calculation pressure assurance account: In the process of prospecting and research work on the choice of materials in the manufacture of the reservoir to the application of various sizes. and the material of the brushes, as well as the choice of the optimal modes of operation of the brush assembly and the collector. In the field of production and repair, a positive effect is achieved in ensuring the design pressure of the brush on a JieKTop count.
ЛL