SU1164812A1

SU1164812A1 - Brush holder for electric machine bush holder for electric machine

Info

Publication number: SU1164812A1
Application number: SU833631226A
Authority: SU
Inventors: Amilij S Golovunin
Original assignee: Amilij S Golovunin
Priority date: 1983-08-03
Filing date: 1983-08-03
Publication date: 1985-06-30

Description

Изобретение относится к электротехнике , в частности к щеткодержателям для электрических машин, и может быть использовано в электромашиностроении, химической, метал- 5 лургической промышленности и во всех отраслях народного хозяйства, имеющих электрические машины.The invention relates to electrical engineering, in particular, to brush holders for electrical machines, and can be used in electrical engineering, chemical, metallurgical industry and in all sectors of the national economy having electrical machines.

Известен щеткодержатель для электрической машины, содержащий обойму, внутри которой размещена щетка, выполненная в виде призмы с многоугольным симметричным основанием, нажимного элемента, опирающегося на боковую поверхность щет- 15 ки, две симметричные боковые грани щетки прижаты к внутренней поверхности обоймы щеткодержателя с помощью нажимного элемента, при этом поверхности нажимного элемента со- 20 прикасаются с боковыми гранями щетки и боковыми стенками обоймы 0^.A brush holder for an electric machine is known, comprising a holder within which a brush is made, which is made in the form of a prism with a polygonal symmetrical base, a pressure element resting on the side surface of the brush, two symmetric side faces of the brush are pressed to the inner surface of the brush holder by means of a pressure element , at the same time the surfaces of the pressure element come into contact with the side faces of the brush and the side walls of the sleeve 0 ^.

В такой конструкции щеточного узла обеспечено практически полное отсутствие зазоров между щеткой и 25 щеткодержателем, что в конечном счете увеличивает стабильность скользящего контакта и позволяет осуществить токопровод через нажимной элемент и обойму к щетке. 30In this design of the brush assembly, there is almost complete absence of gaps between the brush and brush holder 25, which ultimately increases the stability of the sliding contact and allows conducting the conductor through the pressure element and the holder to the brush. thirty

Недостатком этого устройства является' повышенная эквивалентная жесткость скользящего контакта/ вызванная значительным увеличением нажимного усилия на верхнюю часть 35 щетки, из-за бокового поджатия щетки, причем усилие нажатия на скользящий контакт при работе, а как следствие - вибрация щеточного устройства, равно усилию нажатия 40 на верхнюю часть щетки, что ведет к превышению нормированного нажатия на щетку, повышенному нагреву, вибрации, искрению и износу щетки, т.е. ведет к нестабильности работы 45 скользящего контакта. Зажатая в аксиальном направлении щетка сходит с приработанных полосок при осевых перемещениях коллектора электрической машины, что ведет к перегруз- 50 ке скользящего контакта по току, искрению и повышенному износу щетки, т.е. снижает,стабильность работы скользящего контакта. Щеткодержатель, имея один боковой нажим- 55 ной элемент, конструктивно усложняет его, что ведет к трудности при изготовлении и эксплуатации, особенно при регулировке усилия нажатия щетки нажимным элементом в процессе, работы скользящего контакта.The disadvantage of this device is' increased equivalent stiffness of the sliding contact / caused by a significant increase in the pressing force on the upper part 35 of the brush, due to lateral preload of the brush, and the pressing force on the sliding contact during operation, and as a result - the vibration of the brush device, is equal to the pressing force 40 on the upper part of the brush, which leads to exceeding the normalized pressing of the brush, increased heat, vibration, sparking and wear of the brush, i.e. leads to instability of the 45 sliding contact. The brush clamped in the axial direction comes off the running-in strips during axial displacements of the electric machine collector, which leads to overload of the sliding contact over current, sparking and increased wear of the brush, i.e. reduces the stability of the sliding contact. The brush holder, having one lateral pressure element, constructively complicates it, which leads to difficulties in manufacturing and operation, especially when adjusting the force of pressing the brush by the pressure element in the process of sliding contact operation.

Наиболее близким к предлагаемому является щеткодержатель для электрической машины, содержащий обойму, в которой с зазором, подвижно установлена прямоугольная щетка для контактирования с вращающимся контактом, щетка снабжена нажимным элементом, связанным с нею с помощью фиксатора, фиксатор жестко соединен со щеткой и расположен на ней со стороны, противоположной контактной .Closest to the proposed is a brush holder for an electric machine, containing a clip in which, with a gap, a rectangular brush is movably mounted for contact with a rotating contact, the brush is provided with a pressure element connected with it by means of a clamp, the lock is rigidly connected to the brush and located on it with side opposite contact.

Недостатком известного устройства является низкая стабильность скользящего контакта из-за неизбежной тангенциальной вибрации щетки, а также из-за возможности щетки сходить при выработке вращающегося контакта с приработанных участков, при этом вследствие недостаточной величины зазора между щеткой и обоймой в аксиальном направлении .вращающегося контакта внутренняя стенка обоймы препятствует перемещению щетки в аксиальном направлении, что уменьшает площадь контактирования щетки с вращающимся контактом и приводит к ухудшению стабильности скользящего контакта.A disadvantage of the known device is the low stability of the sliding contact due to the unavoidable tangential vibration of the brush, as well as due to the possibility of the brush to go off when making rotating contact with running parts, and due to the insufficient clearance between the brush and the yoke in the axial direction of the rotating contact inner wall holder prevents the movement of the brush in the axial direction, which reduces the contact area of the brush with a rotating contact and leads to deterioration of the stability nosti sliding contact.

При этом для осуществления токопровода требуются дополнительные эле- ®At the same time for the conductor requires additional ele-

менты токоподвода к щетке помимо основного нажимного элемента, что усложняет токоподвод.current supply to the brush in addition to the main pressure element, which complicates the current supply.

Цель изобретения - увеличение стабильности скользящего контакта и упрощение токоподвода.The purpose of the invention is to increase the stability of the sliding contact and simplify the electrical power supply.

Поставленная цель достигается тем, что в щеткодержателе для электрической машины, содержащем обойму, в которой с зазором подвижно установлена прямоугольная щетка для контактирования с вращающимся контактом, щетка снабжена нажимным элементом, связанным с ней с помощью фиксатора, расположенного на щетке со стороны, противоположной контактной, фиксатор разъемно-нажимной соединен со щеткой, причем нажимной элемент с фиксатором закручен в тангенциальном направлении относительно продольной оси щетки, при этом величина упомянутого зазора между обоймой и щёткой принята в аксиальном направлении вращающегосяThis goal is achieved by the fact that in the brush holder for an electric machine, containing a holder in which with a gap movably mounted a rectangular brush for contact with a rotating contact, the brush is provided with a pressure element connected to it with a retainer located on the brush on the side opposite to the contact, the detachable-pressure lock is connected to the brush, and the pressure element with the lock is twisted in the tangential direction relative to the longitudinal axis of the brush; Between the holder and the brush is adopted in the axial direction of the rotating

ГR

33

11648121164812

контакта равной или большей величины аксиального перемещения вращающегося контакта при токосъеме.contact equal to or greater than the value of the axial movement of the rotating contact during the current collection.

На фиг.1 схематически показан предлагаемьпЬоцеткодержатель для электрической машины, общий вид,* на фиг.2 - то же, вид слезаί на фиг.З - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows schematically the proposed holder for an electric machine, a general view, * in figure 2 is the same, the view of tears in figure 3 is a section AA in figure 1.

Щеткодержатель содержит обойму 1, в которой с зазором подвижно установлена прямоугольная щетка 2 для контактирования с вращающимся контактом 3. Щетка 2 снабжена нажимным элементом 4, связанным с ней с помощью фиксатора 5. Последний разъемно соединен со щеткой 2 и расположен на ней со стороны, противоположной, контактной. Нажимной элемент 4 и фиксатор 5 закручены в тангенциальном направлении относительно продольной оси щетки 2, при этом величина зазора 6 между обоймой 1 и щеткой 2 принята в аксиальном направлении вращающегося контакта 3 равной или большей величины аксиального перемещения (приработанной рабочей поверхности 7) вращающегося контакта 3 при токосъеме. Фиксатор 5 (фиг.2) может быть выполнен в виде скобы, жестко соединенной с нижней частью пружины нажимного элемента 4.The brush holder contains a yoke 1 in which, with a gap, a rectangular brush 2 is movably mounted for contact with a rotating contact 3. The brush 2 is provided with a pressure element 4 connected with it by means of a clamp 5. The latter is detachably connected to the brush 2 and located on it from the side opposite contact The pressure element 4 and the latch 5 are twisted in the tangential direction relative to the longitudinal axis of the brush 2, while the size of the gap 6 between the holder 1 and the brush 2 is adopted in the axial direction of the rotating contact 3 equal to or greater than the value of the axial movement (running-in working surface 7) of the rotating contact 3 when current collection The latch 5 (figure 2) can be made in the form of a bracket rigidly connected with the lower part of the spring of the pressure element 4.

Верхняя часть пружины нажимного элемента 4 жестко соединена' с нажимным кронштейном 8 щеткодержателя, При сборке щеткодержателя для электрической машины 'прямоугольная щетка 2 устанавливается в обойму 1. Нажимной кронштейн 8 щеткодержателя находится па верхней регулировочной ступеньке. Нажимной элемент 4 с фиксатором закручивается по ходу навивки пружины от начального угла кручения до полного и соединяется с верхней , частью щетки 2. После чего устанавливается необходимое нажатие щетки 2 на вращающийся контакт 3 перестановкой кронштейна на нижерасположенные регулировочные ступеньки щеткодержателя.The upper part of the spring of the pressure element 4 is rigidly connected with the pressure bracket 8 of the brush holder. When assembling the brush holder for the electric machine, the rectangular brush 2 is mounted in the holder 1. The pressure bracket 8 of the brush holder is located on the upper adjustment step. The clamping element 4 with a clamp twists along the winding of the spring from the initial torsion angle to full and connects to the upper, part of the brush 2. Then the necessary pressing of the brush 2 on the rotating contact 3 is set by shifting the bracket to the lower adjustment steps of the brush holder.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При вращении контакта 3, к рабочей поверхности которого с помощью нажимного элемента 4 прижата щетка 2, образуется скользящий контакт с периодически меняющейся силой тре- 4When the contact 3 rotates, to the working surface of which, by means of the pressing element 4, the brush 2 is pressed, a sliding contact is formed with a periodically varying force of three.

ния, которая вызывает тангенциальную силу, стремящуюся раскачать щетку 2, упруго прижатую к внутренней поверхности по всей высоте обоймы 1.which causes a tangential force that tends to shake the brush 2, elastically pressed to the inner surface along the entire height of the holder 1.

За счет того, что нажимной элемент с фиксатором закручёны в тангенциальном направлении относительно продольной оси щетки, щетка к вращающемуся контакту 3 прижата силой Р => 9 - где () - сила нажатияDue to the fact that the pressure element with the latch is twisted in the tangential direction relative to the longitudinal axis of the brush, the brush is pressed to the rotating contact 3 by force P => 9 - where () is the pressing force

нажимного элемента 4; Р - сила закрутки элемента 4‘, |Ц, - коэффициент трения между щеткой 2 и обоймой 1, зависящий от их материала.push member 4; P is the twisting force of the element 4 |, | C, is the coefficient of friction between the brush 2 and the yoke 1, depending on their material.

Сила трения Т между щеткой и .вращающимся контактом 3 определяется из соотношения Т = Р · {И₀₁где ^ц₀ коэффициент трения между щеткой 2 и вращающимся контактом 3, зависящий от угловой скорости коллектора, силы тока и-других факторов.The friction force T between the brush and the rotating contact 3 is determined from the relation T = P · {I ₀₁ where ^ q _{0 is the} coefficient of friction between the brush 2 and the rotating contact 3, depending on the angular velocity of the collector, current and other factors.

Сила трения Т стремится оторвать щетку 2 от внутренней стенки обоймы 1 . Сила Р выбрана больше величины Т, и реакция опоры Кд в точ- *The friction force T tends to tear the brush 2 from the inner wall of the holder 1. The force P is chosen greater than the value of T, and the reaction of the support Kd at the point of *

ТT

ке А (фиг.З) равна К_д = Р - чтоke A (fig.Z) is equal to K _d = P - that

свидетельствует о том, что отхода ребра щетки от внутренней стенки обоймы не происходит. Сила Т. прижимает щетку (фиг.З) к противоположной внутренней стенке обоймы. Реакция опоры Р_р в точке В (фиг.З)indicates that the brush edge does not move away from the inner wall of the clip. The force T. presses the brush (FIG. 3) against the opposite inner wall of the yoke. Reaction support P _p at point B (fig.Z)

ТT

равна Κ_β = Р + —, что свидетельствует о том, что усилие прижатия щетки к внутренней стенке обоймы всегда больше силы закрутки нажимного элемента. Следовательно, щетка постоянно поджата в результате того, что нажимной элемент закручен в тангенциальном направлении и с помощью фиксатора соединен с верхней частью щетки. Сипа закрутки нажимного элемента Р выбирается из расчета обеспечения надежного электрического контакта обойма-щетка. При работе скользящего контакта, когда поверхность коллектора гладкая, щетка легко скользит на новые участки в случаях аксиальных перемещений вращающегося контакта, сохраняя высокую стабильность скользящего контакта. При появлении на поверхности вращающегося контакта неровностей и акси.альном перемещении вращающегося контакта упа прижатия щетки кequal to Κ _β = P + -, which indicates that the force of pressing the brush against the inner wall of the cage is always greater than the twisting force of the pressure element. Consequently, the brush is constantly tightened as a result of the fact that the pressure element is twisted in the tangential direction and connected to the top of the brush by means of a clamp. The swivel bar of the pressure element P is selected on the basis of ensuring reliable electrical contact of the clip-brush. When the sliding contact is working, when the collector surface is smooth, the brush easily slides onto new areas in cases of axial movements of the rotating contact, while maintaining high stability of the sliding contact. When irregularities appear on the surface of the rotating contact and axial movement of the rotating contact upa presses the brush to

5five

116481.2116481.2

66

поверхности коллектора больше силы трения щетки об обойму. Щетка аксиально перемещается в окне, обоймы в пределах зазора .6 (фиг.З), который выбран таким, чтобы щетка могла свободно перемещаться при аксиальном перемещении вращающегося контакта. При этом обеспечивается стабильный скользящий контакт. Сила | отрыва щетки от нижней кромки обоймы щеткодержателя незначительно отличается от силы отрыва щетки от верхней кромки обоймы, так как высота обоймы значительно больше, чем зазор между обоймой и Коллектором. 0the surface of the collector is greater than the friction force of the brush against the clip. The brush is axially moved in the window, the holder within the gap .6 (FIG. 3), which is chosen so that the brush can move freely with the axial movement of the rotating contact. At the same time stable sliding contact is provided. Strength | separation of the brush from the bottom edge of the holder of the brush holder is slightly different from the force of separation of the brush from the upper edge of the holder, since the height of the holder is much larger than the gap between the holder and the Collector. 0

Таким образом, закрутка нажимного элемента в тангенциальном направлении с помощью фиксатора, раэъемно соединенного с верхней частью щетки, позволяет ликвидировать зазоры в направлении вращения коллектора по двум ребрам соприкосновения щетки с обоймой по всей высоте обоймы в статическом состоянии, и, как минимум, по оц₅ ному ребру при работе скользящего контакта, а тем самым позволяет устранить тангенциальную вибрацию щетки вследствие амортизации динамических возмущений, воспринимае0 мых набегающим фронтом щетки, а зазор, выполненный между обоймой и щеткой в аксиальном направлении, равный или больший размеру перемещения вращающегося контакта, поз15 воляет упруго следить за поверхностью приработанного скользящего контакта, улучшая его стабильность. Одновременно упрощается токопод.вод к щетке через контакт обойма20 щетка по одному ребру соприкосновения по всей высоте внутренней поверхности обоймы, с возмож- , ностью регулировки нажатия щетки к внутренней стенке обоймы щетко25 держатели.Thus, twisting the pressure element in the tangential direction using a clamp that is connected to the upper part of the brush eliminates gaps in the direction of rotation of the collector along the two edges of contact of the brush with the yoke over the entire height of the yoke in a static state, and, at least, in s ₅ when the sliding contact is in operation, and thus eliminates the tangential vibration of the brush due to the damping of dynamic disturbances perceived by the oncoming edge of the brush, and the clearance made Between the cage and the brush in the axial direction, equal to or greater than the size of the moving movement of the rotating contact, 1515 allows to follow the surface of the running sliding contact elastically, improving its stability. At the same time, the current lead to the brush is simplified through the contact of the holder 20 brush along one edge of contact over the entire height of the inner surface of the holder, with the possibility of adjusting the pressing of the brush to the inner wall of the holder 25 holders.

фи».в фиг.Зfi. "in fig.Z

Claims

BRUSH HOLDER FOR ELECTRIC MACHINE, containing a holder in which with a gap movably mounted a rectangular brush for contacting with a rotating

• contact, the brush is supplied with push

power clamp located on the brush on the side opposite to the contact, characterized in that, in order to increase the stability of the sliding contact and simplify the conductor, the detachable-pressure lock is connected to the brush, and the pressure element with the lock is twisted in the tangential direction relative to the longitudinal axis of the brush , while the magnitude of the above-mentioned gap between the holder and the brush is adopted in the axial direction of the rotating contact of equal or greater value of the axial movement of the rotating element, knitted it with po- tact with current collector

ri (. 1

>

1 1164812 2