SU1474771A1 - Коллектор электрической машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и позвол ет повысить надежность контактировани  ламелей со щеткой и увеличить ресурс работы коллектора.Корпус коллектора выполнен в виде втулки 1 с фланцем 2, на которой размещена шайба 3. Во фланце 2 равномерно по окружности выполнены аксиальные сквозные отверсти  4, а также запрессованы средние части элементов токоподвода 5. В шайбе 3 выполнены пазы 6 соосно со сквозными отверсти ми 4. В отверсти х 4 и пазах 6 размещены цилиндрические ламели 7. Одни концы ламелей 7 упираютс  в дно пазов 6, а другие-в свобобные концы элементов токоподвода 5, размещенных против сквозных отверстий 4 во фланце 2. Конструкци  коллектора обеспечивает возможность перемещени  ламелей 7 в заданных допустимых пределах относительно корпуса под действием центробежных сил и сил упругости элементов токоподвода 5. 3 ил.

Description

Фиг f

1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к конструированию электрических машин

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности контактировани  ламе- лей с щеткой и увеличение ресурса работы коллектора.

На фиг.1 представлен коллектор, совмещенный с его вертикальным разрезом , вид спереди; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг. 1.

1 Коллектор состоит из втулки 1 с фланцем 2. На втулке 1 размещена шайба 3. Во фланце 2 равномерно по ок- ружности выполнены аксиальные сквозные отверсти  4, а также запрессованы средние части элементов 5 токопод- вода. В шайбе 3 выполнены пазы 6 соос- но со сквозными отверсти ми 4. В ука- занных отверсти х 4 и пазах 6 размещены цилиндрические ламели 7. Причем диаметр отверстий 4 и 6 пазов больше диаметра ламелей 7 на 100-200 мкм. Одни концы ламелей 7 упираютс  в дно 8 пазов 6 шайбы 3. Другие концы ламелей 7 упираютс  в части 9 элементов 5 токоподвода, размещенных против сквозных отверстий 4 во фланце 2; Подвижность свободных концевых час- тей 9 элементов 5 токоподвода обеспечиваетс  за счет,их упругого изгиба при приложении усилий со стороны ламелей 7. При этом поверхности, в которые упираютс  противоположные

концы ламелей 7, наклонены под углом (О ДРУГ к другу Минимальна  величина угла Л обеспечивает превышение радиальных составл ющих сил реакции опор над радиальными составл ющими сил трени  концов дамелей 7 об опорные поверхности (8 и 9) при перемещении ламелей 7 к периферии коллектора.

Св зь минимальной величины угла о с максимальным коэффициентом тре- ни  (,58) ламелей 7 с поверхности 8 или 9 определ етс  выражением

4Мцк 2 arctg KT MQKC(1)

Максимальна  величина угла d обес- печивает превышение аксиальных составл ющих сил, с которыми действуют концы ламелей 7 на поверхности 8 и 9, над аксиальными составл ющими сил трени  концов ламелей 7 о поверхнос- ти 8 и 9 при перемещении ламелей 7 к оси вращени  коллектора.

Св зь максимальной величины угла d с максимальным коэффициентом тре1474771

ни  (,58) ламелей 7 о поверхнос ти 8 или 9 определ етс  выражением

«« 2 arCt8 /Кт. м«кс) (2)

Любое уменьшение угла i по сравнению с приводит к заклиниванию ламелей 7 между поверхност ми 8 и 9 при их перемещении к периферии коллектора . При этом ламели 7 не будут выталкиватьс  на периферию коллекто ра под действием упругих подвижных частей 9 элементов 5 токоподвода.

Увеличение угла d по сравнению с /микс исключает аксиальное смещение подвижных частей 9 элементов 5 токоподвода при нажатии щеток на ламели 7, что в свою очередь делает невозможным смещение последних в направлении оси вращени  коллектора и нарушает работоспособность коллектора .

Шайба 3 фиксируетс  на втулке 1 с помощью запорного элемента 10 в виде разрезного кольца, размещенного в кольцевом пазу 11 на втулке 1.

На фиг.2 показано расположение . элементов 5 токоподвода и их подвижных частей 9 по окружности коллектора , а также размещение концов ламелей 7 в пазах 6 шайбы 3.

На фиг.З изображены выступ 12 на втулке 1 и паз 13 на шайбе 3, служащие дл  фиксировани  соосного расположени  отверстий 4 и пазов 6.

Втулка 1 и шайба 3 выполнены из пластмассы или другого подобного изол ционного материала. Ламели 7 изготовлены из латунных или стальных прутков. Концы ламелей 7 скруглены, что уменьшает силы трени  о поверхности 8 и 9 при их перемещении относительно корпуса. Элементы 5 гокопод вода выполнены из металлических пружин щих пластин. Запорный элемент 10 изготовлен из стальной упругой проволоки .

Таким образом, ламели 7 в стати - ческом положении коллектора наход тс  на периферии, и упираютс  в верхние стенки отверстий 4 и пазов 6 во фланце 2 и шайбе 3, и могут перемещатьс  , при приложении к ним усилий, в пределах величины, определ емой разностью диаметров отверстий 4, пазов 6 и ламелей 7. При этом сохран етс  электрический контакт между ла- мел ми 7 и подвижными част ми 9 элементов 5 токоподвода.

Коллектор работает следующим образом .

Под действием центробежных сил ламели 7 прижимаютс  к контактной поверхности щетки, что обеспечивает устойчивое контактирование каждой из ламелей 7 со щеткой. При этом профиль коллектора под щеткой выравниваетс  в соответствии с профилем контактной поверхности щетки, поскольку ламели 7 перемещаютс  к периферии коллектора до тех пор, пока они не упрутс  в контактную поверхность щетки . Перемещение ламелей 7 к периферии коллектора также обеспечиваетс  наклоном поверхностей, в которые упираютс  ко.нцы ламелей 7 (дно глухого отверсти  и свободный конец элемента 5 токоподвода относительно друг друга , как это показано на чертеже.

Устойчивое контактирование ламелей 7 со щеткой позвол ет выравн ть величины контактных сопротивлений ,между отдельными ламел ми 7 и щеткой, что обеспечивает идентичность коммутационных циклов в механическом отношении . При этом ширина зоны безыскровой работы машины, определ юща  ее коммутационную устойчивость, возрастает . Снижаетс  уровень искрени  под щеткой, повышаютс  срок службы и надежность работы электрической машины, уменьшаютс  радиопомехи. Интенсивность механического изнашивани  щеток и ламелей 7 в предлагаемой конструкции коллектора меньше, чем в известной , поскольку необходимое дл  безотрывного контактировани  щеток с ламел ми 7 контактное давление здесь снижено и имеет место частична  замена трени  сукольжени  щетки о ламели 7 на трение качени , так как последние могут проворачиватьс  в отверсти х 4 и пазах 6. Это обеспечивает увеличение ресурса работы .коллектора щеточного узла.

0

5

0

5

0

5

0

5

Кроме того, предлагаема  конструкци  коллектора позвол ет производить замену ламелей 7 после их предельно возможного износа. Дл  этого извлекаетс  ламель 7 из кольцевого паза 6. Снимаетс  шайба 3 и вынимаютс  ламели 7. Сборка коллектора с новыми ламел ми 7 осуществл етс  в обратном пор дке. Возможность замены ламелей 7 в услови х ремонтных мастерских также значительно продлевает срок службы коллекторно-щеточного узла и машины в целом.

Таким образом, использование предложенной конструкции коллектора наиболее предпочтительно дл  высокоскоростных машин малой мощности с длительным сроком службы, где она обеспечивает существенное повышение надежности контактировани  щетки с ламел ми и увеличение ресурса работы узла токосъема.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Коллектор электрической машины, содержащий втулку с фланцем и шайбой на ее торцах, токопровод щие ламели и элементы токоподвода, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности контактировани  ламелей со щеткой и увеличени  ресурса его работы, ламели выполнены цилиндрической формы, токоподводы выполнены в виде пружин щих пластин, в шайбе выполнены пазы, во фланце соосно с пазом - сквозные отверсти , один конец каждой ламели установлен с зазором в соответствующем пазу шайбы , другой также с зазором размещен в соответствующем сквозном отверстии фланца, выступает за его внешнюю поверхность и электрически соединен с пружин щим-концом соответствующего токоподвода.

   0t/2.2

   Видб

   Фиг.З