SU1534577A1

SU1534577A1 - Щеткодержатель электрической машины

Info

Publication number: SU1534577A1
Application number: SU874291864A
Authority: SU
Inventors: Сергей Ильич Качин
Original assignee: Томский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1987-08-03
Filing date: 1987-08-03
Publication date: 1990-01-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, снабженных коллекторами, имеющими подвижные пружин щие ламели. Целью изобретени вл етс повышение надежности контактировани за счет стабилизации положени щетки в динамике устройства. Щеткодержатель содержит корпус 1, в котором помещены щетка 2, нажимна пружина 3, воздействующа на нерабочую поверхность щетки через промежуточное пружин щее устройство, включающее опорную пластину 4, пружины 5 сжати и нажимной элемент 6, а также по крайней мере один фиксирующий элемент 7. При этом нажимной элемент 6 одним торцом контактирует с щеткой 2. На нажимной элемент 6 насажен фиксирующий элемент 7, с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжати , охватывающей нажимной элемент, другой конец которой и второй торец нажимного элемента опираютс на одну поверхность опорной пластины 4, на противоположную поверхность которой опираетс нажимна пружина 3. Фиксирующий элемент 7 прижат промежуточным пружин щим устройством к корпусу 1 щеткодержател и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным поверхност м "A", при этом зона пересечени наклонных поверхностей обращена от щетки 2. 4 ил.

Description

Фиг.1

ностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжати , охватывающей нажимной элемент , другой конец которой и второй торец нажимного элемента опираютс на одну поверхность опорной пластины k, на противоположную поверхность которой опираетс нажимна пружина 3.

Фиксирующий элемент 7 прижат промежуточным пружин щим устройством к корпусу 1 щеткодержател и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным поверхност м а, при этом зона пересечени наклонных поверхностей обращена от щетки 2. ил.

Изобретение относитс к электроехнике и может быть использовано в лектрических машинах, снабженных оллекторами, имеющими подвижные пруин щие ламели.20

Целью изобретени вл етс повы- ение надежности контактировани за счет стабилизации положени щетки в инамике устройства.

На фиг.f представлен щеткодержа- 25 тель, продольный разрез} на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1$ на фиг.З фрагмент устройства (повернуто на 90°) в зоне расположени наклонных поверхностей; на фиг. т диаграмма усилий, 30 действующих на элементы устройства.

Щеткодержатель содержит корпус | в котором помещены щетка 2, нажимна пружина 3, опорна пластина k, пружина 5 сжати , нажимной элемент 6, ,с а также по крайней мере один фиксирующий элемент 7. При этом нажимной элемент 6 одним своим торцом контактирует со щеткой 2, на нажимной элемент 6 насажен фиксирующий элемент 7, 40 с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжати , охватывающей нажимной элемент, второй конец которой и второй торец нажимного 45 элемента опираетс на одну поверхность опорной пластины k, на противоположную поверхность которой опира- е-тс нажимна пружина 3. Фиксирующий элемент 7 прижат пружиной 5 сжати к сп корпусу 1 щеткодержател и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным (с углом наклона сО поверхност м а, при этом зона b пересечени наклонных поверхностей обращена от щетки 2. Токопро- вод щий канатик 8 щетки 2 проходит через отверсти в нажимном элементе 6, опорной пластине , нажимной пру55

0

5 0

с 0 5 п

5

жине 3 и соедин етс с ограничительной шайбой 9, расположенной между нажимной пружиной 3 и шайбой ТО токо- подвода 11, выход щего из щеткодержател через отверстие в крышке 12.

Опорна пластина k выполнена из металла, а нажимной 6 и фиксирующий 7 элементы могут быть изготовлены из металла либо из пластмассы. Возможно также выполнение нажимного элемента 6 и опорной пластины в виде одной детали .

В случае, если отверстие в корпусе 1 щеткодержател имеет пр моугольную форму, нажимной элемент 6 и фиксирующие элементы 7 могут быть выполнены в виде призм. Число фиксирующих элементов 7 может быть равно 1, 2, 3, и т.д.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии сила, действующа на нажимной элемент 6 со стороны щетки 2 (F4, фиг. О уравновешиваетс силой, действующей на нажимной элемент 6 со стороны нажимной пружины 3 (Рн), а также продольными составл ющими (FPinp, F PI np ) сил реакции со стороны фиксирующих элементов 7 (F р, Fp7). При этом силы Fpinf, и F p не превышают сил трени фиксирующих элементов 7 о корпус 1 щеткодержател , завис щих от величины коэффициента трени (К ) и поперечных составл ющих (Рр пв , F fi non ) сил реакции со стороны фиксирующих элементов 7 (Fpi, Гр ), что обеспечивает неподвижность последних в колодце щеткодержател , а следовательно , и нажимного элемента 6 со щеткой 2. Дл этого угол (оО наклона поверхностей контактировани нажимного элемента 6 и фиксирующих элементов 7 должен удовлетвор ть условию

oUarctgKTp.(1)

Так, например, при Ктр 0,2,

d 110.

При выполнении данного услови разность Г у - Гн, какой бы величины- она не была,.компенсируетс силами Рр.,Пр и Г р п„ , что исключает перемещение нажимного элемента 6 и щетки 2 в сторону от дорожки скольжени при любых возмущающих усили х со стороны вращающейс контактной поверхности.

В том случае, когда в результате изнашивани щетки 2 минимальна величина силы F становитс меньше силы

н

происходит смещение нажимного.

элемента 6 со щеткой 2 в сторону дорожки скольжени до тех пор, пока сила Гщ не станет равной силе F . Пр этом фиксирующие элементы 7 под действием пружины 5 сжати следуют за нажимным элементом 6, поскольку силы трени указанных фиксирующих элементов 7 о корпус 1 щеткодержател незначительны , так как силы реакции

Pi

Р2

и их поперечные составл ющие

F

Р2 пс

в этом случае равны

г Р, поп нулю.

В цел х исключени заклинивани нажимного элемента 6 между фиксирующими элементами 7 ПРИ значительных усили х Fw (за счет сил трени , обусловленных силами деформации корпуса 1 щеткодержател , нажимного элемента 6 и фиксирующих элементов 7) целесообразно поверхности контактировани на- жимного элемента 6 с фиксирующими элементами 7 выполн ть обладающими меньшими коэффициентами трени (путем выбора пар трени и соответствующей N

работки поверхностей), чем поверхност

контактировани фиксирующего элемента 7 с корпусом 1 щеткодержател , а угол d должен быть больше критической величины

arctgK , (2) где к т - коэффициент трени нажимного элемента 6 по фиксирую

щим элементам 7. Так, при К 1 О, 1, с/ - 6°.

Следовательно, при К 0,2,

К

тр

0,1 обеспечиваетс полна работоспособность щеткодержател при 6 ° Ј d 11°.

Итак, выполнение поверхностей контактировани фиксирующих элементов с нажимным элементом наклоненными описанным образом приводит к тому, что возникает эффект клина,

53 577b

при этом силы реакции, действующие со стороны фиксирующих элементов на нажимной элемент, имеют продольные

,. составл ющие, направленные в сторону дорожки скольжени и компенсирующие (совместно с усилием нажимного устройства) возмущающие силы, действующие со стороны вращающейс конЮ тактной поверхности на щетку и соответственно на нажимной элемент. Лик- сирующие элементы, как было показано, при этом остаютс неподвижными. Если в результате изнашивани щетки уси15 лиеу действующее со стороны вращающейс контактной поверхности на щетку , становитс меньше, чем усилие, действующее на нажимной элемент со стороны нажимного устройства, то на2о жимной элемент перемещаетс в сторону дорожки свободно, поскольку оно сов

падает с направлением расклинивани нажимного элемента. При этом фиксирующие элементы следуют за нажимным

элементом под действием усилий промежуточного пружин щего устройства.

Прижатие фиксирующих элементов промежуточным пружин щим устройством к корпусу щеткодержател и нажимному

элементу обеспечивает также контактирование указанных частей устройства при любом пространственном положении щеткодержател , т.е. сохран ет пространственную работоспособность щеткодержател .

Таким образом, предложенный щеткодержатель обеспечивает свободное перемещение щетки в направлении к дорожке скольжени и демпфирует ее перемещение в обратном направлении, что повышает стабильность положени щетки в динамике устройства, исключа отрыв щетки от дорожки скольжени , обеспечива тем самым большую, чем в известном надежность контактировани .

Claims

Формула изобретени

Щеткодержатель электрической машины , содержащий корпус, в котором помещена щетка, нажимна пружина, опор на пластина, нажимной элемент, при этом нажимной элемент одним торцом контактирует со щеТкой, на нажимной элемент насажен по крайней мере один фиксирующий элемент, с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины сжати , охватывающей нажимной

элемент, второй конец которой и второй торец нажимного элемента опираютс на одну поверхность опорной пластины, на противоположную поверхность которой опираетс нажимна пружина , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности контактировани за счет стабилизации положени щетки в динамике устройфиг .З

ства, фиксирующий элемент прижат пружиной сжати к корпусу щеткодержател и к нажимному элементу, причем поверхности фиксирующего и нажимного элементов, по которым они взаимодействуют друг с другом, выполнены наклонными , при этом зона пересечени наклонных поверхностей обращена от щетки.

щ

Ррглоп

f .

Фиг.4