SU964817A1 - Щеткодержатель дл электрических машин - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электромашиностроению , а именно к конструкции наклонного щеткодержател  дл  электрических машин со скольз щим контактом, и может найти применение в авиационных и наземных транспортных генераторах, а также в нереверсивных машинах большой мощности с затрудненными услови ми коммутации.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  щеткодержатель дл  электрических машин, содержащий корпус с пружинодержателем и наклонной щеткой, контактирукшдей нижней гранью с коллектором , а верхней - с цилиндрическим витком рулонной пружины нажати , закрепленной на опорной пластине лружинодержател , который установлен и зафикисрован в корпусе. Подобному щеткодержателю присущи посто нство давлени  на щетку, возможность применени  высоких щеток с увеличенным ресурсом работы, малые потери на трение в нажимной системе, поэтому он может примен тьс  в машинах с затрудненными услови ми коммутации 13.

Недостатком известного щеткодержател   вл етс  то, что он не обеспечивает устойчивость скольз щего контакта и надежность работы щетки во

всем диапазоне изменени  ее высоты. По мере износа щетки и уменьшени  еевысоты надежность и устойчивость контактировани  щетки с коллектором резко снижаютс . Это объ сн етс  тем, что опорна  пластина пружинодержател  с закрепленной на ней рулонной пружиной устанавливаетс  и фиксируетс  в корпусе щеткодержател  параллель10 но центральной оси щетки, а верхн   грань щетки выполнена в виде плоского скоса. Когда щетка не изношена и имеет максимальную высоту, равнодействуюца  всех сил, приложенных к щетке,

15 а именно силы нажати  пружины и реакции коллектора, прижимает щетку боковой гранью к опорной стенке корпуса в точке достаточно близкой к центру опорной стенки. Щетка при этом

Claims (2)

1. 20 устойчиво контактирует как со щеткодержателем , так и с коллектором. Однако по мерэ уменьшени  высоты щетки сила нат жени  пружины, сохран   свое направление, перемещаетс  вмес25 те с верхней гранью щетки к коллектору , а следовательно и равнодействующа  всех сил, прижимак ца  щеаку к опорной стейке корпуса, смещаетс  от центра опорной стенки вниз к ее ниж30 нему краю. Запас устойчивости щетки уменьшаетс  и под вли нием дестабили зирующих факторов, таких как эксцент ричность коллектора, изменение в шир ких пределах угла трени  между щетко и коллектором в зависимости от скоро ти вращени , внешние вибрации, щетка опрокидываетс  на край, противополож ный опорной стенке корпуса, й- начина ет вибрировать, соудар  сь-с опорной ,стенкой и с коллектором. Это приводи к потере устойчивости контакта, сколам и выкр иивани м щетки на острой кромке и ее боковых гран х. Цель изобретени  - повышение надежности работы щеток и повьпиение устойчивости контакта между щеткой и коллектором. Поставленна  цель достигаетс  тем что в щеткодержателе, содержащем корпус с пружинодержателем и наклонной щеткой, контактирующей нижней гранью с коллектором, а верхней - с цилиндрическим витком рулонной пружи ны- нажати , закрепленной на опорной пластине пружинодержател , опорна  пластина пружинодержател  размещена в корпусе с наклоном в сторону, нижней грани щетки, а верхн   граньщетки выполнена вогнутой в виде цилиндри еской поверхности с геометрической осью, параллельной образующей витка рулонной пружины и смещен ной от центральной оси щетки в сторону опорной пластины пружинодержател , причем радиус цилиндрической поверхности верхней грани щетки боль ше , чем -радиус витка рулонной пружины . На фиг. 1 изображен предлагаемый щеткодержатель дл  электрических машин , продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схемы сил, действующих на щетку при ее мakcимaльнoй и минимальной высоте на фиг. 4 дл  сравнени  представлены схемы сил, действукндих на щетку при использовании известного щеткодержател , где прин ты обозначени , аналогичные обозначени м на фиг..З. Щеткодержатель содержит корпус 1 с наклонной щеткой 2, контактирующей своей боковой гранью с опорной стенкой 3 корпуса, нижней гранью - с кол лектором 4, а верхней - с цилиндрическим витком рулонной пружины 5 нажати , закрепленной на опорной пластин б| 6 . Опорна  пластина 6 закреплена на пружинодержателе 7, выполненном в виде и-образной пружинной скобы , фиксируемой в корпусе 1 и прижимающей опорную пластину б к его каправл к цим 8. Опорна  пластина б размещена в корпусе 1 с наклоном в сторону нижней грани- щетки, а верхн   ее грань выполнена вогнутой в виде цилиндричёской поверхности с геометрической осью О (фиг. 3), параллельной образующей витка рулонной пружины 5 и смещенной от центральной оси щетки в сторону опорной пластины 6 пружинодержател  7. Радиус R цилиндрической поверхности верхней грани щетки больше, чем радиус г витка рулонной пружины. Работа щеткодержател  по сн етс  схемой (СИг. 3) , Рулонна  пружина 5 своим цилиндрическим витком с радиусом г создает силу нажати  Р на щетку 2, котора  направлена по нормали к верхней грани щетки в точке касани  м и под углом J к центральной оси щетки. Сила Р 1рижимает щетку к вpaщaю i eмyс  коллектору 4 и создает силу реакции коллектора Q, направленную в сторону его вращени  под углом относительно нормали к поверхности -: коллектора к точке К, где М - угол трени  между, щеткой и коллектором. Силы Р и Q создают равнодействующую силу N, котора  прижимает щетку 2 боковой гранью к. опорной стенке 3 корпуса 1, обеспечива  ее надежную работу в услови х внешних вибраций и устойчивость контакта между щеткой и коллектором, которые тем выше, чем дальше точка С приложени  равнодействующей N находитс  .от краев опорной стенки корпуса - точек А и в. С износом щетки и уменьшением ее высоты точка М приложени  к щетке 2 силы нажати  Р перемещаетс  в двух направлени х - в направлении коллектора 4 параллельно центральной оси щетки на величину МО и в направлении опорной стенки 3 корпуса 1 на величину DM .Движение точки М вниз по линии MD приводит к смещению точки С к нижнему краю опорной стенки 3 корпуса - к точке В, следовательно, к снижению устойчивости контактировани  щетки 2 с опорной стенкой 3 корпуса 1 и с коллектором 4. Однако одновременное движение точки М параллельно линии DM приводит к смещению точки С в направлении верхнего кра  опорной стенки - к точке А и, следовательно , к восстановлению надежности и устойчивости работы щетки. Смещение С в направлении- точки А обусловлено параллельным смещением силы Р к опорной стенке корпуса, на величину ОМ и поворотом силы Р по часовой стрелке вокруг точки М на угол -у - ТГ . Первый фактор обеспечиваетс  тем, что опорна  пластина пружинодержател  размещена в корпусе с наклоном под углом Л к центральной оси щетки в сторону нижней грани щетки, а второй - тем, что верхн   грань щетки выполнена вогнутой в виде цилиндрической поверхности с радиусом R и центром в точке О , смещенной от центральной оси щетки в сторону опорной пластины. Измен   угол Л и отношение ргщнусов R/г.-можно добитьс  дл  каждого конкретного щеткодержател  того что отрезок СС, характеризующий перемещение точки приложени  равнодействующей N по опорной стенке корпуса , бедут равен нулю. Однако практически целесообразнее, чтобы С при минимальной высоте щeтkи была равноудалена от нижнего кра  опорной стен ки корпуса - точки В и верхнего кра  боковой грани щетки. Эффект смещени  точки С в направлении верхнего кра  опорной стенки корпуса тем больше, чем больше угол Л наклона опорной пластины пружи нодержател  к центральной оси щетки и чем ближе к единице отношение R/r. Практически угол Д долженнаходитьс в пределах 5-15°, а отношение R/r должно быть не менее
2. 2. Таким образом, размещение опорной пластины пружинодержател  с наклоном в сторону нижней грани щетки и выпол нение верхней грани щетки в виде .вогнутой цилиндрической поверхности с геометрической Осью, параллельной образующей- витка рулонной пружины, смещенной от центральной оси щетки в сторону опорной пластины пружинодержател  и с радиусом большим, чем радиус цилиндрического витка рулонно пружины позвол ет повысить устойчивость контактировани  щетки с опорной стенкой корпуса, предотвратить тангенциальные вибрации щетки, ее сколы и разрушение, а следовательно. повысить надежность и устойчивость контакта между щеткой и коллектором. Формула изорберетни  Щеткодержатель дл  электрических машин, содержащий корпус с пружинодержателем и наклонной щеткой, контактирующей нижней гранью с коллектором , а верхней - с цилиндрическим витком рулонной пружины нажати , закрепленной на опорной пластине лружинодержателй , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы щетки и повышени  устойчивости контакта между щеткой и коллектором , опорна  пластина пружинодержател  размещена в корпусе с наклоном в сторону нижней грани щетки, а верхн   грань щетки выполнена вогнутой в виде цилиндрической поверхности и геометрической осью, параллельной образующей витка рулонной пружины и смещенной от центральной оси-щетки в сторону опорной пластины пружинодержател , причем радиус цилиндрической поверхности верхней грани щетки больше, чем радиус витка рулонной пружины. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Глускин А.Я. и др. Щеткодержатель зарубежного производства дл  электрических машин.Ч. И. М., Информэлектро , 1970, с.49-50, рис. 54 б, 56 (прототип).

   t I в s

   1Ш772г

   а