Нетокопроводящая шлифовальная щетка для токосъемных колец и коллекторов электрических машин

Полезная модель относится к области электромашиностроения, в частности к коллекторным электрическим машинам постоянного тока общепромышленного и авиационного исполнения.
На поверхности коллектора или контактного кольца часто образуются нетокопроводящие пятна - «нагары», представляющие собой толстые оксидные пленки, также отмечается появление пятен – налетов химического происхождения. Кроме того в определенных атмосферных условиях и неблагоприятных коммутационных режимах  работы электрической машины часто сопровождающихся повышенным искрением  происходит образование политурной пленки  высокой  толщины и сопротивления. Эти процессы ухудшают токораспределение по параллельно работающим щеткам, при этом значительно  увеличивается искрение, приводящее к повышенному износу штатных угольных щеточных материалов. Также по этой причине при отсутствии профилактических мероприятий часто происходит электромеханическая эрозия коллекторов и колец, при этом износ выходит за пределы ремонтных размеров с последующей отбраковкой колец и коллекторов. На мощных электрических машинах это приводит к большим дополнительным капиталовложениям как на  ремонтные мероприятия из-за необходимости  замены контактных пар на новые  и финансовые потери на приобретение новых контактных пар, так   и увеличение  трудоемкости демонтажно-монтажных мероприятий.
Шлифующие щетки производят эффективную очистку поверхности коллектора или кольца электрической машины без нарушения профиля поверхности колец или коллектора. Вследствие низкой адгезии к металлической поверхности талька, его шлифовальная пыль легко выдувается из зоны контакта. Использование отработанных щеток как носителя шлифующего брикета повышает материалоемкость технологии и позволяет легко подвести размер шлифующего брикета подтипа - размер штатной щетки.
В настоящее время проблему устранения «нагаров» решают ручным механическим снятием шлифовальными шкурками или шлифовальными брусками (камнями), имеющими в зависимости от конструкции варианты исполнения с прижимными ручками (рукоятками, кольцами) и имеют маркировки 90602N - 90672N, а также дополнительные обозначения зернистости шлифовального камня (С, M, F, Р). При этом рекомендуется вести обработку сначала крупнозернистым бруском, а затем последовательно несколькими брусками с постепенно убывающей величиной зерен от С до Р, что представляет собой сравнительно трудоемкую задачу. Эти приспособления имеют существенный недостаток, определяемый субъективным прижимным воздействием обслуживающего - ремонтного персонала. Кроме того, твердые зерна абразивной составляющей шлифовальных камней и брусков шаржируют (насыщают) материал поверхностного слоя коллектора или кольца, что ведет к повышению интенсивности электроэрозионного изнашивания коллектора и щеток. Дополнительно, твердые абразивные материалы  приводят к образованию завалов на краях пластин глубиной до 0,2 ÷ 0,5мм, уменьшающих площадь контакта коллектор щетка, кольцо-щетка.
Все это  часто  приводит к неравномерной выработки металлической поверхности и как результат - повышенного уровня искрения.
В некоторых проблемных  случаях требуется повторная трудоемкая операция фрезерной обработкой цилиндрической вращающей поверхности  [http://vse-lekcii.ru/zheleznodorozhnyj-transport/hladotransport/remont-elektricheskih-mashin].Использование токарного резца чаще всего с режущей частью из вольфрамо-кобальтовых сплавов типа ВК-8 для обточки рабочей поверхности коллектора или токосъемного кольца часто сопровождается образованием заусенец на кромках коллекторных пластин и колец, снижающих коммутацию машин постоянного тока. Операция, связанная с зачисткой заусенцев, является крайне трудоемкой и осуществляется вручную.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в быстрой эффективной очистке поверхности коллекторов или контактных колец электрических машин без трудоемких монтажно-демонтажных работ и ручного механического снятия нагаров  или политурной пленки повышенной толщины и сопротивления    шлифовальными брусками.
Технический результат достигается тем, что приспособление для шлифования представляет собой нетокопроводящую шлифовальную щетку, из композиционного материала, полученного термической обработкой при смешении порошка технического талька марок ТРПН или ТРПВ  [ГОСТ 19729 – 74] и бакелитового лака марки ЛБС-1 или ЛБС-5 [ГОСТ 901- 2017]  в пропорции 87,5:12,5,  приводящее  к образованию резитной смеси, вследствие полимеризации лака  и  подвергаемой последующему прессованию.
Шлифовальные щетки  равны по длине  ширине  отработанным токосъемным щеткам и устанавливают  на каждую дорожку коллектора. Каждая шлифовальная щетка скрепляется с клеем с отработанной штатной щеткой и подпружинивается в щеткодержателе  штатной щеточной пружиной.
На фигуре представлен щеточно-коллекторный узел, который имеет в своем составе: коллектор 1, токосъемные щетки 2 в штатных щеткодержателях 3, шлифовальную щетку 4, скрепленную клеем с отработанной штатной щеткой 5.
Работа предлагаемого технического решения в щеточно-коллекторном  узле осуществляется следующим образом. При вращении коллектора шлифующие щетки очищают поверхность коллектора или контактного кольца, по которой скользят токосъемные щетки.
В случае использования предлагаемой полезной модели в значительной мере увеличивается точность сопряжения шлифовального брикета с очищаемой поверхностью по сравнению с прототипами, увеличивается производительность процесса, составляющего 10-15 мин, уменьшается трудоемкость операции шлифования.