УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОЛЛЕКТОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
DEVICE FOR MOTOR COMMUTATOR MACHINING

Устройство для обработки коллектора электродвигателя относится к технологическому оборудованию для ремонта коллекторов электрических машин постоянного тока, в частности коллекторов тягового электродвигателя локомотива.
Известно устройство для ремонта коллекторов электродвигателей, содержащее рабочий инструмент, механизм перемещения рабочего инструмента вдоль и поперек оси коллектора, узел крепления устройства на корпус электродвигателя (заявка №2001134251, RU от 20.12.2001 г., МПК H01R 43/06).
Недостатком данного устройства является низкая точность обработки коллектора электродвигателя вследствие отсутствия в устройстве механизма настройки параллельности движения рабочего инструмента относительно оси коллектора.
Известно также устройство для обработки коллекторов электрических машин, содержащее рабочий инструмент, установленный на подвижной каретке, механизм перемещения подвижной каретки, размещенный на основании, для закрепления устройства на корпусе электродвигателя основание снабжено узлом крепления (патент №2286627, RU от 29.03.2005 г., МПК H01R 43/14).
Данное устройство, являющееся наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков, имеет возможность настройки движения рабочего инструмента только в одной плоскости, что также не обеспечивает необходимую точность обработки коллектора электродвигателя.
Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности обработки коллектора электродвигателя, расширение технологических возможностей оборудования для ремонта электродвигателей.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обработки коллектора электродвигателя, содержащем рабочий инструмент, установленный на подвижной каретке, механизм перемещения подвижной каретки, размещенный на основании, для закрепления устройства на корпусе электродвигателя основание снабжено узлом крепления, узел крепления выполнен в виде базовой плиты, установленной и закрепленной на корпусе электродвигателя, для обеспечения параллельности перемещения рабочего инструмента относительно оси коллектора основание установлено и закреплено на базовой плите на регулировочных опорах, в качестве рабочего инструмента использован резец, установленный в резцедержателе, при этом резцедержатель закреплен на подвижной каретке. Кроме этого, в качестве рабочего инструмента возможно использование шлифовального бруска, установленного в оправку, закрепленную на подвижной каретке. Для контроля поверхности коллектора в качестве рабочего инструмента использован измерительный индикатор, установленный в оправку, закрепленную на подвижной каретке.
Такое конструктивное выполнение устройства для обработки коллектора электродвигателя позволяет точно настраивать рабочий инструмент в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что увеличивает точность обработки поверхности коллекторов электродвигателей, расширение номенклатуры используемых рабочих инструментов позволяет расширить технологические возможности устройства при ремонте электродвигателей, а также увеличить номенклатуру обрабатываемых электродвигателей.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что узел крепления выполнен в виде базовой плиты, установленной и закрепленной на корпусе электродвигателя, для обеспечения параллельности перемещения рабочего инструмента относительно оси коллектора основание установлено и закреплено на базовой плите на регулировочных опорах, для обточки коллектора электродвигателя в качестве рабочего инструмента использован резец, установленный в резцедержателе, при этом резцедержатель закреплен на подвижной каретке, для шлифования коллектора в качестве рабочего инструмента использован шлифовальный брусок, установленный в оправку, закрепленную на подвижной каретке, для контроля поверхности коллектора в качестве рабочего инструмента использован измерительный индикатор, установленный в оправку, закрепленную на подвижной каретке. Такое отличие от прототипа дает возможность утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения «новизна». Сравнение предлагаемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлено устройство для обработки коллектора электродвигателя, смонтированное на корпусе тягового электродвигателя локомотива, в режиме обточки, общий вид; на фиг.2 - устройство для обработки коллектора электродвигателя в сборе, главный вид, операция обточки коллектора; на фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.7 - установка базовой плиты на корпусе электродвигателя; на фиг.8 - разрез Д-Д на фиг.7; на фиг.9 - настройка устройства на операцию шлифования коллектора электродвигателя; на фиг.10 - настройка устройства на операцию контроля поверхности коллектора электродвигателя.
Устройство для обработки коллектора 1 (Фиг.1) электродвигателя 2 содержит подвижную каретку 3 с рабочим инструментом. Подвижная каретка 3 установлена с возможностью перемещения по направляющим 4 и 5 во взаимно перпендикулярных направлениях. Механизм перемещения подвижной каретки 3 (Фиг.2, 3) выполнен в виде приводных рукояток 6, 7 с соответствующими ходовыми винтами 8 и 9. Механизм перемещения подвижной каретки 3 смонтирован на основании 10 устройства. Основание 10 устройства установлено на базовой плите 13 с опорой на регулировочные опоры 11, 12. Основание 10 устройства закреплено на базовой плите болтом 14 и гайкой 15 с прихватом 16. Базовая плита 13 закреплена на торцевой поверхности коллекторного люка 17 с помощью болта 14 и фасонной гайки 19, накрученной на шпильку 20.
Устройство для обработки коллектора электродвигателя, например тягового электродвигателя локомотива, работает следующим образом.
Локомотив выставляют над ремонтной ямой. Домкратом (не показан) приподнимают колесную пару над головкой рельса вместе с предназначенным для ремонта тяговым электродвигателем 2 (Фиг.1). Снимают крышку коллекторного люка 17 (Фиг.5), полностью выкрутив штатный болт из верхнего отверстия 22. В коллекторный люк 17 вводят прихват 21 со шпилькой 20, свободный конец которой пропускают через свободное отверстие 22. Базовую плиту 13 устанавливают на шпильку 20 (Фиг.7) и на болт 14. На свободный конец шпильки 20 накручивают фасонную гайку 19. Затягивают фасонную гайку 19 и болт 14, закрепляя базовую плиту 13 на корпусе электродвигателя 2 (Фиг.8). Затем на базовую плиту 13 монтируют основание 10 устройства. Основание 10 устройства своими направляющими пазами 23 (Фиг.4) устанавливают в проточку 24 фасонной гайки 19 (Фиг.5) и на стержень болта 14 (Фиг.2). При этом основание 10 устройства опирается на базовую плиту 13 регулировочными опорами 11 и 12. Для обеспечения требуемой точности обработки поверхности коллектора 1 электродвигателя 2 производят настройку параллельности движения рабочего инструмента относительно продольной оси коллектора 1 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Для этого вращают регулировочные опоры 11 и 12 (Фиг.3, 6) в их резьбовых отверстиях, добиваясь требуемой параллельности передвижения рабочего инструмента относительно продольной оси обрабатываемого коллектора 1 в одной плоскости. Фиксируют положение регулировочных опор 11 и 12 соответствующими стопорными гайками 11.1 и 12.1. Необходимое положение рабочего инструмента в плоскости, перпендикулярной первой, добиваются радиальным смещением основания 10 устройства в пределах зазоров между шпилькой 20, болтом 14 и направляющими пазами 23. Основание 10 устройства, выставленное в заданное положение относительно коллектора 1, окончательно закрепляют на базовой плите 13 гайкой 15 с прихватом 16 и болтом 14.
Для осуществления операции обточки в качестве рабочего инструмента используют токарный резец 25 (Фиг.2, 3). Для этого резец 25 устанавливают в резцедержатель 26 и зажимают винтами 27 через электроизолирующие прокладки 28. Устройство готово для операции обточки коллектора 1.
На обмотку электродвигателя 2 подают электропитание. Приподнятая домкратом (не показан) над головкой рельса колесная пара начинает вращаться. Изменением напряжения электропитания, подаваемым на обмотки электродвигателя 2, добиваются необходимого числа оборотов коллектора 1. Вращают рукоятки 6 и 7 механизма перемещения, осуществляют продольное и поперечное перемещения подвижной каретки 3 вместе с резцом 25 по направляющим 4 и 5, осуществляя обточку коллектора 1 до заданных размеров. Электроизолирующие прокладки 28 изолируют резец 25 от корпуса устройства и корпуса электродвигателя 2, обеспечивая работоспособность устройства.
Для операции шлифования в качестве рабочего инструмента используют шлифовальный брусок 29 (Фиг.9). Шлифовальный брусок 29 закреплен в электроизолирующей оправке 30. Электроизолирующая оправка 30 установлена на осях 31 и подпружинена пружиной 32. Аналогично осуществления операции обточки включают электродвигатель 2 и, вращая рукоятки 6 и 7, перемещают подвижную каретки 3 вместе со шлифовальном бруском 29 по направляющим 4 и 5, производят операцию шлифовки поверхности коллектора 1 до заданных параметров шероховатости и размеров.
Для операции контроля, например, для проверки радиального биения коллектора 1 или параллельности движения рабочего инструмента относительно продольной оси коллектора 1, в качестве рабочего инструмента использован измерительный индикатор 33, установленный в оправку 34 (Фиг.10). Индикатор 33 связан с контролируемой поверхностью коллектора 1 через толкатель 35 и наконечник 36. Вращая рукоятку 7, перемещают измерительный индикатор 33 в необходимое положение. Наконечник 36 приводят в контактное взаимодействие с поверхностью коллектора 1. Вращая с заданной скоростью коллектор 1, по показаниям индикатора 33 проводят измерение радиального биения обработанной поверхности. При неподвижном коллекторе 1 вращают рукоятку 7, перемещают измерительный индикатор 33 вдоль коллектора 1, определяют отклонение от линейности поверхности коллектора 1.
Использование в устройстве для обработки коллектора электродвигателя узла крепления в виде предварительно закрепленной базовой плиты 13 и регулировочных опор 11 и 12 обеспечивает возможность точной настройки рабочего инструмента в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что увеличивает точность обработки поверхности коллекторов электродвигателей. Расширение номенклатуры используемых рабочих инструментов позволяет существенно увеличить технологические возможности устройства при ремонте электродвигателей, а также номенклатуру обрабатываемых электродвигателей.