МНОГОКАНАЛЬНОЕ ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С НЕПОВОРОТНОЙ ЧАСТИ МАШИН НА ПОВОРОТНУЮ И НАОБОРОТ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в подъемно-транспортных машинах, в частности в автогидроподъемниках и автокранах.
Известно многоканальное токосъемное устройство для передачи электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную, содержащее корпус, внутри которого размещены установленный на подшипниковых опорах скольжения центральный вал, скрепляемый с неповоротной частью машины, и токосъемная часть в виде группы соединенных с корпусом и центральным валом и взаимодействующих между собой неповоротных и поворотных электроконтактов с присоединенными к ним проводами (см. патент РФ №2193810 C2, H01R 39/02, H01R 39/08, 27.11.2002). В данном токосъемном устройстве используются «точечные» контактные пары, которые ограничивают величину пропускаемого через них тока. Кроме того, при необходимости замены контактной пары или загрязнении контактирующих поверхностей необходима разборка всего устройства, что снижает его ремонтопригодность.
Известно также многоканальное токосъемное устройство для передачи электроэнергии и электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную, устанавливаемое на автогидроподъемники (см. Полосин М.Д. Устройство и эксплуатация подъемно-транспортных и строительных машин:
Учеб. для нач. проф. образования - М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 1999, с.252-253, рис.171). Устройство содержит корпус с осевым отверстием, снабженный поводком, связанным с подвижной частью подъемника. Внутри корпуса размещены пустотелая ось с фланцем на одном из ее концов, жестко
скрепляемым с опорной рамой подъемника, и токосъемная часть, включающая одну группу неповоротных электроконтактов и две группы поворотных электроконтактов поджимного типа с присоединенными к ним проводами для соединения электрооборудования, расположенного на поворотной раме подъемника с электрооборудованием неповоротной части и шасси автомобиля. Группа неповоротных контактов выполнена в виде смонтированных на пустотелой оси и токоизолированных друг от друга и от корпуса токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренней поверхности проводами, а каждая группа поворотных контактов включает в себя установленные в щеткодержателях подпружиненные щетки, контактирующие с внешними цилиндрическими поверхностями токопроводящих колец. Группы поворотных контактов смонтированы на выполненных из изоляционного материала стойках, установленных внутри корпуса на его донной части. Данное токосъемное устройство обладает недостаточной эксплуатационной надежностью, так как в каждом коммутируемом канале используется только одна щетка, при этом нарушение контакта между щеткой и металлическим кольцом, например из-за вибраций токосъемного устройства при транспортировке подъемника, или при загрязнении электроконтактов при работе в условиях стройки, приведет к нарушению целостности электрической цепи и отказу оборудования, расположенного на подвижной части автогидроподъемника.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является многоканальное токосъемное устройство для передачи электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную и наоборот, устанавливаемое на автокраны с гидроприводом (см. Полосин М.Д. Устройство и эксплуатация подъемно-транспортных и строительных машин: Учеб. для нач. проф. образования - М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 1999, 101-102, рис.48). Устройство содержит траверсу с осевым отверстием, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, кожухом и двумя стойками, выполненными в виде шпилек для крепления кожуха на траверсе с надетыми на их стержни изоляционными элементами.
На траверсе смонтирована токосъемная часть, включающая одну группу неповоротных контактов в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, снабженную установленным в отверстии траверсы опорным элементом в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и две группы поворотных контактов прижимного типа, каждая из которых включает в себя закрепленные на соответствующей стойке хомуты с подсоединенными к ним проводами и шарнирно закрепленными на каждом хомуте двумя подпружиненными щеткодержателями, на свободных концах которых закреплены щетки, контактирующие с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца.
Данное устройство также обладает недостаточной эксплуатационной надежностью из-за ограниченной вибростойкости.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка токосъемного устройства, обладающего повышенной эксплуатационной надежностью.
Для достижения поставленной задачи в многоканальном токосъемном устройстве для передачи электроэнергии и электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную и наоборот, содержащем траверсу с осевым отверстием, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, кожухом и двумя стойками, выполненными в виде шпилек для крепления кожуха на траверсе с надетыми на их стержни изоляционными элементами, и смонтированную на траверсе токосъемную часть, включающую одну группу неповоротных контактов в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, снабженную установленным в отверстии траверсы опорным элементом в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и две группы поворотных контактов прижимного типа, каждая из которых включает в себя закрепленные на соответствующей стойке хомуты с подсоединенными к ним проводами и шарнирно закрепленными на каждом хомуте двумя
подпружиненными щеткодержателями, на свободных концах которых закреплены щетки, контактирующие с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца, согласно полезной модели, токосъемная часть снабжена третьей группой поворотных контактов прижимного типа с расположением всех стоек вокруг группы неповоротных контактов на равном угловом расстоянии друг от друга.
Группа неповоротных контактов может быть снабжена дополнительным опорным элементом, на котором установлен дополнительный стакан с фланцем, закрепленным на донной части кожуха.
Кроме того, по крайней мере, в одном канале поворотные контакты могут быть расположены в одной плоскости и электрически соединены между собой.
Снабжение токосъемной части третьей группой поворотных контактов прижимного типа с расположением всех трех стоек на равном угловом расстоянии друг от друга обеспечивает надежный контакт в контактных парах «щетка-токопроводящее кольцо» путем автоматического центрирования группы неповоротных контактов относительно поворотных контактов при вибрациях устройства, повышая его эксплуатационную надежность.
Снабжение группы неповоротных контактов дополнительным опорным элементом, на котором установлен дополнительный стакан с фланцем, закрепленным на донной части кожуха, также повышает вибростойкость токосъемного устройства.
Расположение, по крайней мере, в одном канале поворотных контактов в одной плоскости обеспечивает равномерное распределение давления токосъемных щеток на поверхность токопроводящего кольца, что улучшает условия токосъема и снижает износ токосъемных щеток, а электрическое соединение их между собой позволяет уменьшить токовую нагрузку на одну контактную пару.
Технический результат, получаемый при использовании полезной модели, заключается в повышении эксплуатационной надежности устройства.
На фиг.1 представлено предлагаемое токосъемное устройство со ступенчатым расположением поворотных контактов; на фиг.2 - вид Б на фиг.1; на фиг.3 - второй пример расположения поворотных контактов; на фиг.4 - пример исполнения токосъемного устройства с использованием подшипников качения (поворотные контакты условно не показаны); на фиг.5 - токосъемное устройство с закрепленным на нем датчиком азимута.
Токосъемное устройство для электрической связи электрооборудования, расположенного на поворотной раме машины с электрооборудованием неповоротной части содержит траверсу 1 со ступенчатым осевым отверстием 2 с установленной в нем втулкой 3. Траверса снабжена поводком 4 для соединения с поворотной рамой машины, кожухом 5 и тремя стойками 6, выполненными в виде шпилек 7, на стержни 8 которых надеты трубчатые изоляционные элементы 9. Шпильки 7 являются крепежными элементами для кожуха 5. Стойки 6 закреплены на траверсе 1 по окружности, центр которой расположен на оси отверстия 2, на равном угловом расстоянии друг от друга.
На траверсе 1 смонтирована токосъемная часть, включающая одну группу 10 неповоротных контактов и три группы 11 поворотных контактов прижимного типа.
Группа 10 неповоротных контактов включает в себя набор токопроводящих колец 12 с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами 13, изолированных друг от друга и от траверсы с помощью изоляционных колец 14, два металлических кольца 15 и 16, размещенных на торцах указанного набора, и установленный во втулку 3 опорный элемент, выполненный в виде стакана 17 с фланцем 18, скрепляемым с опорной рамой машины. Провода 13 от групп неповоротных контактов собраны в жгут 19, пропущенный через отверстие в дне стакана 17. Кольца 12, 14, 15, 16 и стакан 17 стянуты в единый узел с помощью болтов 20 и гаек 21. Свободные концы проводов 13 снабжены наконечниками (на чертеже не показаны) для подсоединения к оборудованию, расположенному на неповоротной части машины.
Каждая группа 11 поворотных контактов включает в себя закрепленные на соответствующей стойке 6 хомуты 22 с подсоединенными к ним проводами 23. На каждом хомуте 22 шарнирно закреплены два подпружиненных щеткодержателя 24, на свободных концах которых закреплены щетки 25, контактирующие попарно с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца 12. Провода 23 от групп поворотных контактов также собраны в жгут 26, пропущенный через отверстие в боковой стенке кожуха 5. Свободные концы проводов 23 снабжены наконечниками для подсоединения токосъемного устройства к оборудованию, расположенному на поворотной раме машины.
При вращении поворотной рамы машины приводится во вращение траверса 1, связанная с поворотной рамой с помощью поводка 4. Щетки 25 скользят по токопроводящим кольцам 12, обеспечивая электрическое соединение электрооборудования поворотной рамы с электрооборудованием неподвижной части машины.
Описанное устройство является лишь частным примером реализации предлагаемой полезной модели. Понятно, что в зависимости от типа крана, подъемника или другой машины может меняться конструкция токосъемного устройства и его основных узлов при сохранении сути предложенной полезной модели.
На фиг.3 показано токосъемное устройство, в каждом из каналов которого поворотные контакты расположены в одной плоскости и электрически соединены между собой проводами. В этом случае с одним токопроводящим кольцом 12 контактируют шесть щеток, что позволяет уменьшить токовую нагрузку на одну контактную пару.
На фиг.4 показан пример реализации устройства, в котором между поверхностью отверстия 2 и поверхностью стакана 17 установлен подшипник качения 27, а группа 10 неповоротных контактов снабжена дополнительным опорным элементом 28, на котором установлен дополнительный стакан 29 с фланцем 30, закрепленным на донной части 31 кожуха 5 с помощью резьбовых крепежных элементов 32. В стакане 29 размещена втулка 33.
Между поверхностью втулки 33 и поверхностью дополнительного опорного элемента 28 установлен подшипник качения 34. Это позволяет снизить трение в опорах и повысить вибростойкость устройства.
Кроме того, свободные концы стоек 6 дополнительно могут быть связаны между собой с помощью плоского кольца 35, в котором выполнены отверстия под резьбовые части шпилек 7, что обеспечивает совпадение при сборке устройства резьбовых частей шпилек с отверстиями в донной части кожуха и дополнительно повышает вибростойкость устройства.
На фиг.5 показано токосъемное устройство с закрепленным на нем датчиком 36 датчиком азимута, например, потенциометрического типа.
Предлагаемое токосъемное устройство может быть изготовлено промышленным способом на приборостроительном предприятии с использованием серийных щеток и щеткодержателей.