ЩЕТОЧНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к электротехнике, а более конкретно к щеточным узлам электрических машин.
Известен щеточный узел электрической машины (патент №2076410, МПК 6 H 01 R 39/40, опубл. 1997.03.27), включающий держатель, обойму, щетку, подпружиненную в сторону коллектора и посредством жгутика электрически связанную с контактом для внешнего подключения, в держателе и обойме выполнены пазы, имеющие узкую и широкую части для введения и установки контакта для внешнего подключения, причем последний установлен в широкой части паза и зафиксирован пружиной. Для сборки щеточного узла электрической машины вводят контакт в держатель и обойму и его фиксируют, контакт вводят в узкий продольный паз держателя и обоймы, перемещают в широкий поперечный паз, затем разворачивают на 90° и фиксируют в широком поперечном пазу путем поджатия пружиной, взаимодействующей со щеткой.
Известен щеточный узел коллекторного электродвигателя малой мощности, (а.с. №1636902, МПК H 01 R 39/40, опубл. 23.03.91. г., Бюл. №11), который состоит из обоймы, щетки с токоподводом, жестко закрепленным в ее верхнем торце, колпачка обоймы с встроенным в него токоподводом, и нажимной пружины. Колпачок в центральной части обоймы снабжен цилиндрическим приливом, имеет сквозное отверстие и боковой паз в этом приливе глубиной, равной половине диаметра прилива, причем длина токоподвода щетки, расстояние от нижнего торца обоймы до паза и величина минимально допустимого перекрытия щетки обоймы обеспечивают удержание щетки в обойме.
Известны электрические машины с электрощеточным устройством, содержащем щетку, установленную в щеткодержателе с возможностью перемещения вдоль его оси. Щетка скреплена с магнитом или
электромагнитом, над которым расположен ферромагнитный сердечник с обмоткой, подключенной к источнику управления. Устройство позволяет создать новые электрические машины и механизмы (патент №2047252 МПК 6 Н 01 R 39/52, опубл. 1995.10.27).
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является щеточный узел электрической машины, содержащий щеткодержатель со щеткой, прижимную пружину и токоведущий кабель (А.И.Вольдек. Электрические машины. Издательство «Энергия», Москва, 1964 г., Ленинград, стр.32).
В процессе работы нижняя контактная часть щетки изнашивается и при определенном износе щетка со встроенным в нее со стороны верхней части токоведущим кабелем подлежит выбросу, что приводит к снижению ресурса работы, увеличению времени демонтажа и снижению экономичности. Кроме того, динамические показатели щеточного узла недостаточно высоки из-за неполного контакта поверхности щетки с поверхностью щеткодержателя, что снижает качество коммутации при эксплуатации щеточного узла.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении ресурса работы щетки, упрощении процесса ремонта, обеспечении безотходной технологии ремонта и повышении качества коммутации при эксплуатации щеточного узла.
Технический результат достигается тем, что в щеточном узле электрической машины, включающем щетку, установленную в щеткодержателе и подпружиненную в сторону коллектора электрической машины, новым является то, что щетка выполнена составной, состоит, по меньшей мере, из двух частей, расположенных по высоте щеткодержателя и выполненных с возможностью свободного контакта друг с другом по своим контактным поверхностям, при этом между контактными поверхностями частей щетки имеются прокладки из электропроводящего материала более мягкого, чем материал щетки, или на нижней контактной поверхности
каждой составной части щетки имеются рифления, или прорези, или углубления, или отверстия.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, где:
1 - щеткодержатель; 2 - верхняя часть щетки; 3 - нижняя контактная часть щетки; 4 - нажимная пружина с курком; 5 - коллектор электрической машины; 6 - прокладки из электропроводящего материала.
Щеточный узел электрической машины включает щеткодержатель 1, в котором размещена составная щетка, состоящая, например, из, расположенных по высоте щеткодержателя 1 двух частей: верхней 2, со стороны которой щетка подпружинена курком нажимной пружины 4 в сторону коллектора 5 электрической машины, и нижней 3, контактирующей с коллектором 5 электрической машины, при этом составные части 2 и 3 щетки выполнены с возможностью свободного контакта друг с другом по своим контактным поверхностям. Между контактными поверхностями составных частей 2 и 3 щетки и со стороны нижней поверхности составной части 3 щетки, контактирующей с коллектором 5 электрической машины, имеются прокладки 6 из электропроводящего материала более мягкого, чем материал щетки (П.С.Лившиц, Скользящий контакт электрических машин, «Энергия» Москва, 1974, стр.21-22), или на нижней контактной поверхности каждой составной части щетки имеются рифления, или прорези, или углубления, или отверстия.
Прокладки 6 зафиксированы на нижней поверхности каждой составной части щетки, например, электропроводящим клеевым соединением.
Работает щеточный узел следующим образом.
При включении электромашины электрический ток через щеткодержатель 1 поступает на щетку - ее верхнюю 2 и нижнюю 3 части, установленные с возможностью свободного контакта по своим контактным поверхностям. Курок нажимной пружины 4 прижимает щетку к коллектору 5 электрической машины. В процессе эксплуатации электрической машины в щеточном узле изнашивается нижняя контактная часть 3 щетки и по мере ее
износа верхняя часть 2 щетки опускается вниз щеткодержателя 1. При замене щетки электрическую машину отключают, отжимают курок нажимной пружины 4 и на опущенную вниз щеткодержателя 1 верхнюю часть 2 щетки устанавливают новую часть с зафиксированной на ее нижней поверхности прокладкой 6, при этом новая часть становится верхней и ее подпружинивают курком нажимной пружины 4. Прокладки 6 позволяют осуществить надежный контакт составных частей 2 и 3 щетки между собой и нижней поверхности щетки с коллектором 5 электрической машины без их предварительной притирки.
Выполнение на нижней контактной поверхности каждой составной части щетки рифлений, или прорезей, или углублений, или отверстий также обеспечивает плавную притирку нижней части 3 щетки с коллектором 6 электрической машины в начальной стадии приработки к поверхности коллектора 6. Это уменьшает трудоемкость монтажа за счет того, что не требуется предварительной притирки на специальном стенде, а также улучшает коммутационный процесс в начальной стадии работы электрической машины. Прокладки 6 могут быть зафиксированы на поверхностях частей щетки электропроводящим клеевым соединением.
Щетка может состоять как из двух, так и более составных частей. В процессе эксплуатации электрической машины происходит процесс непрерывной и последовательной выработки частей щетки, что обеспечивает безотходную технологию ремонта щеток, а также снижает трудоемкость процесса ремонта щетки в щеточном узле электрической машины.
В процессе работы каждая часть 2 и 3 щетки свободно (независимо друг от друга) контактирует с поверхностью щеткодержателя 1, что увеличивает общую поверхность контакта и снижает сопротивление контакта, улучшая условия перехода тока в зоне контакта, при этом улучшается динамика работы за счет разделения массы электрощетки. Происходит рассогласование в пространстве векторов виброскорости и
виброускорения отдельных масс, что повышает качество коммутации при эксплуатации щеточного узла.
Таким образом, предлагаемый щеточный узел надежен в работе, прост и удобен в обслуживании и ремонте, обеспечивает безотходную технологию ремонта, что снижает эксплуатационные затраты, и кроме того, снижается влияние динамических факторов, повышая качество коммутации при эксплуатации щеточного узла.