Материал: Конструкции электрических машин малой мощности. Орлов В.В., Анненков А.Н

66

смесь отжигается при температуре (800 1400) оС. Из полученных блоков или плит механическим способом получают требуемые размеры щеток.

При конструировании электрических щеток принимаются во внимание как требования к проектируемой машине, так и общие требования к щеткам, вытекающие из условий заделки токоведущих проводов, ее геометрических размеров и пр. Выбор марки щеток основывается главным образом на обобщении многолетнего опыта эксплуатации, так как химический состав и технология изготовления не позволяют точно определить поведение электрощетки в тех или иных условиях. Систематизация накопленного опыта дает возможность найти общие закономерности в методах подбора марок щеток:

1). По мере возрастания содержания меди повышается допустимая плотность тока с одновременным снижением коммутационных свойств.

2). При увеличении содержания легирующих добавок возрастает допустимая окружная скорость, увеличивается перегрузочная способность щетки по току и обеспечивается работа в тяжелых коммутационных условиях.

Наиболее широко применяются следующие марки щеток: 1). Медно-графито-свинцовые МГС5.

2). Медно-графито-свицовисто-оловянные МГС-7; МГС-8; МГС-74. 3). Графитовые ВТ-7.

2.6.2. Установка щеток

Радиальные щетки применяются для машин малой и средней мощности, а также для реверсивных машин рис.2.52. Одним из основных недостатков радиальных щеток является наличие нескомпенсированного опрокидывающего момента от силы трения Fтр . Результатом действия этого момента может быть неравномерный износ поверхности, соприкасающейся с коллектором или контактным кольцом: появление выработок на боковых сторонах в местах соприкосновения со стенками щеткодержателя (место А и В), зависание щетки в обойме щеткодержателя по месту выработок и увеличение искрения. Чтобы избежать этого необходимо обеспечить минимальный зазор между обоймой щеткодержателя и коллектора, а также

67

минимальный зазор между боковыми сторонами щетки и стенками щеткодержателя. Радиальный зазор даже для машин большой мощности никогда не должен превышать 1,5 мм, а для машин малой и средней мощности

- (0,8 1) мм.

Реактивные щетки применяются для машин средней и большой мощности. Схема такой щетки приведена на рис.2.53. При установке

щеткодержателя часто отсутствует. На реактивную щетку действуют следующие силы:

1). Р - сила, развиваемая щеточной пружиной. 2). Fтр- сила трения щетки;

3).Q - реакция со стороны поверхности скольжения, направленная по нормали к этой поверхности.

4). N - сила прижатия щетки к стенке щеткодержателя. Выразим Q через давление щетки на коллектор:

68

опыту конструирования эта сила не должна быть меньше ¼ силы прижатия щетки к коллектору. При малых N имеет место вибрация щетки.

Если у реактивной щетки изменить направление вращения коллектора, то изменится направление действия силы трения. Щетка с такой установкой получила название "волочащаяся" (рис.2.54). Характерной особенностью этих

2.6.3. Щеткодержатели

Щеткодержатель выполняет следующие функции:

1). Определяет положение щетки относительно коллектора или контактного кольца в осевом или радиальном направлении.

2). Позволяет щетке по мере износа свободно перемещаться в радиальном направлении.

3). Осуществляет с помощью пружины постоянное нажатие на щетку с требуемым давлением.

4). Изолирует щетку и ее выводной конец от остальных частей машины. Требования, предъявляемые к конструкции щеткодержателя:

1). Обеспечение свободного радиального перемещения щетки.

69

2). Сохранение постоянного нажатия на коллектор или контактное кольцо.

3). Интенсивное охлаждение щетки.

4). Отсутствие вибраций как самого щеткодержателя, так и щетки при работе машины.

5). Удобство осмотра и смены щеток.

6). Минимальная масса.

Постоянство нажатия на щетку обеспечивается характеристикой пружины. Отсутствие вибраций - жесткостью конструкции щеткодержателя и мест его крепления. Далее рассмотрим наиболее распространенные конструкции щеткодержателей.

В машинах малой мощности широкое применение получили щеткодержатели капсульного типа: конструкция приведена на рис.2.56.

Рис.2.56

В щеткодержателях такого типа ипользуются цилиндрические спиральные пружины сжатия. Обойма щеткодержателя 3, имеющая на наружной поверхности сетчатую накатку, опрессованную пластмассой 4. Слой пластмассы служит для изоляции щеткодержателя от корпуса машины. Канатик от щетки 1 впаян в отверстие направляющей 2. Нажатие на щетку осуществляется цилиндрической пружиной, которая упирается одним своим торцом на щетку, а другим на направляющую. Регулировка давления на щетку осуществляется с помощью болта 5.

Широкое применение в машинах средней мощности нашли штампованные или литые щеткодержатели, закрепленные на кольце из пластмассы (суппорт). Конструкция показана на рис. 2.57.

Преимуществом этой конструкции является то, что все щеткодержатели 1 со щеточными пружинами 3 закреплены на общем пластмассовом кольце 2 с помощью заклепок 4. Это дает возможность их точной центровки относительно оси вращения.