Колектор електричної машини

союз совєтсних СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЄСПУБЛИН (19) SU,-J065939 А _ 01 R 39/04 Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ* ОПИСАНИЕ И30БРЕТІ К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3444847/24-07 (22) 2 5 . 0 5 . 8 2 (46) 0 7 . 0 1 . 8 4 . Бюл. № 1 (72) А.П.Колесник f В,А.Желнин, Й.Г.Климов и Л.В.Куэьменко (71) Специальное конструкторское бюро завода ''Электромашина 1 1 (53) 6 2 1 . 3 1 3 . 2 . 0 4 7 . 2 ( 0 8 8 . 8 ) (56) 1. Алексеев А.Ь. Конструкция электрических машин. М.-Л., ГЭИ, 1958. 2. Авторское свидетельство СССР № 527782, кл. Н 01 R 39/04, 1977. (54)(57) 1. КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий комплект коллек торных и изоляционных пластин, установленных на металлической втулке посредством бандажных колец, расположенных в кольцевых пазах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механической прочности, со стороны рабочей поверхности коллекторных пластин выполнены радиальные каналыг поперечные разрезы которых выполнены меньше толщины пластины, радиальные каналы соединены с кольцевыми пазами. 2. Коллектор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в изоляционных пластинах выполнены радиальные и кольцевые пазы, сообщающиеся между собой. СО С СП со со СО 1065939 ИЭО&ретеНИе ОТНОСИТСЯ К 3TiQh ГрО машиностроению, в частное ги к конструкциям коллектора, и может быть использовано в электрических машинах Известен коллектор, в котором коллекторные пластины закреплены нажимными конусами, состоящий из медных пластин трапецеидального сучения, разделенных изоляционными прокладками и собранных в круговую арку в специальном приспособлении. В торцах круговой арки проточены конусные выточки с центральным углом 30-35°, посредством которых соответствующие конусные выступы на втулке и нажимном конусе удерживают круговую арку 15 коллектора. Втулка и нажимной конус изолированы от коллекторных пластин миканнтовыми манжетами и изопяиионным цилиндром { J . Y Благодаря сопряжению втулки л нажимного конуса с круговой аркой коллектора по конусной поверхности с углом наклона в 30° аксиальное усилие стяжных болтов или расположенной на втулке гайки создает ра25 диальную составляющую, направленную к центру. Это давление порождает арочный распор, спрессовывающий медные и миканитовые пластины в монолитную круговую арку коллектора. ш ством бандажных колец, расположенных в кольцевых пазах [2] . Указанный коллектор характеризуется недостаточной механической прочностью. Цепь изобретения - повышение механической прочности коллектора. Поставленная цель достигается тем, что со стороны рабочей поверхности коллекторных пластин выполнены радиальные каналы, поперечные разрезы которых выполнены меньше толщины пластины, причем радиальные каналы соединены с кольцевыми пазами. Кроме того, в изоляционных пластинах могут быть выполнены радиальные каналы и кольцевые пазы, сообщающиеся между собой. На фиг. 1 изображен предлагаемый коллектор: на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с широкими пластинами. В результате устройства дополнительных опор с реакциями 2^ и Z? уменьшаются реакции #л и R 2 , а следовательно, уменьшаются напряжения в " л а е ю ч к и н ы х хвостах 1 1 . Исключается прогиб пластины посредине, а значит повышается монолитность коллектора . Уменьшение реакций R^ и R^ разгружает элементы корпуса коллектора, снижая в них и в корпусной изоляции механические напряжения. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет при минимальном изменении конструкции и технологии изготовления значительно повысить механическую прочность. Покажем достоверность достижения цели предлагаемого изобретения. Определим реакции Ч*\ и Z 2 < Для этого запишем уравнение статики При работе электрической машины на коллекторные пластины действуют силы арочного распора, центробежные (силы и силы температурного расширения. Суммарное усилие прилагается посредине опорной поверхности конуса и втулки. При механическом расчете коллектора ''ласточкин хвост 1 ' пластины рассматривают как консольную балку 1, нагруженную реактивной силой R^ либо силой R 2 и защемленную. Вся пластина рассматриваетел при этом как балка, упирающаяся в точкая А и N и нагруженная посредине резульЛ тирующей реактивных сйлЛі?, и R?, взячу той с обратным знаком (т.е. суммарным усилием, приходящимся на одну Так как пластина симметрична. пластину, - сипа И ) . Прочность 1 1 'ласточкиных хвостов ' коллекторных пластин ограничивает предельно допустимую окружную скорость коротких коллекторов, а прочность самой пластины на изгиб ограничивает как окружную скорость, гак и допустимую Задача один раз статически неопдлину пролета меаду точками опоры 55 ределима,, за лишние неизвестные на нажимные конусы. принимаем реакции Z, и 2 2 . , Уравнение перемещений точки Для Еыгокооборотных высокоиспольС ; У . - 0, * зовэнных электрических машин необхоУравнение справедливо, когда продимо обеспечить механическую прочгиб в точке С от силы Р равен прогиность коллекторов. бу в точке С от реакций Zi и Хп . Известен коллектор электрической Прогиб в точке С от силы V машины, содержащий комплект медных и изоляционных пластин, установленных на металлической втулке посред 1065939 Прогиб в точке С от 2, и2 Приравниваем 9-Е0 Коллектор состоит из медных пла- 10 стин 1 и изоляционных прокладок 2 между ними, собранных в круговую арку и удерживаемых вместе посредством коллекторной втулки 3, нажимного конуса 4 и гайки 5, изоляционных манжет 6, 7 и изоляционного цилинд- 15 ра 8. Внутри медных пластин и изоляционных прокладок имеются отверстия 9. Замкнутые кольцевые пазы, имеющиеся внутри арки, в результате •сборки медных пластин 1 и изоляцион- 20 ных прокладок 2 с отверстиями 9 после сборки и опрессовки коллектора, заполнены через сообщающиеся с ними радиальные каналы 10 в одной или двух рядом лежащих пластинах терморё- 25 активной высокопрочной пластической массой 11. В предлагаемом коллекторе термореактивная пластмасса 11 после полиме 30 риэацин образует жесткие армирующие кольца, служащие дополнительными опорами для пластины с реакциями В результате уменьшаются и реакции R , и R 2 , что вызывает значи, тельное снижение механических напряжений в f'ласточкиных хвостах 1 ' коллекторной пластины и в деталях корпуса коллектора. Исключается прогиб в средней части коллектора пластины за счет введения дополнительных промежуточных опор. В качестве базового объекта взят коллектор двигателей постоянною тока серии 2П. Устройство дополнительных опор в виде жестких армирующих колец снижает в 1,65 раза величину реакции и, соответственно, напряжения в ''ласточкиных хвостах 1 ' и в элементах корпуса предлагаемого коллектора по сравнению с базовым. Одновременно с этим значительно снижается напряжение изгиба в средней части пластины, повышается жесткость и монолитность коллектора. Использование предлагаемого коллектора позволяет создать высокоскоростные электрические машины, в кото 1рых базовый коллектор не применим !по условиям прочности. бидА Редактор А.Мотыль Заказ 11051/54 Составитель В.Чернова Техред Л, Лч Корректор В.Бутяга Тираж 59 7 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5 Филиал ППП ''Патент'', г.Ужгород, ул. Проектная, 4