Устройство для передачи электрической энергии от неподвижного объекта на вращающийся объект

Устройство для передачи электрической энергии от неподвижного объекта на вращающийся объект

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

875514 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву<я)м. кл. (22) Заявлено 1б.01,80 (2!), 28б8665/24-07 с присоединением заявки No

Н 01 R 39/00

Государственный аомитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 231081. Бюллетень Йо 39 (53) УДК 821.3. .047(088.8) .Дата опубликования описания 23,1081 невский ордена Трудового Красного Знам инженеров гражданской авиации аявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ OT НЕПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА

ВРАЩАЮЩИЙСЯ ОБЪЕКТ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства для передачи электрической энергии при большой силе тока от неподвижного к вращающемуся объекту при высоких скоростях вращения.

Известно устройство для передачи тока от неподвижного объекта к вращающемуся, содержащее жесткое,и упругое токоведущие кольца.с установленными между ними телами качения, упругое токоведущее кольцо выполнено в виде двух мембран охватывающих тела качения и расположенных перпендикулярно оси вращения устройства и заключенных в жесткое кольцо с бортами.

Электрическая связь неподвижного объекта с вращающимся осуществляется через контактные элементы (жесткое и упругое кольца), контактирующие с неподвижным и вращающимся объектами и наружными поверхностями тел

25 качения (1) .

Недостатками устройства являются невысокие скорости вращения при которых можно осуществлять передачу электрической энергии от неподвижного объекта к вращающемуся всЛедствне наличия в устройстве упругого элемента и тел качения, так как при значительных скоростях вращения, вследствие возникновения центробежных сил, тела качения будут иметь тенденцию к перемещению в радиальном направлении, это вызовет ухудшение электрического контакта тел качения с жестким токоведущим кольцом.

Наиболее близким техническим решением является устройство для передачи электрической энергии от неподвижного объекта на вращающийся объект, содержащее радиальный подшипник качения, механически связанный своими обоймами с неподвижным и вращающимся объектами, внутренняя и наружная обоймы подшипника электрически соединены посредством контактных элементов которые отделены от обоих объектов при помощи изоляционных прокладок (2).

Передача электрического сигнала по цепи одной фазы от источника пита-. ния на вращзющийся объект осуществляется через электрическую цепь, состоящую из подводящего провода, присоединенного к контактному элементу в виде металлической шайбы, кон-875514

55 тактирующей с торцовой поверхностью неподвижной обоймы шарикового подшипника, собственно неподвижной обоймы подшипника (наружной или внутренней в зависимости от связи с объектом), суммарного, точечного контакта шариков подшипника с обеими обоймами, другой вращающейся обоймы подшипника, металлической контактной шайбы с лепестком, к которому подсоединен провод, связанный с вращающимся объектом.

При этом нажимное устройство сдвигает наружные обоймы подшипников относительно внутренних, чем, устраняет возможность возникновения между шариками подшипников и их обеими 15 обоймами зазоров, возникающих вследствие неточности изготовления и сборки или выработки элементов (деталей) шариковых подшипников. Кроме того, нажимное устройство обеспечи 20 вает постоянство и идентичность контактного давления во всех цепях для обеспечения надежного электрического контакта контактирующих элементов. 25

Недостатком известного устройства является недостаточная долговечность работы устройства вследствие создания нажимным устройством осевой нагрузки, определяющей работу шариковых радиальных подшипников в нерасчетных условиях, которые возникают вследствие наличия значительной, постоянно действующей осевой нагрузки при относительно невысоких скоростях вращения (до 1200 об/мин).

Кроме того, недостатком устройства является низкий диапазон скоростей вращения объекта. Так как при условии применения шариковых радиальных подшипников, как было указано 40 выше, необходимо нажимное устройство.

Нажимное устройство создает постоянно действующее, значительное осевое усилие даже при относительно невысоких скоростях вращения (до 45

1200 об/мин), при повышении скорости вращения объекта, для обеспечения постоянства и идентичности контактного давления во всех цепях, необходимо увеличить усилие путем затягивания нажимного устройства, что вызовет ужесточение условий работы шариковых радиальных подшипников и их преждевременный износ.

Область применения известного устройства ограничена сложностью конструктивного исполнения, что исключает возможность его применения в отдельных случаях. Например, когда вал является вращающимся объектом с затрудненным (невозможным). досту- ЬО пом к его торцовым поверхностям.

Кроме этого, область применения этого устройства ограничена также тем, что недостаточная суммарная площадь точечных йонтактов шариков 65 с обоймами подшипника и недостаточное контактное давление, отжимающее контактные элементы (металлические шайбы) к торцовым поверхностям обойм подаипников, которое обеспечивается, нажимным устройством (черезмерное увеличение усилия нажимного устройства, действующее вдоль оси вала вызовет разрушение шариковых радиальных подшипников), исключает использование данного устройства для передачи электрической энергии при больших значениях силы тока.

Цель изобретения — повышение долговечности устройства и расширение диапазона скоростей вращения объекта при одновременном упрощении конструкции., Указанная цель достигается тем, что в устройстве для передачи электрических сигналов от неподвижного объекта к вращающемуся при высоких скоростях вращения, содержится роликовый радиальный подшипник качения, установленный на валу и электрически связанный с вращающимся объектом через контактные элементы,а вал механически связан с одним из объектов и отделен от контактного элемента подшипника изоляционной прокладкой, выполненной в форме цилиндрической втулки.

Изоляционные цилиндрические втулки размещены между объектами и контактными элементами подшипника, а контактные элементы связаны с цилиндрическими поверхностями обеих обойм подшипника.

Использование в качестве радиального подшипника качения роликового подшипника и обеспечение электрической связи контактных элементов с цилиндрическими поверхностями его обойм, отделенных от объектов изоляционными .прокладками, выполненных в форме цилиндрических втулок, обеспечивает максимально возможную площадь контакта по цилиндрическим поверхностям обойм роликового подшипника и необходимое контактное давление вследствие плотной посадки подшипника.

При этом отпадает необходимость в нажимном устройстве, создающем осевое .усилие для обеспечения необходимого контактного давления, т.е. обеспечивается работа радиального подшипника в оптимальном режиме.

Следствием этого является повышение долговечности устройства, так как радиальный подшипник эксплуатируется. в расчетном режиме, и расширение диапазона скоростей вращения, а исключение из конструкции нажимного устройства и набора шариковых подшипников с одновременным сокращением количества, изоляционных и контактных шайб, в свою очередь, значительно упрощает конструкцию.

875514

На фиг. 1 изображен конкретный вариант выполнения устройства для одной фазы электрической цепиу на фиг. 2 — вид A на фиг. 1.

Устройство содержит роликовый радиальный подшипник качения 1, внутренняя обойма которого насажена на вал 2, между внутренней обоймой подшипника 3 и валом 2 расположены изоляционная втулка 4 и контактный элемент 5, имеющий клемму 6, нарулная обойма подшипника 7, запрессована в объект 8, между объектом 8 и наружной обоймой подшипника 7 расположены изоляционная втулка 9 и контактный элемент 10, имеющий клемму

11, к контактным клеммам подсоединены 15 тоководы 12.

Устройство работает следующим образом.

Электрическая энергия от источника питания подводится к неподвижной О обойме роликового подшипника при помощи тоководов и контактного элемента, далее через суммарный линейный контакт вращающихся роликов с обеими обоймами, электрическая энергия пере- ,дается на вращающуюся обойму роликового подшипника и с помощью контактного элемента и тоководов передается на вращающийся объект.

При необходимости передачи электрической энергии с большим значением величины тока можно либо установить на валу последовательно несколько роликовых подшипников, включенных параллельно в электрическую цепь, либо использовать вместо роликового подшипника игольчатый, для увеличения суммарного линейного контакта роликов (иголок) с обеими обоймами подшипника.

Технический эффект предлагаемого 4р изобретения заключается в следующем: а) повышается долговечность токо- передающего устройства; б) расширяется диапазон скорости вращения объекта; в) упрощается конструкция устрой-ства.

Побочным эффектом является увеличение величины и стабильность контактного давления во всех электрических цепях на всех режимах работы устройства за счет чего расширяется диапазон мощности передаваемой электрической энергии.

Формула изобретения

Устройство для передачи электрической энергии от неподвижного объекта на вращающийся объект, содержащее радиальный подшипник качения, механически связанный своими обоймами с неподвижным и вращающюмся объектами, внутренняя и наружная. обоймы подшипника электрически соединены посредством контактных элементов, которые отделены от обоих объектов при помощи изоляционных прокладок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности и расширения диапазона скоростей вращения объекта при одновременном упрощении конструкции, радиальный подшипник выполнен роликовым, контактные элементы расположены на ципиндрической поверхности подшипника, а изоляционные прокладки выполнены в форме цилиндрических втулок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 411560, кл. Н 01. R 39/28, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 411558, кл. Н 01 R 39/00. 1974.

875514

Вид Я

Редактор А. Шандор

° Ю

Составитель В. Чернова

Техред Т.Маточка Корректор А, Дзятко

Заказ 9370/81 и Гираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ФВ ЮЮ 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4