ния первого рода, в машинах со сложными петлевыми обмотками - первого и второго родов, а в машинах со сложными волновыми обмотками - второго рода. Размещают уравнительные соединения либо со стороны коллектора, впаивая их в коллекторные пластины, либо со стороны, противоположной коллектору. Уравнительные соединения со стороны коллектора выполняют в виде вилок, располагаемых с наружной или внутренней стороны коллектора (рис. 11.7, а, б). Уравнительные соединения со стороны, противоположной коллектору, могут быть выполнены также в виде вилок (рис. 11.8, а) или в виде колец (рис. 11.8, б).

Рис. 11.9. Уравнители второго рода

Уравнительные соединения выполняют медным обмоточным проводом сечением, мм,

<?ур = (0,2-0,3)<?зф (11.8)

где 9эф2 - сечение эффективного проводника обмотки якоря, мм.

В сложных петлевых обмотках точки одинакового потенциала простых обмоток, образующих сложную обмотку, расположены по разным сторонам якоря. Для соединения этих точек применяют (Уравнительные соединения, проходящие под сердечником якоря (рис. 11.9).

11.3. КОЛЛЕКТОР

Коллектор представляет собой сборочную единицу цилиндрической формы, состоящую из большого числа медных пластин трапецеидального сечения и изоляционных миканитовых прокладок. Различают несколько конструктивных разновидностей коллекторов. Наибольшее применение получили две конструкции - коллектор на пластмассе и коллектор с нажимны.ми конусными фланцами (шайбами).

Коллекторы на пластмассе (рис. 11.10) применяют в машинах небольшой мощности при диаметре коллектора не более 200- 250 мм. Пластмасса в этих коллекторах скрепляет набор медных пластин *и миканитовых прокладок. Для этой цели обычно используют пластмассу марок Кб или АГ-4с. Пластмасса запрессовывается в пространство между набором пластин и стальной втулкой. В некоторых конструкциях для увеличения прочности коллектора эту пластмассу армируют стальными кольцами. В этом случае ми-канитовые прокладки в нижней части делают несколько большими, чем медные пластины. Эта мера исключает возможность замыкания медных пластин армировочными кольцами. Недостатком кол-

лектора на пластмассе является возможность прогорания пластмассы на стыке с медью на внешнем торце коллектора при наличии в этих местах зазоров, в которые попадает смазка и в которых оседает угольная пыль. Кроме того, в коллекторах на пластмассе затруднено охлаждение корпуса из-за низкой теплопроводности пластмассы.

Коллекторы с нажимными конусными фланцами (шайбами) имеют более прочную конструкцию, однако стоимость этих коллек-

Рис. 11.10. Коллектор на пластмассе:

/ - медная пластина; 2- пластмасса: J - армировочное кольцо; 4 - стальная втулка

Рис. 11.11. Коллектор с нажимными фланцами (шайбами)

торов выше, чем коллекторов на пластмассе. Набор медных пластин и миканитовых прокладок удерживается в таком коллекторе силами арочного распора, возникающими при давлении конусной части фланцев на ласточкин хвост пластин.

Устройство коллектора с нажимными фланцами (шайбами) показано на рис. 11.11. Нажимные фланцы /, надетые на втулку 2, стянуты кольцевой гайкой 3. Коллекторные пластины изолируются от втулки 2 миканитовым цилиндром 5, а от конусных фланцев - миканитовыми манжетами 4. Для присоединения коллекторных пластин к секциям обмотки якоря каждая пластина имеет выступающую часть с продольным пазом, называемую петушком 6. В паз закладывают и затем пропаивают концы секций обмотки якоря.

Рассмотренная конструкция коллектора с кольцевой гайкой применяется лишь при сравнительно небольшой длине коллектора. Более прочной и надежной является конструкция коллектора с затяжкой конусных фланцев стальными шпильками или болтами

(рис. 11.12, а, б). Количество таких шпилек (болтов) Nm принимают в зависимости от диаметра коллектора: при диаметре коллектора до 500 мм jVm = 6-rl2; при диаметре коллектора от 500 до 1000 мм Лш= 14-22. Диаметр шпилек рекомендуется брать не менее 16 мм. Для лучшего охлаждения в стальной или чугунной втулке иногда делают вентиляционные каналы.

Коллектор состоит из большого числа деталей разной конфигурации, изготовленных из материалов с различными физическими свойствами. Это обстоятельство делает механический расчет коллектора весьма сложным и к тому же ориентировочным.

25205 Ш

Рис. 11.12. Коллекторы со стяжными шпильками (а) и стяжными болтами (б)

Рис. 11.13. Коллекторная пластина

На основании опыта npoeKfnpoBaHHH современных серий машин постоянного тока выработаны рекомендации для определения размеров, мм, коллекторной пластины (рис. 11.13):

высота пластины

А .(0,81,15)КД;; (11.9)

высота ласточкина хвоста

h, {0,5 0,55) (11.10)

длина средней части ласточкина хвоста

/4 = (1.2- 1,6) V, (11.11)

крайние части ласточкина хвоста должны иметь неодинаковую длину (/з>/5), что способствует более равно.мерному распределению центробежных сил между пластинами.

В приведенных выше формулах меньшие значения Лк и hi соответствуют окружной скорости коллектора икЗО м/с, а большие - u =40-50 м/с.

Выточку /i = 6-8 мм делают по технологическим соображениям- для вывода шлифовального круга при обработке рабочей поверхности коллектора, а также для выхода фрезы при продорожке миканита между пластинами коллектора.

Размер /г принимают равным 12-15 мм при многовитковых секциях или 15-20 мм при одновитковых секциях обмотки якоря.

Углы аир, определяющие профиль ласточкина хвоста, обычно принимают: при /) :150мм а=45°, Р=3°; при /) >150мм а=30°,

р=з°.

Толщина миканитовых манжет равна 1-1,5 мм, а миканитово-го цилиндра 0,75-1,0 мм.

11.4. ВАЛ И ПОДШИПНИКИ

Вал машины постоянного тока, так же как и других машин, подвержен действию момента кручения и изгибающего момента от силы тяжести насаженных на вал деталей, силы магнитного тяжения, центробежных сил небаланса и т. п.

Расчет вала машины постоянного тока ведут по формулам, приведенным в § 7.4, со следующими уточнениями:

1) при определении прогиба вала под серединой сердечника якоря от силы тяжести насаженных на вал деталей следует учитывать силу тяжести коллектора, т. е.

F2 = F + 0,85F

(11.12)

где /2 -сила тяжести якоря, Н, определяемая по (7.8); / - сила тяжести коллектора, Н:

= 60D /к 10-

(11.13)

где Dk и / - наружный диаметр коллектора (по рабочей поверхности пластин) и его активная длина, мм;

2) при расчете начальной силы одностороннего магнитного тяжения по (7.18) следует принять следующие значения коэффициента kp: при 2р = 2 F = 0,13; при 2р = 4 и более р = 0,20.

При конструировании вала следует стремиться к минимальному числу ступеней. Для машин постоянного тока с высотой оси вращения A315 мм принимают выступающий конец вала цилиндрической формы, а для машин с h>3\5 мм возможно применение выступающего конца вала конической формы. При этом некоторые конструкции машин могут иметь два выступающих конца вала конической формы. В случае повреждения одного конца вала возможна дальнейшая эксплуатация машины с использованием другого конца вала.

21-782

Вал машины обычно имеет упорный выступ для фиксации положения сердечника якоря. Высоту такого выступа принимают не менее, мм,

/1, = 0,0Ш2+1. (11.14)

В местах посадки на вал сердечника якоря, коллектора и вентилятора, а также* на выступающих концах вала предусматриваются шпоночные пазы.

В машинах постоянного тока общего назначения с высотой оси вращения до 500 мм применяют подшипники качения. Расчет требуемых параметров и выбор этих подшипников выполняют в порядке, указанном в § 7.6. При этом коэффициент k-, учитывающий характер нагрузки, в формулах (7.31) - (7.35) следует принять равным для машин с /1<315 мм н = 2,0; для машин с /1315 мм йн = 2,5.

11.5. ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Токосъемное устройство машины постоянного тока состоит из щеток и щеткодержателей, бракетов и траверс.

Щетки для электрических машин прессуют из угольных и графитных порошков. Марки щеток и их свойства приведены в

Рис. II.14. Щеткодержатели радиального типа; а - одинарный; б - сдвоенный

табл. 2.2. Каждая щетка обычно снабжается гибким плетеным канатиком с припаянным наконечником, посредством которого щетка присоединяется к неподвижной части щеткодержателя.

Щеткодержатели, применяемые в машинах постоянного тока, разделяются на два основных вида - радиальные и наклонные (реактивные).

Наибольшее применение получили радиальные щеткодержатели (рис. 11.14, а), в которых ось щетки расположена перпендикулярно поверхности коллектора, т. е. радиально. В латунную обойму

1 вставляется щетка 2, пружина 3 осуществляет давление на щетку, прижимая ее к коллектору. Щеткодержатель закрепляют на щеточном пальце посредством зажима 4. Применяются также щеткодержатели сдвоенного типа (рис. 11.14, б). Достоинство радиальных щеткодержателей состоит в том, что их можно применять в реверсивных машинах, так как условия работы таких щеткодержателей не зависят от направления вращения коллектора.

Наклонные (реактивные) щеткодержатели (рис. 11.15, с) применяют только в машинах одностороннего вращения - обычно в генераторах. Эти щеткодержатели обеспечивают лучшие условия

Рис. II.15. Щеткодержатель наклонного типа (реактивный)

Опрессовки r-j---fT.;z-rt текстолит

Рис. II.16. Щеточная траверса машины малой мощности

работы щеточного контакта, так как при определенном усилии пружины fnp (рис. 11.15, б) можно подобрать такой угол наклона щетки а, при котором сила трения щетки о коллектор Ftp уравновешивается касательной составляющей усилия пружины Fnpt и щетка не будет прижата к стенке щеткодержателя, а сила Fnpn будет равномерно прижимать щетку к коллектору.

Для обеспечения плавного перемещения щетки в щеткодержателе необходим зазор от 0,1 до 0,3 мм между стенками обоймы и щеткой.