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1、(10)申请公布号 CN 103022847 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103022847 A *CN103022847A* (21)申请号 201210574777.X (22)申请日 2012.12.26 H01R 39/26(2006.01) H01R 39/36(2006.01) (71)申请人 南车株洲电机有限公司 地址 412000 湖南省株洲市石峰区田心高科 技园内 (72)发明人 张翠艳 朱利湘 杨振中 高建新 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 魏晓波 (54) 发明名称 一种直流牵引电机用电刷 (57) 摘要 。
2、本发明公开了一种直流牵引电机用电刷， 包 括 ： 二片碳刷 （1） 、 四根铜软编织线 （2） 和三角垫 块 （3） ， 所述三角垫块 （3）设置在二片所述碳刷 （1） 的上方， 所述三角垫块 （3） 开设有铜软编织线 穿孔 （31） ， 四根所述铜软编织线 （2） 分别穿过所 述铜软编织线穿孔 （31）与所述碳刷 （1）固定相 连。本发明的采用二片碳刷与一块三角垫块相配 合的机构， 能够有效地改善电机的换向， 具有良好 的集流性能， 使火花抑制在允许的范围内， 并且能 量损耗小， 运行过程中， 能够在换向器表面较快地 形成一层均匀、 适度和稳定的氧化膜， 进一步提高 电刷使用寿命， 杜绝或减。
3、少发生原整体结构电机 表现出来的不良现象， 从而保证电机可靠安全地 运行。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 所述电刷包括 ： 二片碳刷 （1） 、 四根铜软编 织线 （2） 和三角垫块 （3） ， 所述三角垫块 （3） 设置在二片所述碳刷 （1） 的上方， 所述三角垫块 （3） 开设有铜软编织线穿孔 （31） ， 四根所述铜软编织线 （2） 穿过所述铜软编织线穿孔 （31） 与所述碳。
4、刷 （1） 固定相连。 2. 根据权利要求 1 所述的直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 二片所述碳刷 （1） 贴合设 置， 二片所述碳刷 （1） 分别向相对侧加工有倾斜部 （11） ， 所述三角垫块 （3） 的下端加工成正 楔形， 所述三角垫块 （3） 下端与二个所述倾斜部 （11） 相互吻合地活动接触。 3. 根据权利要求 2 所述的直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 所述倾斜部 （11） 的倾斜 面与竖直方向成 60夹角， 所述三角垫块 （3） 的二个楔形面夹角为 120。 4. 根据权利要求 3 所述的直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 所述碳刷 （1） 上加工有铜 软编织线固定孔洞 。
5、（12） ， 所述铜软编织线 （2） 的下端通过石墨粉填塞固定在所述铜软编织 线固定孔洞 （12） 内， 并且使用树脂封口。 5. 根据权利要求 4 所述的直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 四根所述铜软编织线 （2） 的裸露部分裹覆有护套 （4） 。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 所述电刷还 包括绝缘垫板 （5） 和橡胶垫 （6） ， 所述橡胶垫 （6） 设置在所述三角垫块 （3） 的上端面上， 所述 绝缘垫板 （5） 设置在所述橡胶垫 （6） 上， 所述绝缘垫板 （5） 、 所述橡胶垫 （6） 和所述三角垫块 （3） 通过涂胶粘接成一体。 7. 根。
6、据权利要求 6 所述的直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 所述绝缘垫板 （5） 的两侧 设置有挡块 （51） 。 8. 根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的直流牵引电机用电刷， 其特征在于， 所述碳刷 （1） 的外侧面上设置有磨耗线 （13） ， 所述磨耗线 （13） 使用漆涂覆而成。 权 利 要 求 书 CN 103022847 A 2 1/3 页 3 一种直流牵引电机用电刷 技术领域 0001 本发明涉及牵引电机技术领域， 更具体地说， 特别涉及一种直流牵引电机用电刷。 背景技术 0002 电刷是直流电机关键的组成部件， 是除鼠龙式电动机外的其他电机传导电流的滑 动接触体。在直流电机中。
7、， 它还担负着对电枢绕组中感应的交变电动势， 进行换向 （整流） 的 任务。实践表明， 电机运行的可靠性， 在很大程度上决定于电刷的结构设计。 0003 铁路上承载货物运输的电力机车， 有许多是直流电机为其提供牵引动力。 目前， 所 采用的电刷是由四根铜软编织线底部安装在二片碳刷块顶部的四个小孔内， 通过填塞胶， 固定在碳刷内， 其拔出拉力不小于电刷标准的规定， 而二片碳刷块通过涂胶与橡胶垫及垫 板粘接成一体。 这种结构的电刷， 在负载超万吨运行的初期及环境工况 （天气、 线路坡度、 周 围的异常情况等） 相对好些时， 电机的换向、 火花等性能是满足要求的， 但随着周期负载的 加长 （机车运行。
8、 20 万公里左右） 及炎热天气的到来， 电刷底部工作面磨耗很快， 电刷刷辫频 繁出现断辫现象， 刷盒方孔出现喇叭口， 并且电机换向及允许火花范围不稳定， 换向器的表 面有发黑的现象， 电刷使用寿命缩短， 更换频繁。导致这种情况出现的原因， 首先考虑换向 器在离心力及热能耗作用下引起的机械不稳定， 即换向器表面轮廓不圆。 另外， 该类电刷还 会在二片碳刷底部工作面出现不光亮的暗面区域、 碳刷底面有23个磨耗界面、 二片碳刷 磨耗不相等而导致二片碳刷底部工作面不能自由的到达换向器表面合适的位置及不能完 全吻合与换向器表面接触磨合等现象。另一方面， 碳刷受到的涡卷弹簧压力往往集中到局 部位置， 以。
9、致于电机换向不稳定、 电流分配不均衡， 电刷局部振动集中， 就表现出上述不良 现象。 0004 综上所述， 如何减缓现有技术的不良状况的出现， 满足电机装车运营要求， 成为了 本领域技术人员亟待解决的问题。 发明内容 0005 本发明要解决的技术问题为提供一种直流牵引电机用电刷， 该电刷有效地改善了 电机的换向， 具有良好的集流性能， 使火花抑制在允许的范围内， 并且能耗小、 运行安全可 靠。 0006 为解决上述技术问题， 本发明提供了一种直流牵引电机用电刷， 所述电刷包括 ： 二 片碳刷、 四根铜软编织线和三角垫块， 所述三角垫块设置在二片所述碳刷的上方， 所述三角 垫块开设有铜软编织线穿。
10、孔， 四根所述铜软编织线分别穿过所述铜软编织线穿孔与所述碳 刷固定相连。 0007 进一步地， 二片所述碳刷靠紧设置， 二片所述碳刷分别向相对侧加工有倾斜部， 所 述三角垫块的下端加工成正楔形， 所述正楔形与二个所述倾斜部相互吻合地活动接触。 0008 进一步地， 所述倾斜部的倾斜面与竖直方向成 60夹角， 所述正楔形的二个楔形 面夹角为 120。 说 明 书 CN 103022847 A 3 2/3 页 4 0009 进一步地， 所述碳刷上加工有铜软编织线固定孔洞， 所述铜软编织线的下端通过 石墨粉填塞固定在所述铜软编织线固定孔洞内， 并且使用树脂封口。 0010 进一步地， 四根所述铜软编。
11、织线的裸露部分裹覆有护套。 0011 进一步地， 所述电刷包括绝缘垫板和橡胶垫， 所述橡胶垫设置在所述三角垫块的 上端面上， 所述绝缘垫板设置在所述橡胶垫上， 所述绝缘垫板、 所述橡胶垫和所述三角垫块 通过涂胶粘接成一体。 0012 进一步地， 所述绝缘垫板的两侧设置有挡块。 0013 进一步地， 所述碳刷的外侧面上设置有磨耗线， 所述磨耗线使用漆涂覆而成。 0014 本发明的有益效果是 ： 0015 本发明的采用二片碳刷与一块三角垫块相配合的机构， 分裂的二片碳刷被分割开 后， 使其可以完全独立的运动， 每片分裂碳刷的底部工作面能自由地紧贴换向器表面， 磨耗 均匀， 接触磨耗面可达 80% 。
12、以上， 而不受邻片影响， 即使二片分裂电刷之间的磨耗率不同， 在正确的电刷压力作用下， 二片碳刷之间的电流分配均匀， 能够维持在合理限值内， 不会使 换向器表面温升及电刷温升不断升高， 就能始终维持电刷的寿命。即使恶劣工况引起换向 器表面轮廓变形， 电刷底部工作面也不会出现二个以上磨耗界面， 对电机的换向、 火花等性 能都起着关键的作用。 这样， 用这种结构的电刷替换原整体结构的电刷， 能够有效地改善电 机的换向， 具有良好的集流性能， 使火花抑制在允许的范围内， 并且能量损耗小， 运行过程 中， 能够在换向器表面较快地形成一层均匀、 适度和稳定的氧化膜， 进一步提高电刷使用寿 命， 杜绝或减。
13、少发生原整体结构电机表现出来的不良现象， 从而保证电机可靠安全地运行。 附图说明 0016 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据 提供的附图获得其他的附图。 0017 图 1 为本发明实施例的直流牵引电机用电刷侧向剖切的结构示意图 ； 0018 图 2 为本发明实施例的直流牵引电机用电刷正向结构示意图 ； 0019 图 3 为本发明实施例的直流牵引电机用电刷中碳刷的侧向剖切的结构示意图 ；。
14、 0020 图 4 为本发明实施例的直流牵引电机用电刷中三角垫块的侧向剖切的结构示意 图 ； 0021 图 5 为本发明实施例的直流牵引电机用电刷中铜软编织线与接头的安装结构示 意图。 0022 附图中各标注所表示的技术特征是 ： 0023 1、 碳刷， 11、 倾斜部， 12、 铜软编织线固定孔洞， 13、 磨耗线， 2、 铜软编织线， 3、 三角 垫块， 31、 铜软编织线穿孔， 4、 护套， 5、 绝缘垫板， 51、 挡块， 6、 橡胶垫。 具体实施方式 0024 本发明的核心为提供一种直流牵引电机用电刷， 该电刷有效地改善了电机的换 向， 具有良好的集流性能， 使火花抑制在允许的范围内。
15、， 并且能耗小、 运行安全可靠。 说 明 书 CN 103022847 A 4 3/3 页 5 0025 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步的详细说明。 0026 本实施例提供了一种直流牵引电机用电刷， 请结合参考图 1 至图 5， 该电刷包括 ： 二片碳刷 1、 四根铜软编织线 2 和三角垫块 3， 三角垫块 3 设置在二片碳刷 1 的上方， 三角垫 块3开设有铜软编织线穿孔31， 四根铜软编织线2分别穿过铜软编织线穿孔31与碳刷1固 定相连。优选地， 碳刷 1 上对应地加工有四个铜软编织线固定孔洞 12， 每一根铜软编织线 2 的。
16、下端通过石墨粉填塞固定在铜软编织线固定孔洞 12 内， 并且使用树脂封口， 所使用的石 墨粉为进口石墨粉， 所使用的树脂为进口树脂。 这样固定连接后， 拔出拉力不小于电刷标准 的规定。优选地， 四根铜软编织线 2 的裸露部分裹覆有护套 4。 0027 二片碳刷 1 靠紧设置， 二片碳刷 1 分别向相对侧加工有倾斜部 11， 三角垫块 3 的 下端加工成正楔形， 三角垫块 3 与二个倾斜部 11 相互吻合地活动接触。优选地， 倾斜部 11 的倾斜面与竖直方向成 60夹角， 三角垫块 3 下端的二个楔形面夹角为 120。这种结构 的电刷， 能够有效地改善电机的换向， 具有良好的集流性能， 使火花抑。
17、制在允许的范围内， 并且能量损耗小， 运行过程中， 能够在换向器表面较快地形成一层均匀、 适度和稳定的氧化 膜， 进一步提高电刷使用寿命。 0028 电刷还包括绝缘垫板 5 和橡胶垫 6， 橡胶垫 6 设置在三角垫块 3 的上端面上， 绝缘 垫板 5 设置在橡胶垫 6 上， 绝缘垫板 5、 橡胶垫 6 和三角垫块 3 通过涂胶粘接成一体。这样， 便于压力的传递。 0029 绝缘垫板 5 的两侧设置有挡块 51， 以防止电机在运行中振动使弹簧压指偏位。碳 刷 1 的外侧面上设置有磨耗线 13， 磨耗线 13 使用漆涂覆而成。 0030 本发明电刷的效果原理是 ： 分裂的二片碳刷被分割开后， 使其。
18、可以完全独立的运 动， 每片分裂碳刷的底部工作面能自由地紧贴换向器表面， 磨耗均匀， 接触磨耗面可达 80% 以上， 而不受邻片影响， 即使二片分裂电刷之间的磨耗率不同， 在正确的电刷压力作用下， 二片碳刷之间的电流分配均匀， 能够维持在合理限值内， 不会使换向器表面温升及电刷温 升不断升高， 就能始终维持电刷的寿命。 即使恶劣工况引起换向器表面轮廓变形， 电刷底部 工作面也不会出现二个以上磨耗界面， 对电机的换向、 火花等性能都起着关键的作用。这 样， 用这种结构的电刷替换原整体结构的电刷， 能够有效地改善电机的换向， 具有良好的集 流性能， 使火花抑制在允许的范围内， 并且能量损耗小， 运。
19、行过程中， 能够在换向器表面较 快地形成一层均匀、 适度和稳定的氧化膜， 进一步提高电刷使用寿命， 杜绝或减少发生原整 体结构电机表现出来的不良现象， 从而保证电机可靠安全地运行。 0031 以上对本发明所提供的一种直流牵引电机用电刷进行了详细介绍。 本文中应用了 具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本 发明的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发 明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权 利要求的保护范围内。 说 明 书 CN 103022847 A 5 1/4 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103022847 A 6 2/4 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103022847 A 7 3/4 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103022847 A 8 4/4 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 103022847 A 9 。