一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构

本发明涉及机，特别是一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构。

背景技术：

1、碳刷-集电环装置是水轮发电机组励磁电流的通道，碳刷通过固定在刷盒上的弹簧与集电环保持接触实现电流传输，其接触状态直接影响整个水轮机运行的稳定性和可靠性。由于流场扰动、制造误差、安装误差等因素导致的集电环主轴的偏心摆动使得碳刷在刷盒内快速往复运动，碳刷与集电环环面之间的接触状态和接触压力呈动态变化，导致界面接触电阻的变化，这种变化会进一步的影响励磁电流的传输，甚至引发打火、电弧烧蚀、异常磨损、过热等故障。

2、碳刷常因制造、安装误差，受热膨胀，导致位置不对中或与刷盒之间的配合间隙过小或与刷盒摩擦力过大，而在刷盒中的往复运动出现迟滞或卡顿，导致其与集电环环面的接触状态发生改变，并且常用的刷盒与碳刷之间为滑动接触，摩擦力也较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，能够实现以滚动接触代替滑动接触，并为碳刷的热膨胀提供一定的变形余量，使碳刷在刷盒中的位置具有一定的自适应性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，包括刷盒主体、第一滚动组件、第二滚动组件、碳刷组件和驱动组件，所述刷盒主体的左右两端和前后两端均为开口结构，所述刷盒主体的底部的两侧设置有放置所述碳刷组件的固定台，所述刷盒主体的底部设有安装通孔，所述刷盒主体的外侧四周设置有用于放置所述第一滚动组件的第一安装槽，所述刷盒主体内的顶部和固定台均开设有用于放置所述第二滚动组件的第二安装槽，所述第一安装槽靠外的一侧开设有用于放置开口销的第一限位槽，所述碳刷组件设置在所述刷盒主体内，并且上下左右四个表面与第一滚动组件和第二滚动组件接触，所述刷盒主体外的顶端设置有放置所述驱动组件的第三安装槽，所述第三安装槽的上开设有用于固定所述驱动组件的第二限位槽。

3、进一步的，所述碳刷组件包括碳刷主体、刷辫和导电垫片，所述碳刷主体一端设置有开孔，所述刷辫的一端填埋在所述开孔内，另一端固定在所述导电垫片上，所述导电垫片上开设有用于固定所述导电垫片的固定通孔，所述碳刷主体与驱动组件之间装有压紧垫块。

4、进一步的，所述第一滚动组件和第二滚动组件均包括主轴、滚动体、轴承和扣环，所述轴承通过扣环固定在主轴上，所述滚动体通过轴承活动套设在所述主轴上。

5、进一步的，所述主轴包括轴颈、轴身和轴肩，所述轴肩位于所述轴身的两端侧，所述轴颈固定在两端侧的所述轴肩上，两端侧的所述轴颈上均开设有能够与所述扣环卡合的卡槽，所述轴承位于扣环和所述轴肩之间。

6、进一步的，所述驱动组件包括卷簧、支撑板和螺丝，所述卷簧位于外侧的一端通过螺丝固定在所述支撑板上，所述支撑上设置有与所述第二限位槽卡合的第一卡位凸块。

7、进一步的，所述开口销的横截面为方形，所述开口销一侧表面开有用于固定开口销位置的第二卡位凸块。

8、进一步的，所述滚动体为薄壁圆管，两端开有倒角。

9、进一步的，所述压紧垫块一侧为平面，一侧为弧面，所述弧面与所述卷簧接触，所述平面与所述碳刷主体接触。

10、本发明的有益效果：本发明通过摒弃传统的刷盒结构，对刷盒主体进行结构的创新设计，以滚动接触代替滑动接触，减少碳刷与刷盒之间的摩擦力。同时，采用开口销结构来固定滚动组件，为碳刷因制造、安装误差、受热膨胀导致的不对中或配合间隙过小等问题提供一定的形变空间，使其在刷盒中的位置具有自适应性。这对提高碳刷响应速度，改善其与集电环的接触状态，稳定接触电阻，对于确保水轮发电机的稳定运行具有深远的意义。

技术特征：

1.一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：包括刷盒主体、第一滚动组件、第二滚动组件、碳刷组件和驱动组件，所述刷盒主体的左右两端和前后两端均为开口结构，所述刷盒主体的底部的两侧设置有放置所述碳刷组件的固定台，所述刷盒主体的底部设有安装通孔，所述刷盒主体的外侧四周设置有用于放置所述第一滚动组件的第一安装槽，所述刷盒主体内的顶部和固定台均开设有用于放置所述第二滚动组件的第二安装槽，所述第一安装槽靠外的一侧开设有用于放置开口销的第一限位槽，所述碳刷组件设置在所述刷盒主体内，并且上下左右四个表面与第一滚动组件和第二滚动组件接触，所述刷盒主体外的顶端设置有放置所述驱动组件的第三安装槽，所述第三安装槽的上开设有用于固定所述驱动组件的第二限位槽。

2.根据权利要求1所述的一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：所述碳刷组件包括碳刷主体、刷辫和导电垫片，所述碳刷主体一端设置有开孔，所述刷辫的一端填埋在所述开孔内，另一端固定在所述导电垫片上，所述导电垫片上开设有用于固定所述导电垫片的固定通孔，所述碳刷主体与驱动组件之间装有压紧垫块。

3.根据权利要求1所述的一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：所述第一滚动组件和第二滚动组件均包括主轴、滚动体、轴承和扣环，所述轴承通过扣环固定在主轴上，所述滚动体通过轴承活动套设在所述主轴上。

4.根据权利要求3所述的一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：所述主轴包括轴颈、轴身和轴肩，所述轴肩位于所述轴身的两端侧，所述轴颈固定在两端侧的所述轴肩上，两端侧的所述轴颈上均开设有能够与所述扣环卡合的卡槽，所述轴承位于扣环和所述轴肩之间。

5.根据权利要求2所述的一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：所述驱动组件包括卷簧、支撑板和螺丝，所述卷簧位于外侧的一端通过螺丝固定在所述支撑板上，所述支撑上设置有与所述第二限位槽卡合的第一卡位凸块。

6.根据权利要求1所述的一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：所述开口销的横截面为方形，所述开口销一侧表面开有用于固定开口销位置的第二卡位凸块。

7.根据权利要求3所述的一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：所述滚动体为薄壁圆管，两端开有倒角。

8.根据权利要求5所述的一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，其特征在于：所述压紧垫块一侧为平面，一侧为弧面，所述弧面与所述卷簧接触，所述平面与所述碳刷主体接触。

技术总结
本发明涉及一种以滚动方式接触的碳刷刷盒结构，包括刷盒主体、第一滚动组件、第二滚动组件、碳刷组件和驱动组件，所述刷盒主体的左右两端和前后两端均为开口结构，所述刷盒主体的底部的两侧设置有放置所述碳刷组件的固定台，所述刷盒主体的底部设有安装通孔，所述刷盒主体的外侧四周设置有用于放置所述第一滚动组件的第一安装槽，所述刷盒主体内的顶部和固定台均开设有用于放置所述第二滚动组件的第二安装槽，所述碳刷组件设置在所述刷盒主体内，并且上下左右四个表面与第一滚动组件和第二滚动组件接触，所述刷盒主体外的顶端设置有放置所述驱动组件的第三安装槽，本发明能够减少刷盒主体和碳刷组件之间的摩擦，同时提高碳刷在刷盒内的响应速度。

技术研发人员：秦红玲,唐伟,何伟,张兆想
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17