碳刷的安裝結構和發電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳刷的安裝結構和發電機，該碳刷的安裝結構包括刷架(1)、刷握(2)、碳刷(3)和恒壓彈簧(4)，筒狀的所述刷握(2)環繞長條狀的所述碳刷(3)的外周部安裝在所述刷架(1)上，所述恒壓彈簧(4)朝向所述碳刷(3)的軸向一端施加偏壓力，以使得所述碳刷(3)的軸向另一端能夠從所述刷握(2)中軸向向外伸出。該碳刷的安裝結構消除了碳刷的振動和接觸不良的問題，確保發電機運行的安全可靠性。
【專利說明】
碳刷的安裝結構和發電機
技術領域
[0001]本實用新型涉及能源化工，具體地，涉及一種碳刷的安裝結構和具有該碳刷的安裝結構的發電機。【背景技術】
[0002]碳刷作為一種滑動接觸件，是電動機或發電機或其他旋轉機械的固定部分和轉動部分之間傳遞能量或信號的裝置。
[0003]由于發電機定子磁場不可能絕對均勻等原因，在發電機轉子上便會產生幾伏或更高的電勢差。由于發電機轉子和軸承、大地所構成的回路阻抗很小，就可能形成很大的軸電流。為阻止該電流的形成，通常在發電機勵磁機側所有軸承下墊裝了絕緣片，以將軸電流通路隔斷。同時，由于發電機大軸對地有電位差，就可能造成大軸通過軸瓦油隙對地放電，造成軸瓦電燒傷。因此為了保證大軸與地同電位，應該在發電機汽輪機側裝設大軸接地碳刷。 在電機運行過程中需要碳刷始終與電機轉子保持接觸狀態，從而達到將旋轉中的發電機轉子軸電流與接地系統導通，使得轉子軸電壓始終維持在安全電壓以下。
[0004]然而，傳統的碳刷的安裝結構在使用過程中碳刷極易磨損刷握，碳刷晃動劇烈而導致打火，而且碳刷磨損較快且接觸不良，使得發電機存在較多的安全隱患。【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種碳刷的安裝結構和發電機，該碳刷的安裝結構消除了碳刷的振動和接觸不良的問題，確保發電機運行的安全可靠性。
[0006]為了實現上述目的，根據本實用新型的一方面，提供了一種碳刷的安裝結構，該碳刷的安裝結構包括刷架、刷握、碳刷和恒壓彈簧，筒狀的所述刷握環繞長條狀的所述碳刷的外周部安裝在所述刷架上，所述恒壓彈簧朝向所述碳刷的軸向一端施加偏壓力，以使得所述碳刷的軸向另一端能夠從所述刷握中軸向向外伸出。
[0007]優選地，所述刷握為兩端開口的筒柱，所述刷握的外壁上設有沿軸向延伸的長條形安裝孔，所述刷握安裝在所述刷架上且軸向安裝位置可調。
[0008]優選地，所述刷架上設有刷握安裝孔，所述刷握通過貫穿所述刷握安裝孔和所述長條形安裝孔的緊固件安裝位置可調地安裝在所述刷架上。
[0009]優選地，所述恒壓彈簧包括插片以及設置在所述插片的側端部的卷簧，所述卷簧能夠沿所述插片的長度方向舒展，所述插片的兩端分別插裝在所述刷握的兩側，所述卷簧抵壓在所述碳刷的軸向一端上。
[0010]優選地，所述碳刷上連接有刷辮，所述刷架上還設有刷辮固定孔，所述刷辮通過緊固件固定在所述刷辮固定孔中。[〇〇11]優選地，所述刷架為扇形板，所述刷握沿所述扇形板的徑向布置。
[0012]優選地，所述刷架上等間距安裝有多個所述刷握。
[0013]此外，根據本實用新型的另一方面，提供了一種發電機，該發電機包括轉子軸和環繞所述轉子軸的機蓋，所述機蓋上設有沿所述轉子軸的周向間隔布置的多個安裝座，所述發電機還包括所述的碳刷的安裝結構，所述刷架安裝在所述安裝座上，所述刷握沿所述轉子軸的徑向安裝在所述刷架上，所述碳刷的向外伸出的軸向一端與所述轉子軸的外周面相接觸。
[0014]優選地，所述刷架上還設有固定安裝孔，所述安裝座由所述機蓋的表面向外延伸， 所述安裝座的延伸端設有外螺紋，所述延伸端穿過所述固定安裝孔并通過螺母緊固，使得所述刷架安裝在所述安裝座上。[〇〇15]優選地，所述碳刷的安裝結構還包括套設在所述固定安裝孔內的絕緣套管，所述絕緣套管的兩端形成向外翻邊。
[0016]通過上述技術方案，本實用新型通過將傳統的碳刷安裝結構中的彈簧設計為恒壓彈簧，使得恒壓彈簧對刷握中的碳刷進行壓緊，從而消除了碳刷在刷握中的振動，恒壓彈簧能夠使得碳刷的一端向外伸出，并且始終保持與發電機的轉子軸的周壁的接觸狀態，從而克服了碳刷接觸不良的問題，保證了發電機運行的安全可靠性。
[0017]本實用新型的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1是根據本實用新型的優選實施方式的碳刷的安裝結構的結構示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型的優選實施方式的碳刷的安裝結構的俯視示意圖。
[0021]附圖標記說明
[0022]1刷架2刷握[〇〇23]3碳刷4恒壓彈簧
[0024]5機蓋6安裝座[〇〇25]7轉子軸8絕緣套管
[0026] 11 刷辮固定孔 12固定安裝孔
[0027]13導線孔
[0028]41插片42卷簧【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0030]在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下”通常是針對附圖所示的方向而言的或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關系描述用詞。
[0031]參見圖1和圖2,圖1顯示了根據本實用新型的優選實施方式的一種碳刷的安裝結構的結構示意圖，圖2顯示了根據本實用新型的優選實施方式的一種碳刷的安裝結構的俯視示意圖。其中，該碳刷的安裝結構包括刷架1、刷握2、碳刷3和恒壓彈簧4,筒狀的刷握2環繞長條狀的碳刷3的外周部安裝在刷架1上，恒壓彈簧4朝向碳刷3的軸向一端施加偏壓力，以使得碳刷3的軸向另一端能夠從刷握2中軸向向外伸出。
[0032]其中，本實用新型的碳刷的安裝結構將傳統的碳刷安裝結構中的彈簧設計為恒壓彈簧4,使得恒壓彈簧4對刷握2中的碳刷3進行壓緊，從而消除了碳刷3在刷握2中的振動。恒壓彈簧4能夠使得碳刷3的軸向一端向外伸出，并且始終保持與發電機轉子軸7的周壁相互接觸，從而克服了傳統碳刷3接觸不良的缺陷，保證了發電機運行的安全可靠性。
[0033]其中，碳刷3通常設計為長條狀，因而刷握2也通常設計為環繞長條狀碳刷3的筒狀殼體，即碳刷3容納于形成為筒狀殼體的刷握2中。在本實用新型的優選實施方式中，刷握2 的高度(即固定碳刷3的高度)不低于50_。具體地，本實用新型的碳刷的安裝結構通過恒壓彈簧4向碳刷3的軸向一端施加恒定的偏壓力，使得碳刷3隨著與轉子軸7的磨損而長度變短的同時，恒壓彈簧4能夠始終向下推動碳刷3,使得碳刷3始終保持與轉子軸7相互接觸的狀態，從而解決了碳刷3接觸不良的問題。
[0034]特別優選地，刷握2為兩端開口的筒柱，刷握2的外壁上設有沿軸向延伸的長條形安裝孔，刷握2安裝在刷架1上且軸向安裝位置可調。筒柱的刷握2的兩端開口為相對設置的開口，其中，刷握2—端的開口朝向轉子軸7設置，另一端的開口與之相反。碳刷3容納于筒柱的刷握2中，碳刷3軸向的一端通過抵壓在其上方的恒壓彈簧4向下偏壓碳刷3,使得碳刷3軸向的另一端從朝向轉子軸7設置的刷握2—端的開口向外伸出，以與轉子軸7相接觸。
[0035]有時由于碳刷3的長度過短，即使通過恒壓彈簧4也無法使碳刷3與轉子軸7相接觸，因此本實用新型在刷握2的外壁上設有沿軸向延伸的長條形安裝孔，刷握2安裝在刷架1 上且軸向安裝位置可調。具體地，刷架1上設有刷握安裝孔，刷握2通過貫穿刷握安裝孔和長條形安裝孔的緊固件安裝位置可調地安裝在刷架1上。其中，特別優選地，刷架1上的刷握安裝孔是圓形孔。在刷握2的外壁上設置長條形安裝孔，使得操作人員可以根據實際情況調節刷握2的安裝高度，S卩，將刷握2放置在所需要的安裝位置后，使得長條形安裝孔的部分與刷握安裝孔對齊，通過緊固件貫穿對齊的長條形安裝孔和刷握安裝孔，從而將刷握2固定至所需要的安裝位置上，實現了刷握2的安裝位置可調。
[0036]在本實用新型的一種實施方式中，特別地，恒壓彈簧4包括插片41以及設置在插片 41的側端部的卷簧42,卷簧42能夠沿插片41的長度方向舒展，插片41的兩端分別插裝在刷握2的兩側，卷簧42抵壓在碳刷3的軸向一端上。具體地，插片41被彎曲，其兩端被分別插裝至刷握2的兩側，其中刷握2的兩側設有插裝插片41兩端的安裝部。在初始狀態，卷簧42的至少部分處于沿插片41的長度方向舒展的狀態，卷簧42未舒展的部分抵壓在碳刷3的軸向一端上。在運行過程中，碳刷3隨著與轉子軸7的磨損而長度逐漸減小時，卷簧42未舒展的部分能夠抵壓碳刷3的軸向一端，使得碳刷3的軸向另一端向下伸出，而能夠始終保持碳刷3與轉子軸7之間相互接觸的狀態。與此同時，卷簧42沿插片41的長度方向舒展的部分，逐漸恢復至卷曲的狀態。由于卷簧42隨著碳刷3長度的變化而舒展或卷曲，使得碳刷3受到恒定的偏壓力，因而使得碳刷3始終能夠保持與轉子軸7之間的相互接觸。[〇〇37]在本實用新型的優選實施方式中，參見圖1，其中僅有插片41的一個側端部上設有卷簧42,該卷簧42抵壓在碳刷3的軸向一端上。但本實用新型并不局限于此，也可以在插片 41的兩個側端部上均設置卷簧42,使得兩個卷簧42同時抵壓在碳刷3的軸向一端上。
[0038]為了確保碳刷3導電連接的可靠性和安全性，特別地，碳刷3上連接有刷辮，刷架1 上還設有刷辮固定孔11，刷辮通過緊固件固定在刷辮固定孔11中。碳刷3上連接有刷辮是為了保證可靠連接導通電流，對于導通電流相對大些的碳刷3,不可能依靠刷架1去導通電流， 因為碳刷3與刷架1的接觸電阻較大，就會引起發熱，甚至燒毀刷架1，因此通過刷辮來導通電流，刷架1只起握持碳刷3的作用。刷辮通過緊固件固定在刷辮固定孔11中，使得刷辮不致與其他部件纏繞或干涉其他部件。
[0039]在本實用新型的一種實施方式中，刷架1為扇形板，刷握2沿扇形板的徑向布置。由于碳刷3作為一種滑動接觸件，其通常要與軸的外周壁滑動接觸，因此為了使得碳刷3能夠很好地與軸的外周壁貼合，因而將刷架1設計為扇形板。優選地，該扇形板的弧度與碳刷3所貼合的軸的弧度相同。但本實用新型并不局限于此，刷架1還可以為環形板，例如，在本實用新型的優選實施方式中，刷架1為厚度6mm、直徑為500mm的環形銅板;也可以為其他形狀的板。特別優選地，刷架1的形狀與碳刷3所貼合的部件的橫截面形狀相同或相似。
[0040]特別地，刷架1上間隔地安裝有多個刷握2。即，同一個刷架1上可間隔地安裝有多個刷握2,每個刷握2中均設有碳刷3,從而滿足不同工作情況的需要。如圖1和圖2所示，刷架 1上安裝有兩個刷握2。
[0041]此外，本實用新型還提供了一種發電機，如圖2所示，該發電機包括轉子軸7和套設于轉子軸7的端部的機蓋5,機蓋5上設有沿轉子軸7的周向間隔布置的多個安裝座6,發電機還包括碳刷的安裝結構，刷架1安裝在安裝座6上，刷握2沿轉子軸7的徑向安裝在刷架1上， 碳刷3的向外伸出的軸向一端與轉子軸7的外周面相接觸。其中，安裝座6從機蓋5的表面且垂直于機蓋5的表面向外延伸。刷架1為與轉子軸7的弧度相同的扇形板，刷握2沿轉子軸7的徑向安裝在刷架1上，使得碳刷3的軸向一端與轉子軸7的外周壁始終相接觸，從而解決了碳刷3接觸不良的問題，也確保發電機的安全可靠性。
[0042]特別地，刷架1上還設有固定安裝孔12,安裝座6由機蓋5的表面向外延伸，安裝座6 的延伸端的外周壁上設有外螺紋，延伸端穿過固定安裝孔12并通過螺母緊固，以使得刷架1 安裝在安裝座6上。通過將延伸端穿過固定安裝孔12并通過螺母緊固，使得刷架1穩固地安裝在發電機的機蓋5上，從而消除了刷架1的振動，以及碳刷3在刷握2中的晃動，增強了發電機的安全可靠性。
[0043]為了避免刷架1將電流傳導至機蓋5上，特別地，碳刷的安裝結構還包括套設在固定安裝孔12內的絕緣套管8,絕緣套管8的兩端形成向外翻邊。此外，刷架1上還設有用于貫穿導線的導線孔13。[〇〇44]綜上所述，刷架1上共設有刷握安裝孔、刷辮固定孔11、固定安裝孔12和導線孔13， 刷握2上設有長條形安裝孔，刷握2中容納有碳刷3,刷握2上安裝有恒壓彈簧4。本實用新型通過恒壓彈簧4對碳刷3施加恒定的偏壓力，并通過刷握2上的長條形安裝孔來調節刷握2的安裝高度，從而確保碳刷3與轉子軸7能夠始終保持接觸，以解決碳刷3與轉子軸7接觸不良的問題，從而提高發電機的安全可靠性。
[0045]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0046]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0047]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【主權項】
1.一種碳刷的安裝結構，其特征在于，該碳刷的安裝結構包括刷架(1)、刷握(2)、碳刷 (3)和恒壓彈簧(4)，筒狀的所述刷握(2)環繞長條狀的所述碳刷(3)的外周部安裝在所述刷 架(1)上，所述恒壓彈簧(4)朝向所述碳刷(3)的軸向一端施加偏壓力，以使得所述碳刷(3) 的軸向另一端能夠從所述刷握(2)中軸向向外伸出。2.根據權利要求1所述的碳刷的安裝結構，其特征在于，所述刷握(2)為兩端開口的筒 柱，所述刷握(2)的外壁上設有沿軸向延伸的長條形安裝孔，所述刷握(2)安裝在所述刷架 (1)上且軸向安裝位置可調。3.根據權利要求2所述的碳刷的安裝結構，其特征在于，所述刷架(1)上設有刷握安裝 孔，所述刷握(2)通過貫穿所述刷握安裝孔和所述長條形安裝孔的緊固件安裝位置可調地 安裝在所述刷架(1)上。4.根據權利要求1所述的碳刷的安裝結構，其特征在于，所述恒壓彈簧(4)包括插片 (41)以及設置在所述插片(41)的側端部的卷簧(42)，所述卷簧(42)能夠沿所述插片(41)的 長度方向舒展，所述插片(41)的兩端分別插裝在所述刷握(2)的兩側，所述卷簧(42)抵壓在 所述碳刷(3)的軸向一端上。5.根據權利要求1所述的碳刷的安裝結構，其特征在于，所述碳刷(3)上連接有刷辮，所 述刷架(1)上還設有刷辮固定孔(11)，所述刷辮通過緊固件固定在所述刷辮固定孔(11)中。6.根據權利要求1所述的碳刷的安裝結構，其特征在于，所述刷架(1)為扇形板，所述刷 握(2)沿所述扇形板的徑向布置。7.根據權利要求1所述的碳刷的安裝結構，其特征在于，所述刷架(1)上間隔地安裝有 多個所述刷握(2)。8.—種發電機，該發電機包括轉子軸(7)和套設于所述轉子軸(7)的端部的機蓋(5 )，其 特征在于，所述機蓋(5)上設有沿所述轉子軸(7)的周向間隔布置的多個安裝座(6)，所述發 電機還包括根據權利要求1至7中任意一項所述的碳刷的安裝結構，所述刷架(1)安裝在所 述安裝座(6)上，所述刷握(2)沿所述轉子軸(7)的徑向安裝在所述刷架(1)上，所述碳刷(3) 的向外伸出的軸向一端與所述轉子軸(7)的外周面相接觸。9.根據權利要求8所述的發電機，其特征在于，所述刷架(1)上還設有固定安裝孔(12)， 所述安裝座(6)由所述機蓋(5)的表面向外延伸，所述安裝座(6)的延伸端的外周壁上設有 外螺紋，所述延伸端穿過所述固定安裝孔(12)并通過螺母緊固，以使得所述刷架(1)安裝在 所述安裝座(6)上。10.根據權利要求9所述的發電機，其特征在于，所述碳刷的安裝結構還包括套設在所 述固定安裝孔(12)內的絕緣套管(8)，所述絕緣套管(8)的兩端形成向外翻邊。
【文檔編號】H02K13/00GK205583898SQ201620429008
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】石宗國, 紀強
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 江蘇國華陳家港發電有限公司