ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПОДВЕСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК H02K5/167 

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкции подпятников гидрогенераторов подвесного исполнения.

Известны подпятники гидроагрегатов с неподвижными самоустанавливающими сегментами, вращающимся диском закрепленные на втулке подпятника, насаживаемой на вал генератора, с различными типами опор сегментов [1]. В описанной конструкции диск подпятника изолируется от втулки подпятника, а сегменты подшипника изолируются от опорных болтов для предотвращения подшипниковых токов.

Такая конструкция имеет промежуточный элемент - втулку подпятника с валом генератора, что влечет за собой удлинение вала генератора для размещения и крепления втулки на валу и соответственно удлинение всего агрегата на 1 м в гидрогенераторах средней мощности.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вертикальная подвесная электрическая машина, содержащая вал и подпятник [2].

Данной конструкции присущи вышеуказанные недостатки. Кроме того, наличие промежуточного элемента - втулки подпятника, недостаточно плотно посаженной на вал, ограничивает возможность использования наружной цилиндрической поверхности в качестве шейки для подшипника (при расположении его в общей с подпятником ванне). Сама втулка достаточно длинная для обеспечения посадочной поверхности. Кроме того, в листе посадки из-за недостаточной плотности возникает контактная коррозия вала и самой втулки, для исключения которой вынуждены наплавлять на посадочную поверхность втулки специальные пояски из меди, что увеличивает трудоемкость изготовления подпятника. Вал генератора, на котором размещены втулка и запорное кольцо, более длинный, возрастают размеры масляной ванны подпятника. Для предотвращения протекания подшипниковых токов диск подпятника изолируется от втулки подпятника, а сегменты подшипника изолируются от опорных болтов. Контроль изоляции подпятника на работающей машине практически невозможен, а устройство изоляции сегментов подшипника сложное, удорожающее производство сегментов.

Задачей изобретения является повышение надежности работы подпятника, а также снижение материалоемкости генератора, упрощение монтажа эксплуатации подпятника.

Это достигается за счет того, что в вертикальной подвесной электрической машине, содержащей вал и подпятник, состоящий из диска и сегментов, согласно изобретению диск подпятника выполнен особой конфигурации с конической боковой внутренней поверхностью и закреплен на коническом торце вала генератора изолированными крепежными элементами, причем между сопрягаемыми коническими поверхностями диска подпятника и торца вала расположена изоляционная прокладка.

Новизна предложенного решения заключается в новой форме выполнения диска подпятника.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что в отличие от прототипа в данной конструкции благодаря предложенной форме выполнения диска подпятника появляется возможность сопряжения его непосредственно с валом агрегата, чем и обеспечивается достижение цели, а именно снижение трудоемкости и металлоемкости, так как предложенная компоновка позволяет отказаться от втулки подпятника, сократить длину генераторного вала и соответственно габариты генератора в целом и высоту машинного зала ГЭС.

Кроме того, сопряжение диска подпятника и вала генератора по конической поверхности обеспечивает большую надежность фиксации диска подпятника, позволяющую передавать значительные радиальные усилия.

За счет плотной посадки диска подпятника на валу исключается возможность контактной коррозии сопрягаемых поверхностей диска и вала, а наличие изоляционной прокладки исключает возможность протекания подшипниковых токов через подпятник, что также обеспечивает повышение надежности работы электрической машины.

Кроме того, предложенная конструкция позволяет осуществлять контроль состояния изоляции в процессе работы за счет обеспечения доступа к месту расположения изоляции.

Предложенная конструкция может быть использована как при совмещенном с подшипником подпятнике, так и в раздельно размещенных подпятнике и подшипнике.

На чертеже изображен подпятник гидрогенераторов подвесного типа.

На конический торец вала 1 генератора с помощью изолированных болтов 2 и штифтов крепится диск 3 подпятника. Между валом и диском подпятника установлена изоляция 4, предохраняющая подшипник и подпятник от подшипниковых токов. Наружная цилиндрическая поверхность 5 диска подпятника может быть шейкой для сегментов 6 подшипника в варианте совмещенного размещения подпятника и подшипника. Диск подпятника опирается на неподвижные сегменты 7 подпятника. Опоры сегментов подпятника могут быть любого типа: жесткие винтовые, гидравлические, пружинные, рычажные и т.п. На верхней торцовой поверхности диска подпятника могут размещаться держатель 8 контактных колец, контактное устройство 9 для замера изоляции диска подпятника.

При сборке агрегата на верхний конический торец вала 1 ротора генератора устанавливают диск 3 подпятника с заранее наклеенной на его коническую поверхность изоляционной прокладкой 4. Затем закрепляют диск 3 на торце вала 1 посредством изолированных болтов 2.

На наружной цилиндрической поверхности 5 диска 3 подпятника могут быть расположены сегменты 6 радиального подшипника.

Предложенная конструкция позволяет снизить металлоемкость конструкции, так как позволяет исключить втулку подпятника, сократить длину вала ротора, а следовательно, и габариты генератора и машинного зала ГЭС. Кроме того, предложенная конструкция исключает возможность контактной коррозии вала, значительно повышает надежность крепления диска подпятника, а следовательно, и работы машины в целом. Еще одним существенным преимуществом данной конструкции является возможность контроля изоляции в месте сопряжения диска подпятника и вала во время работы агрегата.

Использование: в конструкции подпятников гидрогенераторов подвесного исполнения. Сущность изобретения: диск 3 подпятника выполнен особой конфигурации с конической боковой внутренней поверхностью. Он закреплен на коническом торце вала 1 генератора изолированными крепежными элементами 2. Между сопрягаемыми коническими поверхностями диска подпятника и торца вала расположена изоляционная прокладка 4. 1 ил.

ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПОДВЕСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая вал и подпятник, состоящий из диска и сегментов, отличающаяся тем, что диск подпятника выполнен с конической боковой внутренней поверхностью и закреплен на коническом торце вала генератора изолированными крепежными элементами, причем между сопрягаемыми коническими поверхностями диска подпятника и торца вала расположена изоляционная прокладка.